Die Sibirische Arktis

Insbesondere die Sibirische Arktis gilt aufgrund ihrer Näh als mögliche Liefer- gebiet fü Sedimente des Eurasischen Beckens. Groß Flußsystem (z.B. Ob, Je- nissej, Khatanga, Lena, Indigirka, Kolyma) bringen Sedimentfracht aus dem Sibiri- schen Hinterland in die ausgedehnten Schelfgebiete. Von dort kann das Material z.B. übe das Meereis in das Eurasische Becken weitertransportiert werden (siehe Abb. 6). Abbildung 35 gliedert das Gebiet Rußland und der angrenzenden Staaten in drei Hauptstrukturgebiete: Stabile Plattformen, präkambrisch Massive und Fal- tenregionen und jünger Faltenzonen (vgl. Abb. 31). An den Arktischen Ozean grenzen die Werchojansker-Tschukotschen Zone, die Werchojansker Faltenzone und die Sibirische Plattform mit mehreren Faltenzonen auf der Taimyr-Halbinsel.

An die Kara-See grenzen die Sibirisch-Mittelasiatische Plattform und die Ural-Fal- tenzone mit ihrem Ausläufe auf Nowaja Semlja.

Die Werchojansker-Tschukotschen Region wird von einem komplexen System alter Massive mit präkambrische bis paläozoische Gesteinen aufgebaut, die von me- sozoischen Faltengürtel umgeben sind (Abb. 35). Kolyma und Indigirka entwäs sern groß Teile dieser Region nach Norden in die Ostsibirische See. Es könne die in Tabelle 9 zusammengefaßte Gesteinsfolgen unterschieden werden. Die groß Mächtigkei dieser Gesteinsserien ist Folge einer langandauernden Absen- kungsgeschichte (Oberproterozoikum bis Mesozoikum) und der Faltung im Meso- zoikum (Dolginow & Kropatschjow 1994). Diese ging einher mit granitoidem Mag- matismus, an den ergiebige Rohstoffvorkommen wie Gold, Zinn, Wolfram, Blei und

Abb. 35: Wesentliche geologische Elemente Rußland und b e n a c h b a r t e ~ ~ e b i c (1) Begrenzung des beschriebenen Gebietes (2) Primorje-Tschukotschen-Vulkan- Zone ( 3 ) C.M.F.S.: Bereiche präkambrische Massive und Faltensysteme unter- schiedlichen Alters. F.Z.: Faltenzone (aus: Dolginow & Kropatschjow 1994).

uartär

durch Permafrost gebundene unverfestigte Sande, Silte und Tone übe mehrere hundert Meter mächtige Grauwacken, Sandsteinen, Konglomeraten mit Pflan- zenresten und zwischengelagerten sauren bis basischen Vulkaniten (Jura bis Unterkreide) in Becken am nördliche Rand der Zone

Werchojansker Vorbecken: klastische bis grobklastische Molassesedimente aus Material, das bei der Faltung der Werchojansker Faltenzone freigesetzt wurde

Mesozoischer Werchojansker Faltengürte enthäl psammitisch-pelitsche Ablagerungen: Flyschartige Wechsellagerungeri von Sand-, Silt-, Tonsteinen mit untergeordneten Karbonaten, groben Sandsteinen und Kohleflöze

marine Flachwasser- terrestrische klastische Sedimente (Konglomerate, Sandstein, Tonschiefer) sowie intermediär und basische Vulkanite

Devon: vorwiegend terrestrische und lagunär Ablagerungen mit Evaporiten und Vulkaniten sauren und (oder) basischer Zusammensetzung

bis Devon: Karbonate, Sand- und Tonsteine, mit unterlagernden bunten und roten Serien

Serizit- U. Chloritschiefer, Quartzit, Kalkstein, Dolomit, Konglomerat an der Basis Amphibolit, Metavulkanite, Paraschiefer, Glaukophanschiefer, Amphibolschiefer mit Granatbasiten und Hyperbasiten; Marmor, Quartzit, Migmatitgneis

hypersthenführend Amphibol- und andere Gneise sowie metamorphe Schiefer, Amphibolit, Quartzit, Granitgneis

Zink gebunden sind. Nach einer tektonisch ruhigen Phase am Ende der Kreide führte neogene und quartär Faltungsphasen zum rezenten Bergrelief der Region.

