CONTENTS & ABSTRACTS

In English. Summaries in Estonian

Proceedings of the Estonian Academy of Sciences.

Geology

Volume 55 No. 4 December 2006

 

A new type of shell structure in a phosphatic brachiopod from the Cambrian of Estonia; 259–268

(full article in PDF format)

Jüri Nemliher

Abstract. Shell structures of Ungula ingrica, U. inornata, and Ungula sp. 1 (Kallavere and Ülgase formations) from Cambrian sandstones of the Mäekalda section in Tallinn, Estonia, were studied. Specific alterations were recorded in the shell structures of U. ingrica and Ungula sp. 1. Several generations of precipitation of phosphatic matter inside the shells could be distinguished, marking (1) original biomineralization events, (2) phosphatization of soft tissues, and (3) later diagenetic alteration of mineral matter and/or structures inside the shells. The shells of U. inornata and U. ingrica were found to represent the baculate structure type typical of the genus. The shell structure of Ungula sp. 1 is different, consisting of alternating compact and primarily organic-rich laminae. No bacula were found in the latter laminae. Compact laminae are penetrated by tubuli, filled with phosphatized organic matter. This structure type is termed here as tubulate shell structure.

Key words: Lingulata, Ungula, shell structure, Cambrian, Estonia.

 

Eesti Kambriumist pärinevate fosfaatse kojaga käsijalgsete poolmete uus struktuuritüüp

On uuritud Tallinnas asunud Mäekalda paljandi Kambriumi liivakividest päri­nevate Ungula ingrica, Ungula inornata ja Ungula sp. 1 (Kallavere ja Ülgase kihistud) karbistruktuure. Liikide Ungula ingrica ja Ungula sp. 1 poolmetes on tuvastatud spetsiifiliste muutuste olemasolu – võimalik on eristada mitmeid apa­tiitse ainese generatsioone, mis märgivad: (1) biomineralisatsioonil tekkinud origi­naalset poolmete struktuuri; (2) poolmetes sisaldunud orgaanilise aine fosfatisee­rumist; (3) hilisemat, diageneesi etapil aset leidnud mineraalse ainese poolme­sisest ümberjaotumist. On leitud, et Ungula ingrica ja Ungula inornata poolmed on tüüpiliselt bakulaatse struktuuriga, mis on sellele perekonnale omane. Ungula sp. 1 poolmete struktuur seevastu on üles ehitatud mineraliseerunud ja algselt orgaanika­rikaste kihtide vaheldumisena; viimastes pole baakulaid leitud. Mineraalsed kihid on läbistatud torujate struktuuride poolt (tubuli), mis on täidetud fosfatiseerunud orgaanilise ainega. Selline struktuuritüüp on nimetatud tubulaatseks poolmete struktuuriks.

 

Diagenetic influences on iron-bearing minerals in Devonian carbonate and siliciclastic rocks of Estonia; 269–295

(full article in PDF format)

Alla Shogenova and Anne Kleesment

Abstract. The Estonian Devonian sediments consist of carbonate, siliciclastic, and mixed carbonate-siliciclastic deposits that have undergone extensive dolomitization. Chemical analysis of 165 samples and XRD mineralogical analysis of 10 samples from 8 drill cores were carried out and combined with previous results, obtained particularly on the heavy and clay fraction residues of 131 samples. The carbonate residues include illite, illite-smectite, and chlorite, with accessory biotite, muscovite, pyrite, goethite, hematite, siderite, sphalerite, and magnetite. The residues of siliciclastic rocks consist of quartz, K-feldspar, illite, montmorrilonite-chlorite and chlorite, with accessory biotite, muscovite, leucoxene, ilmenite, pyrite, hematite, goethite, and siderite. The iron content of rocks is related to the detrital input during primary sedimentation or diagenetic products formed during cementation, dolomitization, and authigenic mineral growth. Iron minerals underwent chemical alteration during diagenesis and are partly corroded and dissolved. Fe(III) minerals, responsible for red coloration of rocks, became dominant due to oxidation, low water table, and arid climate, which prevailed during diagenesis. The red coloration of siliciclastic rocks is due to hematite coatings of quartz grains. It may be primary in origin, but also diagenetic due to alterations of magnetite to hematite and dispersed distribution of Fe-oxides in dolomite cement. The red coloration of carbonate rocks (dolostones and marlstones) may have an early diagenetic origin prior to dolomitization, with possible redistribution of colour at later diagenetic stages. The variable origin of iron minerals (primary, early, middle, and late diagenetic) is distinguishable by thin-section petrography, and can be also supported by chemical and mineralogical data. The average Fe2O3total/Al2O3 ratio in the studied carbonates is higher than in siliciclastics, being in accordance with the distribution of these elements in the Earth’s crust. In contrast to the Earth’s crust data, the average TiO2/Al2O3 and K2O/Al2O3 ratios are higher in Devonian siliciclastics. This could be explained by alteration of clay during late diagenesis.

Key words: Devonian, diagenesis, carbonate rocks, siliciclastic rocks, mixed carbonate-siliciclastic rocks, iron minerals, insoluble residue, Baltic basin.

