Correlation of terrigenous and biogenic sediment fluxes in the North Atlantic Ocean during the past 150 my

Zusammenfassung

Die Ablagerungsgeschichte des Nordatlantischen Ozeans wurde auf der Grundlage von etwa 120 DSDP-Tiefseebohrungen rekonstruiert. Um den Sedimenteintrag zu quantifizieren, wurden Akkumulationsraten (in g·cm⁻²· my⁻¹) für die terrigenen und biogenen kalkigen Sedimentkomponenten berechnet. Sie wurden gegen eine absolute Zeitskala aufgetragen, in palinspastischen Karten und in Alter/Paläotiefen-Diagrammen dargestellt.

Ablagerungen hauptsächlich terrigener Zusammensetzung füllen die tieferen Teile der westlichen und östlichen Teilbecken des Nordatlantiks, da die kalkigen Sedimentkomponenten aufgrund einer CCD oberhalb des Beckenbodens aufgelöst wurden. Entlang der Kontmentalränder sind sie mit biogenen kalkigen und kieseligen Komponenten vermischt. Zeitliche Maxima im Eintrag terrigener Sedimentpartikel treten vom Späten Jura bis zur Frühen Kreide und vom Mittelmiozän bis heute auf.

Hohe Karbonatsedimentation fand ebenfalls vom Jura bis zur Frühen Kreide und im Neogen statt. In der dazwischenliegenden Zeit blieben die CaCO₃-Akkumulationsraten im allgemeinen gering. Hohe Akkumulationsraten waren vor allem auf die Kontinentalränder und, in geringerem Maße, auf den Mittelatlantischen Rücken beschränkt. Die Verteilungsmuster von Kalziumkarbonat in der Tiefsee weisen auf großräumige Sedimentumlagerungen hin.

Akkumulationsraten terrigenen und biogenen kalkigen Materials scheinen sich über lange Zeiträume hinweg gleichzeitig geändert zu haben und deuten auf eine ursächliche Beziehung zwischen den beiden Komponenten hin. Sie belegen ein gleichförmiges Ablagerungsmilieu bis zur Frühen Kreide. Danach differenzierte sich der Nordatlantik in ein östliches und ein westliches Teilbecken, die je nach geographischer Breite und nach Paläotiefenverhältnissen ihr eigenes Ablagerungsmilieu entwickelten.

Abstract

The depositional history of the North Atlantic Ocean is described on the basis of about 120 deep-sea drill sites. Sediment fluxes were quantified by calculating accumulation rates (g·cm⁻²·my⁻¹) of terrigenous and calcareous biogenic sediment components. They were plotted versus an absolute time scale, into palinspastic maps and into age versus paleodepth diagrams.

Dominantly terrigenous deposits fill the deeper parts of the western and eastern subbasins of the North Atlantic Ocean, because of the depth-dependent dissolution of calcium carbonate. Along the continental margins they are mixed with biogenic calcareous and siliceous components. Temporal maxima in the terrigenous sediment input occurred in the Late Jurassic to Early Cretaceous time interval and from Middle Miocene to Recent times.

High carbonate fluxes are also found in the Jurassic and Early Cretaceous and in the Neogene. The accumulation rates remained modest over most of the time in between. High fluxes are mainly restricted to the continental margins and to a minor extent to the Mid-Atlantic Ridge. The distribution patterns of calcareous material in the deepsea indicate large-scale sediment displacements.

Input rates of terrigenous and biogenic calcareous materials seem to have varied simultaneously for long time intervals suggesting a causal relationship. They indicate a uniform depositional environment until Early Cretaceous. Then the North Atlantic Ocean differentiated into an eastern and western subbasin with their own depositional environments, which varied according to latitude and paleodepth.

Résumé

L'histoire sédimentaire de l'Atlantique Nord a été reconstituée à partir de quelque 120 forages en mer profonde. Afin de quantifier l'apport sédimentaire, le taux d'accumulation (en gr·cm⁻²·ma⁻¹) a été calculé pour les composants terrigénes d'une part et biogéniques calcaires d'autre part. Ces taux ont été reportés en fonction d'une échelle d'âges absolus sur des cartes palynspastiques et dans des diagrammes de paléo-profondeur.

Les parties les plus profondes des bassins oriental et occidental de l'Atlantique Nord sont remplies par des dépôts de composition terrigéne dominante, en conséquence de la dissolution des carbonates sous la profondeur de compensation. Le long des marges continentales, les dépôts sont mêlés de composants biogéniques carbonatés et siliceux. Des maxima temporaires dans les apports terrigénes se marquent pendant les intervalles Jurassique supérieur -Crétacé inférieur et Miocène moyen-Récent.

Une abondante sédimentation carbonatée s'est produite également du Jurassique au Crétacé inférieur ainsi qu'au Néogéne.Pendant la période intermédiaire, les taux d'accumulation du CaCO₃ sont, en général restés faibles, les valeurs élevées restant localisées principalement sur les marges continentales et, dans une moindre mesure, sur la crête médiatlantique. La distribution du matériau calcaire en mer profonde indique des remaniements à grande échelle des sédiments.

Les taux d'accumulation des matérieux terrigénes et biogéniques calcaires semblent présenter des variations simultanées au cours de longues périodes, ce qui suggère une cause commune. Ils indiquent un milieu de dépôt uniforme jusqu'au Crétacé inférieur. Ensuite, l'Atlantique Nord s'est différencié en deux bassins — oriental et occidental — possédant chacun ses propres conditions de milieu, variables en fonction de la latitude et de la paléoprofondeur.

Краткое содержание

Делается попытка на о сновний исследовани я материала, взятого из глубинных буровых скважин, реконструировать историю отложения в с еверной части Атлантического океа на. Для количественно й оценки осадконакопл ения подсчитали — в г. с м⁻². милл.⁻¹ — скорость нак опления терригенных и биогенных известковых отложен ий. Полученные данные сопоставили с их абсо лютным возрастом и представили на палин оспастических карта х и на диаграммах возраста и палеоглуб ин.

Отложения преимущес твенно терригенного состава заполняют более глуб окие участки западны х и восточных бассейнов северной части Атлан тического океана, т. к. известковы е компоненты осадков растворяются на гран ице не достигнув дна э тих бассейнов.

Вдоль материкового к рая они перемешивают ся с биогенными известн яками и силикатными компонентами. Максим умы терригенных осад ков отмечены в периоды от поздней юры до раннег о мела и от среднего миоцена до наших дней. Обильное накопление карбонатов шло также от юры до раннего мела и в неогене. В промежутка х же названных периодов н акопление СаСОз было незначителыным.

Высокая скорость нак опления ограничивал ась континентальными кр аями и в меньшей степени районом сред неатлантического хр ебта. Распределение СаСО₃ на глубине указ ывает на обширные отложения осадочных пород. Скорость накопления терригенного и биоге нного известкового матери ала, по всей вероятнос ти, изменялась одновременно; это ука зывает на их причинну ю связь и на однообрази е условий их отложени я в раннем меле. В последа ющие периоды северна я часть атлантическог о океана разделилась на восточный и западный бассейны, к оторые, каждый для себя, создали свои сво еобразные условия от ложения в зависимости от геог рафической широты и г лубинных взаимоотношений.