Stable Isotopic Variability within Modern Travertines

Six hot and two ambient water travertine systems were sampled to determine the relationships between the stable isotopic composition of the travertines and the waters from which they were deposited. This was conducted in order to evaluate the use of geochemical analyses of ancient travertines for the interpretation of the composition of the waters from which they precipitated, climatic conditions at time of formation, etc. The waters displayed down-flow trends of progressively higher (^ 8'3C values, in all 8 systems, and (H) 618O values, in all 6 hot water systems. Whereas the stable isotopic values of the mineral precipitates sometimes showed similar trends, the magnitude of the downflow changes commonly was quite different than that exhibited by the water data. Additionally, different types of precipitates, which formed within centimeters of each other, commonly had different stable isotopic compositions, e.g., crusts which formed at the air/water interface always had higher 813C and 8'8O values than constituents which formed within the immediately subjacent water column. The lack of a simple relationship between stable isotopic composition of the water and the precipitate is due to the fact that the stable isotopic composition of the precipitates are controlled by a number of variables, including the water's composition, temperature, level of saturation, etc. And these variables can change dramatically within very short distances and at the same spot within very short time intervals. Thus, as demonstrated by the stable isotope data, attempting to interpret the composition of the water from the composition of the deposit is a highly risky venture.Six ensembles travertineux de sources chaudes et deux ensembles à température ambiante ont été échantillonnés afin de déterminer les liens entre la teneur en isotopes stables des travertins et celle des eaux dans lesquels ils ont été déposés. Cette analyse a été faite dans le but d'évaluer l'utilité des analyses géochimiques d'anciens travertins pour déterminer la composition des eaux où a eu lieu la précipitation, les conditions climatiques lors de leur formation, etc. Les eaux ont montré une augmentation vers l'aval des valeurs de 8'3C dans les huit ensembles et de celles de 818O dans les six ensembles " chauds ". Là où les valeurs des isotopes stables des précipités minéraux montraient parfois des tendances similaires, l'ampleur des changements vers l'aval était habituellement fort différente de celle qu'indiquent les données sur les eaux. De plus, les différents types de précipités, situés à des distances centimétriques les uns des autres, avaient souvent des teneurs isotopiques différentes; ainsi les croûtes formées à l'interface de l'eau et de l'air avaient toujours des valeurs plus élevées de 8'3C et de 8'8O que les constituants formés à l'intérieur de la colonne d'eau sousjacente. L'absence d'une relation simple entre la teneur isotopique de l'eau et du précipité est attribuable au fait que la teneur isotopique des précipités est déterminée par un certains nombre de variables, notamment la composition de l'eau, la température, le niveau de saturation, etc. Ces variables peuvent être fort différentes sur de très courtes distances ou au même endroit sur un court laps de temps. Ainsi, comme le démontrent les données sur les isotopes stables, il est fort risqué de vouloir interpréter la composition de l'eau à partir de celle du dépôt.Sechs Travertin-Systemen mit heiBem Wasser und zwei mit der Umgebung angepaBter Wasserwarme wurden Stich-proben entnommen, um die Beziehungen zwischen der stabilen isotopischen Zusammensetzung der Travertine und den Quellen, durch die sie abgesetzt wurden, zu bestim-men. Dièse Analyse wurde mit dem Ziel durchgefùhrt, den Nutzen geochemischer Analysen von alten Travertinen bei der Interpretation der Zusammensetzung der Quellen, aus denen sie ausgeschieden wurden, der klimatischen Bedingungen zur Zeit ihrer Bildung u.s.w. zu beurteilen. Die Wasser zeigten talwârts Trends von zunehmend hôheren 8'3C-Werten in alien 8 Systemen und 8'80-Werte in alien 6 HeiBwasser-Systemen. Wàhrend die stabilen isotopischen Werte der Mineral-Ausscheidungen manchmal âhnliche Trends zeigten, war der Umfang der Verànderungen talwârts im allgemeinen sehr verschieden von denen, die in den Wasser-Daten angezeigt wurden. AuBerdem hatten verschiedene Arien von Ausscheidungen, welche sich in Zentimeter-Entfernung voneinander bildeten, gewôhnlich unterschiedliche stabile isotopische Zusammensetzungen, d.h. Krusten, die sich an der Schnittstelle Luft/ Wasser bildeten, hatten immer hôhere 8'3C-und 8'80-Werte als Bestandteile, welche sich innerhalb der direkt darunterliegenden Wasser-Sâule bildeten. Das Fehlen einer einfachen Beziehung zwischen stabiler isotopischer Zusammensetzung des Wassers und der Ausscheidung beruht auf der Tatsache, daB die stabile isotopische Zusammensetzung der Ausscheidungen durch eine Reihe von Variablen kontrolliert werden wie Zusammensetzung des Wassers, Temperatur, Saturations-niveau u.s.w. Und dièse Variablen kônnen sich dramatisch veràndern innerhalb sehr geringer Entfernungen und an derselben Stelle innerhalb sehr kurzer Zeitrâume. Wie die stabilen isotopischen Daten zeigen, ist also der Versuch, die Wasserzusammensetzung von der Zusammensetzung der Ablagerung aus zu interpretieren ein, hoch riskantes Untemehmen

