L'événement intraviséen dans la zone moldanubienne de la chaîne varisque d'Europe: les données des formations volcano-sédimentaires dévono-dinantiennes du Massif Central Français,des Vosges du Sud (France) et de la Forêt Noire (R.F.A.)

Resumé L'existence d'une phase tectonique intraviséenne dans la chaîne varisque d'Europe a été admise par divers auteurs. Le présent travail apporte des précisions sur la nature de cet événement dans le Nord du Massif Central, les Vosges et la Forêt Noire, c'est à dire dans la zone interne varisque. Des données nouvelles concernent les Vosges et la Forêt Noire. Dans le domaine étudié, cet événement géodynamique n'est pas phcatif et se caractérise par une période d'instabilité au cours du Viséen supérieur qui conduit à d'importants phénomènes de resédimentation, résultats de l'érosion de paléoreliefs. Cette période d'instabilité se prolonge au cours du Viséen supérieur où une emersion généralisée se produit dans la zone moldanubienne. Dans les zones externes septentrionales, la déformation synmétamorphique qui se déplace vers l'extérieur de la chaîne est contemporaine de cet événement. Dans le massif armoricain (zone externe), il se traduit par des mouvements décrochants. Cet événement s'explique par un épaississement crustal, conséquence directe de la collision varisque et se traduit par un soulèvement qui précède la phase de déformation paroxysmale d'âge tardi-viséen et carbonifère supérieur.

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The existence of an Intravisean tectonic phase in the variscan belt of Europe is admitted by some authors. The present work specifies the characteristics of such an event in the northern part of the French Massif Central, in the Vosges mountains and in the Black Forest, i.e. in the internal variscan zone. New data are given for the Vosges and the Black Forest. In the considered domain the geodynamic event does not have a folding effect. It leads to a period of instability during Late Visean, inducing important resedimentation processes as a result of erosion of the paleoreliefs. A generalized emersion of the Moldanubian Zone occurs at the same time. This event coincides with the migration toward the North of the syn-metamorphic deformation in the extern parts of the belt. In the Armorican Massif (external zone) strike slip faults are active during the same period. That event can be explained by the crustal thickening resulting from the variscan collision. The uplift preceds the paroxysmal Late Visean and Upper Carboniferous tectonic phase.

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Zusammenfassung Verschiedene Autoren vertreten die Meinung, daß das mitteleuropäische Variszikum innerhalb des Visé von einer tektonischen Phase betroffen wurde. Die gegenwärtige Arbeit soll eine genauere Vorstellung von den Ereignissen geben, welche sich um diese Zeit im nördlichen Zentralmassiv, den Vogesen und dem Schwarzwald abspielten. Innerhalb des angeführten Bereiches läßt sich nirgends eine Faltung beobachten. Es handelt sich vielmehr um ein geodynarmsches Ereignis, welches sich im obereren Visé als eine Periode der Instabilität mit sehr beachtlichen Erosionen einerseits und ebenso bedeutenden Resedimentationen andererseits äußert. Diese Zeit der Instabilität mündet noch im Laufe des obersten Visé in einer allgemeinen Heraushebung des Moldanubikums. Das Intra-Visé Ereignis ist zeitgleich mit der nordwärtigen Wanderung der synmetamorphen Deformation in den externen Zonen. Im armorikanischen Massiv fällt es anscheinend mit bedeutenden Blattverschiebungen zusammen. Offensichtlich steht hinter den Vorgängen als Ursache eine relativ plötzliche Krustenverdickung im Zusammenhang mit der variszischen Kollision. Die Heraushebung geht der paroxysmalen Deformation im späten Visé bzw. frühen Oberkarbon voraus.

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Trace elements in the Singhbhum granite,India

A study of the trace elements in the Singhbhum granite from its northern borders (Saraikela) and the central mass (Chaibasa) reveals that there are differences not only in the limit of concentration but also in their behaviour. It is found that while correlating with the petrographic and also the major elements behaviour, the trace elements always do not mark an increase or decrease during the various stages of the evolution of the Singhbhum granite. The behaviour of the trace-elements as revealed from the previous studies relating to both igneous and metamorphic rocks, is significant in working out the physico-chemical factors involved in the genesis of rocks. In the magmatic rocks, the trace elements obviously follow a trend and go in accordance withGoldschmidt's principles of camouflage, capture and admission. In the present study such uniformities are not found. The present study reveals firstly, the different nature of chemical gradients formed by these elements during different geological environments; secondly, the mutual relationships and the ratio of certain traceelements in the different associations, indicating the original heterogeneity of these rocks and their formation under different geological as well as physico-chemical conditions. It has been concluded (Roonwal, 1968) that the rocks studied here as representing parts of Singhbhum granite do not form one granite series as referred to byRead. In fact they represent rocks formed from material having originally different lithological composition.The trace elements determined for the present study are Va, Cr, Ga, Y, In, Sc, Co, Ni, Cu, Ba, Sr, Sn, Pb and Zr. Among these Ga, Y, In and Sc do not show the normal behaviour viz., Ga should be more in granites but is found to be more in the basic representatives. Y is also more in the basic parts than in the granites. The present granites are very poor in In. Similarly whilst the granites should not normally be rich in Sc, in the present case the distribution of Sc in basic representatives as well as the true granitic parts is more or less uniform. The behaviour of Cu limits the application ofGoldschmidt's rule to magmatic rocks. The behaviour of other elements is normal. Pb shows an antipathic relationship with K⁺ and Ca⁺² and indicates that it has not changed the position due to granitization. An inverse relationship between Zr⁺⁴ and Si⁺⁴ is observed which indicates the formation of zircon and has been in conformity with mineralogy of the rocks.

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Zusammenfassung Eine Untersuchung der Spurenelemente in Gesteinen aus den nördlichen Randgebieten (Saraikela) und der zentralen Masse (Chaibasa) des Singhbhum-Granites zeigte, daß Unterschiede nicht nur hinsichtlich der Konzentrationsgrenzen, sondern auch im Verhalten der Spurenelemente bestehen. Bei einer Korrelation des petrographischen Verhaltens mit dem der Hauptelemente wurde festgestellt, daß die Spurenelemente im allgemeinen keine Zu- oder Abnahme während der verschiedenen Evolutionsstadien aufweisen. Das Verhalten der Spurenelemente, ersichtlich aus früheren Untersuchungen von Intrusiv- und metamorphen Gesteinen, ist bedeutsam für die Feststellung der physiko-chemischen Faktoren, welche bei der Genese der Gesteine mitwirkten. In magmatischen Gesteinen folgen die Spurenelemente offensichtlich dem Trend vonGoldschmidts Regel der Camouflage, capture and admission. Bei der vorliegenden Untersuchung wurde eine solche Übereinstimmung nicht festgestellt. Die Untersuchung enthüllt erstens eine durch diese Elemente während verschiedener geologischer Umweltverhältnisse hervorgerufene verschiedene Natur der chemischen Gradienten und ließ zweitens ein gegenseitiges Verhältnis und das Verhältnis gewisser Spurenelemente in verschiedenen Gesteinsgesellschaften erkennen, was auf die ursprüngliche Heterogenität dieser Gesteine und deren Bildung unter verschiedenen geologischen sowie physiko-chemischen Bedingungen hinweist. Es wurde daraus geschlossen (Roonwal, 1968), daß die untersuchten Gesteine, welche den typischen Singhbhum-Granit repräsentieren sollen, nicht nachRead eine einzige Granitserie bilden, sondern daß sie Gesteine darstellen, welche ursprünglich aus Material verschiedener lithologischer Zusammensetzung stammen.Für diese Untersuchung wurden die folgenden Spurenelemente bestimmt: Va, Cr, Ga, Y, In, Sc, Co, Ni, Cu, Ba, Sr, Sn, Pb, Zr. Von diesen zeigen Ga, In und Sc nicht das normale Verhalten, da Ga eigentlich in größeren Mengen in Graniten auftreten sollte, was jedoch im vorliegenden Falle für die basischen Gesteinsvertreter zutrifft. Ebenfalls ist Y zahlreicher in den letzteren Vertretern vorhanden. Die vorliegenden Granite sind sehr arm an In, während sie andererseits normalerweise auch nicht reich an Sc sein sollten. Hier ist die Verteilung von Sc in den basischen Vertretern sowie auch in den wirklichen Granitanteilen mehr oder weniger gleichmäßig. Das Verhalten von Cu schränkt die Anwendung vonGoldchmidts Regel in bezug auf magmatische Gesteine ein. Das Verhalten anderer Elemente ist normal; Pb zeigt eine antipathische Beziehung zu K⁺¹ und Ca⁺², was darauf hinweist, daß es als Folge der Granitisation seine Position nicht geändert hat. Es wurde ein umgekehrtes Verhältnis zwischen Zr⁺⁴ und Sr⁺⁴ beobachtet, was auch die Bildung von Zirkon beweist und was durchaus der Mineralogie dieser Gesteine entspricht.

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Résumé L'étude des éléments mineurs (traces) des roches de la région septentrionale aux environs de Saraikela et des massifs centraux de Chaibasa révèle une différence, non seulement dans le mode de concentration des éléments, mais également dans leurs caractères. Il apparaît, d'après la corrélation des études pétrographiques et les éléments principaux (major), que les éléments mineurs n'ont subit aucune augmentation ou diminution pendant les différentes phases de l'évolution.Le comportement des éléments mineurs, selon des études antérieurs de roches éruptives et de roches métamorphiques, est significatif dans la détermination des facteurs physico-chimiques qui contribuèrent à la génèse de ces gisements. Quant aux roches d'origine magmatique, les éléments mineurs suivent apparemment la tendance au principe deGoldschmidt « camouflage, envahissement et admission ». Mais l'étude actuelle n'a pas permis d'établir une telle conformité.L'étude de ces éléments révèle: premièrement, les différents caractères d'ordre chimique pendant les époques géologiques; deuxièmement les relations mutuelles et les rapports de certains éléments mineurs dans différentes associations; ceci indique l'hétérogénéité primordiale de ces roches et leur formation sous diverses conditions d'ordre géologique et physico-chimique.En conclusion (Roonwal, 1968), les roches étudiées figurant le granite-type de Singhbhum, ne forment pas la moindre série de granite — comme le ditRead — mais constituent des roches engendrées par les matériaux de différentes compositions lithologiques.De par ces études, il a été déterminé les éléments suivants: Va, Cr, Ga, Y, In, Sc, Co, Ni, Cu, Ba, Sr, Sn, Pb et Zr. Parmi ces éléments, Ga, In et Sc ne se rencontrent pas de façon normale puisque Ga devrait en réalité être plus répandu dans les roches granitiques ce qui pourtant s'avère dans le cas du substitut basique. De même, y se trouve en plus grande quantité dans les derniers substituts. Les granites de la région sont pauvres en In et riches en Sc — bien que le contraire soit attendu en ce qui concerne le Sc. Ici, la distribution de Sc, aussi bien dans les substituts basiques que dans les roches granitiques est plus ou moins régulière. Le comportement du Cu suit l'application de la loi deGoldschmidt sur les roches magnétiques; celui des autres éléments est normal; le plomb montre de l'antipathie pour les ions K⁺ et Ca⁺², ceci indique qu'il n'a pas changé sa position par suite de la granitisation du magma. On observe une relation inverse entre Zr⁺⁴ et Sr⁺⁴, relation indiquant la formation de zircon en concordance avec la minéralogie de ces roches.

