pelagic, hemipelagic and turbidite deposition in the arabian sea

193 Pages·2007·3.52 MB·English

GEOLOGICA ULTRAIECTINA

Mededelingen van de
Faculteit Aardwetenschappen
Universiteit Utrecht

No. 168

PELAGIC, HEMIPELAGIC AND TURBIDITE DEPOSITION
IN THE ARABIAN SEA DURING THE LATE QUATERNARY

Unravelling the signals of eolian and fluvial sediment supply
as functions of tectonics, sea-level and climate change
by means of end-member modelling of siliciclastic grain-size distributions

Maarten A. Prins
Front cover — Dwellers of the Depths

ISBN 90-5744-026-1
PELAGIC, HEMIPELAGIC AND TURBIDITE DEPOSITION
IN THE ARABIAN SEA DURING THE LATE QUATERNARY

Unravelling the signals of eolian and fluvial sediment supply
as functions of tectonics, sea-level and climate change
by means of end-member modelling of siliciclastic grain-size distributions

PELAGISCHE, HEMIPELAGISCHE EN TURBIDIET SEDIMENTATIE IN
DE ARABISCHE ZEE GEDURENDE HET LAAT KWARTAIR

Ontrafelen van eolische en fluviatiele sediment-aanvoer signalen
als functie van tektoniek, zeespiegel- en klimaatveranderingen
met behulp van eind-lid modellering van siliciklastische korrelgrootteverdelingen

(met een samenvatting in het Nederlands)

Proefschrift

ter verkrijging van de graad van doctor
aan de Universiteit Utrecht
op gezag van de Rector Magnificus, Prof. Dr. H.O. Voorma
ingevolge het besluit van het College voor Promoties
in het openbaar te verdedigen
op maandag 1 maart 1999 des middags te 4.15 uur

door

Maarten Arnoud Prins

geboren op 12 januari 1967, te Utrecht
Promotoren: Prof. Dr. D. Eisma em.
Netherlands Institute for Sea Research, Den Burg, The Netherlands;
Faculty of Earth Sciences, Utrecht University, Utrecht, The Netherlands

Prof. Dr. P.L. de Boer
Faculty of Earth Sciences, Utrecht University, Utrecht, The Netherlands

Co-promotoren: Dr. G. Postma
Faculty of Earth Sciences, Utrecht University, Utrecht, The Netherlands

Dr. G.J. Weltje
Department of Geo-Energy, Netherlands Institute of Applied Geoscience TNO,
Haarlem, The Netherlands; Subfaculty of Applied Earth Sciences, Delft University of
Technology, Delft, The Netherlands

Research was carried out at the Institute for Paleoenvironments and Paleoclimate Utrecht
(IPPU) of the Netherlands Research School of Sedimentary Geology (NSG) in the framework
of the Netherlands Indian Ocean Programme (NIOP).
Aan mijn ouders
Voor Jacqueline, Maaike en Frank

DANKWOORD

Mijn promotoren, Doeke Eisma en Poppe de Boer, bedank ik voor hun opbouwende kritiek en
wetenschappelijke ondersteuning bij de totstandkoming van dit proefschrift. Poppe de Boer
wordt ook met name bedankt voor zijn redactionele hulp.

Voorts wil ik mijn eerste co-promotor, George Postma, bedanken voor het feit dat hij mij de
mogelijkheid heeft gegeven om promotieonderzoek te doen. Zijn interesse voor
turbidietafzettingen bleek besmettelijk tijdens mijn doctoraal veldwerk in de Noordelijke
Appenijnen, dat ik onder zijn enthousiaste begeleiding heb verricht. Ik was dan ook blij
verrast toen George mij vlak voor het behalen van mijn doctoraaldiploma voorstelde om mee
te gaan naar de Indus Fan om daar marien-geologisch onderzoek te gaan doen. Naast het
onderzoek aan de turbidieten, heb ik mij bezig gehouden met de – op het oog wat saaiere –
diepzeemodder in de Arabische Zee. In de vele korrelgrootteverdelingen die er gemeten zijn
bleek echter heel wat informatie te zitten, die er ook werkelijk uitgehaald kon worden met
behulp van de ‘black box’ van mijn tweede co-promotor, Gert Jan Weltje. Gert Jan heeft mij
ervan weten te overtuigen dat sedimenten mengsels zijn van korrels met verschillende grootte
en samenstelling, en dat er soms een verrassend verband is tussen die twee eigenschappen,
maar soms ook helemaal niet maar toch ook weer wel, of zoiets. Gert Jan wordt hartelijk
bedankt voor het beschikbaar stellen van de vele – nachtelijke – uren tijdens welke ik met
hem heb mogen samenwerken.

Veel dank ben ik verschuldigd aan een aantal ex-studenten die mij hebben geassisteerd bij de
vele duizenden korrelgroottemetingen, te weten Jan-Berend Stuut, Peter Paul Lebbink en
Iwan de Lugt. Dat hun inspanning niet gering, doch ook niet overmatig is geweest valt af te
leiden uit onderstaande figuur. Niet minder leuk en vruchtbaar was de samenwerking met
Jelmer Cleveringa, mede dankzij het feit dat hij eigenlijk altijd bij de RGD aan het werk was.

