Integrated rock magnetic, paleomagnetic and geochemical studies of overpressured sediments from the Gulf of Mexico, Brazos-Trinity #4 and Ursa Basin, IODP Leg 308

• Applicant: Professor Dr. Tilo von Dobeneck
• Subject Area: Palaeontology
• Term: from 2006 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 28833368

• Final Report Year: 2010

Final Report Abstract

Die Rekonstruktion episodischer Sedimentations- und Diageneseprozesse in den Hochakkumulationsgebieten der Kontinentränder wie der texanischen Golfküste ist ein wissenschaftlich schwieriges Terrain, zu dem paläo- und umweltmagnetische Analysen der primären und sekundären Eisenminerale experimentell und konzeptionell wesentliche Beiträge leisten können. Die von uns vorgeschlagenen geochemischen Modelle erklären erstmals allgemein wie ortsbezogen die Entstehung multipler Greigitlagen mit der Sedimentationsgeschichte. Anhand hochauflösender gesteinsmagnetischer Multiproxy-Records von IODP Site U1319 wurden sechs Stadien der diagenetischen Eisensulfidisierung vom primären Magnetit über fortschreitende Reduktion (titanomagnetitreiche Reliktfraktion) bis zu SP Greigit- (superparamagnetisch), SD Greigit- (stabile Einbereichsteilchen) und Pyritbildung über drei Reaktionspfade (Greigitbildung aus FeS Oxidation und Sulfidisierung sowie direkte Pyritisierung) in der stratigraphischen Abfolge detailliert nachgewiesen. Hieraus wurde die diskontinuierliche Vertikalbewegung der Methan-Sulfat-Grenze und daraus Abfolgen von Massenakkumulation (fill-and-spill) und hemipelagischer Hintergrundsedimentation rekonstruiert. Die paläomagnetische Analyse aller Bohrkerne ließ eine Verknüpfung der Signale der Brazos- Trinity Bohrlokationen mit denen des Ursa Beckens zu und zeigte gleichzeitig die Schwierigkeiten einer klassischen paläomagnetischen Interpretation diagenetisch überprägter Sedimentserien auf. Anhand der NRM konnten jedoch die Azimutkorrektur der 10m langen Bohrkernabschnitte vorgenommen werden. Diese bietet die Grundlage für weitere Untersuchungen zum Sedimentgefüge und einer Studie von hangabwärtigen Transportprozessen. Die gesteinsmagnetischen Untersuchungen der Ursa Becken Sedimente (Site U1322 und U1324) sind Teil von in Arbeit befindlichen fortführenden Interpretationen. Diese betreffen die Weiterentwicklung des o.g. konzeptionellen geochemischen Modells und dessen Applikation auf die Sedimente des Ursa Beckens und die Entwicklung verbesserter Methoden der Greigit-Erfassung auf der Basis von spezifischen Zerfallstemperaturen.

Publications

• 2006. IODP-ICDP annual colloque 2006, Greifswald, Germany
  Behrmann, J.H., Flemings P.B., John, C., and the Expedition 308 Shipboard Scientific Party (incl. C. Franke)
  
• 2006. Paleo- and Rock Magnetic Investigation of Brazoso Trinity #4 and Ursa Basin, Gulf of Mexico – IODP Expedition 308. IODP-ICDP annual colloque 2006, Greifswald, Germany
  Franke, C., Fu. Y., Heslop, D., v. Dobeneck, T., Flemings P.B., Behrmann, J., John, C., and the Expedition 308 Shipboard Scientific Party
  
• 2006. Paleo- and Rock Magnetic Study of the Stratigraphic Evolution of Brazos Trinity Basin #4, Gulf of Mexico, EGU General Assembly 2006, Vienna, Austria
  Fu, Y., Heslop, D., Franke, C., Frederichs, T., v. Dobeneck, T. Flemings, P.B., John, C., Behrmann, J., and the Expedition 308 Shipboard Scientific Party
  
• 2006. Paleoand Rock Magnetic Investigation of Brazos Trinity Basin #4, Gulf of Mexico (IODP, Leg308, Site U1319A and U1320A), DGG annual meeting 2006, Bremen, Germany
  Fu, Y., Heslop, D., Franke, C., Frederichs, T., Flemings, P.B., John, C., Behrmann, J., v. Dobeneck, T. and the Expedition 308 Shipboard Scientific Party
  
• 2007, Second IODP Expedition 308 Post-Cruise Meeting, Granada 2007
  Franke, C. & Fu, Y.
  