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Sakaikela Chaibasa Singhbum , , . , , , . , , - , . : Camoflage, capture and admission. . , , -, , , , - , , , - . (Roonwal, 1968), , Singhbum, Read'a , , , . : V, Cr, Ga, Y, In, Sc, Co, Ni, Cu, Ba, Sr, Pb, Zr. Ga, In Sc. , Ga , . . In, , . , , . . — . Pb K Ca, , Pb . Zr⁴⁺ Sr⁴⁺, , .

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For a preliminary account, seeRoonwal (1968). The details of petrology and the major elements are being published elsewhere.     

A Precambrian core sample from the Altiplano/Bolivia

Drilling in the Bolivian Altiplano discovered the Precambrian basement at 2.744 m of depth, Paleozoic strata lacking. The core is composed of hornblende meta-granite (hornblende granoblastite), in the upper part of biotite meta-granite (biotite granoblastite). Radiometric dating provides evidence for a Grenvillian magmatic or anatectic rock formation (1.050±100 my) and a later metamorphic event of 530±30 my in age.

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Zusammenfassung In einem Bohraufschluß vom Altiplano in Bolivien wurde in 2.744 m Teufe unter tertiärer und kretazischer Bedeckung das präkambrische Basement angetroffen. Der präkambrische Bohrkern besteht teils aus Hornblende-Meta-Granit (Hornblende-Kalifeldspat-Quarz-Plagioklas-Gneis), teils aus Biotit-Meta-Granit (Biotit-Kalifeldspat-Quarz-Plagioklas-Gneis). Nach Rb-Sr Datierung dürfte das Bildungsalter etwa 1.050±100 my betragen, eine Aufheizungsperiode um 530±30 my ist nach K-Ar Analyse zu vermuten.

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Résumé Lors d'un forage dans l'Altiplano bolivien le substratum précambrien a été rencontré à une profondeur de 2.744 m. La couverture sédimentaire comprend des couches tertiaires et crétaciques. La carotte précambrienne se compose d'un micro-granite gneissique de l'assemblage hornblende — feldspath potassique — quartz — plagioclase et d'un microgranite gneissique de biotite — feldspath potassique — quartz — plagioclase. L'âge de constitution de la roche est d'après l'analyse Rb-Sr de 1.050 ± 100 my. L'analyse K-Ar laisse supposer une transformation métamorphique de 530 ± 30 my.

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- , 2744 . — ( - -- —, - (- -- -). - 1050 ± 100 , , - , 530 ± 30 .

     

Deformation of pebbles in relation to associated structures in parts of Singhbhum Shear Zone,Eastern India

The Singhbhum Shear Zone separates the rocks of a highly metamorphosed northern group from an unmetamorphosed southern group. It had been recognised by earlier workers as a thrust zone in which the thrust movements were achieved by slip along a pre-existing schistosity. Deformed conglomerates crop out in discontinuous bands along the Shear Zone. Strain determinations from these conglomerates have been made to ascertain the strain pattern within the Shear Zone. None of the existing methods of determining strain from stretched pebbles can be applied to these conglomerates. An approximate value for shortening perpendicular to the schistosity can however be obtained from cross-cutting buckled veins. Detailed study of various small-scale structures clearly indicates that the principal structures of this region cannot be explained simply by a slipping on the schistosity.

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Zusammenfassung Die Singhbhum-Scherzone trennt die Gesteine der stark metamorphen nördlichen Gruppe von denjenigen einer nicht metamorphen südlichen Gruppe. Nach früheren Autoren ist es eine Überschiebungszone, worin die Überschiebungsbewegungen durch das Gleiten entlang einer älteren Schieferung zustande kamen. Deformierte Trümmergesteine treten in ununterbrochenen Bändern entlang der Scherzone auf. Man hat Deformationsbestimmungen von diesen Trümmergesteinen gemacht, um das Deformationsbild in der Scherzone zu erklären. Eine ausführliche Untersuchung der verschiedenen kleinmaßstäblichen Strukturen zeigt deutlich, daß die Hauptstrukturen dieser Gegend nicht einfach durch das Gleiten auf der Schieferung erklärt werden können.

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Résumé La zone de cisaillement de Singhbhum sépare les roches très métamorphiques au nord, de celles d'un groupe non-métamorphique au sud. Elle avait été reconnue lors de recherches précédentes comme étant la base de charriages suivant laquelle la poussée se serait faite par glissement le long d'une schistosité pré-existante. Des conglomérats déformés affleurent par bandes discontinues le long de cette zone. Grâce à ces conglomérats, des estimations sur la déformation ont été faites pour définir le style de déformation dans la zone de glissement. Une étude détaillée de différentes structures à petite échelle indique clairement qu'on ne peut pas expliquer les principales structures de cette région uniquement par un glissement sur la schistosité.

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Geological setting of the Tverrfjell copper/zinc deposit,Central Norway

The volcanogenic exhalative Tverrfjell deposit occurs in a sequence of predominantely mafic submarine meta-volcanics, interlayered with geosynclinal pelitic sediments, turbidites and volcanic breccias, belonging to the Early Cambrian to Early Arenigian Støren Group. Two major deformational phases and low to medium grade metamorphic conditions are recognized in the study area. Basalts are mainly tholeiitic but alkaline types occur as well. Extensive fractionation produced highly evolved basalts and even andesites. Basalt compositions are comparable to Type II-ocean floor basalt. The copper/zinc ores of the Tverrfjell deposit are strictly confined to an andesitic extrusive body. An extensive magma chamber is postulated to explain magma fractionation, and as a heat source that generated the exhalative Tverrfjell ore body. It is suggested that the deposit was formed at an intraplate volcanic center or back-arc spreading center.

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Zusammenfassung Die vulkanogen-exhalativ gebildete Tverrfjell-Lagerstätte befindet sich innerhalb einer Abfolge überwiegend mafischer, submariner Metavulkamte, die mit geosynklinalen pelitischen Sedimenten, Turbiditen und vulkanischen Brekkzien wechsellagern. Diese Gesteine gehören zur Støren-Gruppe, die vom Unterkambrium bis zum frühen Arenig reicht. Zwei Hauptdeformationsphasen in Verbindung mit niedrig bis mittelgradiger Metamorphose können im Arbeitsgebiet nachgewiesen werden. Die Basalte sind zumeist tholeiitisch, jedoch treten auch alkalibasaltische Typen auf. Durch starke Fraktionierung sind hoch entwikkelte Basaltmagmen und sogar Andesite entstanden. Die Basalte können mit Typ II-Ozeanbodenbasalten verglichen werden. Die Kupfer/Zinkerze der Tverrfjell-Lagerstätte sind strikt an einen andesitischen Extrusivkörper gebunden. Eine ausgedehnte Magmenkammer wird postuliert, in welcher die Magmenfraktionierung stattfand, und die als Wärmequelle für die Bildung des Tverrfjellerzkörpers angesehen wird. Aufgrund der Untersuchungsergebnisse wird angenommen, daß die Lagerstätte in einem Intraplatten-Vulkanzentrum oder in einem Back-arc spreading centre gebildet wurde.

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Résumé Le gisement volcanogénétique exhalatif du Tverrfjell se trouve au sein d'une série de métavolcanites sous-marines, surtout basiques, qui alternent avec des pélites géosynclinales, des turbidites et des brèches volcaniques. Ces roches appartiennent au groupe de Støren qui s'étend du Cambrien inférieur jusqu'à l'éo-Arénigien. Dans cette région, deux phases déformatives majeures ont été reconnues, liées à un métamorphisme de degré faible à moyen.La plupart des basaltes sont de type tholéiitique, mais il existe aussi des basaltes alcalins. Un fractionnement poussé a engendré magmas basaltiques très évolués et même des andésites. Les compositions des basaltes sont comparables à celles du «basalte océanique de type II». La minéralisation en Cu-Zn de Tverrfjell est liée strictement à une masse extrusive andésitique. Pour expliquer le fractionnement magmatique, on admet l'existence d'une de chaleur lors de la formation du gisement de Tverrfjell. Ce gisement a dû se former soit dans un centre volcanique intraplaque, soit dans une zone d'expansion d'arrière-arc.

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- Tvenfjell . . , , . Støren, . , . , . , . . . , , Tverrfjell'e. , .

     

Grundwasservorkommen Mitteleuropas — Grundlagen und Möglichkeiten ihrer Erschließung und Bewirtschaftung

Zusammenfassung Bei einer pauschalen Betrachtung ist das Grundwasserdargebot der Bundesrepublik Deutschland eine durch die Durchlässigkeit der Gesteine und die Grundwasserneubildung begrenzte Größe. In Verbindung mit Uferfiltratgewinnung und künstlicher Grundwasseranreicherung kann auch der künftige Bedarf an qualitativ hochwertigem Grundwasser gedeckt werden. Schwierigkeiten ergeben sich jedoch aus dem Auseinanderfallen von Bedarfs- und Gewinnungsschwerpunkten, aus der Notwendigkeit, bisher wenig genutzte, schwierig zu erschließende Grundwasservorkommen in Festgesteinen zu erschließen, aus dem qualitativen und quantitativen Grundwasserschutz und aus der Konkurrenzsituation der Grundwassernutzung mit der Nutzung anderer Rohstoffe. Die Geowissenschaftler sind aufgerufen, zur Lösung dieser Probleme in interdisziplinärer Zusammenarbeit mit den Ingenieuren, Wasserchemikern und anderen Wasserfachleuten durch ihre speziellen Kenntnisse und Arbeitsmethoden beizutragen.