 

Diageneetiliste muutuste mõju rauamineraalidele Eesti Devoni karbonaatsetes ja terrigeensetes kivimites

Eesti Devoni karbonaatsed, terrigeensed ja karbonaat-terrigeensed segakivimid on allunud märkimisväärsetele diageneetilistele muutustele. Töö käigus tehtud kaheksa puursüdamiku 165 proovi keemilise ja 10 proovi mineraloogilise röntgenanalüüsi andmed täiendavad varem tehtud 131 proovi mineraloogiliste analüüside tulemusi. Karbonaatkivimite lahustumatu jääk on illiitse, illiit-smektiitse ja kloriitse koosseisuga, millele lisanduvad aktsessoorsete komponentidena biotiit, muskoviit, püriit, götiit, hematiit, sideriit, sfaleriit ja magnetiit. Terrigeensete kivimite olulisteks mineraalideks on kvarts, K-päevakivi, illiit, montmorilloniit, montmorilloniit-kloriit ja kloriit; aktsessoorsete komponentidena lisanduvad biotiit, muskoviit, leukokseen, ilmeniit, püriit, hematiit, götiit ja sideriit. Kivimite rauasisaldus on sedimentatsiooni vältel toimunud terrigeense materjali sissekande ning diageneesiprotsesside käigus toimunud tsementatsiooni, dolomitisatsiooni ja autigeense mineralisatsiooni tulemus. Rauamineraalid muudavad diageneesiprotsessides oma esinemisvormi ja võivad osaliselt alluda ka korrosioonile ning lahustumisele. Seejuures muutuvad valdavaiks kivimi värvust mõjutavad kolmevalentset rauda sisaldavad mineraalid, mille kujunemisele mõjuvad soodustavalt diageneesi vältel valitsenud oksüdeerivad tingimused, kuiv kliima ja madal veetase. Hematiitse kattega kvartsterade massilisest esinemisest põhjustatud terrigeensete kivimite punavärvilisus on tõenäoliselt varadiageneetiline, kuid neis kivimeis on toimunud ka hilisemal diageneesil hematiidi moodustumine magnetiidi arvel ja rauaoksüüdide pigmendi moodustumine karbonaatsetes kivimites. Dolokivide ja dolomiitmerglite punavärvilisus on valdavalt varadiageneetiline, eelnedes dolomitisatsiooniprotsessidele, kuid mõningane värvuste muutumine võib olla seotud ka hilisdiageneesiga. Rauamineraalide tekke seostamine erinevate kivimi moodustumise staadiumidega (settimine, vara-, kesk- ja hilisdiagenees) põhineb mineraloogilistel uuringutel immersioonis ja õhikutes, arvestades ka keemilise koosseisu andmeid. Keskmine Fe2O3üld/Al2O3 suhe on karbonaatkivimites kõrgem kui terrigeensetes kivimites, mis on vastavuses ka maakoore kohta arvutatud andmetega. See näitab, et rauaühendite ümberjaotumine diageneesil toimub intensiivsemalt just terrigeensetes kivimites. Devoni terrigeensete kivimite Ti2O/Al2O3 ja K2O/Al2O3 suhete väärtused on maakoore keskmistest mõnevõrra kõrgemad, mis võib osutada siin savikivimite muutustele diageneesi käigus.

Holocene buried organic sediments in Estonia; 296–320

(full article in PDF format)

Leili Saarse, Jüri Vassiljev, Avo Miidel, and Eve Niinemets

Abstract. An overview of 85 sites of Holocene buried organic sediments in Estonia is presented. This number includes 45 sites of pre-Ancylus and Ancylus age, which were buried during the Ancylus transgression, 31 sites of pre-Litorina and Litorina age, buried under Litorina transgression sediments, and 9 sites formed after post-Litorina time and mostly covered by aeolian sand. According to radiocarbon dates, the Ancylus Lake transgression started about 9500 yr BP (10 800 cal BP), and culminated several hundred years later. Around 9000 yr BP (10 100 cal BP) a rather rapid regression followed. Its magnitude reached up to 30 m in the areas of rapid uplift. Pollen spectra of these beds are characterized by a high frequency of Pinus pollen, which seems to be typical of the coastal waterbodies of this age and confuses determination of their Preboreal age. 14C dates of Litorina buried beds differ considerably. We have evidence that the Litorina transgression started about 7500–7000 yr BP (8300–7800 cal BP) and culminated at different times in different regions. Pollen spectra of Litorina buried organic strata vary considerably between sites; however, their Atlantic age is easily discernible. The simulated isobases of the Ancylus Lake and Litorina Sea shorelines and organic beds showed discrepancy in the surroundings of Pärnu and Narva bays.

Key words: buried organic sediments, 14C dates, Ancylus Lake, Litorina Sea, Estonia.

 

Holotseensed mattunud organogeensed setted Eestis

On esitatud holotseensete mattunud setete andmebaas, mis sisaldab leiukohtade loendit, koordinaate, lasumite kõrgusi, 14C dateeringuid, analüüsitud materjali nimetust ja viiteid allikmaterjalidele. Kokku on andmeid 85 leiukoha kohta. Radiosüsiniku dateeringute põhjal on väidetud, et Antsülusjärve transgressioon algas umbes 9500 14C aastat tagasi (10 800 cal BP) ja kulmineerus 200–300 aastat hiljem, millele järgnes suhteliselt kiire regressioon, mis maakoore kiirema kerke alal ulatus kuni 30 m. Mattunud setetes leiduv rohke männi õietolm oli peamiseks põhjuseks, miks Antsülusjärve transgressiooni Eestis loeti varem boreaalseks, ligi 1000 aastat nooremaks. Seni on Eestist andmeid vaid ühe Litoriinamere transgressiooni kohta. Litoriinamere transgressioon algas 75007000 14C aastat tagasi (83007800 cal BP) ja kulmineerus varem maakoore kiirema kerkega aladel, olles seega eriaegne. On esitatud Antsülusjärve ning Litoriinamere rannajoone modelleeritud isobaasjooned ja vastavate mattunud setete pealispindade korrelatsioon.

Contents of volume 55; 321–322