Sedimentological and paleoclimatological investigation of two sediment cores off Cape Barbas, North-West Africa

Two box cores taken off Cape Barbas (North-West Africa) have been studied using three methods. The analyses of the coarse fraction, of biogenic opal and of planktonic foraminifera revealed : 1. Core GIK12310-4 penetrates Z, Y, X and upper part of W zone, whereas core GIK12379-1 penetrates Z and upper part of Y zone. 2. Holocene sedimentation rates are 2.5 cm/1000 y for core GIK12310-4 and 6.0 cm/1000 y for core GIK12379-1. During the Y zone 5 cm/l000 y were sedimented incore GIK12310-4 and > 10-20 cm/1000 y in core GIK12379-1. 3. Paleoclimatohgical results are: arid climate and relatively warm water temperatures during the Holocene (Z zone) and during X zone; humid climate and relatively cool water temperatures within the Wuerm (Y zone) (with a non-dated more arid interval found in the middle part of the Y zone) and in the upper part of the W zone. 4. Increased contents of benthos and radiolaria in the Y zone indicate upwelling. Upwelling, characterized by high content of biogenic opal and low water temperatures, was found in core GIK12310-4 at 250 to 350 cm in the lower part of the Y zone. The plankton/benthos ratio of foraminifera, the benthos/radiolaria ratio and water temperatures derived from planktonic foraminifera, differ in both cores in the Holocene, and are nearly identical during the Wuerm.

Component composition and benthic foraminifera in sediments of ODP Leg 112

Indicators of surface-water productivity and bottom-water oxygenation have been studied for the age interval from the latest Pleistocene to the Holocene at three holes (679D, 680B, and 68IB) located in the center and at the edges of an upwelling cell at approximately 11°S on the Peruvian continental margin. Upwelling activity was maximal at this latitude during d18O Stages 1 (lower part), 3, the upper part of 5, the lower part of 6, and 7, as documented by high diatom abundance. During these time intervals, the bottom water was poorly oxygenated, as documented by low diversity benthic foraminiferal assemblages that are dominated by B. seminuda s.l. Both surface- and bottom-water-circulation patterns appear to have changed rapidly over short time intervals. Due to changes in surface circulation, the intensity of upwelling decreased, thereby decreasing the concentration of nutrients, and reducing the supply of organic matter to the bottom. Radiolarians became more abundant in the surface waters, and the bottom-water environment was less depleted in oxygen, allowing for the establishment of more diverse benthic foraminiferal assemblages. Surface-water productivity was probably minimal during the early part of d18O Stages 5 and 9, as indicated by the increased abundance of planktonic foraminifers and pteropods and their subsequent preservation.

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.

Grain counts and XRD mineralogy of turbidite sand and hemipelagic mud from ODP Leg 168 sites

Sequences of late Pliocene to Holocene sediment lap onto juvenile igneous crust within 20 km of the Juan de Fuca Ridge in northwestern Cascadia Basin, Pacific Ocean. The detrital modes of turbidite sands do not vary significantly within or among sites drilled during Leg 168 of the Ocean Drilling Program. Average values of total quartz, total feldspar, and unstable lithic fragments are Q = 35, F = 35, and L = 30. Average values of monocrystalline quartz, plagioclase, and K-feldspar are Qm = 46, P = 49, and K = 5, and the average detrital modes of polycrystalline quartz, volcanic-rock fragments, and sedimentary-rock plus metamorphic-rock fragments are Qp = 16, Lv = 43, and Lsm = 41. Likely source areas include the Olympic Peninsula and Vancouver Island; sediment transport was focused primarily through the Strait of Juan de Fuca, Juan de Fuca Channel, Vancouver Valley, and Nitinat Valley. Relative abundance of clay minerals (<2-µm-size fraction) fluctuate erratically with depth, stratigraphic age, and sediment type (mud vs. turbidite matrix). Mineral abundance in mud samples are 0%-35% smectite (mean = 8%), 18%-59% illite (mean = 40%), and 29%-78% chlorite + kaolinite (mean = 52%). We attribute the relatively low content of smectite to rapid mechanical weathering of polymictic source terrains, with little or no input of volcanic detritus from the Columbia River. The scatter in clay mineralogy probably was caused by converging of surface currents, turbidity currents, and near-bottom nepheloid clouds from several directions, as well as subtle changes in glacial vs. interglacial weathering products.