Die Verhältnisse der stabilen Isotope des Sauerstoffs (16O, 17O, 18O) und des Kohlenstoffs (12C, 13C) im biogenen Apatit des Zahn- und Knochenmaterials von Säugetieren lassen Rückschlüsse auf die Isotopie der entsprechenden Sauerstoff- und Kohlenstoffquellen zu. Die Isotopenverhältnisse dieser Quellen (z.B. Trinkwasser, Luftsauerstoff, Nahrung) sind an bestimmte Umwelt- und Klimabedingungen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, CO2-Konzentration, Bioproduktivität, Art der Vegetation, Grad der Vegetationsdichte etc. geknüpft. Bestimmt man die Sauerstoff- und Kohlensoffisotopenverhältnisse in diagenetisch unalteriertem fossilem Säugetiermaterial können Aussagen über solche Klima- und Umweltparameter weit in die Erdgeschichte zurück getroffen werden. Darüber hinaus ist es möglich Informationen über Lebensweise und Verhalten der untersuchten Taxa, wie z.B. Wanderverhalten, Geburtensaisonalität, Trinkverhalten, Nahrungspräferenzen, Ressourcenteilung und Habitatnutzung zu erlangen. Seit dem Beginn der Forschungen auf diesem Gebiet in der 70er und 80er Jahren des 20. Jahrhunderts ist eine große Zahl von Studien erschienen, welche sich der Untersuchung der Sauerstoff- und Kohlenstoffisotopie (18O/16O, 13C/12C) des Zahn- und Knochenmaterials rezenter und fossiler (vorwiegend großer) Säugetiere zu diesen Zwecken widmen. Noch keine zwei Jahrzehnte ist es her, dass erkannt wurde, das troposphärischer Sauerstoff eine anomale 3-O-Isotopenzusammensetzung (17O/16O, 18O/16O) besitzt, die signifikant von fast allen anderen terrestrischen Materialien abweicht. Diese wird in Folge von nicht massenabhängiger Fraktionierung durch photochemische Prozesse in der Stratosphäre hervorgerufen und durch Gasaustausch in die Troposphäre übertragen. Die Magnitude dieser Sauerstoffisotopenanomalie ist eine Funktion der atmosphärischen CO2-Konzentration, sowie der globalen Bioproduktivität. Kann die 3-O-Isotopie des Luftsauerstoffs zu vergangenen Zeitpunkten in der Erdgeschichte rekonstruiert werden, lässt dies somit auch Rückschlüsse auf die entsprechende CO2-Konzentration bzw. die globale Bioproduktivität zu. Geologische Archive die dies ermöglichen sind jedoch kaum vorhanden. Da für Säugetiere der eingeatmete Luftsauerstoff neben Trinkwasser und freiem Wasser in der Nahrung zu den wichtigsten Sauerstoffquellen zählt, ist biogener Apatit rezenter und fossiler Säugetiere eines der wenigen möglichen Materialien die das Potential haben, ein solches Archiv darzustellen. Die vorliegende Arbeit untersucht die Variation der 3-O-Isotopenzusammensetzung im Bioapatit rezenter Säugetiere, sowie deren Bedeutung als neuen Proxy zur paläo-CO2-Rekonstruktion und als Indikator für diagenetisch alteriertes Skelettmaterial. Desweiteren werden zwischenartliche, innerartliche und intraindividuelle Variationen der Sauerstoff- und Kohlenstoffisotopie im Bioapatit rezenter Nagetiere untersucht um eine bessere Interpretationsgrundlage für entsprechende Analysedaten fossiler Vertreter dieser größten Ordnung der Säugetiere herzustellen. Kapitel 2 beschäftigt sich mit der Frage, ob die anomale Isotopensignatur troposphärischen Sauerstoffs als Indikator für diagenetische Alteration des Zahn- und Knochenmaterial von fossilen Säugern genutzt werden kann. Hierzu wurde die 3-O-Isotopie von Zahnschmelz, Dentin und in geringem Umfang auch Knochenmaterial von einzelnen Individuen känozoischer Nagetiere separat analysiert. Während alle Zahnschmelzproben eine deutliche Sauerstoffisotopenanomalie aufweisen, welche in einer Größenordnung liegt die für diagenetisch unalterierten Bioapatit kleiner Säugetiere zu erwarten wäre, zeigen alle Dentinproben eine deutlich niedrigere bis gar keine Anomalie, was auf Isotopenaustausch mit diagenetischen Fluiden