Recent sedimentary facies of Roatan (Bay Islands, Honduras), a Caribbean oceanic barrier reef system

Schmitt, Dominik; Gischler, Eberhard

doi:10.1007/s10347-016-0485-5

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“…Of the 346 samples, 344 contained <10% mud by volume and were classified on the dual basis of their dominant grain size, using the Udden–Wentworth scale (Udden, ; Wentworth, ), and sorting, as captured by the logarithmical method of Folk & Ward (). To accomplish this textural classification, this study followed Schmitt & Gischler () and initially split the samples on the basis of their dominant grain size (Fig. A) with the result that 54 were revealed to be dominated by very coarse sand (−1 to 0 phi), 140 by coarse sand (0 to 1 phi), 115 by medium sand (1 to 2 phi) and 31 by fine sand (2 to 3 phi).…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

“…Whereas the PRT scheme here was developed by combining two well-established methods for classifying sediments on the basis of grain size and sorting (i.e. Wentworth, 1922 andFolk &Ward, 1957), natural groupings in the prevalence of allochems were used to define DRT classes, as per Gischler & Lomando (2005) and Schmitt & Gischler (2017). Hence, whereas the PRT scheme could be broadly applied, that for DRTs is specific to the present study.…”

Section: Grain-size and Petrographic Analysismentioning

confidence: 99%

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Complex interplay between depositional and petrophysical environments in Holocene tidal carbonates (Al Ruwais, Qatar)

et al. 2017

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Carbonate rocks can be classified in terms of those properties relating to the pore system of lithified sediments, so‐called ‘petrophysical rock types’, or ‘depositional rock types’ which are categorized based on characteristics directly reflecting their original depositional environment. Whereas petrophysical rock types are typically used to identify and distribute rock bodies within a reservoir with similar flow characteristics, depositional rock types ignore pore types and capture sedimentary structures, lithology and fossils. Both classification systems are extensively used to describe reservoir rocks, but the degree of plurality between them remains poorly understood and is the motivation for this study. To examine the degree of congruency between the two classification schemes, a field assessment was conducted for a 175 km2 area situated offshore Al Ruwais, northern Qatar, encompassing depositional environments spanning supratidal, intertidal, shallow subtidal and open marine conditions. A total of 350 surficial sediment samples were collected along 24 shore‐normal transects. Each sample was assigned a ‘petrophysical rock type’ class based on analysis of sedimentary texture (grain size and sorting). ‘Depositional rock type’ classes, by contrast, were defined with reference to faunal content and, in turn, classes of mineralogy were delimited by weighting this content against the mineralogy of each faunal category. Of course, the samples studied correspond to unconsolidated sediments and not to indurated rocks. However, considering only primary porosity and permeability preservation, it is reasonable to assume that the classified sediments would become petrophysical rock types and depositional rock types when consolidated, following their primary grain size, sorting and grain type distribution. Therefore, the term ‘rock type’ is retained here for ease of terminology but, for clarity, these are sediment samples. The discrete samples were interpolated into continuous surfaces describing the distribution of depositional rock types, petrophysical rock types and mineralogy, and spatial correspondence between those surfaces was statistically evaluated. In order to link these parameters with environment of deposition, their correlation with water depth (as audited from airborne light detection and ranging) and ecological habitat (mapped from DigitalGlobe satellite imagery) was also assessed. The data reveal that spatial distributions of sedimentary faunal, petrographic and mineralogical properties do not show exactly congruent patterns. Other meaningful trends do exist, however. For example, the occurrence of certain depositional rock types is indicative of particular petrophysical rock types, and vice versa. Further, connections between petrophysical rock types and mineralogy are emphasized and offer insight as to how the evolution of matrix porosity might be predicted via diagenetic models tuned to specific sediment textures. Useful relationships are also identified between the occurrence of petrophysical...

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Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Section: Grain-size and Petrographic Analysismentioning

confidence: 99%

Complex interplay between depositional and petrophysical environments in Holocene tidal carbonates (Al Ruwais, Qatar)

et al. 2017

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“…To guarantee reliable quantitative grain size measurements, a more detailed analysis of the fine material <63 μm was performed by using a laser-optical particle analyser (HORIBA Laser Particle Analyser-950), which runs with 2 g fine material (<63 μm) suspended in 0.4 N Na4P2O7 and demineralized water. The textural classification of the sediment samples follows a modified Dunham (1962) scheme for unconsolidated carbonate sediments (Schmitt and Gischler 2017). Grain size values were calculated for each sample using the textural raw data (Suppl.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

“…Skeletal debris of Halimeda, coralline red algae, molluscs, foraminifers, corals and echinoderms are the major surface sediment components besides minor constituents of organic and non-skeletal particles (Gischler 1994;Gischler and Lomando 1999;Gischler and Zingeler 2002). Statistical analyses of various reefal carbonate sedimentation sites verified significant differences in marginal reef and lagoon sediment composition (Gischler and Lomando 1999;Schmitt and Gischler 2017). The average composition of the intercalated event beds likely differs in a similar way from those of the varved background sedimentation sections of sinkhole bottom deposits.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 92%

