U/Pb zircon ages of basement gneisses and discordant felsic dykes from Vestranden,westernmost Baltic Shield and central Norwegian Caledonides

Four new U/Pb-zircon ages are reported from northern Vestranden, the northernmost part of the Western Gneiss Region of Norway, Scandinavian Caledonides. The age of a basement tonalite (1819±6 Ma), together with earlier datings on granites, indicates that the dominantly granitoid basement in Vestranden began to form more than 1800 Ma years ago. The minimum age of a subsequent Precambrian migmatization event is given by a U/Pb age of 1630±80 Ma found a granite dyke which cuts migmatitic veining in the basement gneisses. While age and lithology suggest general similarity and thereby favour a correlation between the basement granites of the northern part of Vestranden and Svecofennian granites farther to the east, no detailed chronological information is at present available that support such a correlation.No Sveconorwegian-Grenvillian ages have previously been reported from northern Vestranden. Also in the presently studied cases events between c. 1630 Ma and 430 Ma ago did not affect the U-Pb isotope system of zircons. About 430 Ma ago, substantial parts of Vestranden experienced Caledonian high-grade metamorphism and partial anatectic melting. Migmatite neosomes in northern Vestranden, yielded an U/Pb zircon age of 434±22 Ma. Relatively high temperatures persisted throughout much of the Silurian and probably into the Devonian. Large amounts of pegmatite intruded at the end of this period. One of these dykes yielded an U/Pb-zircon age of 404±2 Ma.

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Zusammenfassung Vier neue U-Pb-Zirkonalter liegen aus dem nördlichen Vestranden-Bereich des westnorwegischen Gneissgebiets vor. Das Alter einer Tonalitintrusion (1819±6 Ma) bestätigt zusammen mit anderen Altersbestimmungen, daß das präkambrische Fundament der zentralskandinavischen Kaledoniden sich im Vestrandengebiet bereits vor mehr als 1800 Ma zu bilden begann. Das Minimalalter einer darauf folgenden präkambrischen Migmatisierung wird durch ein 1630±20 Ma Alter durchsetzender Granitgänge begrenzt. Zwar deuten die bisher vorliegenden Ergebnisse eine Gleichaltrigkeit der Granitgesteine im nördlichen Vestranden und den Svekofenniden weiter östlich an, ermöglichen aber derzeit noch keine präzise Korrelation des geologischen Geschehens.Sveconorwegische (Grenville) Isotopenalter sind bisher nicht aus dem nördlichen Vestranden bekannt. Auch die neuen Daten weisen keine Störung der U-Pb-Isotopensysteme zwischen etwa 1630 und 430 Ma auf.Beträchtliche Teile des Vestrandenbereiches wurden vor ca. 430 Ma einer kaledonischen, höhergradigen Metamorphose und anatektischer Aufschmelzung unterworfen. Die Neosome eines Migmatites ergaben ein Alter von 434±22 Ma, was erneut die Existenz zweier verschiedener Migmatisierungsetappen im Präkambrium bzw. in Silur bestätigt. Höhere Temperaturen bestanden danach bis in das Devon. Größere Pegmatitmengen wurden am Ende dieser Zeitspanne gebildet. Einer dieser Pegmatitkörper ergab ein U-Pb-Zirkonalter von 404±2 Ma.

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Résumé Cette note fait état de 4 nouvelles déterminations d'âge (méthode U/Pb sur zircon) dans le Vestranden septentrional, qui forme la partie nord de la région gneissique occidentale de la Norvège (Calédonides). L'âge d'une tonalite (1819±6 Ma), joint à des datations antérieures effectuées sur des granites, indique que la formation du socle granitoîde dans le Vestranden a commencé il y a plus de 1800 Ma. L'âge maximal d'une migmatitisation précambrienne ultérieure est donné par la mesure de 1630±80 Ma effectuée sur un dyke de granite qui recoupe le rubanement migmatitique. L'âge et la lithologie indiquent une similitude d'ensemble et, partant, suggèrent une corrélation entre les granites du nord du Vestranden et ceux des Svécofennides situés plus à l'est; toutefois, on ne dispose aujourd'hui d'aucune donnée chronologique à l'appui d'une telle corrélation.Jusqu'à présent, aucun âge svéconorvégien-grenvillien n'a été enregisré dans le Vestranden septentrional. De même, dans les cas étudiés ici, aucun événement n'a affecté le système isotopique U-Pb entre 1630 et 430 Ma. A environ 430 Ma, des parties importantes du Vestranden ont enregistré un métamorphisme calédonien de degré élevé et une fusion anatectique partielle. Les néosomes d'une migmatite ont fourni un âge U/Pb sur zircon de 434±22 Ma. Des températures relativement élevées se sont maintenues pendant la plus grande partie du Silurien et jusqu'au cours du Dévonien. De grandes quantités de pegmatite ont été intrudées à la fin de cette période; un de ces dykes a donné un âge U/Pb sur zircon de 404±2 Ma.