Die beiden große Flüss Indigirka und Kolyma entspringen in diesen Bergen.

Derlndigirka fließ übe mehrere hundert Kilometer durch die Indigirka-Kolyma Tiefebene, die schlecht entwässer und von Seen, Marschland und Tundra bedeckt ist (Naugler et al. 1974). Dies führ zu einer deutlich unterschiedlichen Sedimentlast in Indigirka und Kolyma. Der Indigirka träg wesentlich feineres, aber auch wesent- lich mehr Material in die Ostsibirische See als der Kolyma (Naugler et al. 1974). Die Sedimente, insbesondere der westlichen Ostsibirischen See, sind aufgrund der Ausgangsgesteine und des Transportweges reich an Quarz, Feldspaten und vor allem Phyllosilikaten (vgl. Tab. 9). Nach Westen hin schließ sich westlich der Lena das Nördlich Sibirische Tiefland an, das zu große Teilen von der Sibiri- schen Plattform und von der Lena Senke unterlagert wird (Abb. 35, 36; Churkin et al. 1981). Das schematische Profil zeigt die geologische Situation auf einem Schnitt zwischen Jenissej und Lena auf ungefäh 71 N von den triassischen Trappbasalten des Putoranagebirges übe den Grundgebirgsaufbruch des Anabar- schildes bis zur Lena Senke nahe der Werchojansker Faltenzone (Abb. 36). Diese Region wird durch Lena, Olenek, Anabar und Khatanga in die Laptew-See entwäs sert. Der Jenissej münde in die Kara-See.

Das präkambrisch kristalline Grundgebirge im Anabar-Schild besteht aus Gnei- sen, Quartziten, Marmoren und Paragneisen. Mächtig jungpräkambrisch bis me- sozische Plattformsedimente überlager das Grundgebirge. Das jünger Protero- zoikum enthäl Sand- und Siltsteine, Schiefer und Phyllite (ca. 1700 m Mächtigkeit) das Paläozoiku Wechsellagerungen von Karbonaten und Klastika (ca. 5000 m).

Sie werden von der mesozoischen Bedeckung mit permischen kontinentalen Se- dimenten und in der Trias eingeschalteten Tufflagen und Laven diskordant überla gert (bis ca. 2500 m Mächtigkeit) In der Noril'sker Region erreichen die triassi- schen Vulkanite eine Mächtigkei von ca. 4 km (Duzhikov & Strunin 1992). Eine ge- ringmächtig Decke kreidezeitlicher, paläogene und quartäre Sand-, Silt-, Ton- steine überlager regional diese Ablagerungen (Abb. 36; Tab. 9).

Nordöstlic des Olenek finden sich mesozoische Flyschsedimente, die die westli- che Ausdehnung des Werjochansker Vorbeckens nachzeichnen (Abb. 35). Zwi- schen Anabar und Lena stehen mehrere tausend Meter mächtig permische (Kohle-führend Sand-, Silt- und Tonsteine), triassische (Sandsteine mit Tufflagen, Mergel und Tonsteine) und kreidezeitliche Gesteine an (Kohle-führend Sand- und Tonsteine bis 4000 m Mächtigkei im Lena Delta; Churkin et al. 1981).

Vom Jura bis zum Känozoiku wurden im Jenissej-Khatanga Riftsystem bis zu 7500 m mächtige vorwiegend flachmarin-klastische Sedimente abgelagert (Dolginow & & Kropatschjow 1994). Dieses leicht erodierbare Material ist in der Tundra des Sibirischen Tieflandes, im Khatanga-Becken und auf den Inseln der in- neren Laptew-See vertreten (Abb. 35, 36).

