Journal Article Sediment grain size and surface textural observations of quartz grains in late quaternary lacustrine sediments from Schirmacher Oasis, East Antarctica: Paleoenvironmental significance

10 ( 1 )  , pp.89 - 100 , 2016-03
In this study we report the sediment grain size parameters and surface textural observations (using scanning electron microscopy (SEM)) of quartz grains from sediments of Sandy Lake, Schirmacher Oasis, East Antarctica. The sediment core spans the last 43 cal ka B.P. The statistical parameters of grain size data (sorting, skewness, kurtosis, mean grain size, D10, D50, D90 and SPAN index) indicate that the sediments are primarily transported by melt-water streams and glaciers. However, during the last glacial period, sediments seem to be transported due to wind activity as evident by the good correlation between rounded quartz data and dust flux data from EPICA ice-core data. The mean grain size values are low during the last glacial period indicating colder climatic conditions and the values increase after the last glacial maximum suggesting an increase in the energy of the transporting medium, i.e., melt-water streams. The sediments are poorly sorted and finely skewed and show different modes of grain size distribution throughout the last 43 cal ka B.P. SEM studies of selected quartz grains and analyses of various surface textures indicate that glacigenic conditions must have prevailed at the time of their transport. Semi-quantitative analyses of mineral (quartz, feldspar, mica, garnet and rock fragments & other minerals) counts suggest a mixed population of minerals with quartz being the dominant mineral. Higher concentration of quartz grains over other minerals indicates that the sediments are compositionally mature. The study reveals the different types of physical weathering, erosive signatures, and chemical precipitation most of them characteristic of glacial environment which affected these quartz grains before final deposition as lake sediments. The palaeoclimatic signals obtained from this study show similarities with ice-core and lake sediment records from Schirmacher Oasis and other ice-free regions in East Antarctica.
本研究では、東南極シルマッヒャ−オアシスにあるSandy Lakeの堆積物中の石英粒子の大きさの変数、および走査電子顕微鏡(SEM)により観察した粒子表面の性状について報告した。堆積物コアは過去4.3万年に及ぶ。粒子サイズの統計変数(分級度、歪度、尖度、平均粒径等)は、堆積物が基本的に氷河やその融水により運ばれたことを示している。しかし、最終氷期(LGP)には、EPICAのアイスコアで丸みのある石英粒子とホコリの出現が良い相関を示すことから明らかなように、堆積物が風で運ばれたとみられる。LGPの平均粒径が小さいことは、より寒冷な気候であったことを示し、最終氷期最盛期(LGM)の後に粒径が増加したことは、輸送媒体である氷河融解水の流れが強くなったことを示唆している。過去4.3万年にわたり、堆積物の粒子分別は弱く、細かい歪みがあり、粒径分布が異なったモードを示している。石英粒子のSEMによる調査、および多様な粒子の表面状態の分析により、粒子が運ばれた時には氷期に基づく環境が卓越していたことを示した。鉱物(石英、長石、雲母、ザクロ石等)の半定量的分析の結果、石英とほかの鉱物との混合物が優占していた。また、石英粒子が多いことから堆積物は組成的には成熟していることを示した。本研究により、異なったタイプの物理的風化作用、侵食痕、化学的析出を明らかにしたが、そのほとんどは氷期の環境に特徴的なもので,湖底堆積物として最終的に堆積する前に石英粒子に影響を及ぼした。本研究は、シルマッヒャ−オアシスや東南極露岩域の湖底堆積物試料がアイスコア試料と同様に、古環境の再構築に利用できることを示している。

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