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Bergfußflächen und das System der Flächenbildung in den ariden Subtropen und Tropen

Zusammenfassung In den Trockengebieten sind in der Fußregion von Bergen und Gebirgen ausgedehnte Fußflächen entstanden. Sie sind Ausgleichsflächen zwischen den in Abtragung befindlichen höheren Reliefteilen und den tiefer liegenden Vorlandebenen. Zerschnitten oder unzerschnitten haben sie entscheidenden Anteil am gesamten Flächenrelief. Die Tendenz zur Erhaltung älterer Flächenteile prägt das Gesamtbild des Flächenreliefs der ariden Zone. Bereiche der Zerschneidung und solche der Flächenerhaltung schließen sich klimazonal nicht aus. Die Morphogenese aller Fußflächen beginnt mit der ersten syn- bzw. posttektonischen Anlage einer Initialfläche.Fußflächen mit mehreren Niveaus und Terrassen bilden auf morphologisch weichen (wechselharten) Sedimentgesteinen ein Glacis-System, während besonders auf Kristallingestein ausgedehnte Pedimentflächen entstanden sind. Mit zunehmend ariderem Klima sind alle Fußflächen wenig oder nicht mehr zerschnitten. Morphogenetisch sind Glacis und Pedimente gleichartige Bildungen desselben klimatisch-geomorphologischen Systems der ariden Zone, morphographisch zeigen sie Unterschiede.Die ariden Subtropen und Tropen bilden klimatisch-morphologisch ein eigenes morphodynamisches und genetisches System der Flächenbildung auf der Erde.

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In arid regions wide piedmont plains (Fußflächen) have been formed as the glacis of higher mountains. They are compensation levels (Ausgleichsflächen) between higher parts of relief which are at present eroded, and the lower foreland plains. Whether they are dissected or not, they constitute a large part of all plains. The trend to conserve older parts of the relief is reflected in the whole appearance of the arid zone. Regions of erosions and of plain conservation do not exclude each other in the same climatic zone. The morphogenesis of all piedmont plains begins with a first syntectonic or posttectonic disposition towards an Initial plain (Initialfläche).Piedmont plains with various levels and terraces may develop as a glacissystem on alternatively soft and hard sediments, while on crystalline material extensive rock pediments are formed.In a climate becoming more arid, dissection of all piedmont plains decreases. From a morphogenetic point of view, glacis and rock pediments are similar formations of the same climatic-geomorphological system of the arid zone. Only morphographically they show differences.With regard to climatic morphology, the arid subtropics and tropics have their own morphodynamic and genetic system of plain formation.

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Résumé Dans les zones arides, des glacis étendus se sont formés dans les régions de piémont. Ils représentent des « surfaces d'aplanissement » entre les régions élevées du relief et les plaines de piémont en contre-bas. Les glacis, qu'ils soient entaillés ou non, ont une part importante dans le relief des surfaces d'érosion de la zone aride. La tendance à la conservation d'aplanissements anciens est caractéristique dans cette zone dans laquelle l'érosion linéaire et la conservation des glacis d'érosion sont de la même efficacité. La morphogenèse de tous les glacis dérive d'une « surface initiale » syntectonique ou post-tectonique, qui est la surface de départ.Les glacis sur roches sédimentaires (peu résistantes ou tendres) présentent une morphologie typique comportant plusieurs niveaux de glacis et terrasses (système de glacis). Dans le domaine des roches résistentes et moins hétérogènes, surtout sur roche cristalline, dominent souvent des surfaces pédimentaire étendues et moins inclinées. Les glacis et les pédiments sont de moins en moins entaillés en fonction de l'aridité croissante du climat. Génétiquement, tous les deux sont des unités du relief très voisines du système zonal aride, morphographiquement ils présentent des différences.Le système morphodynamique et génétique de la zone aride (subtropicale et tropicale) constitue, à côté de la zone tropicale humide, l'un des grands ensembles morphoclimatiques du globe.

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Eine zusammenfassende, bisher unveröffentlichte Darstellung der Flächenbildung in ariden Klimagebieten hat der Verfasser erstmalig auf einem Symposium über Fragen der Flächenbildung in den Tropen und Subtropen in Saarbrücken im Oktober 1967 gegeben. Auf der Jahrestagung der Geologischen Vereinigung in Göttingen im Februar 1968 wurde ebenfalls über diesen Fragenkreis der klimageomorphologischen Forschung referíert. Dieser Beitrag gibt den Inhalt der genannten Vorträge wieder.     

Untersuchungen an pluvialen Wässern der Ost-Sahara

Zusammenfassung Den Grundlagen der C-14-Datierung von Wasser folgen Ausführungen über Ursprung und Anfangskonzentration dieses Isotops im Grundwasser, Verfälschungsmöglichkeiten und Ausführungen über das Isotopenverhältnis C-13/C-12 als geologisches Instrument. Der Hauptteil der Arbeit beschäftigt sich mit der Altersberechnung der in Frage stehenden Grundwasserproben.