Die Taimyr Halbinsel und das Sewernaja Semlja Archipel bilden ein eigenes Strukturelement ältere Kruste (Abb. 35). Die Gebirgskette Taimyrs besteht aus metamorphen Beckensedimenten von Präkambriu bis Paläozoikum in die syn-

...

Abb. 36 (nächst Seite) oben: Skizziertes W-E-Profil durch die Sibirische Plattform auf ca. 71 N (aus: Churkin et al. 1981 nach Pyatniskiy 1974). Unten:

Geologische Übersichtskart der Region zwischen Lena und Jenissej mit ungefähre Position des Profils (umgezeichnet nach: Duzhikov & Strunin 1992).

4. Mineralveraesellschaftunaen potentieller Liefergebiete

Folded region

-

Effusive trap rock

0

-

KILOMETERS 200 400

Vendian Triossic 10 Getaceous

Riphean Middle Corboniferous to Permian

ksement Lower Combrian 10 Lower Carboniferous 1

1 Fault Zone IfiKUTSK Ortschaft

Angara FluÃ

A B

Profillinie

Grenze des Sibirischen Schildes

Mesozoische bis rezente Lockersedimente

Trappbasalte Tuffhaltige Abfolge

Plattform Sedimentbecken

Grundgebirgs-

m

aufbruch (nach Duzhikov &

Strunin 1992)

orogene Plutone intrudiert sind. N-Taimyr setzt sich aus präkambrische und spät paläozoische Graniten zusammen, die teilweise von kambrischen, fossilfuhrenden Schichten überlager werden (Churkin et al. 1981; Zonenshain & Natapov 1989). Im südliche Teil Taimyrs stehen überwiegen permische und triassische klastische Gesteine an, die durch kambrische bis karbonische Karbonat-dominierte Sedi- mente unterlagert werden (Gesamtmächtigkei ca. 10 km). Permische und triassi- sche Gesteine weisen starke Ahnlichkeit mit entsprechenden Gesteinen des Urals auf. Nach Churkin et al. (1981) sind dies 1900-2300 m mächtig Sand-,Silt- und Tonsteine mit einer ca. 1000 m mächtige kohleführende Sequenz des unteren Perms. Sie wechsellagern mit 1500-2500 m mächtigen sandigen Tonen mit einge- schobenen Tuffkonglomeraten, basaltischen Laven und Tuffen. Die Uberdeckung durch jurassische bis quartär klastische Sedimente ist nur dün und regional be- grenzt (Abb. 36).

emija, das weitreichend vergletschert ist, stehen paläozoisch Sedimente an (Churkin et al. 1981). Uber präkambrische Kristallin ähnlic demjenigen Taimyrs (4000-4500 m Chlorit-Serizit-Quarz-Schiefern, Metasandstei- nen, Phylliten, einem mächtige Graphittonschiefer und Metavulkaniten) folgen kambrische Klastika (3000 m), ordovizische und silurische Karbonate (letztere mit reicher Fauna, tabulate Korallen und Pentameriden, max. 4200 m) und das Devon in Old Red Fazies (ählic dem Devon Svalbards). Mit ca. 1400 m Mächtigkei wech- seln Sandsteine, Mergel, Karbonate, Gips- und Halit-haltige Lagen mit evaporiti- sehen Karbonaten. Mesozoische und känozoisch Sedimente bilden nur eine ge- ringe Überdeckun (Sand- bis Tonsteine, sehr leicht verwitternd). Zur Region Tai- myr-Sewernaja Semlja gehöre auch einige dem Festland vorgelagerte Inseln in der Kara-See.