hindeutet. In Kapitel 3 werden die Variationen der anomalen Isotopensignatur troposphärischen Sauerstoffs im Skelettmaterial von rezenten Säugetieren evaluiert. Dies geschieht anhand zweier voneinander unabhängiger Ansätze: 1. durch 3-O-Isotopenanalyse von rezentem Bioapatit und 2. durch ein detailliertes Massenbilanzmodell. Da der Anteil des veratmeten Luftsauerstoffs im Verhältnis zu den weiteren Sauerstoffquellen in erster Linie von der spezifischen metabolischen Rate abhängt, die weitgehend mit dem Körpergewicht skalierbar ist, wurden Arten aus einem möglichst großen Körpergewichtsbereich von wenigen g bis zu einigen tausend kg untersucht. Es zeigte sich, dass das anomale Isotopensignal mit sinkender Körpermasse zunimmt. Auf Basis der daraus gewonnenen Erkenntnisse wurde versucht die Magnitude der anomalen Sauerstoffisotopensignatur in der Troposphäre zu verschiedenen Zeitpunkten im Känozoikum durch 3-O-Isotopenanalyse von eozänem, oligozänem und miozänem Zahnschmelzmaterial von Nagetieren zu bestimmen um daraus Erkenntnisse über die entsprechenden CO2-Konzentrationen zu erhalten. Das theoretische Massenbilanzmodell stimmt gut mit den analytisch gewonnenen Daten überein, beide zeigen eine Vergrößerung der 3-O-Isotopenanomalie im Bioapatit mit sinkender Körpermasse. Die rekonstruierten CO2-Konzentrationen stimmen generell mit vorhandenen Daten diverser Proxies überein, jedoch erlaubt der assoziierte Fehler es nicht, CO2-Schwankungen im Bereich von wenigen 100 ppm aufzulösen. An der Grenze von Paläozän zu Eozän fand eine der einschneidendsten Umwelt- und Klimaveränderungen des Känozoikums statt, welche ihren Höhepunkt im sogenannten “Palaeocene Eocene Thermal Maximum” (PETM) hatte. Dieses war verbunden mit einer globalen negativen Kohlenstoffisotopenexkursion (CIE), deren Quelle bis heute kontrovers diskutiert wird. Kapitel 4 beschäftigt sich mit den Temperaturschwankungen und Veränderungen der CO2-Konzentration im Übergangsbereich dieser beiden Zeitalter. Dies geschieht anhand einer diesen Zeitabschnitt umspannenden Probenserie von Zahnschmelz der Säugetiergattung Ectocion aus dem Clarks Fork Basin (Wyoming, USA). Die rekonstruierten Temperaturschwankungen stimmen gut mit bereits vorhandenen Studien des 18O/16O Verhältnisses an biogenem Apatit aus diesem Zeitintervall überein. Die aus der 3-O-Isotopenzusammensetzung rekonstruierten CO2-Konzentration deuten darauf hin, dass auch während des Temperaturmaximums an der Paläozän-Eozän Grenze ein Wert von 1550 ppm nicht überschritten wurde, was auf die Dissoziierung von marinem Methanhydrat als Hauptquelle der CIE hinweist. Kapitel 5 untersucht die zwischenartlichen, innerartlichen und intraindividuellen Variationen der Karbonatsauerstoff-, Phosphatsauerstoff- und Kohlenstoffisotopie sieben verschiedener Nagetierarten anhand von Proben aus Eulengewöllen eines einzelnen Fundortes. Die Ergebnisse werden mit ähnlichen Studien an Großsäugern verglichen, und es werden Schlüsse zum Umgang mit Probenmaterial kleiner Säugetiere bei der Verwendung zur Paläoklimarekonstruktion mittels stabiler Isotope gezogen. Die Variabilität der Sauerstoff- und Kohlenstoffisotopie der untersuchten Zähne und Knochen ist nicht höher als die vieler Großsäuger, was die Relevanz der im Fossilbericht viel häufigeren Nagetiere für derartige Studien unterstützt. Jedoch sollte strikt darauf geachtet werden, dass auf Rezentmaterial basierende Bioapatit-Temperatur-Kalibrationen exakt auf dem gleichen Skelettelement beruhen welches auch als Fossilmaterial untersucht wird, da durch die unterschiedliche Mineralisierungsintervalle verschiedener Zähne und Knochen deutliche Unterschiede in den entsprechenden Isotopenzusammensetzungen, insbesondere in der des Sauerstoffs beobachtet werden konnten.

This thesis investigates the potential of the bivalve Arctica islandica (Linnaeus, 1767) from fjordic sites in NW Scotland for reconstructing past marine environmental /climatic variability. Using dendrochronological and sclerochronological techniques, six master chronologies were created which when compared show little common variability between the sites, indicating no common response to regional scale forcing. The chronologies were compared to local and regional scale SST and land based datasets, with no significant, time stable responses to climate found. It is clear the growth/climate response of A. islandica from these sites is complex, potentially due to the shallow nature of the sample sites, direct local drivers such as food availability and, potentially, anthropogenic activity in the region. Geochemical analyses of the shell material were undertaken to examine the timing and magnitude of the radiocarbon bomb-peak and the stable carbon isotope signature of the oceanic Suess Effect. The timing of the radiocarbon bomb-peak in Loch Etive does not appear to match previously published results from other marine locations and are a potentially serious challenge to the assumption that A. islandica GI are always annual features. Results comparing δ¹³C values and the age of the specimen when these values are incorporated into the shell material strongly indicate an ontogenetic control over δ¹³C, meaning the Suess Effect could not be effectively investigated. To take these ontogenetic influences into account it is suggested that any data from the juvenile period of shell life is not used. Analysis of shell biometrics and morphology indicate significant relationships between shell age and height and age and weight, however the errors for these are large (±78 years and ±80 years respectively). These results indicate that despite large errors shell height, as a predictor of age, has the potential to be used for in situ population studies.

The potential of Arctica islandica, a long lived marine bivalve with a lifespan of over 300 years, to reconstruct a high resolution (sub-annual) climate record is explored in this thesis. Fluctuations in trace element and isotopic data from live-collected specimens from Irvine Bay, NW Scotland are compared to instrumental (particularly temperature) data. X-ray absorption spectroscopy data demonstrate the coordination state of Sr and Mg within the shell. These are consistent with models in which Sr substitutes ideally for Ca in aragonite, and Mg is bound predominantly to organic molecules. Sr/Ca incorporation may be influenced by changes in the crystal nucleation, propagation and growth rate as well as vital effects. However any effect of seawater temperature on Sr/Ca incorporation was obscured by these other factors. Mg concentration is not a linear function of a single environmental variable or organic content within the shell, indicating that Mg uptake is biologically mediated. Ba variation shows sporadic increases (of >500% above baseline) in both shells, the timing of which is similar between the prismatic layer and umbo region. The maxima are, however, not synchronous between the two shells analysed. The controls on Ba uptake require further research, but low Ba/Ca may reflect Ba/Ca concentrations within the seawater. Aliquots taken from cod otoliths show that micromilling has negligible effect on δ¹⁸O. The range of reconstructed temperature from δ¹⁸O profiles Arctica islandica shows good agreement with the sea surface temperature data from the nearby Millport marine station to within 2.1 °C. However, both the interannual and intra-annual variation appears to be sensitive to changes in temporal resolution resulting from changes in growth rates. Modelling of δ¹⁸O highlights dependence on changes in temporal resolution of the sampling, in addition to temperature and salinity. Results from the radiocarbon pilot study show that Arctica islandica is a suitable archive for changes in radiocarbon associated with anthropogenic ¹⁴C fluxes.