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Basal considerations concerning C-14-dating include origin and primary concentration of this isotope in subsurface waters. These and, C-13/C-12 proportion are discussed in their value for geological conclusions. Finally, absolute-age determinations of this kind are dealt with.

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Résumé Sur la base de la datation des eaux à partir du C 14, les auteurs présentent leurs déductions sur l'origine et la concentration de cet isotope dans les eaux des nappes aquifères ainsi que sur les contaminations possibles, et s'étendent sur le rapport des isotopes C-13/C-12 comme instrument géologique.La partie principale du travail a trait aux calculs d'âge des eaux prélevées ici.

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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), — , . . . «» , - , . , , , , .

     

Primitive stress in the underground mines at Kitwe-Nkana area Zambia,Africa

At the Kitwe-Nkana copper-bearing structure there are two underground mines: Mindola Mine and Nkana Mine. The original design for underground mining was on the traditional assumption that the principal load was to the weight of roofing sediments, and that horizontal stresses are equal to one-third of the vertical stresses. But during mining excavation into deeper levels, it was realized that the lateral stress is greater than the vertical (active tectonic lateral stress field), also that stressed and unstressed zones (passive tectonic stress), depend on structure geometry, that in the deeper part an almost hydrostatic stress (frozen stress field) exists and finally a zone with high stress concentration (pressure zone). It appears that after a certain depth vertical stresses and lateral stresses vary considerably in orientation and magnitude. The direction of the major principal stress is perpendicular to the bedding plane, and minor principal stress along the bedding plane.In this paper the quality of the compound of virgin stress in the ore formation is assumed on the basis of the relationship between geometry and physics of geological structures and primitive stress, as well as on the basis of underground stress measurement data.

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Zusammenfassung In den kupferführenden Kitwe-Nkana-Sedimenten gibt es zwei Bergwerke (Mindola Mine, Nkana Mine). Für die Konstruktion des Untertagbergbaues wurde, wie üblich, angenommen, daß die vertikale Hauptspannung gleich der Totallast der hangenden Sedimente sei und daß die Horizontalspannungen ein Drittel derselben seien.Es wurden jedoch, während des Bergbaues in größeren Tiefen, Horizontalspannungen beobachtet, die größer waren als die entsprechenden Vertikalspannungen, und Spannungszonen mit spannungsfreien Zonen entdeckt in Abhängigkeit von der Geometrie der geologischen Strukturen; in großen Tiefen wurde nahezu hydraulische Spannungsverteilung (eingefrorenes Spannungsfeld) und eine Zone hoher Spannungkonzentration angetroffen. Scheinbar variiert, unter einer gewissen Tiefe, sowohl das Größenverhältnis als auch die Orientierung der Spannungsverteilung: Die größere Hauptspannung ist normal zur Sedimentationsfläche und die kleinere Nebenspannung ist tangential zu dieser Fläche.Das ungestörte Spannungsfeld, bestimmt mittels untertags ausgeführter Spannungsmessungen, wird erklärt in Abhängigkeit von der Geometrie und den physikalischen Charakteristiken der geologischen Strukturen.

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Résumé Dans les sédiments imperifères de Kitwe-Nkana il y a deux mines souterraines: Mindola et Nkana. Pour les constructions souterraines, on est parti de l'hypothèse que la charge principale verticale était égale au poids des sédiments suricombants et que les contraintes horizontales étaient égales àu 1/3 des contraintes verticales. Mais pendant l'excavation des niveaux plus profonds de la mine on a noté que la contrainte latérale était plus grande que la contrainte verticale (champ de contraintes tectonique latérale active) et que des zones à contraintes et des zones qui en sont exemptes (contrainte tectonique passive) se trouvaient sons la dépendance de la géométrie de structures géologiques; dans la partie la plus profonde, il existe une contrainte presque hydrostatique (champ gelé de contraintes), ainsi qu'une zone de concentration de contraintes plus élevées (zone de pression). Il semble qu'en dessous d'une certaine profondeur, les contraintes verticales et latérales varient considérablement en orientation et en grandeur. La direction de la contrainte majeure principale est perpendiculaire au plan de stratification, celle de la contrainte mineure accessoire lui est parallèle.Dans cet article, la qualité de la composante de la contrainte d'origine dans la formation du minerai est présumée sur la base de la relation entre les proprietés geometriques et physiques des structures géologiques et de la contrainte primitive ainsi que sur la base des mesures de la contrainte faites en profondeur.