4.2.1 O b e r f l a c h e n s e d i m e n t e der Laptew-See-Region

Währen der letzten Jahre lenkten mehrere Untersuchungen an Sedimenten und damit verknüpf an Meereissedimenten im Eurasischen Becken das Augenmerk auf die Laptew-See-Region (Pfirman et al. 1989; Dethleff et al. 1993; Wollenburg 1993;

Nürnber et al. 1994; Dethleff 1995a,b; Letzig 1995 und weitere Zitate darin). Da- nach gilt die Laptew-See als eine der wichtigsten Quellen fü die rezente Sedimen- tation im Eurasischen Becken. Anhand der Oberflächenproben die währen der

"Polarstern1'-Expedition ARK-1x14 (ARCTIC.93) gesammelt wurden (Füttere 1994), kann nun eine gesamtmineralogische Charakterisierung stattfinden (Vogt 1996). In den folgenden Karten werden die Verteilung verschiedener Mineralgehalte und mineralogischer Parameter dargestellt, die mit unterschiedlichen Einflüsse der verschiedenen Flußsystem (Khatanga, Lena, Yana) sowie der vergletscherten Regionen Sewernaja Semljas in Verbindung gebracht werden könne und deren Charakteristik möglicherweis in das Eurasische Becken weitergegeben wird.

Anmerkung: In den folgenden Kapitel werden 6 Parameter (fett gedruckt) aus der Vielzahl der verfügbare Einzelinformationen innerhalb der Gesamtmineralogie herausgestellt. Weitere wichtige Daten werden erwähn (kursiv gedruckt). Der ge- samte, umfangreiche mineralogische Datensatz wird im Anhang gelistet.

Proben des Laptew-See-Schelfes zeigen teilweise erhöht uarzgehalte bis übe 40 ^O/O (Abb. 37). Die Verteilungskarte weist in der östliche Laptew-See niedrige und im Westen erhöht Gehalte aus. Zur Tiefsee hin nimmt der Quarzgehalt entlang des gesamten Schelfes kontinuierlich ab. Diese Verteilung korreliert sehr gut mit der Korngrößenverteilu der Oberflächensediment der Laptew-See (vgl, Linde-

4. Mineralveraesellschaftunaen potentieller Liefergebiete mann 1994; Stein & Korolev 1994; Wahsner 1995). Mit zunehmender Entfernung vom Schelf reduzieren sich Korngröà und Quarzgehalte. Ein eindeutiges Zeichen fü gravitativen Hangabwärtstransport der mit zunehmender Entfernung vom Schelf an Transportenergie verliert und nur noch feinkörnigere Material bewegen kann.

Khatanga und Sewernaja Semlja könne aufgrund ihrer Näh zu bergigen Regio- nen bzw. aufgrund der teilweisen Vergletscherung einen erhöhte Eintrag von grobkörnigere und Quarz-reicherem Material unterstütze (Abb. 35, 36; vgl. Kap.

1.4.1). Auch das feinkörniger Material der östliche Laptew-See, das hauptsäch lich aus der vorsortierten Sedimentfracht der Lena und Yana stammt (Silverberg 1972; Benthien 1994; Lindemann 1994; Vogt et al. 1994; Dethleff 1995a), zeigt einen gegenübe den Tiefseesedimenten erhöhte Gehalt an Quarz. Alle Hinter- landregionen der Laptew-See sowie Sewernaja Semlja verfüge übe einen über durchschnittlich hohen Anteil an klastischen Sedimentgesteinen (Abb. 35, 36; vgl.

Tab. 9), die fü diesen hohen Eintrag an Quarz sorgen können

Abb. 37: Verteilungskarte des Quarzgehaltes in Oberflächenprobe des Laptew- See-Kontinentalhanges. Nummern -> PS24xx (ARCTIC '93-Expedition).

