Sedimentology of surface samples from the Weddell Sea, Antarctica

Mineralogical and granulometric properties of glacial-marine surface sediments of the Weddell Sea and adjoining areas were studied in order to decipher spatial variations of provenance and transport paths of terrigenous detritus from Antarctic sources. The silt fraction shows marked spatial differences in quartz contents. In the sand fractions heavy-mineral assemblages display low mineralogical maturity and are dominated by garnet, green hornblende, and various types of clinopyroxene. Cluster analysis yields distinct heavy-mineral assemblages, which can be attributed to specific source rocks of the Antarctic hinterland. The configuration of modern mineralogical provinces in the near-shore regions reflects the geological variety of the adjacent hinterland. In the distal parts of the study area, sand-sized heavy minerals are good tracers of ice-rafting. Granulometric characteristics and the distribution of heavy-mineral provinces reflect maxima of relative and absolute accumulation of ice-rafted detritus in accordance with major iceberg drift tracks in the course of the Weddell Gyre. Fine-grained and coarse-grained sediment fractions may have different origins. In the central Weddell Sea, coarse ice-rafted detritus basically derives from East Antarctic sources, while the fine-fraction is discharged from weak permanent bottom currents and/or episodic turbidity currents and shows affinities to southern Weddell Sea sources. Winnowing of quartz-rich sediments through intense bottom water formation in the southern Weddell Sea provides muddy suspensions enriched in quartz. The influence of quartz-rich suspensions moving within the Weddell Gyre contour current can be traced as far as the continental slope in the northwestern Weddell Sea. In general, the focusing of mud by currents significantly exceeds the relative and absolute contribution of ice-rafted detritus beyond the shelves of the study area.

Schwermineraltabelle

Die Altersbestimmung von Sedimentärgeschieben, die nicht durch ihren Fossilgehalt hinreichend gekennzeichnet sind, ist nur auf dem Wege eines petrographischen Vergleiches mit bekannten Geschieben oder dem anstehenden Vorkommen der betreffenden Gesteine möglich. In vielen Fällen Iäßt zwar schon das makroskopische Bild sichere Aussagen zu, wie z. B. ein fossilfreier roter Orthocerenkalk oder ein Juraoolith ohne Schwierigkeiten erkannt und damit auch richtig eingestuft werden können. Zuweilen ist dieser makroskopische Vergleich aber doch recht unsicher und Iäßt keine eindeutige Entscheidung zu. Hier können mikroskopische Methoden mit Aussicht auf Erfolg weiterhelfen. Im Laufe der letzten Jahrzehnte hat sich zur Kennzeichnung klastischer Sedimente die Untersuchung der spezifisch schweren Minerale in zunehmendem Maße bewährt, wobei einmal das Auftreten bestimmter Minerale in einzelnen Schichtgruppen, zum andern das relative Mengenverhältnis gleicher Minerale in verschiedenen Ablagerungen herangezogen wurde. Eine Übertragung dieser Methoden auf die Geschiebeforschung ist bisher noch nicht versucht worden, obwohl hier gerade ein dankbares Objekt vorliegt, da auch sehr geringe Mengen von Untersuchungssubstanz eine hinreichende Charakterisierung des Schwermineralbestandes gestatten, also auch kleine und kleinste Geschiebe der Untersuchung zugänglich sind.