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In a general survey the groundwater supply of the Federal Republic of Germany is a quantity defined by rock permeability and groundwater recharge. Taking into account bank filtered river water and artificial groundwater recharge the future demand of high quality groundwater will be available. Difficulties arise from areal distances between centres of demand and of supply, from the necessity to explore groundwater in hard rocks which have been rarely used up to this time due to its difficult exploration, from the quantitative and qualitative groundwater protection and from competition of groundwater use with the exploitation of other natural resources. Geoscientists are challenged to contribute to the solution of these problems in interdisciplinary cooperation together with engineers, water chemists and other water experts by using their special knowledges and scientific techniques.

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Résumé D'après une estimation globale, la disponibilité en eau souterraine de la République Fédérale Allemande représente une quantité limité par la perméabilité des roches et par la réalimentation en eau de la nappe. En tenant compte de l'apport à la nappe aquifère par suite de l'infiltration d'eau de rivière et de son enrichessement artificiel, la demande future en eau souterraine de haute qualité peut être couverte. Les difficultés qui se produiront, vont être provoquées par les distancees entre les points de consommation et les points d'alimentation, par l'exploration difficile des eaux souterraines en roches fissurées, et karstifiées, par la protection quantitative et qualitative des eaux souterraines et par la compétition entre l'usage des eaux souterraines et l'exploitation des autres ressources naturelles. Les chercheurs sont appelés, pour resoudre ces problèmes dans un cadre interdisciplinaire, à collaborer avec les ingénieurs, les chimistes et autres éxperts en eaux, chacun avec leurs connaissances spéciales et leurs méthodes de travail.

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Cavities in the reefs of the Wenlock Limestone (Mid-Silurian) of Shropshire,England

Studies of the growth attitudes and internal structure of organisms in the Wenlock reefs show that cavities existed during reef growth between knobs of reef builders, between individual reef builders, between the branches of reef builders and within skeletons. Only the well sealed growth cavities escaped fill by particulate sediment on burial. The location and nature of diagenetic cavities are governed by the growth fabric of the reefs. Diagenetic cavities were formed by the dislocation of reef components during compaction and by dissolution of organisms, particularly bryozoans, that neighboured growth cavities.

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Zusammenfassung Studien der Wuchsformen und des inneren Baues von Organismen der Wenlock-Riffe zeigen, daß Hohlräume während des Riffwachstums zwischen einzelnen Riffstöcken, zwischen individuellen Kolonien sowie zwischen dem Gerüst und im Inneren der Skelette von Riffbildnern vorhanden waren. Nur vollkommen abgeschlossene, konstruktive Hohlräume sind während der Sedimentation in den Riffen nicht mit Ablagerungen gefüllt worden. Die Lage und Natur diagenetischer Hohlräume werden von den Wuchsformen der Riffe bestimmt. Hohlräume entstehen während der Diagenese durch Verlagerung von Komponenten im Gefolge von Kompaktion und durch Lösung des organischen Karbonatgerüstes; hier werden besonders Bryozoenskelette aufgelöst, die an bestehende Hohlräume angrenzen.

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Résumé Des études de positions d'accroissement et de structures intérieures des organismes dans les récifs de Wenlock montrent que des cavités existaient pendant l'accroissement du récif entre les bosses des pinacles coralliens, entre les pinacles coralliens individuels, entre les branches des pinacles coralliens et à l'intérieur des squelettes. Seules les cavités tout à fait fermées pendant l'accroissement ne furent pas comblées de sédiments détritiques lors de l'ensevelissement. La situation et la nature des cavités diagénétiques sont gouvernées par la structure des récifs. Des cavités diagénétiques furent formées par la dislocation des parties constituentes du récif pendant le tassement et par la dissolution des organismes, en particulier des bryozoaines qui bordaient les cavités formées pendant l'accroissement.

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Wenlock, , , , . . . , ; , .

     

Die Entwicklung des Lebens im Präkambrium und seine geologische Bedeutung

Zusammenfassung Das Studium präkambrischer Lebensvorgänge und Organismen, das heute auch auf stabile biogene chemische Verbindungen (Chemofossilien) erweitert wird, erfordert eine genaue Zeitskala, besondere Forschungsmethoden und eine zweckmäßige Klassifikation. Die ersten 2000 Millionen Jahre des Lebens werden als die Zeit der Prokaryonten (Bakterien und Blaualgen) beschrieben. Die Entwicklung aller höherer Organismen (Eukaryonten) begann erst vor 1200–1400 Millionen Jahren. Während des Mittel- und Jungpräkambriums (und bis zum Ordovizium) bildeten Blaualgen und Bakterien vielfach biogen-sedimentäre Strukturen, die Stromatolithen, unter denen die säulenförmig-verzweigten Formen Anzeichen einer Evolution aufweisen. Wir können sie daher, mit entsprechenden Methoden, als wichtige Leitfossilien für die Gliederung und Korrelation präkambrischer Sedimentserien verwenden. Der evolutionäre Ursprung der vielzelligen Tiere (Metazoen), wohl von Algenkolonien, läßt sich wegen der Kleinheit und Hinfälligkeit der sie zusammensetzenden Zellgruppen nicht paläontologisch nachweisen. Erst größere Tiere, die widerstandsfähige Gewebe und eine genügend starke Muskulatur besitzen, können erkennbare Lebensspuren in Sedimentgesteinen hinterlassen. Die ältesten sicher bekannten und charakteristischen fossilen Metazoen sind etwa 600–650 Millionen Jahre alt. Sie besaßen noch keine Kalkschalen, aber morphologisch sind sie hoch entwickelt (Anneliden und primitive Arthropoden sind in der Ediacara-Fauna nachgewiesen), so daß eine längere Entwicklungsperiode der Metazoen anzunehmen ist, bevor sie als Zeitmarken des jüngsten Präkambriums stratigraphisch verwendbar werden.

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The study of Precambrian life processes and organisms which today extends to stable biogenic chemical compounds (chemical fossils), requires a precise time scale, special research methods, and an appropriate classification. The first 2000 million years of life comprise the time of the Prokaryota (bacteria and bluegreen algae). The evolution of all higher, eucaryote, organisms began 1200–1400 million years ago. During Middle and Late Precambrian (and until Ordovician) time, blue-green algae and bacteria built abundant biogenic-sedimentary structures, the stromatolites, of which the columnar-branching forms show indications of evolution. With suitable methods we can utilize them as important index fossils for subdivision and correlation of sequences of Precambrian strata. The evolutionary origin of Metazoa, presumably from algal colonies cannot be documented by fossils because of the small size and destructibility of such small groups of cells. Only larger animals, with resistant tissues and stronger muscles can leave recognizable trace fossils in sediments. The oldest known distinctive assemblage of fossil Metazoa is about 600–650 million years old. They did not form calcareous shells but morphologically they are advanced. Annelids and primitive arthropods occur in the Ediacara fauna. We have to assume a longer period of evolution for the Metazoa preceding their appearance as stratigraphic markers of the youngest Precambrian rocks.

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Résumé L'étude des organismes fossiles anté-cambriens et des molécules biogéniques stables dans les roches doit être basée sur une échelle géochronologique précise, sur des méthodes spécialisées et sur une propre classification systématique. Les 2 premiers milliards d'années de l'histoire de la vie sont le temps des bactéries et des algues bleues (procaryotes). L'évolution de tous les organismes possédant des cellules nuclées et des organelles (eucaryotes) commença il y a 1,2–1,4 milliards d'années. Les algues bleues et les bactéries formaient des édifices stromatolithiques pendant l'antécambrien moyen et supérieur et jusqu'à l'ordoviclen. A cause des processus évolutifs qui se produisaient pendant l'antécambrien, les stromatolithes en colonnes ramifiées peuvent servir comme fossiles indicateurs pour les corrélations des séries sédimentaires. Les animaux multicellulaires ont évolué probablement à partir des algues coloniales. Les premiers groupes de cellules, étant fragiles et de petite taille, ne pouvaient pas laisser de traces fossiles dans les roches. Les premiers animaux métazoaires fossiles étaient des organismes plus grands possédant des tissus résistants et une musculature assez puissante pour former dans les sédiments des traces de processus de leur vie (locomotion etc.). L'âge des plus anciens métazoaires characteristiques est 600–650 millions d'années. Ils ne possédaient pas encore de coquilles minéralisées. Ils étaient assez évolués (annélides et arthropodes primitives existaient dans la faune Édiacarienne) pour en justifier l'hypothèse d'un éspace de temps assez long précédant l'époque finale de l'antécambrien pour laquelle la faune Édiacarienne peut servir comme premier indice zonal biostratigraphique basé sur des animaux fossiles.

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Origins of the Geosynclinal Borderland theory

Charles Schuchert developed the geosynclinal concept ofHall andDana into a paleogeographic model of North America which included borderlands on the oceanic side of each geosyncline. These lands were the source of thick clastic sediments which accumulated in the geosynclines. As early as 1841 H. D.Rogers inferred a southeastern source for clastic sediments in the Appalachian Mountains.Hall (1859) proposed that folded mountains form only where sediments have accumulated to great thickness in narrow bands along the margin of continents. Dana named such belts geosynclinals. He advocated a theory of continental growth by accretion of rocks around a primitive nucleus. In 1890 he recognized Archaean protaxes east of the Appalachians, west of the Rocky Mountains, and probably in the Cascade-Sierra Nevada range. C. D. Walcott showed Dana's Archaean highlands on maps which related the thickness of Cambrian deposits to times of submergence. H. S.Williams named the eastern land Appalachia in 1897. Details for other periods were mapped by B. Willis and by A. W. Grabau in 1909, neither of whom showed any western borderland.A series of maps for short time intervals bySchuchert (1910) show numerous positive areas including a large Cascadia west of the Cordilleran trough. Faunal relationships implied that the Appalachain geosyncline was largely isolated from the Atlantic Ocean during the Paleozoic. In 1923Schuchert insisted that geosynclines were part of the continent, not ocean margins nor mediterraneans, and that the sediments implied borderlands that had repeatedly been elevated and eroded.