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4. Mineralveraesellschaftunaen potentieller Lieferaebiete Abb. 37). Dies weist auf einen ebenfalls hohen Eintrag von Feldspäte hin, so da das Verhältni extrem niedrig ist. Es sind mehrere Quellen fü einen hohen Feld- spateintrag verfügbar Im Einzugsgebiet des Khatangas ist dies vor allem das aus- gedehnte Putorana-Flutbasaltplateau (Abb. 36). Der Anabar entwässer das Ana- barschild, in dem u.a. Granite und Metasedimente vorkommen. Die Küstenregio der westlichen Laptew-See wird zu große Teilen aus kreidezeitlichen, siliziklasti- sehen Sedimenten aufgebaut (Abb. 36). Die östlich Laptew-See zeigt höher QzIFsp-Werte. Dies scheint durch einen erhöhte Eintrag von Quarz aus der Ko- telny-Region und1 oder der Ostsibirischen See bedingt zu sein (vgl. Kap. 4.2). In beiden östliche Profilen der Laptew-See erhöh sich das QzlFsp-Verhältni konti- nuierlich beckenwärts Bei gleichzeitiger Verringerung des Quarzgehaltes (siehe Abb. 37) muà somit von einer noch stärkere Reduzierung des Feldspatgehaltes mit zunehmender Entfernung vom Schelf und verringerter Korngröà ausgegangen werden. Ein herausstehendes Phänome der QdFsp-Verteilungskarte sind die ho- hen Werte östlic Sewernaja Semlja und in der Vilkitzkystraß (Abb. 38). Den höchste Wert erreicht dabei die Oberflächenprob von PS2480 mit 1,21. Hier ist allerdings auch der Quarzgehalt extrem hoch. Der Sandgehalt dieser Probe er- reicht 88 % (Wahsner, persl. Mittig. 1995). Die Zunge erhöhte QdFsp-Gehalte ost- wärt von Sewernaja Semlja folgt der derzeitig dominierenden Richtung der Ober- flächenströmung (Suslov 1961 ; Timokhov 1994; Eicken et al. 1995; Kolatschek et al. 1995). Sich mit der Entfernung verringernde QzIFsp-Verhältniss suggerieren eine zunehmende Verdünnun durch Material aus der inneren Laptew-See.

Heute werden treibende Eisberge von Sewernaja Semlja in dieser Region beob- achtet (Füttere 1994; Kolatschek et al. 1995). Die Quarz- wie Feldspatgehalte scheinen in dieser Region eng an grobkörnige Material gebunden zu sein (S.O.).

Daher liegt der Schluà nahe, da die erhöhte QzIFsp-Verhältniss einen Trans- port von grobkörnige Material (mit Eisbergen ?) von Sewernaja Semlja ostwärt anzeigen. Möglic sind weiterhin auch starke Bodenströmunge durch die Vilkits- kystraße die dem Kontinentalhang folgen, und so das Material vom Schelf aus Richtung Osten verteilen könnte (Füttere 1994; persl. Mittig, Niessen 1995).

Wahsner (1 995) berichtet von einem W-E-Transport von Smektiten durch die Vil- kitskystraße

Der Kontinentalhang östlic Sewernaja Semlja und die Vilkitzkystraß sind auch die Gebiete höchste KfsIPIg-Verhältniss (Abb. 39), die in dieser Arbeit als Indika- tor fü unterschiedliche Anteile von Kalifeldspäte und Plagioklasen verwendet werden. Die höste KfsIPIg-Verhältniss werden auf dem gesamten westlichen Kontinentalhang bis ins Becken hinein beobachtet (bis zu 1,21 PS2480; Abb. 39). In der der östliche Laptew-See benachbarten Tiefsee fallen die Werte auf unter 0,2.

Leicht erhöh sind die Werte auch an den Kernpositionen PS2463-68, die im Gebiet des östliche Lena Troges liegen, der durch die Lena währen niedrigerer Mee- resspiegelständ in den Schelf erodiert und nach der Uberflutung der Laptew-See durch Sediment gefüll wurde (vgl. Holmes & Creager 1974; Füttere 1994; Ben- thien 1994; Lindemann 1994; Niessen & Musatov 1997; Kleiber et al. 1997). Dage- gen zeigen die Oberflächenprobe im Anabar-Khatanga Trog, einer dem Lena Trog ähnliche Struktur in der westlichen Laptew-See, relativ niedrige KfslPIg-Ver- hältnisse Da beide Trög Material enthalten, das vom inneren Schelf und den Mündungsbereiche der Flüà durch Strömunge herangebracht werden (Benthien 1994; Lindemann 1994), scheinen hier einige Unterschiede in der Zu- sammensetzung der Feldspatgruppen zu bestehen. Dies ist vermutlich Ausdruck der unterschiedlichen Liefergebiete (vgl. Abb. 36).

