Table of Contents
Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
V
Acknowledgements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IX
Authors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XIX
1
The Solid Phase of Marine Sediments
DIETER K. FÜTTERER
1.1
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1.2
Sources and Components of Marine Sediments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1.2.1
Lithogenous Sediments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
1.2.2
Biogenous Sediments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
1.2.3
Hydrogenous Sediments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10
1.3
Classification of Marine Sediments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
1.3.1
Terrigenous Sediments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
1.3.2
Deep-Sea Sediments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
1.4
Global Patterns of Sediment Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
1.4.1
Distribution Patterns of Shelf Sediments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
1.4.2
Distribution Patterns of Deep-Sea Sediments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17
1.4.3
Distribution Patterns of Clay Minerals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
1.4.4
Sedimentation Rates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22
1.5
Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24
2
Physical Properties of Marine Sediments
MONIKA BREITZKE
2.1
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
28
2.2
Porosity and Wet Bulk Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
2.2.1
Analysis by Weight and Volume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
30
2.2.2
Gamma Ray Attenuation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31
2.2.3
Electrical Resistivity (Galvanic Method) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
35
2.2.4
Electrical Resistivity (Inductive Method) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
39
2.3
Permeability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
42
2.4
Acoustic and Elastic Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
42
2.4.1
Biot-Stoll Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
44
2.4.2
Full Waveform Ultrasonic Core Logging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
47
2.5
Sediment Classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
52
2.5.1
Full Waveform Core Logs as Acoustic Images . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
54
2.5.2
P- and S-Wave Velocity, Attenuation, Elastic Moduli and Permeability . . . . . . . . . .
54