“…The majority of existing and comparable quantitative sediment facies analyses focuses on sediments of the classic tropical Atlantic research regions of the north-western Caribbean, i.e., the Florida Reef Tract (Ginsburg 1956;Enos 1974;Enos and Perkins 1977;Gischler et al 2017a) and the Bahamas (Purdy 1963;Milliman 1967;Reijmer et al 2009;Rankey and Reeder 2010). Quantitative sediment facies analyses related to the south-western Caribbean are, in addition to the above-mentioned studies, spatially limited to small and isolated carbonate platforms (Milliman 1969), the Mesoamerican Barrier Reef complex (Purdy and Gischler 2003) and Roatan Island, Honduras (Schmitt and Gischler 2017). The aim of all these studies was to focus on spatial facies patterns of modern surface sediments without considering temporal facies distributions obtained from subsurface sediments.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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“Great Blue Hole” (Lighthouse Reef, Belize, Central America) : a late Holocene high-resolution storm and climate archive

Schmitt¹

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Paläoklimarekonstruktionen, die es sich zum Ziel gesetzt haben, Klima-Mensch Interaktionen auf lange Zeitreihen betrachtet zu erforschen, nehmen begünstigt durch die aktuell intensiv geführte Klimadebatte, einen immer größer werdenden Stellenwert in der öffentlichen und wissenschaftlichen Wahrnehmung ein. Denn trotz aller wissenschaftlicher Fortschritte, die in den vergangenen Jahrzehnten im Bereich der modernen Klimaforschung gemacht wurden, bleibt die zuverlässige Vorhersage und Modellierung von zukünftigen Klimaveränderungen noch immer eine der größten Herausforderungen unser heutigen Zeit. Betrachtet man die Karibik exemplarisch in diesem Rahmen, dann prognostizieren viele Modellrechnungen, infolge steigender Ozeantemperaturen, ein deutlich häufigeres Auftreten von tropischen Stürmen und Hurrikanen sowie eine Verschiebung hin zu höheren Sturmstärken. Dieser Trend stellt für die Karibik und viele daran angrenzende Staaten eine der größten Gefahren des modernen Klimawandels dar, den es wissenschaftlich über einen langen Zeitrahmen zu erforschen gilt. Klimaprognosen stützen sich meist vollständig auf hoch-aufgelöste instrumentelle Datensätze. Diese sind aber alle durch einen wesentlichen Aspekt limitiert. Aufgrund ihrer eingeschränkten Verfügbarkeit (~150 Jahre) fehlt ihnen die erforderliche Tiefe, um die auf langen Zeitskalen operierenden Prozesse der globalen Klimadynamik adäquat abbilden zu können. Betrachtet man das Holozän in seiner Gesamtheit, so wurde die globale Klimadynamik über die vergangenen ~11,700 Jahre von periodisch auftretenden Prozessen und Abläufen gesteuert. Diese wirken grundsätzlich über Zeiträume von mehreren Jahrzehnten, teilweise Jahrhunderten und in einigen Fällen sogar Jahrtausenden. Viele dieser natürlichen Prozesse, können in der kurzen Instrumentellen Ära nicht gänzlich identifiziert und angemessen in Klimamodellen berücksichtig werden. Die alleinige Berücksichtigung der Instrumentellen Ära bietet daher nur eine eingeschränkte Perspektive, um die Ursachen und Abläufe von vergangenen sowie mögliche Folgen von zukünftigen Klimaveränderungen zu verstehen. Um diese Einschränkung zu überwinden, ist es somit erforderlich, dass die geowissenschaftliche Forschung mit Proxymethoden ein zusammenfassendes und mechanistisches Verständnis über alle Holozänen Klimaveränderungen erlangt. Wenn man sich diese Limitierung, die ansteigenden Ozeantemperaturen und das in der Karibik in den vergangen 20 Jahren vermehrte Auftreten von starken tropischen Zyklonen ins Gedächtnis ruft, ist es nachvollziehbar, dass im Rahmen dieser Doktorarbeit ein zwei Jahrtausende langer und jährlich aufgelöster Klimadatensatz erarbeitet werden soll, der spät Holozäne Variationen von Ozeanoberflächenwasser-temperaturen (SST) und daraus resultierende lang-zeitliche Veränderungen in der Häufigkeit tropischer Zyklone widerspiegelt. In Zentralamerika wird das Ende der Maya Hochkultur (900-1100 n.Chr.) mit drastischen Umweltveränderungen (z.B. Dürren) assoziiert, die während der Mittelalterlichen Warmzeit (MWP; 900-1400 n.Chr.) durch eine globale Klimaveränderung hervorgerufen wurde. Die aus einem „Blue Hole“ abgeleiteten Informationen über Klimavariationen der Vergangenheit können als Referenz für die gegenwärtige Klimakriese verwendet werden. Als „Blue Hole“ wird eine Karsthöhle bezeichnet, die sich subaerisch während vergangener Meeresspiegeltiefstände im karbonatischen Gerüst eines Riffsystems gebildet hat und in Folge eines Meeresspiegelanstiegs vollständig überflutet wurde. In einigen wenigen marinen „Blue Holes“ treten anoxische Bodenwasserbedingungen auf. Die in diesen anoxischen Karsthöhlen abgelagerten Abfolgen mariner Sedimente können als einzigartiges Klimaarchiv verwendet werden, da sie aufgrund des Fehlens von Bioturbation eine jährliche Schichtung (Warvierung) aufweisen. In dieser kumulativen Dissertation über das „Great Blue Hole“ werden die Ergebnisse eines 3-jährigen Forschungsprojekts vorgestellt, dass das Ziel verfolgte einen wissenschaftlich herausragenden spät Holozänen Klimadatensatz für die süd-westliche Karibik zu erzeugen. Beim „Great Blue Hole“ handelt es sich um ein weltweit einzigartiges marines Sedimentarchiv für diverse spät Holozäne Klima-veränderungen, das im Zuge dieser Dissertation sowohl nach paläoklimatischen als auch nach sedimentologischen Fragestellungen untersucht wurde. Die vorliegende Doktorarbeit befasst sich im Einzelnen mit (1) der Ausarbeitung eines jährlich aufgelösten Archives für tropische Zyklone, (2) der Entwicklung eines jährlich aufgelösten SST Datensatzes und (3) einer kompositionellen Quantifizierung der sedimentären Abfolgen sowie einer faziell-stratigraphischen Charakterisierung von Schönwetter-Sedimenten und Sturmlagen. Zu jedem dieser drei Aspekte, wurde jeweils ein Fachartikel bei einer anerkannten wissenschaftlichen Fachzeitschrift mit „peer-review“ Verfahren veröffentlicht. Der insgesamt 8.55 m lange Sedimentbohrkern („BH6“), der für diese Dissertation untersucht wurde, stammt vom Boden des 125 m tiefen und 320 m breiten „Great Blue Holes“, das sich in der flachen östlichen Lagune des 80 km vor der Küste von Belize (Zentralamerika) gelegenen „Lighthouse Reef“ Atolls befindet. Durch seine besondere Geomorphologie wirkt das, innerhalb des atlantischen „Hurrikan Gürtels“ positionierte, „Great Blue Hole“ wie eine gigantische Sedimentfalle. Die unter Schönwetter-Bedingungen kontinuierlich abgelagerten Abfolgen feinkörniger karbonatischer Sedimente, werden von groben Sturmlagen unterbrochen, die auf „over-wash“ Prozesse von tropischen Zyklonen zurückzuführen sind. ...