Abb. 39: Verteilungskarte der Kalifeldspat1 Plagioklas-Verhältnisse (KfsIPIg) in Oberflächenprobe des Laptew-See Kontinentalhanges. Nummern -> PS24xx (ARCTIC '93-Expedition).

Die QUAX-Auswertung ergibt fü das Laptew-See-Gebiet Plagioklasgehalte von 15 bis >30 % (Tab. A4). Die höchste Werte werden auf dem Schelf in der zentralen Laptew-See erreicht (PS2463-69). Die niedrigsten Plagioklasgehalte haben die Tiefseeoberflächenprobe und Proben vor Sewernaja Semlja und Kotelny. Kali- feldspat erreicht einen Anteil zwischen 0 und übe 15 %. Die Schelfregion zeigt durchgehend höher Werte als die Tiefseesedimente, deren Gehalte insbesondere vor dem östliche Laptew-See-Schelfhang unterhalb der Nachweisgrenze des

4. Mineralveraesellschaftunqen potentieller Liefergebiete QUAX-Programms liegen (2-5

X).

Auch vor der Taimyr-Halbinsel ist Kalifeldspat nur ein untergeordneter Bestandteil des Mineralspektrums. Die Gehalte an Quarz, Plagioklasen und Kalifeldspäte sind den von Mosler et al. (1996) fü die innere Laptew-See bestimmten Werten sehr ähnlich

Die Karbonatgehalte der Schelfsedimente sind äußer gering und nahe an der analytischen Nachweisgrenze (0,5-2

X).

Mit Hilfe der Karbonatmessungen von Stein (1996) und der Bestimmung von Kalzit1 Dolomit konnten jedoch fü alle Kern- positionen entsprechende Werte berechnet werden (Tab. A4). Kalzit ist in den Schelf- und Hangproben kaum vorhanden. Zur Tiefsee hin nimmt der Anteil etwas zu und übersteig 1 % in der Oberflächenprob PS2470 in der Tiefsee. Die nied- rigsten Werte ergeben sich fü das östlichst Profil auf Ca. 133' E, bei denen Kalzit am Schelf und Hang völli fehlt.

Fü den Dolomit zeichnet sich ein umgekehrtes Bild ab. Die höchste Gehalte mit bis zu 2 , l % (PS2485 vor der Taimyr-Halbinsel) wurden fü die Schelfproben ge- messen, währen die Hang- und Beckensedimente nur Spuren von Dolomit besit- zen (c0,5

X).

Die etwas höhere Werte könne vermutlich auf den Eintrag von de- tritischen Karbonatmineralen aus den paläozoische Karbonatgesteinen rund um das Anabar-Schild und auf der Taimyr-Halbinsel1 Sewernaja Semlja zurückgefüh werden (vgl. Abb. 36).

Generell ist festzustellen, da Karbonate eine untergeordnete Rolle innerhalb der Mineralvergesellschaftungen von Laptew-See-Sedimenten darstellen. Dafü spre- chen auch weitestgehend minimale Karbonatgehalte in den Sedimenten des inne- ren Laptew-See-Schelfes (Stein 1996).