‘Timing’ of grain-size measurements. A: Individual contributions of M.Sc. students to the research
described in this thesis is indicated by shaded bars: 1. Jan-Berend Stuut; 2. Peter Paul Lebbink; 3. Iwan
de Lugt. B: Modal structure and ‘sorting’ of the distribution of grain-size measurements through the day
is strongly indicative for a relaxed working atmosphere at the Sedimentology division of the Faculty of
Earth Sciences of Utrecht University.
De prettige sfeer op de Faculteit Aardwetenschappen heeft in belangrijke mate bijgedragen
aan de vreugde die ik heb ervaren tijdens het werken en met name ook tijdens het pauzeren.
Om verscheidene redenen gaat mijn dank dan ook uit naar een groot aantal collega’s van wie
ik in het bijzonder wil noemen, in min of meer willekeurige volgorde:
mijn kamergenoten: Henk de Haas, Johan ten Veen, Gert Jan Weltje, Jelmer Cleveringa en
•
Jan-Berend Stuut;
mijn overige collega’s van de Afdeling Sedimentologie: Albert Oost, Jaco Baas, Hans
•
Zijlstra, Niek Molenaar, Wout Nijman, Max van Heijst, Bastiaan van Dijck, Xander
Meijer, Quintijn Clevis, Marjan Reith, Ton Zalm, en Paul Anten;
al mijn collega’s van de Afdeling Stratigrafie/Paleontologie, in het bijzonder Michiel van
•
der Meulen, Jan van Dam, Natasja Jannink, Ivo Duijnstee, Tanja Kouwenhoven en Lucas
Lourens;
mijn NIOP collega’s: Gert Jan Reichart, Hendrik Jan Visser, Maryke den Dulk, Jan-
•
Willem Zachariasse, Cees van der Weijden, Willem van der Linden;
Thea Broers, Arnold van Dijk, Geert Ittmann, Gerrit van 't Veld, en Helen de Waard;
•
Jeroen de Graaff;
•
Paul van Oudenallen, Fred Trappenburg;
•
Marnella van der Tol, Boudewijn ‘t Hart;
•
alle overige collega’s die naarstig op zoek zijn geweest naar hun naam in bovenstaande
•
lijst maar er helaas – om géén enkele reden – niet in te vinden zijn.

De leden van de leescommissie – Prof. Dr. C.H. van der Weijden, Prof. Dr. J.E. van Hinte,
Prof. Dr. J.F. Vandenberghe en Dr. Tj.C.E. van Weering – dank ik hartelijk voor hun
getoonde belangstelling voor mijn promotieonderzoek.

Mijn familie, schoonouders, vrienden en kennissen wil ik hartelijk bedanken voor hun
voortdurende belangstelling in mijn onderzoek (“wat is het nut van jouw onderzoek?”) en
mijn wel en wee (“wanneer ben je nou eindelijk klaar?”).

Mijn overtollige energie kon ik gelukkig altijd probleemloos botvieren onder muzikale
begeleiding van Huig Bergsma, Arno Hanssen, Sjoerd Wortelboer, Dustbin Dogs, Miquel
Agerkop, Annemiek Harreman, Four Granted en natuurlijk Johan ten Veen, Jan van Dam,
Michiel van der Meulen en – niet te vergeten – Frank Koornwinder. Ik dank hen hiervoor
hartelijk.

Veel dank ben ik verschuldigd aan mijn ouders voor hun liefde, interesse en hun niet
aflatende steun. Het verdriet dat ik heb om het overlijden van mijn vader komt bij het
schrijven van deze alinea in alle hevigheid terug, aangezien mijn vader – mijn belangrijkste
inspiratiebron om promotieonderzoek te gaan doen – nooit dit ‘blauwe boekje’ in ontvangst
zal kunnen nemen.

Jacqueline, Maaike en Frank ….. krijg ik nu eindelijk een cavia?
CONTENTS

Samenvatting 11

Chapter 1 Introduction and summary 19

Chapter 2 Evaluation of the Malvern 2600 laser-diffraction size analyser 25
for use with fine-grained sediments

Chapter 3 End-member modelling of grain-size distributions of sediment 47
mixtures

Chapter 4 Late Quaternary eolian and fluvial sediment supply to the 69
Arabian Sea and its paleoclimatic significance: an application of
end-member modelling of siliciclastic grain-size distributions

Chapter 5 Teleconnections between the Asian monsoons and the North 97
Atlantic climate during the late Quaternary

Chapter 6 Controls on late Pleistocene-Holocene sedimentation on the 121
Indus Fan

Chapter 7 Controls on late Pleistocene-Holocene sedimentation on the 145
Makran continental slope

Chapter 8 Sea-level and climate signatures in turbidite successions along 173
the tectonically active and passive northern margin of the
Arabian Sea

References 184

Curriculum vitae 192