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The mineralogic and isotopic fingerprint of equatorial carbonates: Kepulauan Seribu, Indonesia

Utami

Reuning

Hallenberger

et al. 2021

Int J Earth Sci (Geol Rundsch)

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Kepulauan Seribu is an isolated patch reef complex situated in the Java Sea (Indonesia) and is a typical example for a humid, equatorial carbonate system. We investigate the mineralogical and isotopic fingerprint of Panggang, one of the reef platforms of Kepulauan Seribu, to evaluate differences to other carbonate systems, using isotope in combination with XRD and SEM analysis. A characteristic property of shallow water (< 20 m) sediments from Kepulauan Seribu is their increased LMC content (~ 10%) derived from some genera of rotaliid foraminifers and bivalves. The relative abundance of these faunal elements in shallow waters might be related to at least temporary turbid conditions caused by sediment-laden river runoff. This influence is also evidenced by the presence of low amounts of siliciclastic minerals below the regional wave base. Kepulauan Seribu carbonates are characterized by very low δ13C and δ18O values. This is related to the isotopically depleted riverine input. The δ13CDIC in riverine water is reduced by the contribution of 12C from riverside mangroves. Deep atmospheric convection and intensive rains contribute 18O-depleted freshwater in the river catchments, finally reducing salinity in the Java Sea. The depleted δ13C signature in carbonates is further enhanced by the lack of green algae and inorganic carbonates and abundance of coral debris. Low δ18O values in carbonates are favored by the high water temperatures in the equatorial setting. Since equatorial carbonates in SE Asia, including the Java Sea, are typically influenced by high turbidity and/or river runoff, the observed distinctively low isotope values likely are characteristic for equatorial carbonate systems in the region.

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Recent sedimentary facies of Roatan (Bay Islands, Honduras), a Caribbean oceanic barrier reef system

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Complex interplay between depositional and petrophysical environments in Holocene tidal carbonates (Al Ruwais, Qatar)

Complex interplay between depositional and petrophysical environments in Holocene tidal carbonates (Al Ruwais, Qatar)

“Great Blue Hole” (Lighthouse Reef, Belize, Central America) : a late Holocene high-resolution storm and climate archive

The mineralogic and isotopic fingerprint of equatorial carbonates: Kepulauan Seribu, Indonesia

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