Chemical Composition of the Indian Ocean Pleistocene Sediments

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Geochemical review of Pleistocene sediments from the Indian Ocean has been performed based on reports of deep-sea drilling cruises and other literature references. We created the data base including more than 2000 chemical analyses of sediment samples. As result we compiled a number of tables concerning the mean ariphmetic composition of lithogenic and biogenic sediments. All data have been normalized on PAAS (PostArchean Australean shales). We revealed the dominant role of terrigenous clastics in formation of chemical composition of noncarbonate sediments and noncarbonated matter of planktic carbonates as well. Main geochemical associations have been established together with three main factors determinating sediment composition: terrigenous, carbonate and hydrogenous. We managed to calculate meanwheighted chemical composition, accumulation rates of elements in the studied sediments and their mass accumulation rates. All these parameters of the chemical composition can be used later for comparative analysis with analog para-meters from other ocean sediments within frames of Pleistocene straton in the World Ocean.

About the authors

M. A. Levitan

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry RAS

Author for correspondence.
Email: m-levitan@mail.ru
Russia, 119991, Moscow, Kosygina str., 19

T. A. Antonova

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry RAS

Email: m-levitan@mail.ru
Russia, 119991, Moscow, Kosygina str., 19

L. G. Domaratskaya

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry RAS

Email: m-levitan@mail.ru
Russia, 119991, Moscow, Kosygina str., 19

A. V. Koltsova

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry RAS

Email: m-levitan@mail.ru
Russia, 119991, Moscow, Kosygina str., 19

K. V. Syromyatnikov

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry RAS

Email: m-levitan@mail.ru
Russia, 119991, Moscow, Kosygina str., 19

References

  1. Алексеев М.Н., Борисов Б.А., Величко А.А и др. Об общей стратиграфической шкале четвертичной системы // Стратиграфия. Геол. корреляция. 1997. Т. 5. № 5. С. 105– 108.
  2. Безруков П.Л., Лисицын А.П. Классификация осадков современных морских водоемов // Тр. ИО АН СССР. 1960. Т. 32. С. 3–14.
  3. Безруков П.Л., Лисицын А.П. Карта поверхностного слоя донных осадков // Международный геолого-геофизический атлас Индийского океана / Отв. ред. Г.Б. Удинцев. М.: ГУГК СССР, 1974. С. 135–136.
  4. Демина Л.Л., Галкин С.В. Биогеохимия микроэлементов в глубоководных гидротермальных экосистемах. М.: ГЕОС, 2013. 256 с.
  5. Левитан М.А. Плейстоценовые отложения Мирового океана. М.: РАН, 2021. 408 с.
  6. Лисицын А.П. Осадкообразование в океанах. Количественное распределение осадочного материала. М.: Наука, 1974. 438 с.
  7. Лисицын А.П. Процессы океанской седиментации. Литология и геохимия. М.: Наука, 1978. 392 с.
  8. Лисицын А.П., Гордеев В.В., Богданов Ю.А. Геохимия металлоносных осадков Индийского океана // Металлоносные осадки Индийского океана / Отв. ред. А.П. Лисицын, Е.Г. Гурвич. М.: Наука, 1987. С. 100–127.
  9. Лукашин В.Н. Геохимия микроэлементов в процессах осадкообразования в Индийском океане. М.: Наука, 1981. 184 с.
  10. Лукашин В.Н., Левитан М.А., Тихомиров В.Н. Геохимическое поле донных осадков и его аномалии // Геохимия и геология базальтов рифта Таджура (Аденский залив) / Отв. ред. Л.В. Таусон. М.: Наука, 1989. С. 176–202.
  11. Мигдисов А.А., Бреданова Н.А., Гирин Ю.П., Щербаков В.С. Химический состав пелагических осадков экваториальной зоны восточной части Индийского океана // Важнейшие результаты Российско-Индийского сотрудничества в области океанографии по проекту “Трансиндоокеанский геотраверз” / Ред. В.С. Щербаков, В.Н. Живаго. М.: ГлавНИЦ, 2001. С. 203–269.