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Zusammenfassung Charles Schuchert hat den Geosynklinal-Begriff J.Halls und J. D.Danas zu einem paläogeographischen Entwurf Nordamerikas entwickelt, in dem Borderlands (Grenzländer) zwischen Geosynklinale und Tiefsee lagen. Diese Länder waren die Quelle der mächtigen klastischen Sedimentgesteine der Geosynklinale. Schon im Jahre 1841 schloß H. D.Rogers auf eine Sediment-Quelle südöstlich der Appalachen. 1859 vertratHall die Ansicht, daß Faltengebirge sich nur dort bilden, wo mächtige Sedimentablagerungen sich in engen Streifen am Rande des Kontinents angehäuft haben. Dana hat solche Streifen Geosynklinalen genannt. Er unterstützte eine Theorie über Wachstum der Kontinente durch Zunahme von Gesteinen um einen Ur-Kern. Im Jahre 1890 hat er Archaische Protaxes östlich der Appalachen, westlich der Rocky-Mountain-Kette, und vermutlich in den Cascade- und Sierra Nevada-Gebirgen der westlichen Vereinigten Staaten anerkannt.C. D. Walcott hat diese Urgebirge von Dana auf einer Karte dargestellt, die die Mächtigkeit der kambrischen Sediment-Gesteine in Verbindung mit Überschwemmungen gebracht haben. H. S.Williams hat 1897 das östliche Land Appalachia genannt. Paläogeographischen Karten für andere Zeitabschnitte von B.Willis und von A.Grabau in 1909 zeigen östliche, aber keine westlichen Borderlands. Schuchert (1910) hat eine Reihe paläographischer Karten für kleine Abschnitte des Phanerozoischen Zeitalters veröffentlicht, welche zahlreiche hochstehende Gebiete zeigen, ein großes Cascadia westlich der kordillerischen Geosynklinale eingeschlossen. Die faunistischen Verwandtschaften zeigen, daß die Appalachen-Geosynklinalen größtenteils von dem Atlantischen Meer des Paläozoischen Zeitalters isoliert war. Im Jahre 1923 betontSchuchert, daß die Geosynklinalen Teile des Kontinents sind, weder Ränder der Meere, noch mittelländische Meere. Die Sediment-Ablagerungen der Geosynklinalen deuten auf Borderlands, die wiederholt gehoben und erodiert wurden.

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Résumé Charles Schuchert a développé la notion de géosynclinal, idée conçue par J.Hall et J. D.Dana, dans un modèle paléogéographique de l'Amérique du Nord incluant des »borderlands«sur le bord océanique de chaque géosynclinal. Ces régions ont été les sources de sédiments élastiques épais qui s'accumulèrent dans les géosynclinaux. Déjà en 1841 H. D.Rogers avait déduit la provenance sud-est des depôts clastiques des Appalaches.Hall (1859) a proposé que les montagnes plissées se forment seulement où une grande epaisseur de sédiments s'est accumulée en une bande étroite le long du bord continental. Dana a appelé ces bandes »géosynclinal«. Il a soutenu une théorie de l'accroissement des continents par l'addition de roches autour d'un noyau ancien, En 1890 il reconnaît la présence de protoaxes archéens à l'est des Appalaches, à l'ouest des Montagnes Rocheuses, et, probablement, dans la Sierra Nevada et les Cascades. C. D.Walcott a figuré ces hauts plateaux archéens sur des cartes qui rapportent l'épaisseur des dépots cambriens aux époques de la submersion. H. S.Williams a dénommé »Appalaches« le borderland oriental en 1897. D'autres cartes paléogéographiques par B.Willis et par A.Grabau (1909) ont été dressées sans qu'un borderland occidental y soit montré.Une série de cartes parSchuchert (1910), pour de courtes périodes, montre de nombreuses terres soulevées, y compris une grande Cascadia à l'ouest du géosynclinal de la Cordillère. Les relations fauniques indiquent que le géosynclinal appalachien fut largement isolé de l'Atlantique pendant le Paléozoique. En 1923Schuchert a maintenu que les géosynclinaux faisaient partie des continents, et n'étaient ni en bordure des océans, ni des mers méditerranéennes. Leurs sédiments indiquent des borderlands soulevés et érodés à pluseurs reprises.

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J. Hall'a J. Dana, Charles Schuchert , (Borderlands) . . 1841 . 1859 Hall , , . . . 1890 , ( ) , , Cascade Sierra Nevada .. D. Walcott , . H. S. Williams . (Willis, Grabau, 1909). Schuchert (1910) , , Cascadia . , . 1923 Schuchert , , , . , .

     

Die Existenz,Beschaffenheit und Bedeutung einer Zwischenschicht zwischen Gletschereis und Felsuntergrund

Zusammenfassung Fast unter allen Gletschern, einschließlich des Eisschildes auf Grönland, ist durch seismische Messungen eine Zwischenschicht zwischen Eis und Fels festgestellt worden. Sie ist auch in den Vorfeldern der Gletscher unter fluviatilen Ablagerungen vorhanden. Seismische Wiederholungsmessungen in Abständen von 25 bis 30 Jahren haben ergeben, daß sich die Morphologie der Oberkante der Zwischenschicht durch Sedimentation und Erosion beachtlich verändert. Es ist naheliegend, daß man sich die Zwischenschicht als gefrorene Grundmoräne vorstellt. Gegen diese Anschauung spricht aber die Existenz derselben in den Vorfeldern der Gletscher.Die beobachteten Geschwindigkeiten seismischer Wellen in der Zwischenschicht mit Werten zwischen 4000 und 5000 m/s können auch in verwitterten Gesteinen auftreten. Die erwähnten Veränderungen der Gestalt der Eisunterkante in relativ kurzer Zeit ist jedoch mit einer Deutung der Zwischenschicht als verwitterter Fels nicht in Einklang zu bringen.Die Verfasser nehmen an, daß die Zwischenschicht aus sehr dicht gepackten Sedimenten besteht. Mit dieser Annahme lassen sich alle Beobachtungsergebnisse erklären.

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Seismic measurements have shown nearly under all glaciers, including the iceshields of Greenland, a band between ice and rockbasement. This band exists also under the fluviatil sediments in the forefield of the glaciers. Seismic remeasurements in an interval of about 25–30 years have shown, that the morphology of the surface of the band has been heavily changed by sedimentation and erosion.It is evident that one imagines the band to be a frozen ground moraine. But the existence of the band in the forefield of glaciers demonstrates that this opinion must be wrong.The measured velocities of seismic waves between 4000 and 5000 m/s are possible also in weathered rocks. The above mentioned changes of the contour of the bottom of the ice during a relatively short period however cannot be reconciled with the interpretation of the band as weathered rock.The authors assume that the band consists of very densely packed sediments. This assumption explains all results of the observations.

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Résumé Presque sous tous les glaciers inclusivement l'Inlandeis du Groenland on a constaté par des mesurages séismiques une couche intermédiaire entre la glace et le roc. Cette couche existe aussi sous les sédiments fluviatils dans les glacis des glaciers. Pendant un intervalle de 25 à 30 ans des remesurements séismiques ont prouvé que la morphologie du bord supérieur de la couche intermédiaire a été considérablement changée par la sédimentation et l'érosion.On est bien tenté de croire, que la couche intermédiaire fût une moraine inférieure glacée. Mais l'existence de cette couche intermédiaire dans les glacis des glaciers démontre que cette opinion est incorrecte.Les vitesses des ondes séismiques mesurées de 4000 à 5000 m/s dans la couche intermédiaire se trouvent aussi dans des rocs décomposés. Mais les changements de la forme du bas de la glace pendant une période relativement courte ne peuvent pas être mis d'accord avec l'interprétation de la couche intermédiaire comme roc décomposé.Les auteurs supposent, que la couche intermédiaire se compose de sédiments très denses. Cette opinion prouve toutes les résultats d'observation.

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Palaeozoic granites of the Umberatana region,South Australia: the role of volatiles in the crystallization of some alkaline-peralkaline granites

Palaeozoic alkaline to peralkaline sodic granites of the Umberatana area of South Australia have high MnO, P₅O₅, Nb, Ta, Be, F and B abundances as is typical of »A-type« or anorogenic granites. Abundant F and B in the magma permitted primary muscovite to crystallize at pressures that may have been as low as 1 Kbar because of the lowered solidus temperatures. These volatile-rich magmas precipitated both albite and two generations of K-rich alkali feldspar. The hydrothermal fluids released during crystallization of these magmas resulted in considerable element redistribution and recrystallization both in the plutons and the adjacent country rocks.

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Zusammenfassung Paläozoische alkaline-peralkaline Sodagranite von Umberatana, Südaustralien, besitzen erhöhte Gehalte an MnO, P₂O₅, Nb, Ta, Be, F and B und zeigen Charakteristika von »A-Typ« Graniten. Erhöhte Gehalte an F und B erlaubte die Kristallisation von primärem Muskovit bei Drucken, die auf Grund der erniedrigten Solidus Temperaturen möglicherweise 1 Kbar betrugen. Diese Gas reichen Magmen schieden Albit und zwei Generationen von K-reichem Alkalifeldspat aus. Die hydrothermalen fluiden Phasen, die sich während der Kristallisation dieser Magmen bildeten, verursachten eine bedeutene Elementumverteilung und Rekristallisation in den Intrusionen und dem unmittelbaren Nebengestein.

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Résumé Les granites sodiques alcalins à peralcalins paléozoïques de la région d'Umberatana (Australie méridionale) présentent des teneurs élevées en MnO, P₂O₅, Nb, Ta, Be, F et B, caractère typique des granites de type A, ou anorogéniques. La grande quantité de F et de B présente dans le magma a permis la cristallisation de muscovite primaire à une pression qui ne devait pas excéder 1 Kbar, en raison de l'abaissement de la température du solidus. Ces magmas, riches en matières volatiles, ont précipité de l'albite et deux générations de feldspath alcalin potassique. Les fluides hydrothermaux libérés au cours de la cristallisation ont permis une redistribution et une recristallisation importante des éléments à la fois dans les plutons et dans les roches encaissantes.