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New aspects on the formation of hydrocarbon source rocks

Episodic volcanism favors, as shown by examples from Europe, the USA, and Brazil, the formation of organic-rich sediments (hydrocarbon source rocks). The examples examined from Europe comprise the Lower Carboniferous Oil-Shale Group, Scotland; Upper Carboniferous Coal Measures, western Germany; Upper Jurassic Kimmeridge Shale, North Sea area; Lower Cretaceous Blättertonstein, northwest Germany; and Eocene Messel Oil Shale, Rheingraben. Examples from the USA are Devonian/Mississippian Gas Shales, Permian Phosphoria Shale, Middle Cretaceous Mowry Shale, Eocene Green River Shale, and Miocene Monterey Shale. Examples from Brazil are Permian Iratí Oil Shale and Oligocene Paraiba-Valley Oil Shale. Volcanism is reflected during sedimentation (1) by exhalation of SO₂ and/or CO₂, (2) volcanic ashfalls, (3) by generation of anoxia and preservation of organic matter, and (4) by halmyrolytic alteration of volcanic ashes into highly surface-active clay minerals (montmorillonite).

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Zusammenfassung Episodisch auftretender Vulkanismus begünstigt, wie an Beispielen aus Europa, aus den USA und aus Brasilien gezeigt wird, die Bildung von Sedimenten, die reich an organischer Substanz sind (Erdöl- und Erdgasmuttergesteine). Beispiele aus Europa sind: unterkarbonische Oil-Shale Group, Schottland; oberkarbonische Steinkohle, W-Deutschland; oberjurassischer Kimmeridge Shale, Nordsee-Raum; unterkretazischer Blättertonstein, NW-Deutschland; und eozäner Messel-Ölschiefer, Rheingraben. Beispiele aus den USA sind oberdevonische/unterkarbonische Gas-Shales, östliche USA; permische Phosphoria-Formation, mittlere Rocky Mountains; mittelkretazischer Mowry-Shale, nördliche Rocky Mountains; eozäner Green River Shale, südliche Rocky Mountains; und miozäner Monterey Shale, Kalifornien. Aus Brasilien sind permischer Irati Oil Shale und oligozäner Paraiba-Valley Oil Shale beschrieben. Der Vulkanismus äußert sich während der Sedimentation vor allen durch: (1) Exhalation von SO₂ und/oder CO₂, (2) Einwehung vulkanischer Asche, (3) Schaffung anoxischer Verhältnisse und Konservierung der organischen Substanz und (4) halmyrolytische Umwandlung der vulkanischen Aschen in oberflächenaktive Tone (Montmorillonit).

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Résumé Divers exemples pris en Europe, aux U.S.A. et au Brésil, montrent que des manisfestations volcaniques épisodiques favorisent la formation de sédiments riches en matières organiques (roches-mères de pétrole ou de gaz naturel). Les exemples d'Europe sont: l'Oil-Shale Group carbonifère inférieur en Ecosse, les formations houillères du Carbonifère supérieur en Allemagne, les shales kimmeridgiens en Mer du Nord, le Blättertonstein crétacé inférieur du NW de l'Allemagne, les schistes bitumineux éocènes de Messel dans le graben du Rhin. Les exemples aux U.S.A. sont: les »Gas Shales« dévoniens sup./carbonifères inf. de l'Est des U.S.A., la formation permienne Phosphoria dans les Rocheuses moyennes, le Mowry Shale méso-crétacé dans les Rocheuses septentrionales, le Green River Shale eocene au S des Rocheuses, le Monterey Shale miocène en Californie.Les exemples au Brésil sont: l'Irati Oil shale permien et le Paraiba-Valley Oil shale oligocène. Le volcanisme se manifeste au cours de la sédimentation par: (1) des exhalaisons de SO₂ et/ou de CO₂; (2) des chutes de cendres; (3) la production d'un milieu anaérobie avec conservation des matières organiques; (4) la transformation halmyrolitique des cendres en produits argileux gonflants (montmorillonite).

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Continental drift: What driving mechanism?

A subducting oceanic lithospheric slab acts as an efficient heat sink which strongly influences the convection pattern in the neighbouring sub-continental mantle. Laboratory convection experiments show that this thermal coupling induces a roll about 5 times broader than deep underneath the continental lithosphere. The experiments are performed in a tank with imposed top and bottom temperature, and with, in addition, one cooled side wall. The convective pattern is observed by differential interferometry. For upper mantle convection one predicts rolls extending 3000 to 4000 km into the continental domain, parallel to the active margin. We show that, for Gondwana prior to the break-up, this simple convection pattern can explain the tensional state of the crust leading to the emission of flood basalts (Karroo, Parana and Antarctica). The thermal and mechanical effect of the large roll also provides a mechanism for the break-up itself and subsequent drift of the continental fragments. This motion of the continental plate leads finally to the closure of existing marginal basins along the Pacific coast of Gondwana. The laboratory experiments throw some light into another phenomenon of possible geodynamical relevance: within the large convection roll a smaller scale circulation is observed in the form of diapiric upwelling produced by thermal instabilities in the boundary layer. This dynamics may apply to hot spot volcanicity.

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Zusammenfassung Die subduzierte ozeanische Lithosphäre beeinflußt die Konvektion unterhalb der kontinentalen Lithosphäre, weil sie die Rolle einer Wärmepumpe spielt. Experimentelle Versuche zeigen, daß diese thermische Kopplung flache Konvektionsrollen im kontinentalen Mantel erzeugt, mit horizontalen Dimensionen zwischen 3000 und 4000 km. Diese flachen Zellen werden als Ursache der Dehnungstektonik in Gondwana vorgeschlagen (Karroo, Parana, Antarktika). Ihre thermische und mechanische Wirkung führt letztlich zum Zerbrechen des Superkontinents. Die Versuche im Laboratorium zeigen auch Instabilitäten kleinerer Dimensionen, welche thermische Diapire erzeugen, ähnlich den sogenannten hot spots.

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Résumé La lithosphere océanique en subduction constitue un puits de chaleur qui influence la convection dans le manteau sous-continental voisin. Des expériences de laboratoire montrent que ce refroidissement latéral crèe des rouleaux convectifs sous la lithosphere continentale de 3000 à 4000 km d'extension horizontale pour une convection limitée au manteau supérieur. Appliqué au Gondwana, ceci explique la tectonique en extension accompagnée d'épanchements basaltiques (Karroo, Parana, Antarctique) précédant l'ouverture Atlantique et Indienne. Cette ouverture est elle-même provoquée par l'action thermique et mécanique des grands rouleaux convectifs. Les expériences de laboratoire font également apparaître des instabilités à petite échelle, semblables aux diapirs que l'on pense être à l'origine du volcanisme intraplaque.

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The TiO2 frequency in volcanic rocks

The authoress calculates the frequency of the TiO₂-content in the lavas of the active volcanoes and shows by the aid of a quotient =Al₂O₃ – Na₂O/TiO₂ the pronounced bimodality of the frequency curve from which she concludes that the great variety of the magmas cannot be explained by a magmatic differentiation but only by a double origin of the magmas from the upper mantle and from the sialic crust of the earth.

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Zusammenfassung Die Verfasserin berechnet die Häufigkeit des TiO₂-Gehalts in den Laven der tätigen Vulkane und zeigt vermittelst eines Quotienten =Al₂O₃ – Na₂O/TiO₂ die ausgesprochene Bimodalität der Häufigkeitskurve, woraus sie den Schluß zieht, daß die große Verschiedenheit der Magmen nicht durch eine magmatische Differentiation erklärt werden kann, sondern daß man eine zwiefache Herkunft der Magmen annehmen muß: aus dem oberen Mantel und aus der sialischen Kruste der Erde.

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Résumé L'auteur calcule la fréquence du pourcentage de TiO₂ dans les laves des volcans la bimodalité cans actifs et montre, à 1 aide d un quotient =Al₂O₃ – Na₂O/TiO₂ la bimodalité prononcée des courbes de fréquence, et en tire la conclusion que la grande variété des magmas ne peut pas être expliquée par une différenciation magmatique, mais par l'origine double des magmas: du manteau supérieur et de la crôute sialique de la terre.

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Riassunto L'autrice calcola la frequenza del contenuto in TiO₂ nelle lave dei vulcani attivi e dimostra mediante un quoziente =Al₂O₃ – Na₂O/TiO₂ la pronunziata bimodalità delle curve di frequenza e ne trae la conclusione che la grande varietà dei magmi non è dovuta a differenziazione magmatica ma ad una duplice provenienza: dal mantello superiore e dalla crosta sialica della terra.

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Dedicated to Professor Dr. A.Rittmann on the occasion of his 75. birthday

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This study is a part of the researches, carried out with the funds of the National Research Council of Italy under the direction of Prof. A.Rittmann.     

Zur tektonischen Entwicklung Chiles im Känozoikum

Zusammenfassung Epirogenetische Oszillationen bestimmten nach lithostratigraphischen Befunden in der chilenischen Küstenzone während des Känozoikums zunehmend die tektonische Entwicklung. Unterschiede in der Bewegungsintensität und das Anhalten von Bruchtektonik bis in jüngste Zeit vorwiegend im Süden des Landes deuten eine Zweigliederung an, in der ein mobilerer Bereich südlich von etwa 39° südl. Br. dem stetiger bewegten Mittel- und Nordchile gegenübersteht. Verlauf und Dynamik des submarinen Chile-Rückens bieten hierfür eine Erklärungsmöglichkeit. Die komplexe Regelung der Strukturlinien in ganz Chile kann ebenfalls mit derartigen ozeanischen Einflüssen in Verbindung gebracht werden.

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Growing importance of epeirogenic oscillations during structural development in Cenozoic time is indicated by lithostratigraphic observations in the coastal zone of Chile. Late movements were of unequal intensity in the southern and central-northern parts of the country, effective faulting being continued into the Holocene mainly in the more mobile area south of about 39° S. The region north of this line has developed at a steadier pace since middle Pliocene time. Position and dynamics of the submarine Chile Ridge may explain this. Complexely ordered structural patterns in all of Chile may be related to comparable oceanic influences.

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Resumen Los resultados de unos estudios litoestratigräficos en la zona costera de Chile indican que oscilaciones epirogenéticas aumentaron en importancia como factor del desarrollo estructural durante el Cenozoico. En el carácter de los movimientos tardíos, más intensivos y diferenciados por fallas al sur del paralelo 39° Sur, se basa una subdivision tentativa del pais. Al norte de este limite, el desarrollo tectónico fué más tranquilo ya desde el Plioceno medio. La posición y el dinamismo del Chile Ridge submarino podrian explicar este fenómeno. También parece ser relacionado a influencias oceánicas comparables, el arreglo complejo de Iíneas estructurales en Chile.

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Sediment compaction in large scale systems

The classical partial differential equation for compaction proves to provide a rather singular model, if the deformations caused by overload become reasonably large. An alternative model for compaction is derived by adapting an Eulerian view and by deriving the model equations from integral equations rather than from a priori differentiability assumptions. The result is not — as usual — a single partial differential equation, but an infinite set of differential equations, interesting in both mathematical and geological terms.Although there are still several simplifications and linearizations in the derived model, the model illustrates at least that the classical Terzaghi equation and mathematical models in its vicinity are highly idealized and probably instable, if applied to large scale systems.

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Zusammenfassung Die klassische partielle Differentialgleichung für die Kompaktion stellt ein sehr vereinfachtes Modell dar, zumindest für den Fall, daß die Deformationen infolge Auflast sehr groß werden. Hier wird ein alternatives Modell entwickelt, das nicht von der Voraussetzung der Differenzierbarkeit ausgeht, sondern über Integralgleichungen entwickelt wird, wobei die Eulersche Sicht des Raum-Zeitbezuges zur Anwendung kommt. Das Resultat ist dann nicht mehr eine einfache partielle Differentialgleichung, sondern ein unendliches System solcher Gleichungen.Obwohl auch das entwickelte Modell vereinfachte Annahmen erfordert und stark linearisiert, so verdeutlicht es doch zumindest, daß die klassische Therzaghi Gleichung und modifizierte Modelle, die auf diese Gleichung aufbauen, sehr wahrscheinlich instabil sind, wenn sie auf Systeme mit großen Deformationen angewandt werden.

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Résumé L'équation classique aux dérivées partielles de la compaction fournit un modèle très simplifié, particulièrement dans le cas où les déformations dues à la surcharge deviennent considérables. L'auteur propose en alternative un modèle, adapté des conceptions eulériennes, qui repose sur les équations intégrales plutót que sur la présomption de différenciabilité. Le résultat n'est plus une simple équation aux dérivées partielles, mais un système infini de telles équations.Bien que le modèle présenté implique des hypothèses simplificatrices et des linéarisations, on peut néanmoins en déduire que l'équation classique de Terzaghi, ainsi que les modèles modifiés qui en découlent, sont très probablement instables s'ils sont appliqués à des systèmes à forte déformation.

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Seismotektonische Traverse von der Nordsee bis zum Apennin

Zusammenfassung Die auf ihre Erdbebentätigkeit hin untersuchte Traverse ist 1300 km lang und erstreckt sich von der Doggerbank (54° N) bis zum nördlichen Apennin (44° N). In einem Tiefenschnitt entlang der Traverse wird die räumliche Verteilung der Erdbebenherde betrachtet. In der Zahl der Herde und ihrer Anordnung zeigen sich Unterschiede zwischen den verschiedenen Teilgebieten der Traverse (Niederrheinische Bucht, Oberrhein-Graben, Schwäbische Alb, Alpen, Apennin). Bezüglich der Herdtiefe ist ein gemeinsames Merkmal fast aller Gebiete, daß sich die Erdbebenherde auf die oberen 20–25 km der Erdkruste beschränken. Die stärkste seismische Aktivität ist im Tiefenbereich von 2–12 km festzustellen. Dieses Ergebnis ist für das Verhalten der einzelnen Krustenabschnitte bei rezenter Bruchtektonik von Bedeutung. Lediglich im Bereich der Doggerbank scheinen die Herde an der Basis der Erdkruste oder im obersten Erdmantel zu liegen, was auf besondere seismotektonische Verhältnisse in diesem Gebiet hindeutet. Demgegenüber zeigt die Herdtiefenverteilung im Alpengebiet trotz abweichender Krustenstruktur keine Besonderheiten gegenüber dem nördlichen und südlichen Vorland. Vergleicht man den aus seismographischen Messungen abgeleiteten rezenten Spannungszustand von Erdbebengebiet zu Erdbebengebiet, so ergibt sich für die Alpen und das nördlich anschließende Gebiet bis zur Nordsee ein sehr einheitliches Bild für die Orientierung der horizontalen Hauptspannungen (größte Hauptspannung NW-SE, kleinste Hauptspannung SW-NE). Im Apennin ist die Spannungsverteilung gerade umgekehrt.