  12. Ронов А.Б. История осадконакопления и колебательных движений Европейской части СССР (по данным объемного метода) // Тр. Геофиз. ин-та АН СССР. 1949. Т. 3. 136 с.
  13. Ронов А.Б., Ярошевский А.А., Мигдисов А.А. Химическое строение земной коры и геохимический баланс главных элементов. М.: Наука, 1990. 183 с.
  14. Свальнов В.Н. Четвертичное осадкообразование в восточной части Индийского океана. М.: Наука, 1983. 192 с.
  15. Свальнов В.Н. Динамика пелагического литогенеза. М.: Наука, 1991. 254 с.
  16. Страхов Н.М. Две схемы распределения терригенного материала между периферией и пелагиалью океана // Геохимия донных осадков / Отв. ред. И.И. Волков. М.: Наука, 1979а. С. 52–68.
  17. Страхов Н.М. Механизм распределения и накопления элементов железо-марганцевой группы // Геохимия донных осадков / Отв. ред. И.И. Волков. М.: Наука, 1979б. С. 131–171.
  18. Тейлор С.Р., Мак-Леннан С.М. Континентальная кора: ее состав и эволюция. М.: Мир, 1988. 384 с.
  19. Хорн Р. Морская химия. М.: Мир, 1972. 400 с.
  20. Cook P.J. Geochemistry and diagenesis of interstitial fluids and associated calcareous oozes, Deep Sea Drilling Project, Leg 27, site 262, Timor Trough // Proc. DSDP, Init. Repts, V. 27 (U.S. Government Print. Off., Washington DC). 1975a. P. 463–480.
  21. Cook P.J. Major and trace element geochemistry of sediments from Deep Sea Drilling Project, Leg 27, site 259‒263, Eastern Indian Ocean // Proc. DSDP, Init. Repts, V. 27 (U.S. Government Print. Off., Washington DC). 1975b. P. 481–497.
  22. Cranston R.E. Higher resolution geochemical data, leg 119 / J. Barron, B. Larsen et al. // Proc. ODP, Sci. Res. V. 119. College Station, TX (Ocean Drilling Program). 1991. P. 903–931.
  23. Crowley S.F., Stow D.A.V., Bouquilbon A., Tierselin J.J. Major element geochemistry and clay mineralogy and their relationship to facies discrimination in distal Bengal Fan / J.R. Cochran, D.A.V. Stow et al. // Proc. ODP, Sci. Res. V. 116. College Station, TX (Ocean Drilling Program). 1990. P. 1–14.
  24. Donnelly T.W. Chemical composition of deep sea sediments – sites 9 through 425, Legs 2 through 54, Deep Sea Drilling Project // Proc. DSDP, Init. Repts, V. 54 (U.S. Government Print. Off., Washington DC). 1980. P. 899–949.
  25. Emmanuel L., Robin C., Renard M. Data report: trace element geochemistry of Cenozoic cool-water carbonates, Sites 1126–1132, Great Australian Bight / A.C. Hine, D.A. Feary, M.J. Malone // Proc. ODP, Sci. Results, V. 182. College Station, TX (Ocean Drilling Program). 2002. P. 1–24.
  26. Fagel N., André L., Debrabant P. Multiple seawater derived geochemical signatures in Indian oceanic pelagic clays // Geochim. Cosmochim. Acta. 1997. V. 61. P. 989–1008.
  27. Fleet A.J., Kempe D.R.C. Preliminary geochemical studies of the sediments from DSDP Leg 26, Southern Indian Ocean // Proc. DSDP, Init. Repts, V. 26 (U.S. Government Print. Off., Washington DC). 1974. P. 541–551.
  28. Frakes L.A. Geochemistry of Ross Sea diamicts // Proc. DSDP, Init. Repts, V. 27 (U.S. Government Print. Off., Washington DC). 1975. P. 789–794.
  29. Gallagher S.J., Fulthorpe C.S., Bogus K.A. et al. Proc. IODP, V. 356. College Station, TX (International Ocean Discovery Program). 2017.
  30. Gradstein F.M., Ogg J.G., Smith A.G. A Geologic Time Scale 2004. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2004. 599 p.
  31. Hobbs R.W., Huber B.T., Bogus K.A. et al. Proc. IODP. V. 369: Australian Cretaceous climate and tectonics. College Station, TX (International Ocean Discovery Program). 2019.
  32. https://habr.com/ru/post/339798
