Magnetic susceptibility parameters of ODP Leg 204 sites

In this paper, we present a rock magnetic data set produced for sediments from Hydrate Ridge recovered during Ocean Drilling Program Leg 204. Our data set is based on several artificially induced magnetic properties that can be used as a diagnostic for the presence of magnetic iron sulfides. The occurrence of magnetic iron sulfides within the gas hydrate stability zone in locations where gas hydrates are present seems to confirm previous interpretations linking formation of such minerals with generation of gas hydrate. Magnetic iron sulfides are also found at positions deeper than the gas hydrate stability zone. We suggest that these positions, which include intervals located just below the bottom-simulating reflector and also at deeper positions, may mark the former presence of gas hydrates that have been later dissociated as the gas hydrate stability zone moved upward through time. Detailed characterization of the magnetic iron sulfide mineralogy and comparison with sedimentological and geochemical data will be attempted for better determining the significance of magnetic iron sulfides in Hydrate Ridge sediments and their possible applications in the study of gas hydrates.

Sedimentology and age determinations on core PS2813-1

Die Rekonstruktion des Einflusses von Strömungen und glazialmarinen Prozessen auf das Sedimentationsgeschehen am Kontinentalhang der Antarktischen Halbinsel im westlichen Weddellmeer basiert auf sedimentologischen und geophysikalischen Daten eines Kolbenlotkerns. Der Sedimentkern wurde während des Fahrtabschnitts ANT-XIV/3 mit dem FS "Polarstern" aus einer mächtigen Levee-Struktur eines Rinnen-Rückensystems gewonnen. Es wurden sedimentologische sowie sedimentphysikalische Untersuchungen an dem Kernmaterial durchgeführt. Die texturellen Änderungen im Kern und die Variationen der gemessenen Parameter ermöglichen eine lithofazielle Gliederung und stratigraphische Einstufung der Sedimentabfolge. Die untersuchten Sedimente umfassen den Zeitraum der vier letzten Klimazyklen bis heute und repräsentieren die Ablagerungsbedingungen von mehr als 340 000 Jahren. Vier Faziestypen wurden unterschieden, die sowohl glaziale als auch interglaziale Ablagerungsräume charakterisieren. (1) Die überwiegend groblaminierten Sedimentabfolgen wurden der Laminitfazies zugeordnet. Unter glazialen Umweltbedingungen kam es infolge schwacher Bodenströmungen zur Ablagerung feinkörniger, laminierter, strömungsbetonter Sedimente. (2) Strukturlose, sehr homogene Sedimentabfolgen des Kems beschreiben einen weiteren, den Kaltzeiten zugeordneten, Faziestyp, der durch geringe Variationen in den Sedimenteigenschaften charakterisiert ist. (3) Kernabschnitte, die weitgehend strukturlos sind bzw. leichte Bioturbationen und relativ viel eistransportiertes Material aufweisen, wurden als IRD-Fazies bezeichnet. Sie repräsentiert den Übergang vom Glazial zum Interglazial, in dem sich das Schelfeis und die Meereisbeckung zurückzogen. In den Sedimenten kam es infolge der gesteigerten Kalbungsrate zur Anreicherung der Eisfracht. (4) Die relativ biogenreichen, hellen Ablagerungen wurden der interglazialzeitlichen Karbonatfazies zugeteilt. Der signifikant erhöhte Anteil planktischer Foraminiferen weist auf eine gesteigerte Bioproduktivität im Oberflächenwasser hin, die aus verstärkten jahreszeitlichen Schwankungen der Meereisbedeckung resultiert. Die betrachteten Sedimentationsprozesse, wie biologische Produktivität, Umlagerungsprozesse durch Meeresströmungen, gravitativer Sedimenttransport und Eistransport, sind das Abbild komplexer Wechselwirkungen aus Meeresspiegelschwankungen, Änderungen ozeanographischer Bedingungen und der Vereisungsdynamik. Das Sedimentationsgeschehen im Untersuchungsgebiet wurde folglich durch die Variationen der vorherrschenden Umweltbedingungen bestimmt. Im Glazial kam es unter einer geschlossenen Meereisbedeckung zur Ablagerung feinkörniger, geschichteter Sedimente. Vorwiegend Turbiditströmungen kontrollierten das Sedimentationsgeschehen innerhalb des betrachteten Rinnen-Rückensystems. Unter dem Einfluß der Coriolis-Kraft und wahrscheinlich einer Konturströmung wurden die suspendierten, feinkörnigen Partikel aus dem zentralen Bereich der Rinne verdriftet und über dem nördlichen Uferwall abgelagert. Höherenergetische gravitative Prozesse beeinflußten das Sedimentationsgeschehen episodisch und sind durch gut sortierte Ablagerungen mit erhöhten Gehalten im Mittel- bis Grobsiltbereich dokumentiert. Höhere Sedimentationsraten in den Glazialen trugen verstärkt zur Bildung des Uferwalls bei. Die Ablagerungen der ebenfalls glazialzeitlichen homogenen Fazies belegen unterschiedliche Ablagerungsbedingungen und eine Verschiebung der dominierenden Prozesse. Während des Übergangs vom Glazial zum Interglazial nahm die Bodenwasserbildungsrate durch das Aufschwimmen des Schelfeises zu, wodurch die Strömungsintensität gesteigert wurde. Eine verstärkte Eisbergaktivität wird durch die Anreichung des IRD-Materials dokumentiert. Während interglazialer Zeiten ermöglichten offen-marine Bedingungen im Südsommer eine leicht erhöhte biologische Produktivität, so daß der Ablagerungsraum durch die Sedimentation biogener Komponenten verstärkt beeinflußt wurde.