Intrusion-related, carbonate rock–hosted replacement deposits are an important source of global base metal production that includes: Cu-Zn skarn, Zn-Pb-Ag carbonate replacement and Ag-base metal deposits. These deposits are located in multiple geological settings and are commonly associated with low-grade Cu-Mo calc-alkaline porphyry districts. Visible alteration halos to these deposits range from ten to hundreds of metres around high temperature skarn deposits, being small to imperceptible around the distal relatively low temperature members of this clan. Patterns of visible and cryptic alteration are described and constrained in this study particularly around paleo-fluid flow zones at different distances and elevations from the ore centre. This was done in order to identify the large-scale zonation, mechanisms, and effects of fluid infiltration especially into the distal portions of these deposits. The main alteration tracers employed included mineralogy, major and trace element geochemistry, oxygen and carbon isotopes, and the fluorescent signature of calcite veins associated with the fluids conduits. Two areas were selected for this study: the large Cu-Zn Antamina skarn and the Ag-base metal Uchucchacua vein deposits in the Peruvian Central Andes as these deposits represent the end-members of the polymetallic carbonate rock-hosted deposits and hence, provide an excellent opportunity to examine the margins and upper sections of these hydrothermal systems. Geochronological analyses of intrusive dikes were used to establish the magmatic and hydrothermal evolution associated with mineralization, as well as the genetic linkage between proximal and distal portions of the mineralizing system at Antamina. Oxygen, carbon and strontium isotope data of vein minerals is also used to constrain the temperature of the fluids proximal and distal to the magmatic centre. Chemical data of fluorescent and non-fluorescent veins were used to determine the main activators of fluorescence and to constrain its relationship with mineralizing fluids. In summary, results of this research identify a large-scale zonation of visible and cryptic alteration around paleo-fluid flow zones demonstrating the linkage between Ag-base metal veins, replacement and skarn deposits. Anomalous halos determined throughout Antamina and Uchucchacua deposits may contribute to the development of a more systematic exploration methodology for these types of deposits.

Intrusion-related, carbonate rock–hosted replacement deposits are an important source of global base metal production that includes: Cu-Zn skarn, Zn-Pb-Ag carbonate replacement and Ag-base metal deposits. These deposits are located in multiple geological settings and are commonly associated with low-grade Cu-Mo calc-alkaline porphyry districts. Visible alteration halos to these deposits range from ten to hundreds of metres around high temperature skarn deposits, being small to imperceptible around the distal relatively low temperature members of this clan. Patterns of visible and cryptic alteration are described and constrained in this study particularly around paleo-fluid flow zones at different distances and elevations from the ore centre. This was done in order to identify the large-scale zonation, mechanisms, and effects of fluid infiltration especially into the distal portions of these deposits. The main alteration tracers employed included mineralogy, major and trace element geochemistry, oxygen and carbon isotopes, and the fluorescent signature of calcite veins associated with the fluids conduits. Two areas were selected for this study: the large Cu-Zn Antamina skarn and the Ag-base metal Uchucchacua vein deposits in the Peruvian Central Andes as these deposits represent the end-members of the polymetallic carbonate rock-hosted deposits and hence, provide an excellent opportunity to examine the margins and upper sections of these hydrothermal systems. Geochronological analyses of intrusive dikes were used to establish the magmatic and hydrothermal evolution associated with mineralization, as well as the genetic linkage between proximal and distal portions of the mineralizing system at Antamina. Oxygen, carbon and strontium isotope data of vein minerals is also used to constrain the temperature of the fluids proximal and distal to the magmatic centre. Chemical data of fluorescent and non-fluorescent veins were used to determine the main activators of fluorescence and to constrain its relationship with mineralizing fluids. In summary, results of this research identify a large-scale zonation of visible and cryptic alteration around paleo-fluid flow zones demonstrating the linkage between Ag-base metal veins, replacement and skarn deposits. Anomalous halos determined throughout Antamina and Uchucchacua deposits may contribute to the development of a more systematic exploration methodology for these types of deposits.