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- ( ) MnO, P₂O₅, Nb, , Be, F B, , «». , , , , 1 . , . , , , , .

     

Examples of structural control of hydrothermal mineralization: Fault zones in epicontinental sedimentary basins — A review

By compiling data available from progressive geoscientific research and by complementary studies it seems possible for an increasing number of mineral districts to find indications of the regional structural control of hydrothermal ore deposits. The relationship between hydrothermal mineralization, faulting or fault reactivation and related processes can, of course, best be examined at the less deformed sedimentary record of ancient epicontinental sedimentary basins. There is increasing evidence that the sediment-hosted submarine-hydrothermal Zn-Pb-Ba mineralizations such as Meggen, Rammelsberg, Howards Pass and McArthur River are spatially and genetically related to deep synsedimentarily active fault systems of intracontinental basins or stretched passive continental margins. For long periods of basin development the faults provided favorable conduits for episodically released basin-dewatering brines, which precipitated the leached metals into third-order basins situated next to these faults. There are many similarities to epigenetic mineralizations, which formed either pre-, syn- or postorogenetically from brines leaching the (meta)sediments and associated magmatites and migrating along fault zones to their near-surface trap structures.

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Zusammenfassung Für viele Erzprovinzen bietet sich durch Kompilation der in den letzten Jahrzehnten rasch angewachsenen Zahl geowissenschaftlicher Daten und durch gezielte ergänzende Untersuchungen die Möglichkeit, Anhaltspunkte oder Belege für die regionale Strukturbindung von hydrothermalen Vererzungen zu finden. Naturgemäß lassen sich die Zusammenhänge zwischen hydrothermaler Mineralisation, Störungstektonik und begleitenden Prozessen am besten an nur gering orogen überprägten ehemaligen Sedimentbecken untersuchen. So gibt es vermehrt Belege dafür, daß die sediment-gebundenen, submarin-hydrothermalen Zn-Pb-Ba Vererzungen wie Meggen, Rammeisberg, Howards Pass, McArthur River etc. räumlich und genetisch an tiefreichende Störungssysteme gebunden sind, die während der Sedimentation in intrakontinentalen Riftbecken oder auf ausgedünnten passiven Kontinentalrändern aktiv waren. Diese Störungssysteme bündelten die salinaren Beckenentwässerungsströme und ermöglichten über lange Zeiträume ihren episodischen Aufstieg zum Meeresboden, wo die aus den Sedimenten aufgenommenen Metalle als Sulfide in Spezialbecken abgesetzt wurden. Es bestehen prinzipielle Ähnlichkeiten mit vielen epigenetischen prä-, syn- oder postorogenen Mineralisationen; auch hier migrierten die salinaren Lösungen, die ihren Metallgehalt aus den (Meta)Sedimenten und eingelagerten Magmatiten bezogen, entlang von Störungssystemen bis zu den oberflächennahen Fallenstrukturen.

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Résumé La compilation des données géologiques qui se sont largement multipliées au cours des dernières décennies, complétée par des rechercùhes complémentaires particulières, nous offre pour beaucoup de régions la possibilité de trouver des indices ou même des preuves d'un contrôle structural des minéralisations hydrothermales. Il va de soi que les relations entre la minéralisation hydrothermale, la formation et la réactivation des failles ainsi que les processus associés sont les plus faciles à étudier dans les couches sédimentaires les moins touchées par une orogenèse postérieure. Ainsi, il existe des preuves que les gisements stratiformes et sédimentaires de Zn-Pb-Ba du type Howards Pass, McArthur River et Meggen sont liés à des systèmes de failles synsédimentaires profondes, en relation avec des bassins intracontinentaux du genre rift et avec des marges continentales passives en extension. Ces systèmes de failles synsédimentaires ont drainé des eaux salines intersticielles et ont rendu possible leur mouvement ascendant vers les fonds marins où leur contenu métallifère s'est déposé dans des bassins locaux. Des nombreuses recherches récentes mettent en évidence la ressemblance avec les minéralisations épigénétiques formées avant, pendant et après l'orogenèse; là aussi, les eaux interstitielles, après avoir reçu leur contenu métallifère des (meta)sédiments et des magmatites associées ont migré le long de systèmes de failles jusqu'aux pièges structuraux proches de la surface.

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, , , , 280 . , , . , - , , , .: Meggen, Rammerlsberg, Howards Pass, McArthur River ., , . , , , , , . -, - - ; , // , .

     

Zur Entstehung und Entwicklung von Kontinentalen Riftsystemen

Zusammenfassung Kontinentale Riftsysteme und ihre möglichen Entwicklungsstadien stehen in direktem Zusammenhang mit der Teilung von Kontinenten und ihren damit verbundenen Bewegungen.Am Beispiel des Rheinischen Riftsystems und seinen Randbereichen wird über stratigraphische Daten sowie K-Ar Altersdaten vulkanischer Aktivitäten demonstriert, daß die Bildungs- und Frühphase dieses Systems die Existenz eines komplexen synchronen Zugspannungssystems notwendig machte. Als wahrscheinlichste Ursache hierfür werden Hebungen der Lithosphäre vorgeschlagen. Diese Vorstellung wird durch die Quantifizierung von Hebungsvorgängen anhand numerischer Modelle belegt.Im Stadium der Ozeanbildung weist die kontinentale Kruste starke Absenkungen entlang der passiven Kontinentalränder auf. Die Betrachtung struktureller Kräfte aufgrund lateraler Dichtedifferenzen am Übergang von kontinentaler zu ozeanischer Kruste legt eine Beeinflussung der Dynamik derartiger Strukturen durch diese Kräfte nahe. Mit Hilfe numerischer Rechnungen werden die zugehörigen Spannungen, ihre räumliche Verteilung und ihr möglicher Einfluß auf das Deformationsgeschehen abgeschätzt.Der hauptsächliche Vorteil der numerischen Rechnungen liegt in der quantitativen Verknüpfung komplexer Strukturen mit komplizierten Rheologien und spezifischen Kräfteverteilungen sowie Randbedingungen.

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Continental rift systems and their possible stages of development are directly related to the split up of continents and the corresponding movements.For the Rhenish Rift System it will be demonstrated on the base of stratigraphic data and K-Ar ages of volcanic activities, that the rift forming phase required a complex synchronous system of tensional stresses. As the most likely cause of such a stress system lithospheric uplift is proposed. This idea is supported by means of quantitative numerical models.During the formation of the ocean the continental crust exhibits significant subsidence along passive continental margins. The existence of differential loads on the continents and their compensation by buoyancy forces implies an influence of these structural loads on the dynamics of the transition zone. The corresponding structural stersses, their special distribution and their possible affects on the deformation rates are quantified on the base of numerical calculations.The main advantage of the numerical calculations is evidently the quantitative relation of complex structures with complicated rheologies and specific force systems of boundary conditions.

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Résumé Les systèmes de rift continentaux et les étapes possibles de leur développement sont en rapport direct avec séparation des continents et avec les mouvements qui en résultent. On démontres, sur la base de données stratigraphiques et d'âges K-Ar des activités volcaniques du graben rhénan, que les premières phases de formation de ce système ont requis l'existence d'un système complexe et synchrone de forces d'extension. On propose comme cause la plus vraisemblable d'un tel système l'existence de soulèvements lithosphériques. Cette idée est appuyée par des modèles numériques quantitatifs. Pendant la formation de l'océan, la croûte continentale a subi le long des marges continentales passives de grands effondrements. L'existence de forces tectoniques causées par des différences de densité latérales le long le long de la transition entre croûte continentale et croûte océanique donne lieu à la supposition que la dynamique de telles structures a été influencée par ces forces. Les tensions associées, leur distribution spatiale et leur possible influence sur le processus de déformation ont été estimées à l'aide de calculs numériques. L'avantage principal des des calculs numériques est de permettre une relation quantitative entre structures complexes à rhéologies compliquées et répartitions de forces spécifiques comme aussi de conditions marginales.

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Comparison of PTt paths in allochthonous high pressure metamorphic terrains from the Scandinavian Caledonides and the French Massif Central: Contrasted thermal structures during uplift

A regional comparison of retrograde PTt paths of high pressure metamorphic terrains in the Scandinavian Caledonides (Seve Nappe Complex (S.N.C.)) and the French Massif Central (F.M.C.) reveals the following similarities: physical conditions of eclogite formation are roughly identical (600–780°C / 13.5–16.5 Kb), dominantly isothermal decompression. However in detail two major differences have been recognized: 1- In the S.N.C., PT estimates of eclogite formation are constant within individual tectonic lenses but vary when different tectonic lenses are compared. During uplift these temperature differences are maintained and diminish only at the final stages of the uplift history; 2- In the F.M.C. the physical conditions of eclogite formation are relatively constant (700–750°C/15Kb) but discrepancies in temperature (> 100°C) appear during the first stages of the uplift history if one compares eastern with western domains.A thermal analytical model allows to explain these facts. In the S.N.C. the initial temperature difference during eclogite formation is related to various depths of burial. In the F.M.C. diachronic nappe stacking occurs implying a more pronounced screen effect in western than in eastern domains of the F.M.C. This also accounts for the initial retrogression under low- to middle amphibolite facies conditions in the west and granulite facies conditions in the east. Moreover from radiometric and structural data, we can see that all the uplift history of the S.N.C. is assisted by tectonic processes, while in the F.M.C., after the nappe pile was constructed, the uplift history is essentially controlled by erosional and/or isostatic processes.