Early Diagenesis of Plitvice Lakes Waterfall and Barrier Treavertine Deposits

Travertine forms spectacular waterfalls, barriers, and subaqueous finegrained lake-fill accumulations throughout the Plitvice National Park, Croatia, northwestern Yugoslavia. Barrier deposits form dams, behind which, the lakes of the Plitvice complex are situated. Three generations of low-magnesian calcite spar comprise the waterfall and barrier forming travertines. The initial precipitates generally are composed of cloudy, very finely to medium crystalline equant to bladed spar. A later generation is composed of clear, isopachous layers of medium to coarsely crystalline bladed crystals. Additionally, centimeter-thick laminated speleothem-like crusts, composed of clear, bladed to columnar spar, are the common precipitates around micritic accumulations within the older travertine. In comparison, the lake-fill deposits are primarily composed of moderately (recent lake-fill deposits) to well-developed (relict lake-fill deposits) 3-8 ^m calcite rhombohedrons. Petrographie analyses clearly show that cyanobacteria, fungi, and/or other microbial organisms bore into the spar and micritize it. This sparmicritization is pervasive throughout the waterfall and barrier deposits. Bladed spar crystals range from those which are pristine to those whose original bladed morphology can only be interpreted by comparison with laterally adjacent crystals. Individual samples display multiple generations of spar which have undergone various degrees of sparmicritization. Sparmicritization results in a thoroughly micritized accumulation in which evidence of the original spar composition has been completely obliterated.Le travertin est à l'origine de la formation de chutes spectaculaires, de barrières et de dépôts lacustres subaquatiques à grains fins partout dans le parc national Plitvice, en Croatie. Les barrières de travertin forment des barrages derrière lesquels est situé le complexe des lacs Plitvice. La chute et les barrières de travertin comprennent trois générations de sparites de calcite à basse teneur de magnésium. Les précipitations initiales sont généralement composées de sparite à cristaux impurs très fins à moyens allant de la forme isométrique à celle de la lame. Une génération subséquente est constituée de couches transparentes isopaques de cristaux plus ou moins fins en forme de lame. De plus, les croûtes laminées de l'ordre du centimètre, constituées de sparite en lame ou colonnaire, représentent le type de précipitations habituellement observées autour des accumulations de micrite à l'intérieur des plus anciens travertins. Par contre, les dépôts de remblaiement lacustre comprennent surtout des rhomboèdres de calcite de 3 à 8 p.m. Les analyses pétrographiques montrent clairement que les cyanobactéries, les champignons ou autres organismes microbiens creusent la sparite et la micritise. Cette micritisation de la sparite est répandue partout dans la chute et les dépôts de barrière. Les cristaux de sparite en lame comprennent ceux qui sont anciens et ceux dont la morphologie originelle en lame ne peut être interprétée qu'à l'aide des cristaux latéraux adjacents. Certains échantillons montrent de nombreuses générations de sparites qui ont subi une micritisation plus ou moins intense. La micritisation de la sparite résulte en une accumulation complètement micritisée où la composition originelle de la sparite a été oblitérée.Kaiktuff bildet pràchtige Wasserfàlle, Barrieren und feinkômige Unterwasser-Seeablagerungen quer durch den gesamten Nationalpark von Plitvice, Kroatien, nordwestliches Jugos-lawien. Die Travertin-Barrieren bilden Dàrnme, hinter denen sich die Gesamtheit der Seen von Plitvice befindet. Der Wasserfall und die Travertin-Barrieren umfassen drei Generationen von Kalkspat mit niedrigem Magnesiumgehalt. Die anfànglichen Ausscheidungen bestanden im allgemeinen aus Spat mit trùben, sehr feinen bis mittleren Kristallen von isometrischer Form bis Plàttchen-Form. Eine spâtere Generation besteht aus klaren, isopachen Schichten von mittleren bis grob kristallinischen Plâttchen-Kristallen. AuGerdem sind zentimeterdicke blàttrige Krusten, bestehend aus reinem blattbis saulenfôrmigem Spat die ùblichen Ausscheidungen um die mikritische Akkumulationen innerhalb der âlteren Travertine. Hingegen bestehen die See-auffùllungs-Ablagerungen vor allem aus mâBig (neuere Seeauffùllungs-Ablagerungen) bis gut entwickelten (frùhere See-auffùllungs-Ablagerungen) Kalkspat-Rhom-boedern von 3-8 jj.m. Die Gesteinsanalysen zeigen deutlich, daB die Zyanbakterien, Pilze und andere Mikroorganismen den Spat aushôhlen und ihn mikritisieren. Dièse Spat-Mikritisierung durchdringt den Wasserfall und die Barriereablagerungen. Die Spatplattchenkristalle reichen von den ursprùnglichen bis zu denen, deren ursprungliche Plâttchenmorphologie nur durch Vergleich mit lateral angrenzenden Kristallen interpretiert werden kann. Einzelne Proben zeigen zahlreiche Generationen von Spat, die verschiedene Grade der Spat-Mikritisierung durchlaufen haben. Spat-Mikritisierung fùhrt zu einer Mikritisierungs-Anhâufung, in welcher die ursprungliche Spatzusammensetzung getilgt worden ist