• 2007. Combined rock magnetic and geochemical studies of sediments from the NW Gulf of Mexico (IODP Expedition 308), IODP topical symposium 2007, Bremen, Germany
  Franke, C., Fu, Y., Gilhooley, W., Jiang, S.-Y., Berquo, T., Heslop, D., Kasten, S., v. Dobeneck, T.
  
• 2007. Early diagenetic greigite as recorder of the palaeomagnetic signal in the Mio-Pliocene sedimentary rocks of the Carpathian foredeep (Romania), IAGA Meeting 2007, Toulouse, France
  Vasiliev, I., Dekkers, M.J., Krijgsman, W., Franke, C., Langereis, C.G., Mullender, T.A.T
  
• 2007. Integrated rock magnetic and geochemical modelling of sedimentary processes in overpressured mudstones from the northwestern Gulf of Mexico (IODP Exp. 308), Geologische Vereinigung Annual Meeting 2007, Bremen, Germany
  Franke, C., Fu, Y., Heslop, D., Kasten, S., Gilhooly, W., Jiang, S.-Y., v. Dobeneck, T.
  
• 2007. Paleomagnetic and geochemical age constraints for over-pressured sediments from the continental slope of the NW Gulf of Mexico (IODP Exp. 308), IODP-ICDP annual colloque 2007, Potsdam, Germany
  Franke, C., Fu, Y., Heslop, D., Kasten, S., Gilhooly, W., Jiang, S.-Y., v. Dobeneck, T.
  
• 2007. Rock magnetic and geochemical process modelling of overpressured sediments from the northwestern Gulf of Mexico (IODP Exp. 308), AGU Fall Meeting 2007, San Francisco, USA
  Franke, C., Fu, Y., Riedinger, N., Gilhooly, W., Jiang, S.-Y., Heslop, D., v. Dobeneck, T.
  
• 2007. Time constrains, magnetic mineralogy and geochemistry for overpressured sediments from the continental slope in the northwestern Gulf of Mexico (IODP Exp. 308), EGU General Assembly 2007, Vienna, Austria
  Franke, C., Fu, Y., Heslop, D., Kasten, S., Gilhooly, S., Jiang, S.-Y., v. Dobeneck, T.
  
• 2008, Rock magnetic identification and geochemical process models of greigite formation in Quaternary marine sediments from the Gulf of Mexico (IODP Hole U1319A) IODP/ICDP Kolloquium Hannover, 12.-14.03.2008
  Y. Fu, T. von Dobeneck, Ch. Franke, D. Heslop, S. Kasten
  
• 2008. Distinction between natural greigite components by high-temperature magnetic remanence measurements using a Magnetic Properties Measurement System (MPMS), EGU General Assembly 2008, Wien, Österreich
  Franke, C., Frederichs, T., Vasiliev, I.
  
• 2008. Distinction between natural greigite components by high-temperature magnetic remanence measurements using a Magnetic Properties Measurement System (MPMS), International Conference on Rock Magnetism 2008, Cargese/Corsica, France
  Franke, C., Frederichs, T., Vasiliev, I., Roberts, A., Chang, L.
  
• 2008. Greigite magnetofossils of Pliocene age, AGU Fall Meeting 2008, San Francisco, USA
  Vasiliev, I, Franke, C., Meeldijk, J. J.D., Dekkers, M.J., Langereis, C.G., Krijgsman, W.
  
• 2008. Rock magnetic identification and geochemical process models of greitite formation in Quaternary marine sediments from the Gulf of Mexico (IODP Hole U 1319A), Earth Planet. Sci. Lett.
  Fu, Y., von Dobeneck, T., Franke, C., Heslop, D., and Kasten, S.
  
• 2009. Data report: Natural remanent magnetization of IODP Holes U1319A, U1320A, U1322B, and U1324B and magnetic carrier identification by scanning electron microscopy. In: Flemings, P.B., Behrmann, J.H., John, C.M., and the Expedition 308 Scientists, Proeedings IODP, 308, College Station, TX (IODP Management International, Inc.)
  Franke, C., Fu, Y., Heslop, D., and von Dobeneck, T.
  
• Greigite Layer formation by non-steady state sedimentation – a case study from the Gulf of Mexico (IODP Hole U1319A), IAGA 2009, Sopron, Ungarn
  von Dobeneck, T., Y. Fu, Ch. Franke
  
• Magnetic fabrics of slumped and normally deposited Quaternary sediments: Ursa Basin, northern Gulf of Mexico, EGU General Assembly 2009, Wien, Österreich
  Meissl, S., Behrmann, J.H., and Franke, C.