  33. Jarrard R.D., Lyle M. High-resolution geochemical variations at sites 723, 728, and 731: a comparison of X-ray fluorescence and geochemical logs / W.L. Prell, N. Niitsuma et al. // Proc. ODP, Sci. Res. V. 117. College Station, TX (Ocean Drilling Program). 1991. P. 473–498.
  34. Liu Y.-C., Schmitt R.A. Cerium anomalies in western Indian Ocean Cenozoic carbonates, leg 115 / R.A. Duncan, J. Backman, L.C. Peterson et al. // Proc. ODP, Sci. Res. V. 115. College Station, TX (Ocean Drilling Program). 1990. P. 709–714.
  35. Malone M.J., Baker P.A., Burns S.J., Swart P.K. Geochemistry of periplatform carbonate sediments, leg 115, site 716 (Maldives Archipelago, Indian Ocean) / R.A. Duncan, J. Backman, L.C. Peterson et al. // Proc. ODP, Sci. Res. V. 115. College Station, TX (Ocean Drilling Program). 1990. P. 647–659.
  36. Marchig V., Vallier T.L. Geochemical studies of sediment and interstitial water, sites 248 and 249, leg 25, Deep Sea Drilling Project // Proc. DSDP, Init. Repts. V. 25 (U.S. Government Print. Off., Washington DC). 1974. P. 405–415.
  37. Pattan J.N., Jauhari P. Major, trace and rare-earth elements in the sediments of the Central Indian Ocean Basin: Their source and distribution // Mar. Georesour. Geotechnol. 2001. V. 19. P. 85–106.
  38. Pattan J.N., Rao Ch.M., Higgs N.C., Colley S., Parthiban G. Distribution of major, trace and rare-earth elements in surface sediments of the Wharton Basin, Indian Ocean // Chem. Geol. 1995. V. 121. P. 201–215.
  39. Pimm A.C. Mineralization and trace element variation in deep-sea pelagic sediments of the Wharton Basin, Indian Ocean // Proc. DSDP, Init. Repts. V. 22 (U.S. Government Print. Off., Washington DC). 1974. P. 469–476.
  40. Plank T., Ludden J.N. Geochemistry of sediments in the Argo Abyssal Plane at Site 765: a continental margin reference section for sediment recycling in subduction zones / F.M. Gradstein, J.N. Ludden et al. // Proc. ODP, Sci. Res. V. 122. College Station, TX (Ocean Drilling Program). 1992. P. 167–189.
  41. Ragueneau O., Tréguer P., Leynaert A., Anderson R.F., Brzezinski M.A., DeMaster D.J., Dugdale R.C., Dymond J., Marten-Jézéquel V., Nelson D.M., Quéquiner B. Review of the Si cycle in the modern ocean: recent progress and mis-sing gaps in the application of biogenic opal as a paleoproductivity proxy // Global and Planetary Change. 2000. V. 26. P. 317–365.
  42. Rudnick R.L., Gao S. Composition of continental crust // Treatise on Geochemistry. V. 3. Amsterdam: Elsevier, 2003. P. 1–64.
  43. Schnetger B., Brumsack H.-J., Schale H., Hinrichs J., Dittert L. Geochemical characteristics of deep-sea sediments from the Arabian Sea: a high-resolution study // Deep-Sea Res. II. 2000. V. 7. P. 2735–2768.
  44. Shimmield G.B., Mowbray S.R. The inorganic geochemical record of the northwest Arabian Sea: a history of producti-vity variation over the last 400 k.y. from sites 722 and 724 / W.L. Prell, N. Niitsuma et al. // Proc. ODP, Sci. Res. V. 117. College Station, TX (Ocean Drilling Program). 1991. P. 409–429.
  45. Taylor S.R., McLennan S.M. Planetary crusts: their composition, origin and evolution. Cambridge: University Press, 2009. 378 p.
  46. Wijayananda N.P., Cronan D. The geochemistry and mine-ralogy of marine sediments from the eastern Indian Ocean // Mar. Geol. 1994. V. 117. P. 275–285.
  47. Yasukawa K., Nakamura K., Fujinaga K., Machida S., Ohta J., Takaya Y., Kato Y. Rare-earth, major and trace element geochemistry of deep-sea sediments in the Indian Ocean: implications for the potential distribution of REY-rich mud in the Indian Ocean // Geochem. J. 2015. V. 49. P. 621–635.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (5MB)
Indexing metadata
3.

Download (241KB)
Indexing metadata
4.

Download (597KB)
Indexing metadata
5.

Download (382KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences