Abstract

Neutrally buoyant particulate matter emitted from hydrothermal plumes in the eastern Manus Basin hydrothermal field, Papua New Guinea, was detected and sampled by CTD-transmissometer surveys during marine expeditions in 1991 and 1993. Characterization of suspended particulate matter has helped to prove that the main sources of venting are along a prominent 20-km-long NE–SW-striking felsic volcanic ridge. Elemental composition and particle morphology were determined by scanning electron microscopy and X-ray energy-dispersion spectroscopy. The size distribution and relative abundance of particles were determined by image analysis on selected samples. By looking at the composition of particulate matter, we can infer the origin, maturity and proximity of the source that is producing the particles. Seven types of particles have been morphologically and chemically characterized: i) filaments of probable biogenic origin of a Mn–Fe–Si phase containing traces of Cu and Zn, ii) orb-like particles of an Fe–Mn–Si phase containing minor Mg, Al, P, K and Ca, iii) barite, iv) anhydrite, v) colloidal-sized amorphous iron oxide, vi) an unidentified Si–Fe-rich phase, and vii) widespread biogenic detritus (shrimps, diatoms, silicoflagellates, copepods and unidentified gelatinous organic matter). Most of the particles are <2 μm in size and range from <2 μm for amorphous iron oxide to 100 μm for anhydrite and the Si–Fe-rich phase. Studies on suspended particulate matter constitute an effective way to recognize hydrothermal plumes.

Abstract

Nous documentons la présence de particules en suspension émanant de panaches hydrothermaux dans le champ d’activité hydrothermale de l’est du bassin de Manus, en Papouasie Nouvelle Guinée; nous avons échantillonné ce matériau lors de relevés par transmissométrie CTD au cours d’expéditions marines en 1991 et 1993. Suite à cette caractérisation des particules, nous préconisons, comme sources principales des évents, une crête orientée NE–SO longue de 20 km et faite de roches volcaniques felsiques. La composition et la morphologie des particules ont été établies par microscopie électronique à balayage et par analyse en dispersion d’énergie. La dimension et la concentration des particules ont été établies par analyse d’images de certains échantillons. La composition des particules mène à l’origine, la maturité et la proximité des sources responsables. Nous décrivons la morphologie et la composition de sept sortes de particules: i) filaments d’origine biogénique probable contenant une phase à Mn–Fe–Si et des traces de Cu et de Zn, ii) particules orbiculaires d’une phase à Fe–Mn–Si contenant un peu de Mg, Al, P, K et Ca, iii) barite, iv) anhydrite, v) oxyde de fer amorphe de dimension colloïdale, vi) une phase riche en Si et Fe non identifiée, et vii) détritus biogénique répandu (crevettes, diatomes, silicoflagellés, copepodes et matériau gélatineux non identifié). Dans la plupart des cas, les particules ne dépassent pas 2 μm et vont de <2 μm (oxyde de fer amorphe) à 100 μm (anhydrite et phase riche en Si et Fe). On démontre l’efficacité d’une étude de telles particules pour reconnaître l’existence de panaches hydrothermaux.

(Traduit par la Rédaction)

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