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Zusammenfassung Ein regionaler Vergleich von PTt Pfaden von hochdruckbeanspruchten Gebieten in den skandinavischen Kaledoniden (Seve Nappe Complex (S.N.C.)) und dem französischen Zentralmassif (F.M.C.) zeigen folgende Ähnlichkeiten: Die physikalischen Bedingungen während der Eklogitbildung waren ungefähr identisch (600–780°C/ 13,5–16,5 kb), hauptsächlich isothermale Dekompression. Trotzdem werden zwei Hauptunterschiede beobachtet: 1- In den S.N.C. sind PT-Schätzungen der Eklogitbildung gleich in individuellen tektonischen Linsen; varriieren aber beim Vergleich verschiedener tektonischer Linsen. Während des Heraushebens wurden diese Temperaturunterschiede aufrechterhalten und verminderten sich nur in den letzten Stadien der Heraushebungsgeschichte. 2- In dem F.M.C. sind die physikalischen Bedingungen der Eklogitbildung relativ konstant (700–750°C/15 kb), aber es treten Temperaturdiskrepanzen (> 100°C) während der ersten Heraushebungsstadien auf, wenn man die westlichen mit den östlichen Bereichen vergleicht.Ein thermales analytisches Modell erlaubt es diese Fakten zu erklären. In den S.N.C. ist die initiale Temperaturdifferenz während der Eklogitbildung mit verschiedenen Versenkungstiefen in Verbindung zu bringen. In dem F.M.C. erfolgte eine diachrone Deckenstapelung, dies bewirkte einen stärker betonten Abschirmeffekt in den westlichen Bereichen des F.M.C als in den östlichen. Der initiale Rückgang von niedriggradigen zu hochgradigen Amphibolitfaziesbedingungen im Westen und Granulitfaziesbedingungen im Osten legen hierüber Rechenschaft ab. Darüber hinaus können wir aus den radiometrischen und tektonischen Daten ersehen, daß die gesamte Hebungsgeschichte des S.N.C. von tektonischen Prozessen unterstützt wurde, während im F.M.C. die Hebungsgeschichte maßgeblich von erosiven und/oder isostatischen Prozessen kontrolliert wurde, nachdem die Dekkenstapelung beendet war.

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Résumé La comparaison des évolutions rétromorphiques PTt des nappes de haute pression des Calédonides Scandinaves (Complexe des Nappes de Seve — S.N.C.) et du Massif Central français (F.M.C.) révèle les similarités suivantes: les conditions intensives du métamorphisme éclogitique sont très voisines (600–780°C/13.5–16.5 Kbar), suivi globalement d'une décompression isotherme. Cependant en détail, des différences majeures ont été reconnues: 1- Dans le S.N.C., les estimations PT de la formation des éclogites sont constantes au sein d'une même unité, mais varient quand cellesci sont comparées. Pendant la remontée, ces différences sont maintenues et ne diminuent que lors des stades terminaux; 2- Dans le F.M.C., les conditions intensives du métamorphisme de haute pression sont relativement homogènes (700–750°C/15 Kbar), mais des différences de température (> 100°C) apparaissent pendant les premiers stades de la remontée entre les domaines occidentaux et orientaux.Une modélisation thermique de type analytique permet d'expliquer ces faits. Dans le S.N.C., la différence initiale de température pendant la formation des éclogites est liée à des profondeurs d'enfouissement variées. Dans le F.M.C., il existe un diachronisme lors de la mise en place des nappes, impliquant un effet d'écran plus prononcé à l'ouest qu'à l'est. Il rend également compte de la rétromorphose des assemblages de haute pression dans les conditions du faciès amphibolite à l'ouest et du faciès granulite à l'est du F.M.C. De plus, à partir des données radiométriques et structurales, on constate que l'ensemble de l'histoire de la remontée du S.N.C. est assistée par des processus tectoniques, alors que dans le F.M.C., une fois la pile tectonique constituée, sa remontée est essentiellement contrôlée par les mécanismes de l'érosion et ceux de l'isostasie.

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(Seve Nappe Complex = S.N.C.) (..), , : (600–780°/13,5–16,5 kb), . . . : 1) S.N.C. , . . 2) .. , , (700–750°/15 ), , , . . S.N.C. . .. , , , . . , , S.N.C. , .. . . / , .

     

North German Zechstein facies patterns in relation to their substrate

An attempt was made to relate the early Zechstein facies distribution to the Zechstein substrate. Comparable developments in the Hessian Trough and along the Lower Rhine Embayment allow for the assumption that the creation of depocenters in the Weser/Ems area are governed by interrelated, late Saalic tectonic pulses. Due to differences in the architecture and mobility of the substrate, variations in the depositional model must be assumed.The area of interest is located approximately 50 km south of Bremen, near Sulingen. During the first cycle evaporite phase (A1) this area is characterized by a primary sabkha/ playa accumulation over a complexly faulted Lower Permian horst-graben structure. In the course of the second cycle carbonate phase (Ca2) sediment accumulation shifts generally basinwards within limits of well defined fault zones. These linear troughs are presumed to relate to splays of active strike-slip faults. The strongly tectonically overprinted morphology organizes the Stassfurt paleorelief into a platform to the south, and a complex internal sag/embayment as a transition to outer shoals further basinwards. Further to the north in continuation to the Rotliegend Basin a gradually subsiding basin is envisaged.It is suggested that the foundering areas are directly related to major Hercynian trending strike-slip lineaments.

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Zusammenfassung Ein Versuch wurde unternommen, die Zechstein Faziesverteilung mit dem Zechstein Unterbau in Zusammenhang zu bringen. Vergleichbare strukturelle Entwicklungen in der Hessischen Senke wie am Niederrhein lassen vermuten, daß die Ausbildung von Ablagerungströgen im Weser/Emsgebiet durch dieselben, spät saalischen tektonischen Impulse gesteuert wurden. Durch eine differenzierte Architektur und Mobilität des Unterbaus dürfen unterschiedliche, jedoch prinzipiell verwandte, Ablagerungsmodelle in Betracht gezogen werden. Das hier besprochene Beispiel aus dem Scholengebiet bei Sulingen, welches ungefähr 50 km südlich von Bremen gelegen ist, zeigt während des Z1-Zyklus die Entwicklung von Sabkha-Playaablagerungen über einer vielfach gestörten frühpermischen Horst-Graben-Struktur. Während der Ca2 Ablagerung wird ein hauptsächlich beckenwärts angrenzendes Nachbargebiet entlang vorgezeichneten Schwächezonen destabilisiert, mit dem Resultat, daß eine deutlich begrenzte interne Senkung entsteht. Die hauptsächlich tektonisch geprägte Morphologie gliedert das Ca2 Paleorelief in einen Plattformgürtel im Süden. Als Übergang zum Becken hin darf eine interne Senke betrachtet werden, welche sich damals wohl als komplexes Buchtensystem zwischen der Plattform und den beckenwärtigen Untiefen und Inselketten entwickelt hatte. Beckenwärts von diesen Untiefen wird ein sich langsam absenkendes Großbecken postuliert, welches schon seit dem frühen Perm bekannt ist.Es wird vorgeschlagen, daß die untertauchenden Schollen einem vorwiegend herzynisch streichenden Blattverschiebungssystem zuzuordnen sind.

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Résumé Cette note propose de relier la distribution des facies du Zechstein au substratum du Zechstein. Une évolution comparable dans la dépression de Hesse et le long du Bas-Rhin permet de présumer que l'apparition de centres de sédimentation dans la région Weser-Ems a été déterminée par des impulsions tectoniques saaliennes tardives. En raison des différences dans l'architecture et la mobilité du substratum on doit s'attendre à des variations du modèle de dépôt.La région étudiée se trouve dans les environs de Scholen, près de la ville de Sulingen, située à quelque 50 km au sud de Brème. L'étude a montré que pour le premier cycle du Zechstein une accumulation primaire des évaporites (A1) de type sabkha-playa repose directement sur un substratum cassé par un système de failles formant des horsts et des grabens d'âge permien inférieur. Pendant la sédimentation des calcaires du second cycle (Ca2), des déformations tectoniques se sont localisées le long des zones de faiblesse, généralement en position plus interne (vers le nord) au bassin. Le paléorelief des calcaires de Stassfurt (Ca2) a été fortement influencé par le tectonique; il comporte une série de plate-formes au sud, séparées d'un bassin peu profond par des flexures complexes. La délineation de ce bassin interne est marquée par un système de baies et d'îlots. Plus au nord, dans les eaux plus profondes, s'est formé un bassin régional qui s'est affaisé lentement; cela c'est l'ancien bassin Permien méridional du Rotliegend.L'auteur propose de considérer les zones d'effondrement comme directement reliées aux blocs hercyniens.

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Geochemistry of recent TOC-rich sediments from the Gulf of California and the Black Sea

Major and minor elements (incl. Ag, As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Sr, V, Zn) have been determined in recent sediments from the Gulf of California upwelling area and Black Sea sapropels in order to reinterpret their chemical composition in view of reliable seawater and plankton data. The chemistry of the Gulf of California sediments reflects regeneration processes which occur in the water column; i.e. only a small fraction (<10%) of elements like Cd, which in seawater are coupled to the »labile« nutrients (C, N, P), is buried in the sedimentary column. In contrast, elements like the more resistant nutrients (Si) undergo a deeper regeneration cycle (Ba). Several trace metals which are present in comparatively higher concentrations in seawater (As, Mo, U, V) and at the same time are reactive under reducing conditions and/or are able to form stable Sulfides, are fixed in the sediments during early diagenesis. The early diagenetic behavior of Ba is closely related to bacterial sulfate reduction. The formation of barite concretions is discussed.Anoxic conditions in the water column act as ideal traps for a number of redox sensitive and/or stable sulfide forming elements. A simple trace metal balance calculation shows that the chemical composition of Black Sea sapropels is controlled by fluvial and Mediterranean seawater element input and the accumulation rate of terrigenous detrital material.

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Zusammenfassung An rezenten Sedimentproben des Auftriebsgebietes des Golfs von Kalifornien sowie Sapropelen des Schwarzen Meeres wurden sowohl Hauptelement-, als auch Spurenmetall-Gehalte (Ag, As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Sr, V, Zn, u. a.) ermittelt und mit neueren Spurenmetall-Daten von Meerwasser und marinem Plankton in Beziehung gesetzt. Im Chemismus der Sedimente des Golfs von Kalifornien spiegeln sich die in der Wassersäule ablaufenden Regenerationsprozesse wider. Elemente (z. B. Cd), die sich im Meerwasser wie die »labilen« Nährstoffe (C, N, P) verhalten, gelangen nur in geringem Ausmaß (<10%) in die Sedimentsäule, im Vergleich zu solchen Elementen (z. B. Ba), deren Verhalten im Meerwasser eher dem von »resistenteren« Nährstoff-Elementen (Si) entspricht. Eine Reihe von Spurenmetallen, die vergleichsweise hohe Konzentrationen im Meerwasser aufweisen (As, Mo, U, V) und redox-sensibel sind und/oder stabile Sulfide zu bilden vermögen, werden frühdiagenetisch im Sediment fixiert. Das frühdiagenetische Verhalten von Ba ist eng mit der bakteriellen Sulfat-Reduktion verknüpft. Die Bildung von Baryt-Konretionen wird diskutiert.Anoxische Bedingungen in der Wassersäule wirken als ideale »Fallen« für viele redox-sensible und/oder stabile Sulfide bildende Elemente. Mit Hilfe von Element-Bilanzen kann nachgewiesen werden, daß der Chemismus der Sapropele des Schwarzen Meeres von der Element-Zufuhr durch Fluß- und Mittelmeerwasser sowie die Sedimentationsrate gesteuert wird.

