Oceanic crust and island arc formation in Central Asia during late Neoproterozoic times - evidence from petrological and geochemical studies

Die vorliegende Arbeit behandelt die Entwicklung des 570 Ma alten, neoproterozoischen Agardagh - Tes-Chem Ophioliths (ATCO) in Zentralasien. Dieser Ophiolith liegt südwestlich des Baikalsees (50.5° N, 95° E) und wurde im frühen Stadium der Akkretion des Zentralasiatischen Mobilgürtels auf den nordwestlichen Rand des Tuvinisch-Mongolischen Mikrokontinentes aufgeschoben. Bei dem Zentralasiatische Mobilgürtel handelt es sich um einen riesigen Akkretions-Subduktionskomplex, der heute das größte zusammenhängende Orogen der Erde darstellt. Im Rahmen dieser Arbeit wurden eine Reihe plutonischer und vulkanischer Gesteine, sowie verschiedene Mantelgesteine des ATCO mittels mikroanalytischer und geochemischer Verfahren untersucht (Elektronenstrahlmikrosonde, Ionenstrahlmikrosonde, Spurenelement- und Isotopengeochemie). Die Auswertung dieser Daten ermöglichte die Entwicklung eines geodynamisch-petrologischen Modells zur Entstehung des ATCO. Die vulkanischen Gesteine lassen sich aufgrund ihrer Spurenelement- und Isotopenzusammensetzung in inselbogenbezogene und back-arc Becken bezogene Gesteine (IA-Gesteine und BAB-Gesteine) unterscheiden. Darüber hinaus gibt es eine weitere, nicht eindeutig zuzuordnende Gruppe, die hauptsächlich mafische Gänge umfasst. Der grösste Teil der untersuchen Vulkanite gehört zur Gruppe der IA-Gesteine. Es handelt sich um Al-reiche Basalte und basaltische Andesite, welche aus einem evolvierten Stammmagma mit Mg# 0.60, Cr ~ 180 µg/g und Ni ~ 95 µg/g hauptsächlich durch Klinopyroxenfraktionierung entstanden sind. Das Stammmagma selbst entstand durch Fraktionierung von ca. 12 % Olivin und geringen Anteilen von Cr-Spinell aus einer primären, aus dem Mantel abgeleiteten Schmelze. Die IA-Gesteine haben hohe Konzentrationen an inkompatiblen Spurenelementen (leichte-(L)- Seltenerdelement-(SEE)-Konzentrationen etwa 100-fach chondritisch, chondrit-normierte (La/Yb)c von 14.6 - 5.1), negative Nb-Anomalien (Nb/La = 0.37 - 0.62) und niedrige Zr/Nb Verhältnisse (7 - 14) relativ zu den BAB-Gesteinen. Initiale eNd Werte liegen bei etwa +5.5, initiale Bleiisotopenverhältnisse sind: 206Pb/204Pb = 17.39 - 18.45, 207Pb/204Pb = 15.49 - 15.61, 208Pb/204Pb = 37.06 - 38.05. Die Anreicherung lithophiler inkompatibler Spurenelemente (LILE) in dieser Gruppe ist signifikant (Ba/La = 11 - 130) und zeigt den Einfluss subduzierter Komponenten an. Die BAB-Gesteine repräsentieren Schmelzen, die sehr wahrscheinlich aus der gleichen Mantelquelle wie die IA-Gesteine stammen, aber durch höhere Aufschmelzgrade (8 - 15 %) und ohne den Einfluss subduzierter Komponenten entstanden sind. Sie haben niedrigere Konzentrationen an inkompatiblen Spurenelementen, flache SEE-Muster ((La/Yb)c = 0.6 - 2.4) und höhere initiale eNd Werte zwischen +7.8 und +8.5. Nb Anomalien existieren nicht und Zr/Nb Verhältnisse sind hoch (21 - 48). Um die geochemische Entwicklung der vulkanischen Gesteine des ATCO zu erklären, sind mindestens drei Komponenten erforderlich: (1) eine angereicherte, ozeaninselbasalt-ähnliche Komponente mit hoher Nb Konzentration über ~ 30 µg/g, einem niedrigen Zr/Nb Verhältnis (ca. 6.5), einem niedrigen initialen eNd Wert (um 0), aber mit radiogenen 206Pb/204Pb-, 207Pb/204Pb- und 208Pb/204Pb-Verhältnissen; (2) eine N-MORB ähnliche back-arc Becken Komponente mit flachem SEE-Muster und einem hohen initialen eNd Wert von mindestens +8.5, und (3) eine Inselbogen-Komponente aus einer verarmten Mantelquelle, welche durch die abtauchende Platte geochemisch modifiziert wurde. Die geochemische Entstehung der ATCO Vulkanite lässt sich dann am besten durch eine Kombination aus Quellenkontamination, fraktionierte Kristallisation und Magmenmischung erklären. Geodynamisch gesehen entstand der ATCO sehr wahrscheinlich in einem intraozeanischen Inselbogen - back-arc System. Bei den untersuchten Plutoniten handelt es sich um ultramafische Kumulate (Wehrlite und Pyroxenite) sowie um gabbroische Plutonite (Olivin-Gabbros bis Diorite). Die geochemischen Charakteristika der mafischen Plutonite sind deutlich unterschiedlich zu denen der vulkanischen Gesteine, weshalb sie sehr wahrscheinlich ein späteres Entwicklungsstadium des ATCO repräsentieren. Die Spurenelement-Konzentrationen in den Klinopyroxenen der ultramafischen Kumulate sind extrem niedrig, mit etwa 0.1- bis 1-fach chondritischen SEE-Konzentrationen und mit deutlich LSEE-verarmten Mustern ((La/Yb)c = 0.27 - 0.52). Berechnete Gleichgewichtsschmelzen der ultramafischen Kumulate zeigen grosse Ähnlichkeit zu primären boninitischen Schmelzen. Die primären Magmen waren daher boninitischer Zusammensetzung und entstanden in dem durch vorausgegangene Schmelzprozesse stark verarmten Mantelkeil über einer Subduktionszone. Niedrige Spurenelement-Konzentrationen zeigen einen geringen Einfluss der abtauchenden Platte an. Die Spurenelement-Konzentrationen der Gabbros sind ebenfalls niedrig, mit etwa 0.5 - 10-fach chondritischen SEE-Konzentrationen und mit variablen SEE-Mustern ((La/Yb)c = 0.25 - 2.6). Analog zu den Vulkaniten der IA-Gruppe haben alle Gabbros eine negative Nb-Anomalie mit Nb/La = 0.01 - 0.31. Die initialen eNd Werte der Gabbros variieren zwischen +4.8 und +7.1, mit einem Mittelwert von +5.9, und sind damit identisch mit denen der IA-Vulkanite. Bei den untersuchten Mantelgesteinen handelt es sich um teilweise serpentinisierte Dunite und Harzburgite, die alle durch hohe Mg/Si- und niedrige Al/Si-Verhältnisse gekennzeichnet sind. Dies zeigt einen refraktären Charakter an und steht in guter Übereinstimmung mit den hohen Cr-Zahlen (Cr#) der Spinelle (bis zu Cr# = 0.83), auf deren Basis der Aufschmelzgrad der residuellen Mantelgesteine berechnet wurde. Dieser beträgt etwa 25 %. Die geochemische Zusammensetzung und die petrologischen Daten der Ultramafite und Gabbros lassen sich am besten erklären, wenn man für die Entstehung dieser Gesteine einen zweistufigen Prozess annimmt. In einer ersten Stufe entstanden die ultramafischen Kumulate unter hohem Druck in einer Magmenkammer an der Krustenbasis, hauptsächlich durch Klinopyroxen-Fraktionierung. Bei dieser Magmenkammer handelte es sich um ein offenes System, dem von unten laufend neue Schmelze zugeführt wurde, und aus dem im oberen Bereich evolviertere Schmelzen geringerer Dichte entwichen. Diese evolvierten Schmelzen stiegen in flachere krustale Bereiche auf und bildeten dort meist isolierte Intrusionskörper. Diese Intrusionskörper erstarrten ohne Magmen-Nachschub, weshalb petrographisch sehr unterschiedliche Gesteine entstehen konnten. Eine geochemische Modifikation der abkühlenden Schmelzen erfolgte allerdings durch die Assimilation von Nebengestein. Da innerhalb der Gabbros keine signifikante Variation der initalen eNd Werte existiert, handelte es sich bei dem assimilierten Material hauptsächlich um vulkanische Gesteine des ATCO und nicht um ältere, möglicherweise kontinentale Kruste.

