Biogene, klastische und evaporitische Sedimentation in einem mesothermen monomiktischen ufernahen See (Golf von Aqaba)

Zusammenfassung

Kerne verschiedener Bereiche und Entwicklungsstadien eines monomiktischen Sees mit inversem Temperaturprofil verdeutlichen die Geschichte des Sees und seiner Sedimente. Sie bestehen aus gerundeten und ungerundeten klastischen Bestandteilen der den See umgebenden Gesteine, aus Silten und Tonen des Überlaufs eines Schichtflutbeckens s. des Sees, aus Evaporiten, Algenmatten und im Liegenden aus marinem Detritus.

Ursachen und Auswirkungen einer ungewöhnlichen Monomixis mit „turnover“ im Sommer werden diskutiert. Der limnologische Kreislauf ergibt jahreszeitliche Zyklen in der Ablagerung biogener und evaporitischer Varvite. Die Bildung biogener Karbonate, darunter Laminite, Onkoide, Sphärolithe und „Ooide” im unbewegten Medium wird diskutiert.

Mächtigkeit und Ausbildung der einzelnen Sedimente in unterschiedlichen Bereichen des Sees und absolute Altersbestimmungen mittels der¹⁴C-Methode erlauben die Zuordnung verschiedener Sedimente zu den einzelnen Entwicklungsstadien des Sees und die Korrelation der¹⁴C-Werte mit Auszählungen der Varvite.

Abstract

The genesis and development of a monomictic, mesothermal lake and its sediments is demonstrated by the analysis of sediment cores from different parts of the lake and from different stages of development. The compounds which build up the sediments, consist of irregular large particles from the surrounding crystalline rocks, of fine grained silt sediments from catastrophic flud deposits, of evaporitic series, and algae mats.

The thickness of the different layers and their distribution in various parts of the lake; the different compounds, absolute age determinations, the carbonate layers and algae mats allow the definition of different stages of development of the lake. Causes and influences of an unusual type of monomixis with summer turnover are discussed and related to the sedimentary environment. Annual fluctuations in physical and biological limnology lead to the development of annual cycles in mat development and evaporites, which are reflected in the varved sediments. Inorganic sedimentation of terrestrial sediments, evaporites and organic matter accumulation are in shifting equilibrium which can be analysed by changes in the sediment types.

Within the zone of biologic decay of algae via photosynthetic and other sulfur bacteria and heterotrophic bacteria, biogenic aragonite, Mg-Calcite and sulfides are precipitated. The autigenic dolomite occuring within the algae mats could not be attributed to biological precipitation so far. The lake started out as a lagoon approximately 4500 years B.P. Algae mat development was initiated after the lagoon was separated from the open sea (2400 B.P.). The central parts of the lake subsided at a time between 1900 and 1600 B.P. At this time the algae mat deposition, which until then took place in the whole lake, was restricted to the remaining shallow parts. Years of extremely high precipitation and catastrophic floods are represented by silt layers in the western parts of the lake, while coarser terrestrial sediments are intercalated in the algae mats of the eastern parts.

Oöids, carbonate laminae, oncoliths and other types of carbonate particles within the algae mats are defined as biogenic by SEM analyses and laboratory experiments.

Résumé

La génèse et le développement d'un lac monomictique et mésothermal et de ses sédiments ont été étudiés en analysant des carottages de différentes regions et différentes stages de développement du lac.

Les sédiments consistent en grains irréguliers terrigènes provenant des roches cristallines proches des côtes occidentales, en silt et argiles provenant d'un Qüadi au sud du lac, en évaporites et en bouillies de cyanophycées.

L'épaisseur des couches différentes, leur distribution dans de lac, la distribution des différents composés, les déterminations de d'áge et l'analyse des carbonates et des laminites permettent de définir différents, stades dans le développement du lac et de ses sédiments. L'origine et l'influence d'un type irrégulier de monomixis avec profile de température inverse et holomixis en été sont discutées et mises en relation avec les sédiments. Les fluctuations annuèlles de la limnologie physique et biologique donnent raissaree des cycles à des cycles annuel, se manifestant sous la forme de varves de nature biogenique et évaporitique. La sédimentation clastique, les évaporites et les accumulations de matières organiques dans les mats d'algues se trouvent dans un équilibre délicat marqué par les changements brutaux dans les types de sédiments. Dans la zone de dégradation biologique des mats de cyanophycées coccaides avec diatomées et des mats de cyanophycées filamenteuses, des procéssus de précipitation biologique, ou plutót biochimique, d'aragonite et de Mg-calcite se déroulent, déclenchés par des bactéries photosynthétiques, des bactéries du type Beggiatoa et Achromatium et par divers bactéries hétérotrophes microaerophiles.

Ooides, carbonates laminées, oncolithes et d'autres types de carbonates précipités dans les mats d'algues sont d'origine biogène, ainsi que la montrent des analyses au microscope à balayage de matériel du milieu et par des expériences en labaratoire.

Le lac a débuté, il y a 4500 ans environ par un stade lagunaire. Le développement des mats d'algues a commencént il y a 2400. Entre 1900 et 1600, les parties centrales du lac se sont affaissées de 3 à 4 m. Dès ce moment la dépot des mats d'algues ne se fait plus que dans les parties restées les plus élévées. Les années de fortes précipitation pour cette région aride se manifestent par des intercalations de couches de silt dans l'est et des couches élastiques á granulométrie irrégulière dans l'ouest où elles sont accompagnées de laminites d'algues.

Краткое содержание

Керны из различных ра йонов и различных ста дий развития мономиктич еских озёр с инверзным расп ределением температ ур по вертикали могут дать сведения об исто рии этих озер и о проис хождении их осадков. Последние состоят из окатанных и неокатанных обломо чных компонентов пород, обрамляющих эти озёр а, из сильтов и глин, пр инесенных разливом, из эвапорит ов, водоросличных ковро в, а в подошве еще и из м орского детрита.

Причины такой необыч ной смеси и ее влияние стараются связать с « turnover » в летний период. Ли мнологические иссле дования установили сезонные циклы в отложении био генных и эвапоритных варвитов.

Обсуждается образование биогенн ых карбонатов, именно ламинитов, онкоидов, сферулитов и « ооидов » в стоячей в оде.

Сопоставлены мощнос ть и образование отде льных осадков в различных районах озёр с данным и определения абсолю тного возраста их, а также с отдельными стадиями развития этих озёр. Кр оме того проводится корреляц ия по данным С¹⁴ в варвита х.