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Résumé Des dosages d'éléments majeurs et en trace (notamment: Ag, As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Sr, V, Zn) ont été effectués dans des sédiments récents provenant des régions à courants ascendants (upwelling) du Golfe de Californie, ainsi que dans des sapropèles de la Mer Noire, dans le but de rechercher les relations entre leur composition chimique, et celles de l'eau de mer et du plancton. Le chimisme des sédiments du Golfe de Californie reflète les processus de régénération qui se déroulent dans la colonne d'eau. En l'occurrence, les éléments (tels le Cd) qui, dans l'eau de mer, sont associés aux nutrients «labiles» (C, N, P) ne passent qu'en faible quantité (<10%) dans la colonne sédimentaire. L'inverse se présente pour les éléments (Ba, p.ex.) dont le comportement dans l'eau correspond à celui des nutrients «résistants» (Si). Certains métaux en trace, qui existent en proportion relativement élevée dans l'eau de mer (As, Mo, U, V) et qui en même temps sont sensibles au potentiel redox et/ou peuvent former des sulfures stables, sont fixés dans les sédiments au début de la diagenèse. Le comportement diagénétique hatif du Ba est étroitement lié à la réduction du sulfate bactérien. L'auteur discute la formation de concrétions de baryte.Des conditions anoxiques dans la colonne d'eau agissent comme des pièges idéaux pour un certain nombre d'éléments qui sont sensibles au potentiel redox et/ou qui forment des sulfures stables. Un calcul simple du bilan des éléments en trace montre que la composition chimique des sapropèles de la Mer Noire est régie par l'apport des fleuves et de la Méditerrannée ainsi que par le taux d'accumulation des matériaux détritiques terrigènes.

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(Ag, As, , Cd, , r, u, Mn, Ni, Pb, Sr, V, Zn etc.) . , . , .: , , «» , .. C., N, P, , .. 10 %, , .: , , «» , .. . , (As, Mo, U, V), — , . . . «» , - , . , , , , .

     

Trends in the Postsvecokarelian development of the Baltic Shield

The Postsvecokarelian development of the Baltic Shield shows a parallel development with tension and dolerite intrusions in the core zone and granite intrusions, compression and crustal shortening in the south-western margin. A crustforming event with calk-alkalic granitoid intrusions which with time moves westwards is followed by remelting and intrusion of alkali-intermediate granites and metamorphism. The south-western margin of the Shield probably was a stable ocean/continent border zone for a very long time. In spite of several attempts, no conclusive testable model for the development can be put forward today.

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Zusammenfassung Die postsvekokarelische Entwicklung des Baltischen Schildes ist von einer zeitgemäßen Parallelität mit Tension und Diabasintrusionen in der östlichen Kernzone und Granitintrusionen, Kompression und Krustenverkürzung in der südwestlichen Marginalzone gekennzeichnet. Eine Phase mit Krustenbildung, die mit der Zeit nach Westen rückt, und wo kalkalkalische Granitoide als wesentlichstes neugebildetes Gestein auftreten, wird von Metamorphose und erneutem Aufschmelzen und Intrusionen alkaliintermediärer Granite gefolgt. Die südwestliche Marginalzone des Schildes war ein stabiler Ozean/Kontinent-Grenzbereich während einer langen Zeitperiode. Ein testbares endgültiges Modell der Entwicklung kann heute trotz mehrerer Versuche nicht aufgestellt werden.

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Résumé Le développement postsvécokarélien du bouclier baltique est caractérisé par un parallélisme dans le temps entre l'extension et l'intrusion de diabases dans la zone centrale de l'Est et par des intrusions granitiques, une compression et un rétrécissement crustal dans la zone marginale du Sud-ouest. Une phase avec formation d'une croûte, qui se propage vers l'ouest, et au cours de laquelle les nouvelles roches formées sont essentiellement des granitoïdes calco-alcalins, est suivie d'un métamorphisme et d'une palingenèse avec intrusions de granites alcalins intermédiaires. La zone marginale du Sud-ouest du bouclier était un domaine-limite océan-continent »stable«, pendant une longue période de temps. Une modélisation controlable du développement ne peut être avancée aujourd'hui malgré plusieurs tentatives.

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The rhombohedral framework of the Scandinavian Caledonides and their foreland

The Baltic Shield of northern Europe is transsected by approximately N-S and NW-SE striking Proterozoic fault and fracture zones that were remobilized during the Late Precambrian opening of the Iapetus ocean and the SE-directed thrusting of the Caledonian nappes in Mid-Paleozoic time. Remobilizations of these older structures account for a distinct subsidence history and sedimentological evolution over each fault-bounded basement segment during opening of the Iapetus and for a distinct metamorphic and structural development found within each block during overthrusting of the Caledonian nappes and the exhumation of the orogen. The two fault sets define basement blocks with rhombus-like plan sections which had individual subsidence histories during Iapetus rifting as is expressed by their Late Precambrian (Riphean and Vendian) to Silurian sedimentary cover of contrasting thickness and facies. This contrasting subsidence history of the various basement blocks may have contributed to differences in thrusting level, thrust excision (nappe size), and tectonic style. Correlative Caledonian nappes from adjacent faultbounded basement blocks were thrust diachronously resulting in transport transverse to the general thrusting direction. Thrusting oblique to the NW-SE fault zones and orogen parallel extension resulted in lateral-ramp folds in the cover and reactivation along the NW-SE faults imbricated the overlying nappes. The extent of basement imbrication and duplex formation is variable in the different segments. Within single segments, the basement imbrication and duplex-formation defined basement highs that roughly align in two parallel zones within the orogen. The site of the basement duplexes is probably controlled by older N-S fracture zones while the pinch- and-swell structure parallel to the orogen is caused by the individual deformation and thrusting behavior of the basement and cover sequences that are bound by the NW-SE fault zones. Thus the Caledonian orogen appears to have inherited the Precambrian structural grain of the underlying, Baltic Shield.

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Zusammenfassung Der Baltische Schild Nordeuropas ist von im Proterozoikum angelegten Verwerfungen und Scherzonen mit nördlichem sowie und nordwestlichem Streichen durchzogen, welche während der spätpräkambrischen Öffnung des Iapetus-Ozeanes und der anschließenden, südöstlich gerichteten Überschiebung der kaledonischen Decken im ausgehenden Alt-Paläozoikum reaktiviert worden sind. Die Wiederbelebung dieses ererbten, durch steilstehende Störungen gekennzeichneten, rhombenförmigen Strukturmusters führte zu unterschiedlichen Absenkungsraten der Störungsbegrenzten Grundgebirgsblöcke und steuerte somit die Ablagerungsbedingungen in entstehenden Sedimentationströgen während der Öffnungsphase des Iapetus-Ozeans. Durch diesen Prozeß lassen sich latterale Unterschiede in Mächtigkeit und Fazies der jungpräkambrischen bis altpaläozoischen Deckensedimente entlang dem Nordwestrande des damaligen Kontinentes Baltica, sowie Differenzen in der metamorphen und strukturellen Entwicklung der durch Störungen begrenzten Blöcke während der Überschiebung der kaledonischen Decken und der Hebung des Gebirges erklären. Vertikale Blockverschiebungen und Kippungen von Blöcken relativ zueinander können beobachtete Unterschiede in den Abscherungs- und Überschiebungsniveaus, sowie unterschiedliche tektonische Baustile auf und vor (vor allem) zwischen Blöcken erklären helfen. Untereinander korrelierbare kaledonische Deckensegmente haben, in Bezug auf Transportrichtung und Strecke, voneinander unterschiedliche Wege oberhalb ihrer Untergrundsegmente zurückgelegt. Während dieser Überschiebung auf ein sich simultan veränderndes Relief ist es dabei zu Teilbewegungen schräg zur Hauptüberschiebungsrichtung gekommen, was seinerseits zu seitlichen Verzahnungen benachbarter Deckensegmente geführt hat. Die NWSE streichenden Blockgrenzen haben während lokaler Überschiebungen leicht schräg zu dieser Hauptrichtung als Widerlager und Rampen (lateral ramps) für die darübergleitenden Decken gewirkt, welche sich ihrerseits bei diesem Prozeß in orogentransversale Falten gelegt haben. Je nach ihrer Lage und Neigung sind die verschiedenen Segmente während der Kollisionsphase des kaledonischen Orogens in unterschiedlichem Grade von internen Störungen betroffen worden. Die durch intensive Internscherung hervorgerufenen Krustenverdickungen zeigen eine perlschnurartige Anordnung in zwei orogenparallele zonen, deren Anlage sich auf unterliegende und mitverfrachtete N-S Störungszonen zurückführen lassen kann. Das Anschwellen und Ausdünnen (pinch- and-swell) von tektonischen Einheiten entlang der Längsrichtung des Orogens läßt sich durch unterschiedliche Deformationsverhalten innerhalb der durch NW-SE Störungen begrenzten Segmente erklären. Die Kaledoniden Skandinaviens haben offensichtlich das strukturelle Gepräge ihrer präkaledonischen Unterlage ererbt.

