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.

A Geological Report on an Area Five Miles Southeast of Renova, Montana, and on an Area Seven Miles South of Jefferson Island, Montana

This trip was conducted to give those students working for their respective degrees an excellent opportunity to work under actual field conditions. A total of three weeks was taken to complete the required work. Two weeks were spent in the field gathering data, and making maps, and the last week was spent in the drawing room at the college preparing the final map.

Report on Pole Canyon Area and Area Three Miles Southeast of Jefferson Island

The primary purpose of the trip was to acquaint the students with some of the problems that occur in the field, and also how to make geologic maps of sections, outcrops, faults, and other geologic features of the earths surface.

Composition of rocks and minerals from the Bolshoy Lyakhovsky Island (New Siberian Islands)

In the southeast of the Bolshoi Lyakhovsky Island there are outcrops of tectonic outliers composed of low-K medium-Ti tholeiitic basic rocks represented by low altered pillow basalts, as well as by their metamorphosed analogs: amphibolites and blueschists. The rocks are depleted in light rare-earth elements and were melted out of a depleted mantle source enriched in Th, Nb, and Zr also contributed to the rock formation. The magma sources were not affected by subduction-related fluids or melts. The rocks were part of the Jurassic South Anyui ocean basin crust. The blueschists are the crust of the same basin submerged beneath the more southern Anyui-Svyatoi Nos arc to depth of 30-40 km. Pressure and temperature of metamorphism suggest a setting of "warm" subduction. Mineral assemblages of the blueschists record time of a collision of the Anyui-Svyatoi Nos island arc and the New Siberian continental block expressed as a counter-clockwise PT trend. The pressure jump during the collision corresponds to heaping of tectonic covers above the zone of convergence 12 km in total thickness. Ocean rocks were thrust upon the margin of the New Siberian continental block in late Late Jurassic - early Early Cretaceous and mark the NW continuation of the South Anyui suture, one of the main tectonic sutures of the Northeastern Asia.

Chemical composition of minerals from rocks of the Utashud Island, off the Southeast Kamchatka

A brief review of various relationships connecting seismofocal zone and volcanic belts within the Kurile island-arc system is represented. Possibilities of manifestation of the submarine volcanic activity and associated relief of the hydrothermal systems on the Pacific shelf of the South Kamchatka are considered. We propose to consider Malko-Petropavlovsk zone of transverse dislocations as seismogenerating one. The phenomenon of ultrafast deformations.

Bacterioplankton and bacteriobenthos in surface layer waters and sediments between the Sakhalin Island and the Eastern Asia in June 2006

This work presents results of a study of plankton and benthic microbiocenoses of the Amur River estuary. It is shown that distribution of total abundance and indicator groups of bacteriobenthos are characterized by stronger heterogeneity compared with bacterioplankton and that it depends on the Amur River runoff and bottom type. The river runoff helps by increasing overall bacterioplankton abundance in the near-mouth part of the estuary. Microorganisms utilizing low concentrations of organic matter (OM) play major role in processes of OM utilization in water and bottom sediments. Saprophytic bacteria play a significant role in OM utilization only in water at certain sampling sites in the Tatarsky Strait and Sakhalin Bay and in bottom sediments sampled in the mouth part of the estuary. Some parts of the estuary subjected to organic contamination are found according to microbiological characteristics. It is shown that fluctuation of salinity leads to change of the role of bacteria with different food demands in the microbial community.

Nova Scotia pilot. Bay of Fundy, southeast coast of Nova-Scotia and coast of Cape Breton Island.

Mode of access: Internet.

The role of overseas Chinese investment in the emerging countries of Southeast and East Asia: A Confucian model of the foreign direct investment decision-making process using factors unconsidered in the West

The purpose of this study was to gain a better understanding of the foreign direct investment location decision making process through the examination of non-Western investors and their investment strategies in non-traditional markets. This was accomplished through in-depth personal interviews with 50 Overseas Chinese business owners and executives in several different industries from Hong Kong, Singapore, Taiwan, Malaysia, and Thailand about 97 separate investment projects in Southeast and East Asia, including The Philippines, Malaysia, Hong Kong, Singapore, Vietnam, India, Pakistan, South Korea, Australia, Indonesia, Cambodia, Thailand, Burma, Taiwan, and Mainland China.^ Traditional factors utilized in Western models of the foreign direct investment decision making process are reviewed, as well as literature on Asian management systems and the current state of business practices in emerging countries of Southeast and East Asia. Because of the lack of institutionalization in these markets and the strong influences of Confucian and patriarchal value systems on the Overseas Chinese, it was suspected that while some aspects of Western rational economic models of foreign direct investment are utilized, these models are insufficient in this context, and thus are not fully generalizable to the unique conditions of the Overseas Chinese business network in the region without further modification.^ Thus, other factors based on a Confucian value system need to be integrated into these models. Results from the analysis of structured interviews suggest Overseas Chinese businesses rely more heavily on their network and traditional Confucian values than rational economic factors when making their foreign direct investment location decisions in emerging countries in Asia. This effect is moderated by the firm's industry and the age of the firm's owners. ^

Results of wave modelling for Moreton Bay, Southeast Queensland, and a reef lagoon off Lizard Island, Great Barrier Reef, Australia

The distribution, abundance, behaviour, and morphology of marine species is affected by spatial variability in the wave environment. Maps of wave metrics (e.g. significant wave height Hs, peak energy wave period Tp, and benthic wave orbital velocity URMS) are therefore useful for predictive ecological models of marine species and ecosystems. A number of techniques are available to generate maps of wave metrics, with varying levels of complexity in terms of input data requirements, operator knowledge, and computation time. Relatively simple "fetch-based" models are generated using geographic information system (GIS) layers of bathymetry and dominant wind speed and direction. More complex, but computationally expensive, "process-based" models are generated using numerical models such as the Simulating Waves Nearshore (SWAN) model. We generated maps of wave metrics based on both fetch-based and process-based models and asked whether predictive performance in models of benthic marine habitats differed. Predictive models of seagrass distribution for Moreton Bay, Southeast Queensland, and Lizard Island, Great Barrier Reef, Australia, were generated using maps based on each type of wave model. For Lizard Island, performance of the process-based wave maps was significantly better for describing the presence of seagrass, based on Hs, Tp, and URMS. Conversely, for the predictive model of seagrass in Moreton Bay, based on benthic light availability and Hs, there was no difference in performance using the maps of the different wave metrics. For predictive models where wave metrics are the dominant factor determining ecological processes it is recommended that process-based models be used. Our results suggest that for models where wave metrics provide secondarily useful information, either fetch- or process-based models may be equally useful.

Timing, origin and emplacement dynamics of mass flows offshore of SE Montserrat in the last 110 ka : implications for landslide and tsunami hazards, eruption history, and volcanic island evolution

Mass flows on volcanic islands generated by volcanic lava dome collapse and by larger-volume flank collapse can be highly dangerous locally and may generate tsunamis that threaten a wider area. It is therefore important to understand their frequency, emplacement dynamics, and relationship to volcanic eruption cycles. The best record of mass flow on volcanic islands may be found offshore, where most material is deposited and where intervening hemipelagic sediment aids dating. Here we analyze what is arguably the most comprehensive sediment core data set collected offshore from a volcanic island. The cores are located southeast of Montserrat, on which the Soufriere Hills volcano has been erupting since 1995. The cores provide a record of mass flow events during the last 110 thousand years. Older mass flow deposits differ significantly from those generated by the repeated lava dome collapses observed since 1995. The oldest mass flow deposit originated through collapse of the basaltic South Soufriere Hills at 103-110 ka, some 20-30 ka after eruptions formed this volcanic center. A ∼1.8 km3 blocky debris avalanche deposit that extends from a chute in the island shelf records a particularly deep-seated failure. It likely formed from a collapse of almost equal amounts of volcanic edifice and coeval carbonate shelf, emplacing a mixed bioclastic-andesitic turbidite in a complex series of stages. This study illustrates how volcanic island growth and collapse involved extensive, large-volume submarine mass flows with highly variable composition. Runout turbidites indicate that mass flows are emplaced either in multiple stages or as single events.