Modeling granulometric, mineralogical, and geochemical composition of sediments: A quantitative tool for predicting sediment composition and reconstructing sediment provenance
Final Report Abstract
Mit dem abgeschlossenen Projekt konnte ein generell linearer Zusammenhang (in der Aitchison Geometrie) zwischen Korngröße und Sedimentzusammensetzungen aufgezeigt und mit sowohl Literaturdaten als auch eigenen Fallstudien belegt werden. Der beobachtete Trend für die glazialen Sedimente ist rein mechanischen Prozessen zuzuordnen, die Sprünge im Regressionsmodell reflektieren ererbte Korngrößenverteilungen und physikalische Eigenschaften der einzelnen Minerale. Die Parameter der Modellanpassung sind für beide Fälle (granitoide und metabasische Liefergesteine) überwiegend konsistent, was auf vergleichbare Prozesse trotz stark unterschiedlicher Ausgangsgesteine deutet. Desweiteren haben wir erstmals ein Modell entwickelt, welches es erlaubt, aus der geochemischen Sedimentzusammensetzung eine detaillierte und flexible Mineralzusammensetzung zu bestimmen, auch wenn die Variablenzahl geringer ist als die der Endglieder (Minerale). Die hohe Variabilität der Zusammensetzung über den gesamten Korngrößenbereich lassen die geochemische Diskriminierung unterschiedlicher Liefergesteine ohne strikte Korngrößenkontrolle grundsätzlich fraglich erscheinen. Die Cr/Rb Verhältnisse liefern hier noch den besten Parameter, da diese weitgehend Korngrößen-unabhängig sind. Diese Ergebnisse werden gestützt durch eine aktuelle Arbeit in größerskaligen Ablagerungs- und Zeiträumen. Die in beiden unseren kleinskaligen Fallstudien beobachten diskreten Sprünge im Regressionsmodell scheinen im größeren Maßstab weniger relevant zu werden, was vermutlich auf eine generelle „Glättung“, bei der Hochskalierung und/oder auf zunehmende chemische Alteration zurückzuführen ist. Diese Hypothese ist Gegenstand laufender Arbeiten an Probenmaterial mit vergleichbarem Liefergestein, aber dominant chemischer Alteration der Sedimente. Die Kombination der petrographisch-mineralogisch-geochemischen Information über den gesamten Korngrößenbereich und aus unterschiedlichen Settings sollte es dann ermöglichen, allgemeiner anwendbare Modelle für beliebige Drainagebecken zu entwickeln.
Publications
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(2009): Grain-size control on petrographic composition of sediments: compositional regression and rounded zeros. Mathematical Geosciences, 41, 869-886
Tolosana-Delgado R, von Eynatten H
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(2010): Simplifying compositional multiple regression: Application to grain size controls on sediment geochemistry. Computers and Geosciences, 36, 577-589
Tolosana-Delgado R, von Eynatten H
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(2011): Constructing modal mineralogy from geochemical composition: a geometric-Bayesian approach. Computers and Geosciences, 37, 677-691
Tolosana-Delgado R, von Eynatten H, Karius V
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(2012): Influence of granitoid textural parameters on sediment composition: implications for sediment generation. Sedimentary Geology, 280, 93-107
Caracciolo L, Tolosana-Delgado R, Le Pera, E, von Eynatten H, Arribas J, Tarquini S
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(2012): Sediment generation in modern glacial settings: source-rock and grain-size control on sediment composition. Sedimentary Geology, 280, 80-92
von Eynatten H, Tolosana-Delgado R, Karius V
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(2012): Uses and misuses of compositional data in sedimentology. Sedimentary Geology, 280, 60-79
Tolosana-Delgado R