Intrusion-related, carbonate rock–hosted replacement deposits are an important source of global base metal production that includes: Cu-Zn skarn, Zn-Pb-Ag carbonate replacement and Ag-base metal deposits. These deposits are located in multiple geological settings and are commonly associated with low-grade Cu-Mo calc-alkaline porphyry districts. Visible alteration halos to these deposits range from ten to hundreds of metres around high temperature skarn deposits, being small to imperceptible around the distal relatively low temperature members of this clan. Patterns of visible and cryptic alteration are described and constrained in this study particularly around paleo-fluid flow zones at different distances and elevations from the ore centre. This was done in order to identify the large-scale zonation, mechanisms, and effects of fluid infiltration especially into the distal portions of these deposits. The main alteration tracers employed included mineralogy, major and trace element geochemistry, oxygen and carbon isotopes, and the fluorescent signature of calcite veins associated with the fluids conduits. Two areas were selected for this study: the large Cu-Zn Antamina skarn and the Ag-base metal Uchucchacua vein deposits in the Peruvian Central Andes as these deposits represent the end-members of the polymetallic carbonate rock-hosted deposits and hence, provide an excellent opportunity to examine the margins and upper sections of these hydrothermal systems. Geochronological analyses of intrusive dikes were used to establish the magmatic and hydrothermal evolution associated with mineralization, as well as the genetic linkage between proximal and distal portions of the mineralizing system at Antamina. Oxygen, carbon and strontium isotope data of vein minerals is also used to constrain the temperature of the fluids proximal and distal to the magmatic centre. Chemical data of fluorescent and non-fluorescent veins were used to determine the main activators of fluorescence and to constrain its relationship with mineralizing fluids. In summary, results of this research identify a large-scale zonation of visible and cryptic alteration around paleo-fluid flow zones demonstrating the linkage between Ag-base metal veins, replacement and skarn deposits. Anomalous halos determined throughout Antamina and Uchucchacua deposits may contribute to the development of a more systematic exploration methodology for these types of deposits. / Science, Faculty of / Earth, Ocean and Atmospheric Sciences, Department of / Graduate

Im Rahmen dieser Doktorarbeit wurden die Hangkarbonate von zwei miozänen heterozoischen Karbonatsystemen näher untersucht: die Malta Inselgruppe (zentrales Mittelmeer) und das Marion Plateau (Nordost Australien, ODP Leg 194). Die Auswirkungen der mittelmiozänen Abkühlung (Mi3), die auf 13.6 Ma datiert wird und starken Einfluß auf die Sauerstoffisotopenkurve hatte, in den oben genannten Flachwassersystemen stellten das Ziel dieser Arbeit dar. Dieses Abkühlungsereignis beeinflußte außerdem sehr stark die ozeanographischen und klimatischen Muster, die im weiteren Verlauf zum modernen Eishausklima führten. So steht insbesondere die Vereisung von Ostantarktika mit diesem Ereignis in Verbindung. Diese Arbeit untersucht den Einfluß dieses Ereignisses auf Flachwassersysteme, um vorliegende Untersuchungen in Tiefwassersystemen zu ergänzen und so zum globalen Verständnis des miozänen Klimawechsels beizutragen.