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The seismic activity has been studied along a profile reaching from the North Sea to the northern part of the Apennine mountains covering 1300 km in length. A cross section of the Earth's crust along the profile forms the basis for this study. There are differences in number and spatial distribution of the foci between the different structure units of the studied region as the Lower Rhine Basin, the Upper Rhinegraben, the Swabian Jura, the Alps and the Apennines. It is a common feature of all epicentral regions that nearly all earthquake foci are situated inside the upper crust. This result is important regarding the behavior of different parts of the Earth's crust under the conditions of recent fracture tectonics. It seems that only in the North Sea region the foci reach depths near the Moho indicating the special seismotectonic situation of this area. On the other hand there could not be found any remarkable differences in the distribution of focal depths between the Alps and their northern and southern forelands although the crustal structure is quite different. Comparing the recent stress distribution as deduced from seismograph records for the different focal regions there results a very uniform picture for the orientation of the principal stress directions.

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Résumé Le présent travail étude l'activité séismique d'un profil qui s'étend sur 1300 km de longeur du Doggerbank (54° N) jusqu'à 1' Apennin septentrional et dans lequel on considère la distribution spatiale des foyers séismiques. Il existe, tant dans le nombre des foyers que dans leur distribution, des différences selon les régions traversées par le profil (Bassin du Rhin inférieur, le fossé rhénan, le Jura souabe, les Alpes et les Apennins). Caractéristique commune à presque toutes les régions, les foyers des séismes sont confinés aux quelque 20–25 km supérieurs de la croûte terrestre. Il faut signaler que l'activité séismique la plus marquée se trouve dans les profondeurs de 2 à 12 km. Ce résultat est important quand on regarde le comportement de chacun des secteurs de la croûte terrestre au cours de la tectonique récente. C'est seulement dans la région du Doggerbank que les foyers semblent se trouver à la base de la croûte terrestre ou dans la partie tout à fait supérieure du Manteau, ce qui indique des conditions séismoteetoniques particulières dans cette région. Par contre, la distribution des hypocentres dans les Alpes ne montre rien de particulier par rapport à l'avant-pays du sud et du nord, malgré la constitution différente de la croûte terrestre. Si l'on compare, en partant des mesures séismographiques, l'état récent de tension de région à région, on trouve pour les Alpes et la région attenant au Nord jusqu'à la Mer du Nord, une image très homogène concernant l'orientation des tensions principales suivant l'horizontale (tension principale la plus forte, direction NW-SE; tension la plus faible, direction SW-NE). Dans les Apennins, la répartition des tensions est inverse.

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, , 1300 Doggerbank (54°N) (44°N). . ( , , , , ). , 20–25 . 2–12 . . Doggerbank, , , , . , , . , , ( NW-SE, — SW-NE). .

     

Farbmessungen im Mittleren und Oberen Buntsandstein Süddeutschlands

Zusammenfassung Die große Variationsbreite der rotbraunen Farben im Buntsandstein bieten bei geeignetem Meßgerät und spezieller Methode eine wichtige Anwendungsmöglichkeit für stratigraphisches Arbeiten. Ein Farbprofil der Röttone (so 3 T, so 4 T) über 120 km Distanz, sowie die Auswertung der Farben von Kernbohrungen im Mittleren Buntsandstein (sm) zeigen den großen Wert exakter Farbmessungen.

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Colour measurements in the Middle and Upper Buntsandstein of Southern Germany prove that the method used here is a simple instrument for the correlation of strata series. A colour section of the Röttone (so 3 T, so 4 T) along a distance of 120 km and the interpretation of drill cores of the Middle Buntsandstein (sm) show the value of the exact colour measurements for stratigraphical research.

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Résumé Des mensurations de la couleur, à l'aide d'un Lovibond-Schofield-Tintometer, du Buntsandstein moyen et supérieur en Allemagne du Sud sont aptes à l'établissement de corrélations stratigraphiques. Des mesures dans les Röttone (so3T,so4T) sur une distance de 120 km et des interprétations des couleurs du Buntsandstein moyen (sm) — obtenues par carottage — témoignent de l'importance de tels mesures pour les recherches stratigraphiques.

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, (sm).

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Poster anläßlich der 72. Jahrestagung der Geologischen Vereinigung am 25.-27. 2. 1982 in Würzburg.     

