Sediment accumulation rates of sediment cores from the North-West African continental margin

Six soft sediment cores, up to and over 9 m in length, and additional surface samples were selected for study of their planktonic foraminifera to provide information on the Holocene and Pleistocene stratigraphy of the West African continental margin south of the present boundary of the Sahara. The material was collected by the German research vessel "Meteor" during Cruise 25 in 1971. The residues larger than 160 microns determined, counted and statistically evaluated. Stratigraphical correlations with trans- Antlantic regions are given by occurrence of Truncorotalidoides hexagonus and Globorotalia tumidula flexuosa which mark the last interglacial stage. According to the climatic record the two deep-sea cores extend down to the V-zone, considered here as equivalent to the Mindel-Riss-interglacial time, as there are three distinctly warm and two cold periods indicated in the cores by planktonic foraminiferal faunas. Z-zone = Holocene is present in all cores, Y-zone = Wuermian glacial can be divided into five section, three cold and two warm stages; the X-zone can be divided into three warm stages, separated into two cool periods. The earliest warm stage is indicated to be the warmest one. There are excellent correlations to the Camp century ice core from Greenland, to the Mediterranean, to the Carribean and to the tropical Atlantic as well as to the Barnados stage. The W-zone was correlated to the Riss-glacial. V-zone is a warm period, the upper limit of which being not sufficiently defined, which contains also some cool sections. Increasing sedimentation rates from the deep-sea to the upper slope reveal climatic and regional details in Holocene and Late Pleistocene history of the continental margin. These were based mainly on different parameters of planktonic foraminiferal thanatocoenoses which are the main components of the size fraction >160 microns of the pelagic core. They become incerasingly diluted by other faunal and terrigenous components with decreasing slope depths. Estimates of absolute abundances, ranging from 25000 specimens/gm of sediment in the deep sea to less than 100, indicate various sedimentary processes at the continental margin. An ecological correlation by dominant species is possible. Readily computed temperature indices of different scales are presented which indicate, for instance, three distinctly cold sections within the last glacial and seven warm sections within the last interglacial lime. These are used for estimates of sedimentation rates. During cold periods sedimentation rates are higher than during warmer periods. Stratigraphic correlation and faunal record, combined with absolute abundances and sedimentation rates, indicated that in the deep sea turbidity currents not only cause high sedimentation rates for short periods of time, but also that material is occasionally eroded. Effects of upwelling may be detected in the surfacc sediment samples as well as in late Pleistocene and early Holocene samples of the slope by planktonic foraminiferal data which are not influenced by sedimentary processes.

Bedding dip data from core site CRP-3 in Victoria Land, Antarctica

Bedding dips in the CRP-3 drillhole were determined in three ways: (1) analysis of a dipmeter log, (2) identification of bed boundaries on borehole televiewer log images, and (3) identification of bed boundaries on digital images of the outer surfaces of oriented cores. All three methods determine both dip magnitude and downdip azimuth of bedding. Dipmeter results document variations in bedding dip throughout the logged interval (20-902 mbsf), whereas core and televiewer results are available at present only for selected depth intervals. Dipmeter data indicate that structural dip is remarkably constant, at 21° dip to azimuth 65°, throughout the Tertiary shelf section, except for the top 100 m where dips appear to be 5-10° shallower. This pattern, in conjunction with the systematically increasing dips throughout CRP-2A, suggests that the growth faulting active during CRP-2A deposition began during the final period of deposition at CRP-3. Normal faults at 260 and 539 mbsf in CRP-3 exhibit neither drag (localized dip steepening) nor significant changes in structural dip across them. Oriented core and televiewer analyses, covering a total of 200 m in the interval 400-900 mbsf, indicate bedding patterns that confirm the dipmeter results. The doleritic breccia at the base of the Tertiary section has steeper dips than overlying structural dips, possibly indicating a sedimentary dip to ENE in these fan sediments. Dip directions in the underlying Devonian Beacon sandstone are surprisingly similar to those in the overlying Tertiary section. Superimposed on the average Beacon dip of 22° to the ENE are localized tilts of up to 20°, probably caused by Tertiary fracturing and brecciation rather than original sedimentary dip variations.

