Geochemical and isotope proxies for palaeoceanographic change in Late Cretaceous key horizons of the Eastern Alps / Verf.: Stephanie Neuhuber

• VerfasserIn: Neuhuber, Stephanie
• Place / Publishing House: 2008
• Year of Publication: 2008
• Language: English
• Classification: 38.90 - Ozeanologie. Ozeanographie; 38.32 - Geochemie; 38.55 - Regionale Geologie
• Physical Description: XII, 111, XXII S.; graph. Darst.

ger: Geologische, paläontologische und chemische Proxies (Kennwerte) können zur Rekonstruktion von Lebensräumen verwendet werden. Die verstärkte Verwendung chemischer Proxies in den letzten Jahrzehnten ist durch die Weiterentwicklung analytischer Methoden wie ICP-MS oder ICP-OES und einer immer niedriger werdenen Nachweisgrenze von (Spuren-) Elementen und stabilen Isotopen bedingt. Die Entdeckung stabiler Isotope zur Temperaturrekonstruktion führte zu einer genauen Erforschung von Element- und Isotopenfraktionierung in Elementkreisläufen und biologischen Prozessen (z.B.: [delta]13C-Verhältnisse zur Rekonstruktion des Kohlenstoffbudgets und des Kohlenstroffkreislaufes). Im Zuge dessen etablierten sich chemische Methoden zur Rekonstruktion von Lebensräumen (z.B.: Mg/Ca-Verhältnisse zur Temperaturrekonstruktion) neben klassischen geologischen und paläontologischen Methoden wie Tonmineralverteilungen oder Faunenverteilung, da sie die Möglichkeit bieten, Änderungen (semi)quantitativ zu verfolgen. Die chemische Rekonstruktion von Umweltbedingungen wird durch die diagenetische Überprägung, die einige Elemente wie Mn früher betrifft als andere, limitiert.<br />Diese Arbeit untersucht mineralogische und geochemische Signale in pelagischen Oberkreidesedimenten, die biostratigraphisch und mit Isotopenstratigraphie eingestuft wurden. Die Verteilung stabiler Isotope und die Elementverteilung in Karbonaten beinhalten die Information aus dem Oberflächenwasser da dort der Hauptteil der Karbonatabscheidung erfolgt - und aus frühdiagenetischen Prozessen im Porenwasser. Die Gesamtelementanalyse stuft Profile vom Penninischen Ozean zwischen Al- und Ca- reichen Endgliedern ein. Die Ergebnisse der Gesamtmineralanalyse können weiters zur Bestimmung des Pyritisierungsgrades verwendet werden.<br />Untersuchungen vom passiven Kontinentalhang der Alpinen Tethys zeigen zyklische, orbitalgesteuerte Wechsellagerungen von Kalk-Mergel-Bänken in zwei Profilen, die unabhängig von der Nährstoffverteilung und vom Sauerstoffgehalt im Ozeanbecken sind. Die beiden pelagischen Profile in ultrahelvetischen Sedimenten zeigen eine präzessionsgesteuerte Karbonatsedimentation. Eine weitere Studie vom passiven Kontinentalhang (Oberhehenfeld Profil) lässt eine Kopplung der Karbonatsedimentation zur Exzentrizität im Campan vermuten. In der Arbeit über geochemische Ergebnisse vom aktiven Kontinentalrand (Schmiedsippl Profil) konnten aufgrund der alles dominierenden Tektonik keine orbitalen Variationen gefunden werden. Die Sedimentakkumulationsraten am nördlichen Rand des Peninnischen Ozeans sind äußerst niedrig (1-7 mm/kyr). Trotzdem können geochemische Daten verlässlich für Isotopenstratigraphie und für primäre Veränderungen im Ozean verwendet werden.<br />

eng: Palaeoceanography uses various geological, palaeontological, and chemical proxies to reconstruct past environments. The use of chemical proxies advanced in the last decades due to improved analytical techniques such as ICP-MS and ICP-AES and increased detection limits of (trace) elements and stable isotope ratios. From the discovery of stable isotope ratios for palaeotemperature reconstruction the understanding of element and isotope fractionation during element cycling and biological processes (e.g. Mg/Ca ratios for temperature reconstruction) improved in the last decades. This resulted in new methods to reconstruct past environments beyond classical geological/palaeontological methods such as clay mineral and faunal assemblages and holds the possibility to (semi)quantitatively assess variations in geochemical records. Chemical reconstruction of past environments is limited by diagenetic overprint.<br />Elements are influenced by diagenesis in a different manner where some elements such as Mn are firstly affected at times where others may not be altered.<br />This thesis investigates mineralogical and geochemical signals in Upper Cretaceous pelagic successions combined with biostratigraphy and stable isotope stratigraphy. Stable isotope analysis and carbonate geochemistry combine information from surface water and early diagenetic processes in the sediment pore waters after deposition. In addition, bulk element analysis places sections from the Penninic Ocean between Al or Ca rich end members and may be used for evaluation of parameters such as the degree of pyritization. Studies from the Ultrahelvetic passive margin identify cyclic sedimentation of marl-limestone-sequences in two profiles (Buchberg Section; Rehkogel Section) that are independent of changes in nutrient availability or oxidation state in the ocean basin. The two pelagic sections of Ultrahelvetic sediments show precession driven carbonate production. Another study from the passive margin (Oberhehenfeld) suggests a coupling of carbonate production and orbital eccentricity in the Campanian.<br />In the article discussing geochemical results from the active margin (Schmiedsippl Section) no orbital variations can be detected due to a strong tectonic signal. Sedimentation rates are very low (1-7 mm/kyr) at the passive European margin but nonetheless carbonate geochemical data may be used reliably for stable isotope stratigraphy and to identify primary changes in ocean element distribution.<br />