Geochemistry of Pleistocene sapropels and associated sediments from the Eastern Mediterranean

RÉSUMÉ' S.E. Calvert , Department of Oceanography, University of British Columbia, Vancouver, British Columbia V6T 1W5, Canada. Received 2/12/82, in revised forrn 1/3/83, accepted 8/3/83. The mineralogical and chemical composition of Pleistocene sapropels and associated mari oozes from sites 125, 126, 127, 128 and 130 of Leg 13 of the Deep-Sea Drilling Project have been examined. The sapropels are black, pyritic, clay-rich sediments containing up to 20 and 53% by weight organic carbon and CaC03, respectively. They a1so have relatively high Ba, Cu, Mo, Ni and Zn contents and measurable quantities of gypsum, the latter probably formed from sulphate ions released from oxidised pyrite. The organic material has a higher CfNors ratio than that in the associated mari oozes. The bulk compositions of the sapropels can be explained by the admixture of organic material and carbonate and aluminosilicate phases closely similar to those in the associated mari oozes. From estima tes of the carbon accumulation rates and comparisons with the Black Sea, it is suggested that the sapropels were not formed as a direct consequence of the formation of stagnant bottom-water in the Eastern Mediterranean during glacial retreat. They are more likely a consequence of increased primary production as a result of the reversai in circulation in the Mediterranean brought about by excessive flood water runoff via the Nile River system. Further detailed measurements of the accumulation rates of the youngest sapropel and its associated facies are required to test the generality of these conclusions. Oceanol. Acta, 1983, 6, 3, 255-267. Géochimie des sapropels du Pléistocène et des sédiments associés de Méditerranée orientale La composition minérale et chimique des sapropels du Pléistocène, provenant des sites 125, 126, 127, 128 et 130 du Leg 13 du « DSDP » (Deep-Sea Drilling Project), ainsi que des marnes qui leur sont associées, a été examinée. Les sapropels sont des sédiments noirs, riches en pyrite et en argile, et contiennent jusqu'à 20%, en poids, de carbone organique et 53% de CaC03. Ils sont relativement riches en Ba, Cu, Mo, Ni et Zn et contiennent des quantités mesurables de gypse, ce dernier étant probablement formé à partir du sulfate produit par l'oxydation de la pyrite. La matière organique a un rapport CfN supérieur à celui des marnes associées. La composition globale des sapropels peut être expliquée par un mélange de matière organique, de carbonates et d'aluminosilicates ressemblant fort à ceux trouvés dans les marnes associées. Les estimations de la vitesse d'accumulation du carbone et la comparaison avec la Mer Noire, suggèrent que les sapropels ne sont pas une conséquence directe de la stagnation des eaux profondes dans le bassin oriental de la Méditerranée pendant le retrait des glaces. Il est plus probable qu'ils résultent d'une augmentation de la production primaire à la suite du renversement du sens de circulation causé par une forte augmentation du débit du Nil. Des mesures détaillées de la vitesse d'accumulation du sapropel le plus récent ainsi que du « faciès » qui lui est associé, sont nécessaires pour généraliser ces conclusions. Oceanol. Acta, 1983, 6, 3, 255-267. 0399-1784/1983/255/$ 5.00/ c Gauthier-Villars 255