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Résumé Le bouclier baltique est traversé par des fractures protérozoïques orientées approximativement N-S et NW-SE. Ces failles furent réactivées d'abord au Précambrien tardif lors de l'extension correspondant à l'ouverture de l'Océan lapétus, ensuite au Protérozoïque moyen lors du charríage des nappes calédoniennes vers le SE. La réactivation de ces vieilles structures explique qu'on observe pour chaque bloc du socle faillé une subsidence et une sédimentation différente pendant la phase d'extension (ouverture du lapétus), ainsi qu'une évolution métamorphique et structurale distincte pendant le charriage des nappes calédoniennes et l'exhumation de l'orogène. Les deux groupes de failles définissent dans le socle des blocs à sections rhombiques qui présentaíent chacun une subsidence particulière pendant l'ouverture du lapétus, comme l'indiquent les variations d'épaisseur et de facies de leur couverture sédimentaire tardi-précambrienne (vendienne) à silurienne. Cette subsidence variable selon les blocs pourrait avoir contribué à induire des différences dans les niveaux de décollement et de charriage des nappes, ainsi que dans le style tectonique. Les unités tectonostratigraphiques des blocs adjacents furent charriées de façon diachronique avec comme résultat un transport transverse par rapport à la direction dominante du charriage. Ce déplacement oblique vers les zones de failles NW-SE et l'extension parallèle de l'orogène ont produit des plis transversaux dans la couverture; la réactivation des failles NW-SE s'est traduite par l'imbrication des nappes surincombantes. L'importance de cette imbrication et de la formation de duplex est variable selon les différents segments du socle. Pour chaque segment particulier, l'imbrication du socle et la formation de duplex ont engendré des culminations de socle alignés selon deux zones parallèles dans l'orogène. La position des duplex est probablement régie par de vieilles failles N-S alors que la structure en «pinch- and-swell» le long de l'orogène est causée par le caractère individuel de la déformation et du charriage du socle et de sa couverture, propre à chaque bloc limité par des failles NW-SE. L'orogenèse calédonienne a été ainsi fortement afffectée par les structures précambriennes du bouclier baltique sous-jacent.

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, lapetus - . , , , , , lapetus. - - , , . , , , . , , . , . NW-SE (»side-wall ramps«) , . . , , , ; , , , - . (pinck- and-swell) , , NW-S . , - .

     

Die Ötztaler Masse — ein präkambrisches Element in den Ostalpen?

Zusammenfassung Das Ötztalkristallin hat voralpidisch eine mehrphasige Entwicklung durchlaufen (Faltung, Metamorphose, Migmatitbildung, Intrusion). Die (abgesehen von der Eklogitbildung) älteste Metamorphose ist hochgradig und mit Migmatitbildung und komplizierter Verfaltung (Schlingen) verknüpft. Aus gesteinsmechanischen Gründen werden die Schlingen als Fließfalten gedeutet. Vor und während der jüngeren, mittelgradigen Metamorphose wurde das Kristallin verschiefert. Mit einem Metamorphosesprung folgt über dem Altkristallin der Phyllit, der Infrakambrium und/oder Altpaläozoikum vertritt. Aus der petrogenetischen Übereinstimmung mit dem Kristallin in Böhmen und in den Vogesen wird auch für das Ötztalkristallin präriphäisches Alter angenommen (mehr als 1200 Millionen Jahre).

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The pre-alpine evolution of the Oetztal crystalline basement (Eastern Alps) is polyphase with regard to folding, metamorphism, migmatization, and intrusion. Besides the eclogite formation, the oldest metamorphism is high-grade and connected with migmatization and flow folding (vortex structures). Shear folding accompanied by a medium-grade metamorphism markes the younger phase. Phyllitic rocks representing infra-cambrium and/or cambro-dinantian overlay the crystalline basement. Petrogenetic correlation with pre-cambrian cores in Bohemia and in the Vosges leads to the assumption of pre-riphaeic age for the Oetztal massive (more than 1,200 m. y.).

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Résumé Le soubassement cristallin d'Oetztal a subi pendant la période préalpine une évolution à plusieurs phases: plissement, métamorphose, formation de migmatite et intrusion. La plus ancienne métamorphose (hormis la formation d'éclogite) est de degré supérieur, elle est associée à la formation de migmatite et au plissement compliqué (tortilles). On interprète ces tortilles, en raison de la mécanique des roches, comme étant des structures ptygmatiques. Le soubassement cristallin a été entaillé avant et pendant la plus récente métamorphose de degré moyen. Les phyllites d'âge infracambrien ou cambrodinantien reposent en discordance sur le soubassement cristallin. En raison de la corrélation pétrogénétique entre le soubassement cristallin en Bohême et dans les Vosges, les auteurs considèrent le soubassement cristallin d'Oetztal comme étant lui aussi de l'âge pré-riphaeique (soit plus de 1200 millions d'années).

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Am Institut für Mineralogie und Lagerstättenlehre der RWTH Aachen untersucht eine Arbeitsgruppe den Gebirgsbau der Ötztaler Masse. Die vorliegende Arbeit ist die erste Veröffentlichung. Eine zweite über die experimentelle Verformung Ötztaler Gesteine wird folgen (Siemes &Bauer). Der Deutschen Forschungsgemeinschaft gilt der Dank für eine Reisebeihilfe und eine Sachbeihilfe zum Aufbau des Hochdruck-Verformungslabors. Die Verfasser danken den Herren Professor Dr.-Ing. H.Siemes und Diplom-Geologe G.BAUER für die Überlassung experimenteller Ergebnisse und für anregende Diskussionen.     

The clinopyroxene/plagioclase symplectite in retrograde eclogites: A potential geothermobarometer

The retrograde P-T-t path of intermediate and high-temperature eclogites (T 500 ± 50°C) is characterized by the transformation of omphacite into a symplectitic intergrowth of clinopyroxene and plagioclase lamellae. Often, this symplectite shows a two stage microstructural evolution, i.e. a coarse lamellar width symplectite, »S1«, followed by a thinner lamellar width symplectite, »S2«. Each symplectite may also evolve independently into a final globular microstructure, »SG«.According to metallurgical concepts, the phase transition »omphacite clinopyroxene + plagioclase« is classified as a discontinuous precipitation reaction. In discontinuous precipitation reactions, the lamellar spacing (L) depends on temperature (T) according to the growth law log (L) = A-B/T, in which A and B are constants. Therefore thin symplectites characterize low temperatures, where-as coarse symplectites characterize higher temperatures.In order of specify the thermal evolution of continental collision zones, the reliability of the discontinuous precipitation growth law has been tested on eclogites showing contrasted retrograde P-T-t histories in different geological environments, i.e. Alpine, Caledonian and Variscan Belts. Indeed, our investigations reveal that the clinopyroxene/plagioclase symplectite can be used as a potential geothermobarometer in eclogites recording temperatures above 500 ± 50°C. The temperature is obtained by the lamellar spacing and pressure by the Jadeite content of the symplectite clinopyroxene in the presence of plagioclase and quartz.

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Zusammenfassung Der retrograde P-T-t Pfad von intermediären und hochtemperierten Eklogiten (T 500 ±50°C) ist charakterisiert durch die Umformung von Omphazit in symplektitische Verwachsungen von Klinopyroxen und Plagioklas-Lamellen. Häufig zeigt dieser Symplektit eine zweiphasige mikrostrukturelle Entwicklung, das heißt, ein Symplektit mit breiten Lamellen »S1« wird gefolgt von einem Symplektit mit dünneren Lamellen »2«. Jeder Symplektittyp kann sich schließlich selbständig zu einer kugelförmigen MikroStruktur »SG« entwikkeln.Auf Grund von metallurgischen Vorstellungen wir die Phasenumwandlung Omphazit zu Klinopyroxen + Plagioklas als diskontinuierliche Ausfällungsreaktion klassifiziert. In diskontinuierlichen Ausfällungsreaktionen hängt der Lamellenabstand (L) von der Temperatur (T) nach dem Wachstumsgesetz log (L) = A-B/T ab, in dem A und B Konstanten sind. Daher zeigen dünne Symplektite niedrige Temperaturen an, während breite Symplektite höhere Temperaturen anzeigen.Um die thermische Entwicklung von kontinentalen Kollisionszonen zu spezifizieren mußte die Zuververlässigkeit des diskontinuierlichen Ausfällungswachstumsgesetz an Eklogiten getestet werden, die unterschiedlich retrograde P-T-t Geschichten aus verschieden Umgebungen zeigen; das heißt aus alpinen, kaledonischen und variszischen Gebirgszügen. Tatsächlich offenbaren unsere Bemühungen, daß der Klinopyroxen/Plagioklas Symplektit als potentielles Geothermobarometer in Eklogiten benutzt werden kann, die Temperaturen über 500°C ± 50°C erfahren haben. Die Temperatur kann man aus dem Lamellenabstand erhalten; den Druck durch den Jadeitgehalt des symplektitischen Pyroxens, in Anwesenheit von Plagioklas und Quarz.

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Résumé La déstabilisation de l'omphacite, en une symplectite à alternance de lamelles de clinopyroxène et de plagioclase, caractérise l'initiation du trajet rétrograde P-T-t pour les éclogites de température 500 ± 50°C. Cette symplectite présente parfois une évolution microstructurale depuis une symplectite grossière à alternance de lamelles larges, »S1«, relayée par une symplectite à alternance de lamelles fines, »S2«. Chaque symplectite peut aussi évoluer indépendemment en une microstructure globulaire tardive, »Sg«.En accord avec les concepts établis par les métallurgistes, la transformation »omphacite clinopyroxène + plagioclase« est une précipitation discontinue. Pour ce type de transformation, l'espace interlamellaire (L) dépend de la température (T) selon la loi de croissance Log (L) =A-B/T (*), où A et B sont des constantes. Ainsi, une symplectite fine (de type S2) caractérise des températures relativement plus basses qu'une symplectite grossière (de type S1).Afin de préciser l'évolution thermique des zones de collision continentale, nous avons testé la loi de croissance (*) sur des éclogites échantillonnées dans divers contextes géologiques (chaînes alpine, calédonide et varisque), présentant des trajets rétrogrades P-T-t contrastés. Les résultats montrent que la symplectite à clinopyroxène/plagioclase représente un géothermobaromètre potentiel de la rétromorphose des éclogites: la taille de l'espace interlamellaire dépend de la température et la teneur en jadéite des lamelles de clinopyroxène, en présence de quartz et à l'équilibre avec le plagioclase, dépend de la pression.

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. , .. , «S 1», «S 2». «SG». , . (L) () — — log (L) = - /, . , . , , , .: , . , , / , , 500° + 50°. , — , .