Die Korngrößenverteilu und die Tonmineralvergesellschaftung der Oberflächen sedimente in der Laptew-See haben Wahsner (1995) und Rossak (1995) beschrie- ben. Von besonderer Bedeutung fü diese Arbeit sind die konstante Abnahme der mittleren Korngröà hangabwärt und die Verteilung der Tonmineralgruppe Smektit (Abb. 40). Die Verteilungskarte zeigt ein deutliches Maximum in der west- lichen Laptew-See, insbesondere nahe der Khatanga-Mündun und in der Vilkits- kystraß (Abb. 40). Eine Zunge hoher Gehalte erstreckt sich von hier aus ostwärts Die Verringerung der Werte ostwärt spiegelt die Verdünnun durch den Feinfrak- tionseintrag insbesondere der Len,a wider (vgl. Wahsner 1995 und Zitate darin).

Das Verteilungsmuster ist in guter Ubereinstimmung mit den beobachteten Oberflä

chenströmunge in der Laptew-See (z.B. Suslov 1961; Hass et al. 1995). Zusätz lich zum Eintrag aus der Khatanga-Mündun wird ein Eintrag von Smektit aus der Kara-See, in der in der ObIJenissej-Mündun noch höher Smektitgehalte in den Oberflächenprobe beobachtet werden (Abb. 40), in die Laptew-See vermutet (Wahsner 1995). Khatanga und Jenissej entwässer des Putoranagebirge, an des- sen Westflanke ausgedehnte Tuffablagerungen ausbeiße (Abb. 36, 40). Smektit ist ein Verwitterungsprodukt basaltischer Magmen, Lava und insbesondere Pyro- klastika. Seine Herkunft aus dem ausgedehnten Flutbasaltmassiv des Putorana- gebirges ist naheliegend (Abb. 36, 40). Da Tuffe bereits in ihrer Ausgangszusam- mensetzung reich an Mineralen der Smektitgruppe sind, könnt dies vielleicht die noch höhere Smektitgehalte in der Ob1 Jenissej- Mündun erklären Die ausge- dehnten sibirischen Flutbasalte sind in der Nachbarschaft des Arktischen Ozeans die einzige Quelle solch hoher Smektitgehalte. Daher ist Smektit als Lieferge- bietsanzeiger sehr tauglich und wurde bereits fü paläozeanographisch Rekon- struktion im Eurasischen Becken verwendet (Nürnber et al. 1994; Letzig 1995).

4. Mineralveraesellschaftunaen potentieller Lieferaebiete

Abb. 41: Verteilungskarte der Pyroxenindexwerte in Oberflächenprobe des und erkannte Pyroxengehalte am Laptew-See Kontinentalhanges. Nummern -> PS24xx (ARCTIC '93-Expedition). Der Pyroxenindex ist die integrierten Fläch zwischen 3,O und 2,92 A aus dem Röntgendiffraktogram (vgl. Kap. 2). Die Beugungsreflexe diesen Diffraktogrammabschnitts werden in den Sedimenten des Arktischen Ozeans vorrangig von Pyroxenen erzeugt.

Auch in der Gesamtmineralanalyse präg sich der Eintrag von Erosionsprodukten aus dem Putoranagebirge durch (vgl. hohe Plagioklasanteile). Die Gehalte an Montmorilloniten

-

zu denen die Smektite gehöre

-

sind in der Gesamtprobe rela-

tiv hoch (bis zu 30 % in der westlichen Laptew-See (PS2475) und 40 % in der Kara-See (MD4399)) und die Verteilungskarte des Pyroxenindexes (Abb. 41) äh nelt der Smektitverteilungskarte. Hohe Montmorillonitgehalte sind außerde Aus- druck der große Näh zu den Liefergesteinen, da sie aufgrund ihrer geringen physikalischen Widerstandsfähigkei weite Transporte nicht überdauern

Die höchste Werte des Pyroxenindexes aus der westlichen Laptew-See fallen mit dem Uberspringen der Nachweisgrenze des QUAX-Programms fü Pyroxene zusammen (2-5

X).

