The manganese nodules of the Kane Gap (East Atlantic). Indicators of sedimentation — erosion changes

ZusammenfassungAn Manganknollen aus der Kane-Lücke, dem Verbindungskanal zwischen Sierra Leone Becken und Gambia Becken (vor W-Afrika) wurden entlang Querprofilen durch mehrere Knollen chemische Untersuchungen und10Be Altersbestimmungen durchgeführt. Durch Vergleich des Aufbaus der Knollen mit der Stratigraphie des unterlagernden Sediments werden Rückschlüsse auf Veränderungen des Sedimentationsgeschehens während der letzten 4–6×106 Jahre gezogen. Hiernach begann das Wachstum der Knollen vor maximal 4.5×106 Jahren während oder gegen Ende einer Erosionsphase auf fossilfreiem, vermutlich miozänem Sediment. Während der ersten Phase wuchsen die Knollen über wenige 100000 Jahre sehr schnell (7 bis>18 mm/106 Jahre). Hierbei schied sich Fe-reiche Knollensubstanz hydrogener Zusammensetzung ab. Nach Verringerung der Strömung und vermutlich zeitweiser Bildung von dünnen Sedimentschleiern änderte sich der Charakter der Knollen zu mehr diagnetischer Zusammensetzung bei wesentlich reduziertem Wachstum (ca. 1 bis 2 mm/106 Jahre). Der Zeitpunkt der Umstellung ist nur sehr grob zu ermitteln, er dürfte etwa zwischen 3 und 4×106 Jahren vor heute liegen.Eventuelle Unsicherheiten bei der Datierung und den Wachstumsraten, die möglicherweise aus milieubedingten Änderungen in der10Be Versorgung der Knollen resultieren, werden diskutiert.AbstractManganese nodules from the Kane Gap (a deep sea channel connecting the Sierra Leone and Gambia Basins off West Africa) were investigated chemically and dated by10Be along cross-sections. Comparing the nodule structure with the stratigraphy of the related sediments, the following conclusions are drawn concerning the sedimentation processes during the last 4 to 6×106 years: The growth of the nodules started about 4 to 4.5 Ma before present during or near to the end of a period of erosion on a fossil-free, probably Miocene sediment. During the first phase of only a few hundred thousandyears, the nodules grew very quickly (7 to >18 mm/Ma). Fe-rich hydrogenetic material formed the internal sections of the nodules during this time. Slowing down of the bottom currents, resulting in deposition of thin sediment covers for short intervals, caused the character of the nodules to change to a more diagenetic composition. The growth rates were reduced to about 1 to 2 mm/Ma. The time of slowing is roughly 3 to 4 Ma BP.Probable uncertainties of the dating and growth rates resulting from supposed changes of the10Be supply to the nodules due to variations of the near bottom environment are discussed.RésuméLe «Kana Gap» est un chenal sous-marin qui relie les bassins de Sierra Leone et de Gambie, au large de l'Afrique occidentale. Des nodules de manganèse, recueillis le long de profils transversaux dans ce chenal, ont fait l'objet d'une étude chimique et d'une détermination d'âge10Be. La comparaison entre la structure des nodules et la stratigraphie des sédiments sous-jacents permet de tirer les conclusions suivantes relatives au processus sédimentaire au cours des 4 à 6 derniers Ma. La croissance des nodules a commencé il y a environ 4 à 4,5 Ma pendant ou juste après un épisode d'érosion sous-marine sur des sédiments non fossilifères, probablement miocènes. Au cours d'une première phase d'une durée de quelques centaines de milliers d'années, la croissance a été très rapide (7 à > 18 mm par Ma) avec formation de la partie centrale du nodule, constituée de matière hydrogénée riche en Fe. Ensuite, après ralentissement des courants de fond et dépôt probable d'une mince couche de sédiment, le caractère des nodules a évolué vers une composition plus diagénétique, avec réduction du taux de croissance à 1 à 2 mm par Ma. Le moment de ce changement de régime doit se situer entre 3 et 4 Ma.Des changements dans les conditions de milieu sur le fond de la mer pourraient avoir provoqué une variation de la quantité de10Be apportée aux nodules, d'où résulterait une incertitude sur l'estimation des âges et du taux de croissance; cette question est discutée par les auteurs.Краткое содержаниеПровели химические и сследования и опреде лили возраст по10Ве марган цевых желваков, отобр анных вдоль поперечного пр офиля в проливе Кана, к оторый является каналом, сое диняющим бассейны Си ерры Леоне и Гамбии перед п обережьем западной А фрики. Сопоставление струк туры желваков и страт играфии подстилающих седиме нтов разрешило сдела ть вывод, что во время последни х 4х106–6×106 лет имели мест о изменения в процесса х седиментации. Рост ж елваков начался, самое раннее 4,5х106 лет тому назад во время и в конце эрозио нной фазы седимента, в ероятно, миоценового возраст а, свободного от фосси лий. Во время первой фазы ж елваки в течение неск ольких 100.000 лет росли очень быст ро: 7 до 18 мм за Ма. При этом образовалась ги дрогенная, богатая же лезом субстанция желваков. Когда течение измени лось, началось временное образован ие тонкослойных осад очных покровов, и характер ж елваков также измени лся в сторону биогенетич еского состава при бо лее замедленном росте их: от 1 до 2 мм за Ма. Время такого преобразования можн о установить только приблизительно, оно должно относится к периоду 3х106–4х 106 лет тому назад.Обсуждаются возможн ые неточности датиро вки и определения скорост и роста, которые, возмо жно, обусловлены изменен ием среды, из которой10Ве попадал в желваки.

Field of study: Environmental science