(Table T1) Paleomagnetic properties of ODP Hole 191-1179D basalts

During Ocean Drilling Program Leg 191, ~100 m of mid-Cretaceous igneous crust was cored at Site 1179 (41.08°N, 159.96°E), located within magnetic Anomaly M8 on the abyssal plain of the northwest Pacific Ocean near Shatsky Rise. Paleomagnetic data from this section are significant because they can constrain the mid-Cretaceous Pacific plate paleolatitude and paleomagnetic pole, both of which can be used to infer tectonic drift and other geodynamic processes. In this study, we analyzed the paleomagnetism of 122 samples from 40 flows in the Site 1179 basalt section. Comparison of inclination data among flows implies 13 independent measurements of the paleomagnetic field. Assuming a reversed magnetic polarity because of the site location within Anomaly M8, the data give a mean paleocolatitude of 88.1° ± 6.8° (corresponding to a paleolatitude of 1.9°N). The paleocolatitude is consistent with other mid-Cretaceous Pacific paleomagnetic data that indicate ~39° northward drift of the western Pacific plate since mid-Cretaceous time. Comparison of observed between-flow colatitude variance with that expected from secular variation data suggests that secular variation may not have been completely averaged with the 13 independent groups sampled at Site 1179. Colatitude scatter in the section is markedly less in the deepest 33 m of the hole, indicating a shift from rapidly erupted flows in the bottom ~33 m of the section to more slowly emplaced flows above.

(Table 1) Depth and revised depth from ODP Sites 169-1033 and 169-1034

The Holocene section in Saanich Inlet, Vancouver Island, British Columbia, is 50-70 m thick. Cores from Saanich Inlet obtained during Leg 169S of the Ocean Drilling Program afford an excellent opportunity to obtain an ultrahigh-resolution paleomagnetic and environmental magnetic record for the Holocene and Late Pleistocene of western Canada. We have used an automated, long-core cryogenic magnetometer to study over 380 m of continuous u-channel samples from ODP Sites 1033 and 1034, the two sites that constitute Leg 169S. Holocene records of paleomagnetic inclination and intensity show excellent intra-site correlation and can be used to fine-tune the lithologic correlation among cores from each site. The Late Pleistocene magnetic records provide a means of intra-site correlation of the otherwise featureless marine clay. Near the Holocene/Late Pleistocene boundary, both sites contain a magnetic intensity feature that is interpreted as a Missoula-type flood event on the Fraser River. The composite Holocene inclination records from the two sites are quite similar and provide a means of comparing current age-models that are based on radiocarbon dating of material from each site. This comparison shows only minor differences in the available age-models. It also provides strong evidence that the sediments of Saanich Inlet represent a reliable record of geomagnetic field behavior.

(Table 1) Magnetic characteristic properties of selected samples of ODP Hole 134-831B

During Ocean Drilling Program Leg 134 (Vanuatu), geological high sensitivity magnetic tools (GHMT) developed by CEA-LETI and TOTAL were used at two drill sites. GHMT combine two sensors, a proton magnetometer for total magnetic field measurements with an operational accuracy of 0.1 nanoteslas (nT), and a highly sensitive induction tool to measure the magnetic susceptibility with an operational accuracy of a few 10**-6 SI units. Hole 829A was drilled through an accretionary prism and the downhole measurements of susceptibility correlate well with other well-log physical properties. Sharp susceptibility contrasts between chalk and volcanic silt sediment provide complementary data that help define the lithostratigraphic units. At Hole 831B magnetic susceptibility and total field measurements were performed through a 700-m reef carbonate sequence of a guyot deposited on top of an andesitic volcano. The downhole magnetic susceptibility is very low and the amplitude of peak-to-peak anomalies is less than a few 10**-5 SI units. Based on the repeatability of the measurements, the accuracy of the magnetic logging measurements was demonstrated to be excellent. Total magnetic field data at Hole 831B reveal low magnetic anomalies of 0.5 to 5 nT and the measurement of a complete repeat section indicates an accuracy of 0.1 to 0.2 nT. Due to the inclination of the earth's magnetic field in this area (~-40°) and the very low magnetic susceptibility of the carbonate, the contribution of the induced magnetization to the total field measured in the hole is negligible. Unfortunately, because the core recovery was extremely poor (<5%) no detailed comparison between the core measurements and the downhole magnetic data could be made. Most samples have a diamagnetic susceptibility and very low intensity of remanent magnetization (< 10**-4 A/m), but a few samples have a stable remanent magnetization up to 0.005 A/m. These variations of the intensity of the remanent magnetization suggest a very heterogeneous distribution of the magnetization in the carbonate sequence that could explain the magnetic field anomalies measured in these weakly magnetized rocks.