<br /> <br /> Die Profile auf der Maltainselgruppe wurden mit Hilfe von Kohlenstoff- und Sauerstoffisotopen Auswertungen im Gesamtgestein, Gesamtgesteinmineralogie, Tonmineralanalyse und organischer Geochemie untersucht. Durch einen Wechsel von karbonatischeren zu tonigeren Sedimenten beeinflußte das mittelmiozäne Abkühlungsereignis die Sedimentation in diesem Gebiet sehr stark. Weiterhin wurde beobachtet, daß jede Phase der antarktischen Vereisung, nicht nur das mittelmiozäne Hauptereignis, zu einem erhöhten terrigenen Eintrag in den Hangsedimenten der Maltainselgruppe führte. Akkumulationsraten zeigen, daß dieser erhöhte terrigene Eintrag den einzelnen Vereisungsperioden zusammenhängt und die karbonatischen Sedimente durch tonreiche Sedimente &ldquo;verunreinigt&rdquo; wurden. Das daraufhin entwickelte Modell erklärt diesen erhöhten terrigenen Eintrag mit einer nordwärtigen Verlagerung der innertropischen Konvergenzzone durch die Bildung von kalten, dichten Luftmassen, die zu verstärkten Niederschlägen in Nordafrika führten. Diese verstärkten Niederschläge (oder verstärkter afrikanischer Monsun) beeinflußten die kontinentale Verwitterung und den Eintrag, mit der Folge, daß verstärkt terrigene Sedimente im Bereich der Hangsedimente der Maltainselgruppe abgelagert wurden. Die tonreichen Intervalle weisen Ähnlichkeiten zu sapropelischen Ablagerungen auf, was mit Hilfe der Spektral analyse des Karbonatgehalts und der geochemischen Analyse des organischen Materials gezeigt wurde. <br /> <br /> Auf dem Marion Plateau wurden die Sauerstoff- und Kohlenstoffisotopenkurven anhand von Foraminiferen der Gattung Cibicidoides spp. rekonstruiert. Der Karbonatgehalt wurde mit Hilfe einer chemischen Methode (Coulometer) ermittelt. Genauso wie die Sedimente der Maltainselgruppe beeinflußte das mittelmiozäne Abkühlungsereignis (Mi3) auch die Sedimente auf dem Marion Plateau. So kam es bei 13,8 Ma, in etwa zur Zeit der Vereisung von Ostantarktika, zu einem Abfall der Karbonatakkumulationsraten. Weiterhin traten Änderungen in der Zusammensetzung der Sedimente auf, so nehmen neritische Karbonatfragmente ab, der planktische Foraminiferengehalt nimmt zu und es wurden verstärkt Quarz und Glaukonit abgelagert. Ein überraschendes Ergebnis ist die Tatsache, daß der große N12-N14 Meeresspiegelabfall um 11,5 Ma die Akkumulationsraten der Karbonate auf dem Hang nicht beeinflußte. Dieses Ergebnis ist umso erstaunlicher, da Karbonatplattformen normalerweise sehr sensitiv auf Meeresspiegeländerungen reagieren. Der Grund, warum sich die Karbonatakkumulationsraten schon um 13,6 Ma (Mi3) und nicht erst um 11,5 Ma (N12-N14) verringerten, liegt in der Tatsache, daß die ozeanischen Strömungen die Karbonatsedimentation auf dem Hang des Marion Plateau schon im Miozän kontrollierten. Das mittelmiozäne Ereignis (Mi3) erhöhte die Stärke diese Strömungen und als eine Ursache wurde die Karbonatakkumulation auf den Hängen reduziert. Die Amplitude des N12-N14 Meeresspiegelabfalls liegt bei 90 m unter der Berücksichtigung der Sauerstoffisotopendaten aus der Tiefsee und Berechnungen des Meeresspiegels anhand des &ldquo;coastal onlaps&rdquo;, die während Leg 194 gemacht wurden. Die Isotopendaten dieser Arbeit weisen hingegen auf einen verringerten Meeresspiegelabfall von 70 m hin.<br /> <br /> Als allgemeine Schlußfolgerung kann gesagt werden, daß der mittelmiozäne Klimaumschwung die Karbonatsysteme zumindest an den beiden untersuchten Lokalitäten beeinflußt hat. Allerdings waren die Auswirkungen sehr von den unterschiedlichen lokalen Gegebenheiten abhängig. Insbesondere wirkten sich die Anwesenheit einer Landmasse (Malta) und die Abwesenheit einer Barriere vor den Einflüssen des offenen Ozeans (Marion Plateau) stark auf die Ablagerung der Karbonate aus. / This study investigated the slope carbonates of two Miocene carbonate systems: the Maltese Islands (in the Central Mediterranean) and the Marion Plateau (Northeastern Australia, drilled during ODP Leg 194). The aim of the study was to trace the impact of the Miocene cooling steps (events Mi1-Mi6) in these carbonate systems, especially the Mi3 event, which took place around 13.6 Ma and deeply impacted the marine oxygen isotope record. This event also profoundly impacted oceanographic and climatic patterns, eventually leading to the establishment of the modern ice-house world. In particular, East Antarctica became ice covered at that period. The rational behind the present study was to investigate the impact that this event had on shallow water systems in order to complement the deep-sea record and hence acquire a more global perspective on Miocene climate change.