Compositional variations in calciturbidites due to sea-level fluctuations, late Quaternary, Bahamas

Zusammenfassung

In Kolbenlotkernen aus der Tongue of the Ocean, Bahamas, bestehen die jüngsten fünf Glaziale und Interglaziale aus einer Wechselfolge von Periplattform-Schlamm und Turbiditen mit Flachwasser-Material. Die Zusammensetzung der neritischen Kornfraktion in den Turbiditen wurde durch Punktzählung ermittelt. Sie schwankt deutlich im Verlauf eines glazialen Zyklus. Abiogene Komponenten (Pellets, Ooide, Traubenklumpen) dominieren in den interglazialen Turbiditen, während Biogene (Kalkalgen, peneroplide Foraminiferen und Riffbildner) in glazialen Turbiditen vorherrschen. Wir erklären diese Schwankungen mit dem Auftauchen und Überfluten der Bahama Bänke während der jungquartären Schwankungen des Meeresspiegels. Die abiogenen Komponenten werden auf der Innenseite der Plattformen gebildet. Ihre Produktion und Export zu den Plattformflanken erreichen daher ein Maximum während der interglazialen Hochstände des Meeres. In den Glazialen dominieren biogene Komponenten, weil die Plattformen trocken liegen und die Karbonat-Produktion auf einen schmalen Streifen von Saumriffen und Biogensanden beschränkt ist.

Die Zusammensetzung der Turbidite variiert im gleichen Rhythmus wie der Aragonitgehalt der zwischengeschalteten Periplattform-Schlamme. Überdies korreliert die Zusammensetzung gut mit der Häufigkeitsverteilung der Turbidite. Während der Interglaziale sind Turbidite häufiger als während der Glaziale (»Hochstand-Bündel«). Häufigkeitsverteilung und Zusammensetzung der Turbidite zusammen ergeben ein gutes, durch Diagenese nicht verwischbares Abbild der Schwankungen des Meeresspiegels.

Abstract

Piston cores in Tongue of the Ocean, Bahamas, revealed an alternating sequence of periplatform ooze and bankderived turbidites of the past 5 glacial and interglacial periods. By using the point-count method we have analyzed the composition of the turbidite sediment. Variations in the bank-derived fraction are clearly linked to the glacial-interglacial cycles. Nonskeletal components (pellets; ooids; grapestones) are most abundant in interglacial turbidites, while skeletal components (calcareous algae; peneroplids and reef builders) dominate in glacial turbidites. We attribute this pattern to the exposure and flooding of the surrounding carbonate platforms during Late Quaternary sea-level cycles. Because nonskeletal sediment is produced in the interior of the platforms, its growth and subsequent export to the flanks are at a maximum when the banks are flooded, i.e. during interglacial periods. During glacials, skeletal grains dominate because the banks are exposed and carbonate production is limited to a narrow belt of skeletal sands and fringing reefs. The resulting compositional signal appeared to have a good correlation with aragonite variations in the periplatform ooze between the turbidites. Further, compositional variation parallels the change in turbidite frequency described earlier (»highstand bundling«). Frequency and composition of turbidites are both unaffected by diagenesis and therefore provide an excellent monitor of sealevel fluctuations.

Résumé

Dans le »Tongue of the Ocean« (Bahamas), des sondages à piston effectués dans les sédiments des cinq dernières périodes glaciaires et interglaciaires montrent une alternance de turbidites et de boues déposées en périphérie de plate-forme. La composition de la fraction néritique des turbidites, dé terminée par la méthode du compteur de points, montre une relation claire avec les cycles glaciaires. Les composants abiogènes (pellets, ooïdes, grapestones) dominent dans les turbidites interglaciaires, tandis que les composants biogènes (algues calcaires, foraminifères de type pénéroplide et organismes constructeurs) sont prépondérants dans les turbidites glaciaires. Nous attribuons cette répartition aux émersions et submersions successives du banc des Bahamas, consécutives aux variations du niveau de la mer au Quaternaire récent. Comme les composants abiogènes ont été formés sur la partie interne de la plate-forme, leur développement et leur transport vers les flancs étaient maximaux lorsque le banc était submergé, au cours des périodes interglaci aires. Par contre, les composants biogènes dominaient pendant les épisodes glaciaires, où la plate-forme était exondée et où la production de carbonate était restreinte à une zone étroite de récifs frangeants et de sables biogènes. Ces variations dans la composition des turbidites présentent une bonne corrélation avec la teneur en anhydrite des boues de périphérie de plate-forme intercalées entre les turbidites. Il existe également une bonne corrélation avec la fréquence des turbidites, plus élevée pendant les interglaciaires. La fréquence et la composition des turbidites ne sont pas affectées par la diagenèse et constituent donc un excellent témoin des fluctuations du niveau de la mer.

Краткое содержание

Керны, отобранные из с едиментов «языка» ок еана у Багамских островов, представляющие собо й отложения поздних пяти леднико вых и межледниковых периодов, состоят из п еремежующихся слоев ила периферической платформы и турбидит ов с материалом мелководья. Состав не ретической зернисто й фации турбидитов определи ли путем подсчета. Уст ановили значительные колеба ния в течение леднико вого периода. Абиогенные компонен ты / пеллеты, ооиды, ком ки гроздей / преобладают в межледниковых турб идитах, а в ледниковых биоген ные, т.е. известковые водоросли, пенеропли дные фораминиферы и о бразователи рифов. Эти различия в с оставе седиментов были вызваны колебан иями уровня моря в поздне-четвертичном периоде. Абиогенные к омпоненты образовал ись во внутренней части п латформы. Их образова ние и перенос на края плат формы достигал макси мума во время повышения ур овня моря в межледник овые периоды. Во время олед енения господствова ли биогенные компоненты потому, чт о платформа была сушей и образование к арбонатов ограничив алось узкой полоской рифов и биопесков. Состав ту рбидитов колеблется с тем же ри тмом, что и содержание арагонита в прослоях ила на периферии плат формы. Кроме того, это хорошо коррелируется с част отой распределения турби дитов. Б межледниковы е периоды турбидиты встречают ся чаще, чем в ледников ых / «Hochstand-Bюndel» /. Распределение частоты и количества турбидитов дает ясну ю картину колебания уровня моря, не искаже нную процессами диаг енеза.