An den Stationen PS2477 und PS2478 werden 5-10 % Hy- persthen (ein Orthopyroxen typisch fü Silikat-arme, basaltischel tholeiitische Mag- matite und Vulkanite; Matthes 1987) erreicht (Abb. 41). Dies stimmt gut mit dem schon durch die Smektitverteilung angedeuteten Eintrag von Basaltverwitterungs- produkten durch den Kathanga und mit vorhergehenden Untersuchungen überei (Lapina 1965; Silverberg 1972; Stein & Korolev 1994; Behrends et al. 1996 und Zitate darin). Ansonsten werden Klinopyroxene erkannt (Tab. A4).

Die Schelfsedimente zeigen generell höher Pyroxenindexwerte (Abb. 41). Dage- gen ist der Pyroxenindex in der Vilkitskystraß und in deren östliche Verlängerun niedriger. Die Werte verringern sich außerde übe den Kontinentalhang hinweg bis zu den Oberflächensedimente der Tiefsee, insbesondere vor der östliche Laptew-See, zu niedrigsten Werten. Die östlich Laptew-See erscheint damit Pyro- xen-ärmer was durch verschiedene Schwermineraluntersuchungen bestätig wird (Lapina 1965; Silverberg 1972; Behrends et al. 1995, 1996). Die Neusibirischen In- seln scheinen aber Eisen-reiche Orthopyroxene zu liefern. Währen bei der Aus- wertung von Proben nahe Kotelny Fe-Enstatit als ein akzessorisches Mineral ermit- telt wurde, fanden Naugler et al. (1974) erhöht Gehalte von Orthopyroxen in Sedi- menten auf der Ostseite der Neusibirischen Inseln. Anhand mikroskopischer Unter- suchungen vermuten sie eisenreichen Ferrohypersthen.

Die Gruppe der Dreischichtsilikate Glimmer, Illit und Montmorillonit bildet einen Großtei der bestimmten Phyllite in der Gesamtfraktion. Es folgen Kaolinit und Chlorit als eigenständig Gruppen (Tab. A4). Währen Illit vorrangig in den Schelf- proben erkannt wird (bis zu 20 %), erreichen die Glimmer Höchstwert in den Oberflächenprobe der Hang- und Beckensedimente (Tab. A4). Illit erreicht außer dem vor der Taimyr-Halbinsel erhöht Werte in der Gesamtmineralanalyse. Dies könnt im Zusammenhang mit den metamorphen Gesteinen des Taimyr-Faltengür tels stehen (vgl. Kap. 4.2). Dagegen erscheint die unterschiedliche Verteilung der Glimmer und Illite auf dem Schelf und am Hang entweder als Ausdruck der Trans- portentfernung und damit Widerstandsfähigkei der Minerale gegen physikalische Beanspruchung oder der unterschiedlichen Sedimentationsbedingungen.

Aufgrund sehr ähnliche Beugungsreflexe ist Kaolinit nur schwer von Chlorit in ei- ner Gesamtmineralanalyse zu trennen (Kap. 2.6.3, 2.6.4). Die entsprechenden Ge- halte müsse daher immer als Summe beider Mineralgruppen gesehen werden (Tab. A4). Dennoch deutet eine Entscheidung von QUAX fü nur ein Mineral auf die Ubermacht desselben in der Probe hin. Aufgrund dessen soll auf einige beobach- tete Trends hingewiesen werden. Kaolinit hat sein Maximum von 5-10 ^O/O in Ober-

Aufgrund sehr ähnliche Beugungsreflexe ist Kaolinit nur schwer von Chlorit in ei- ner Gesamtmineralanalyse zu trennen (Kap. 2.6.3, 2.6.4). Die entsprechenden Ge- halte müsse daher immer als Summe beider Mineralgruppen gesehen werden (Tab. A4). Dennoch deutet eine Entscheidung von QUAX fü nur ein Mineral auf die Ubermacht desselben in der Probe hin. Aufgrund dessen soll auf einige beobach- tete Trends hingewiesen werden. Kaolinit hat sein Maximum von 5-10 ^O/O in Ober-

Im Dokument 1201 61 D-2751 5 Bremerhaven Die vorliegende Arbeit ist die leicht verändert Fassung einer Dissertation, die im Januar (Seite 81-97)