<br /> <br /> The Maltese Islands were investigated for trends in bulk-rock carbon and oxygen isotopes, as well as bulk-rock mineralogy, clay minerals analysis and organic geochemisty. Results showed that the mid Miocene cooling event deeply impacted sedimentation at that location by changing sedimentation from carbonate to clay-rich sediments. Moreover, it was discovered that each phase of Antarctic glaciation, not just the major mid Miocene event, resulted in higher terrigenous input on Malta. Mass accumulation rates revealed that this was linked to increased runoff during periods when Antarctica was glaciated, and thus that the carbonate sediments were &ldquo;diluted&rdquo; by clay-rich sediments. The model subsequently developed to explain this implies feedback from Antarctic glaciations creating cold, dense air masses that push the ITCZ Northward, thus increasing precipitation on the North African subcontinent. Increased precipitation (or stronger African monsoon) accelerated continental weathering and runoff, thus bringing more terrigenous sediment to the paleo-location of the slope sediments of Malta. Spectral analysis of carbonate content and organic matter geochemical analysis furthermore suggest that the clay-rich intervals are similar to sapropelic deposits.<br /> <br /> On the Marion Plateau, trends in oxygen and carbon isotopes were obtained by measuring Cibicidoides spp foraminifers. Moreover, carbonate content was reconstructed using a chemical method (coulometer). Results show that the mid Miocene cooling step profoundly affected this system: a major drop in accumulation rates of carbonates occurs precisely at 13.8 Ma, around the time of the East Antarctic ice sheet formation. Moreover, sedimentation changes occurred at that time, carbonate fragments coming from neritic environments becoming less abundant, planktonic foraminifer content increasing and quartz and reworked glauconite being deposited. Conversely, a surprising result is that the major N12-N14 sea-level fall occurring around 11.5 Ma did not impact the accumulation of carbonates on the slope. This was unexpected since carbonate platform are very sensitive to sea-level changes. The model developed to explain that mass accumulation rates of carbonates diminished around 13.6 Ma (Mi3 Event) instead of 11.5 Ma (N12-N14 event), suggests that oceanic currents were controlling slope carbonate deposition on the Marion Plateau prior to the mid-Miocene, and that the mid Miocene event considerably increase their strength, hence reducing the amount of carbonate being deposited on slope sites. Moreover, by combining results from deep-sea oxygen isotopes with sea-level estimates based on coastal onlaps made during Leg 194, we constrain the amplitude of the N12-N14 sea-level fall to 90 meters. When integrating isotopic results from this study, this amplitude is lowered to 70 meters.<br /> <br /> A general conclusion of this work is that the mid Miocene climatic shift did impact carbonate systems, at least at the two locations studied. However, the nature of this response was highly dependant on the regional settings, in particular the presence of land mass (Malta) and the absence of a barrier to shelter from the effects of open ocean (Marion Plateau).