Composition of sediments from the north-west African continental margin

Entlang dreier Profile vom NW-afrikanischen Kontinentalrand wurden Oberflächensedimente aus Wassertiefen zwischen 39m und 1514m auf ihre Zusammensetzung der Sandfraktion, auf ihre Gehalte an Karbonat und organischer Substanzen sowie auf ihre mineralogische Zusammensetzung hin untersucht. 1) Die auf dem Schelf und dem oberen Hang abgelagerten Sedimente (<500m) zeichnen sich durch hohe Sandgehalte (>70%) und durch hohe Grob/Fein-Verhältnisse aus. Unterhalb dieses Bereiches nimmt der Einfluß von Strömungen, die die Ablagerung von wesentlichen Mengen an Feinmaterial oberhalb 500m verhindern, ab, wie die starke Abnahme des Sandgehaltes, des Quarz/Glimmer und des Grob/Fein-Verhältnisses zeigen. Die Sedimente aus diesen Wassertiefen werden zum großen Teil aus Partikeln der Siltfraktion aufgebaut. Mit zunehmender Tiefe ist auch eine Zunahme der Tonfraktion zu beobachten, wobei höhere Tonanteile (>10%) erst in Tiefen unterhalb von 1200m auftreten. 2) Die quantitative Komponentenanalyse der Sandfraktion zeigt, daß der karbonatische Anteil fast ausschließlich biogener Herkunft ist. Er besteht zum wesentlichen Teil aus planktonischen Komponenten, vorwiegend Foraminiferen und mengenmäßig nur sehr untergeordnet auftretenden Pteropoden. Das opalkieselige Plankton (Diatomeen, Radiolarien) ist nur in geringen Mengen in den untersuchten Proben vorhanden. Auch das Benthos stellt nur eine untergeordnete Komponente der Sandfraktion dar. Vor allem der Anteil von Foraminiferen und Mollusken nimmt mit zunehmender Wassertiefe relativ deutlich ab. Die übrigen benthonischen Komponenten sind im Sediment nur in geringen Anteilen vertreten. 3) Hauptsedimentbildner im Profil Nouakchott sind die nichtbiogenen, terrigen-detritischen Sandkomponenten. Sie bestehen vorwiegend aus Quarz und mit zunehmender Wassertiefe aus Kotpillen bzw. Kotpillenaggregaten. Je nach Tiefe treten vor allem Glimmer (>1000m) und Glaukonit (<800m) hinzu. Die restlichen Komponenten treten nur gelegentlich und in äußerst geringen Mengen im rezenten Oberflächensediment auf. 4) Quarz wird als Windstaub mit dem NE-Passat und vor allem durch den "Harmattan" aus der Sahara heraustransportiert und vorwiegend über dem Schelfbereich sedimentiert. Windstaubmaterial besteht primär weitgehend aus Siltkorngrößen, die vor Nouakchott über die Schelfkante hinaustransportiert werden und zu einer Grobsiltanreicherung am mittleren Hang führen. 5) Das Verhältnis zwischen den karbonatischen Biogenkomponenten und den nichtbiogenen Partikeln spiegelt sich deutlich in der Karbonatverteilung sowohl des Gesamtsedimentes als auch der Sandfraktion wider. Relativ hohe Karbonatgehalte vor Cap Leven im Norden stehen sehr geringen Anteilen von Nouakchott gegenüber. Mit zunehmender Wassertiefe ist eine deutliche Abnahme des Karbonatanteils zu verfolgen. 6) Die Tatsache, daß das Profil Cap Blanc im Bereich des ganzjährigen Auftriebs liegt, spiegelt sich nicht in der Zusammensetzung der Sandfraktion wider. Südlich der Zone des ganzjährigen Auftriebs weisen verschiedene Parameter (Radiolarien, Diatomeen, Verhältnis von Radiolarien zu planktonischen Foraminiferen, Benthos/Plankton-Verhältnis der Foraminiferen) trotz abnehmender Auftriebsintensität eher steigende Werte auf. Dies ist wesentlich auf eine infolge des Nährstoffeintrages durch Flußzufuhr bedingte Verschiebung der maximalen Primärproduktion weit in südliche Richtung zurückzuführen. 7) In den aufgeführten Parametern zeigen sich von Profil zu Profil sehr deutliche fazielle Unterschiede, obwohl der großklimatische Hintergrund im gesamten Untersuchungsgebiet etwa gleich ist. Vor Cap Leven bildet sich eine Fazies, die im wesentlichen aus planktonischen Foraminiferen besteht, während das Sediment vor Nouakchott zum überwiegenden Teil aus nichtbiogenen Komponenten aufgebaut wird. Im Übergangsbereich vor Cap Blanc bildet sich eine Mischfazies, die keinerlei Prägung durch das Auftriebsgeschehen erhält. Die Ursachen dieser faziellen Unterschiede werden auf fehlenden Terrigeneinfluß vor Cap Leven einerseits und hohe Terrigenanlieferung vor Nouakchott andererseits zurückgeführt. 8) Die Zusammensetzung und Verteilung der rezenten Grobfraktionssedimente am Kontinentalrand vor Nw-Afrika wird somit im wesentlichen als Ergebnis einer Überprägung der Biogenanlieferung durch nichtbiogene Komponenten angesehen. Wesentlicher steuernder Faktor ist demnach das hier vorherrschende Windsystem.