Studies of the microbial diversity on analyzed samples from from Peru Margin, Equatorial Pacific, Hydrate Ridge, and Juan de Fuca Ridge

Marine sediments harbor an enormous quantity of microorganisms, including a multitude of novel species. The habitable zone of the marine sediment column begins at the sediment-water interface and probably extends to depths of several thousands of meters. Studies of the microbial diversity in this ecosystem have mostly relied on molecular biological techniques. We used a complementary method - analysis of intact polar membrane lipids - to characterize the in-situ microbial community in sediments covering a wide range of environmental conditions from Peru Margin, Equatorial Pacific, Hydrate Ridge, and Juan de Fuca Ridge. Bacterial and eukaryotic phospholipids were only detected in surface sediments from the Peru Margin. In contrast, deeply buried sediments, independent of their geographic location, were dominated by archaeal diether and tetraether lipids with various polar head groups and core lipids. We compared ring distributions of archaeal tetraether lipids derived from polar glycosidic precursors with those that are present as core lipids. The distributions of these related compound pools were distinct, suggestive of different archaeal sources, i.e., the polar compounds derive from sedimentary communities and the core lipids are fossil remnants from planktonic communities with possible admixtures of decayed sedimentary archaea. This in-situ production of distinct archaeal lipid populations potentially affects applications of the TEX86 paleotemperature proxy as demonstrated by offsets in reconstructed temperatures between both pools. We evaluated how varying cell and lipid stabilities will influence the sedimentary pool by using a box-model. The results are consistent with (i) a requirement of continuous inputs of freshly synthesized lipids in subsurface sediments for explaining the observed distribution of intact polar lipids, and (ii) decreasing lipid inputs with increasing burial depth.

Particle flux measurements from moorings and surface sediment studies of sediment cores in the SE Pacific Ocean

Flux of siliceous plankton and taxonomic composition of diatom and silicoflagellate assemblages were determined from sediment trap samples collected in coastal upwelling-influenced waters off northern Chile (30°S, CH site) under "normal" or non-El Niño (1993-94) and El Niño conditions (1997-98). In addition, concentration of biogenic opal and siliceous plankton, and diatom and silicoflagellate assemblages preserved in surface sediments are provided for a wide area between 27° and 43°S off Chile. Regardless of the year, winter upwelling determines the maximum production pattern of siliceous microorganisms, with diatoms numerically dominating the biogenic opal flux. During the El Niño year the export is markedly lower: on an annual basis, total mass flux diminished by 60%, and diatom and silicoflagellate export by 75%. Major components of the diatom flora maintain much of their regular seasonal cycle of flux maxima and minima during both sampling periods. Neritic resting spores (RS) of Chaetoceros dominate the diatom flux, mirroring the influence of coastal-upwelled waters at the CH trap site. Occurrence of pelagic diatoms species Fragilariopsis doliolus, members of the Rhizosoleniaceae, Azpeitia spp. and Nitzschia interruptestriata, secondary components of the assemblage, reflects the intermingling of warmer waters of the Subtropical Gyre. Dictyocha messanensis dominates the silicoflagellate association almost year-around, but Distephanus pulchra delivers ca. 60% of its annual production in less than three weeks during the winter peak. The siliceous thanatocoenosis is largely dominated by diatoms, whose assemblage shows significant qualitative and quantitative variations from north to south. Between 27° and 35°S, the dominance of RS Chaetoceros, Thalassionema nitzschioides var. nitzschioides and Skeletonema costatum reflects strong export production associated with occurrence of coastal upwelling. Both highest biogenic opal content and diatom concentration at 35° and 41°-43°S coincide with highest pigment concentrations along the Chilean coast. Predominance of the diatom species Thalassiosira pacifica and T. poro-irregulata, and higher relative contribution of the silicoflagellate Distephanus speculum at 41°-43°S suggest the influence of more nutrient-rich waters and low sea surface temperatures, probably associated with the Antarctic Circumpolar Water.

The Role of Europe in Enhancing Cooperative Security in Asia and the Pacific: A View from Japan. Egmont Security Policy Brief No. 50, October 2013

Asia is a prominent export market for Europe while in the East and South China Seas, tensions continue. Europe has searched for its political role in Asia. This policy brief presents an analysis and argues the role of Europe in enhancing cooperative security in Asia and the Pacific, which would promote stability and peace there.

Equatorial Pacific Ocean climate studies (EPOCS) : progress and plans.

"October 1985".

The Pacific Southwest analytical summary report on water & land resources : based on framework studies of four regions /

Cover title.

Pacific charter; our destiny in Asia.

"First edition."

Censuses of Asia and the Pacific : 1980 round /

Includes bibliographies and index.

A voyage to the Pacific Ocean. Undertaken by the command of His Majesty, for making discoveries in the Northern hemisphere, to determine the position and extent of the west side of North America; its distance from Asia; and the practicability of a northern passage to Europe.

MTSD 58.

Asia and Europe; studies presenting the conclusions formed by the author in a long life devoted to the subject of the relations between Asia and Europe,

Papers originally published in the Contemporary review, the National review, and the Spectator.