Structural evolution of the Simla klippe in the lower Himalayas

The rocks of the Jutogh Series in the Simla area have been involved in folding of three generations and metamorphism in two phases. The earliest structures are isoclinal, recumbent/reclined folds (F₁) with a shallow plunge toward east or west where least reoriented. The axial surfaces of these folds have been folded coaxially into open, upright antiforms and synforms (F₂), which become tight to isoclinal in the northern part, causing local involution. The F₁ and F₂ folds have been affected by conjugate and chevron folding (F₃) with an overall NS strike of axial planes, resulting in axial culminations and depressions of the early folds. Axial plane foliation related to F₁ folding and transposition schistosities parallel to the axial planes of the F₂ and F₃ folds are the planar deformation structures that have developed. Cross stratification at one contact of two rock-units suggests that the structure of the Jutogh Series in the largest scale is a recumbent syncline, the peaks of Taradevi, Jutogh and Prospect Hill representing the inverted limb.The Jutogh rocks are surrounded and structurally underlain by the rocks of the Chail Series. The open, synformal nature of the Jutogh-Chail boundary in contrast with the complex fold-geometry within the Jutogh Series, tearing-off of the largescale early folds and sharp break in the first metamorphism at the Jutogh-Chail contact, and widespread cataclasis all along the border prove that the Jutogh Series has been thrust over the Chail Series forming a klippe in the Simla area. Continuation of the second metamorphism and the third folding across the Jutogh thrust indicates that the thrusting preceded F₃ and was broadly coeval with the F₂ movement.An unrestricted southward transport could generate the F₁ recumbent folds. The F₂ folds point to a flattening in the waning phase of the overthrust movement in broadly the same plan of deformation. The F₃ folds indicate a compression in an EW direction in the last phase of deformation.

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Zusammenfassung Die Gesteine der Jutogh-Serie im Gebiet von Simla wurden von drei Faltungs- und zwei Metamorphosephasen betroffen. Die ältesten Strukturen sind isoklinale, liegende bis geneigte Falten (F₁) mit flachem Achsentauchen nach E oder W in den am wenigsten überprägten Bereichen. Die Achsenflächen dieser Falten wurden koaxial zu offenen, aufrechten Anti- und Synformen verbogen (F₂). Im nördlichen Teil werden diese eng bis isoklinal, was zu lokaler Involution führt. Die F₂- und F₂-Falten wurden durch paarige Knicksowie Zickzackfalten (F₃) mit generell N-S-streichenden Achsenflächen überprägt, wodurch in den älteren Falten Achsenkulminationen und -depressionen entstanden. An den Achsenflächen von F₁ ausgerichtete Spaltbarkeit und Umformungsschieferang parallel zu den Achsenflächen von F₂ und F₃ haben sich als planare Deformationsstrukturen entwickelt. Aus der Schrägschichtung am Kontakt zweier Gesteinseinheiten ist zu schließen, daß die Jutogh-Serie im ganzen eine liegende Synklinale bildet. Die Gipfel von Taradevi, Jutogh und Prospect Hill liegen in deren überlapptem Schenkel.Gesteine der Chail-Serie umgeben und unterlagern die Jutogh-Gesteine. Die offene, synformale Grenze zwischen Jutogh und Chail im Gegensatz zu der komplexen Faltengeometrie innerhalb der Jutogh-Serie, das Abreißen großmaßstäblicher alter Falten sowie das scharfe Absetzen der ersten Metamorphosephase am Jutogh-Chail-Kontakt und die verbreitete Kataklase überall an der Grenze beweisen, daß die Jutogh-Serie auf die Chail-Serie überschoben wurde und im Gebiet von Simla eine Klippe bildet. Die Auswirkungen der zweiten Metamorphosephase und der dritten Faltung über die Basis des Jutogh hinweg zeigen an, daß die Überschiebung vor F₃ und annähernd gleichzeitig mit den F₂-Bewegungen einzustufen ist.Die liegenden F₁-Falten konnten durch eine unbehinderte Verschiebung nach Süden entstehen. Die F₂-Falten weisen auf eine Pressung in der Spätphase der Überschiebungsbewegungen mit etwa gleichem Deformationsplan hin. Die F₃-Falten zeigen einen ost-westlichen Zusammenschub während der letzten Deformationsphase an.

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Résumé Les roches de la série Jutogh dans la région de Simla ont subi trois phases de plissement et deux phases de métamorphisme. Les plus anciennes structures sont des plis isoclinaux couchés à déversés (F₁), à faible plongement d'axe vers l'E et l'W dans les parties les moins remaniées. Les surfaces axiales de ces plis ont été reployés suivant les mêmes axes en plis antiformes et synformes, droits et ouverts (F₂). Dans la partie N, ces derniers se resserrent jusqu'à devenir isoclinaux, ce qui conduit à des involutions locales. Les plissements F₁ et F₂ sont remaniés par des plis en chevrons ou en zigzag (F₃) à surface axiale de direction Nord-Sud; il naît de la sorte dans les plis anciens des culminations et des dépressions d'axes. Une fissilité suivant les surfaces axiales de F₁ et une schistosité parallèle aux surfaces axiales de F₂ et F₃ se sont développées en tant que structures planaires de déformation. La stratification entrecroisée au contact des unités lithologiques permet de dire que la Série de Jutogh dans son ensemble constitue un synclinal couché. Les sommets Taradevi, Jutogh et Prospect Hill se trouvent sur le flanc renversé.Les roches de la Série de Chail entourent et forment le substratum des roches de Jutogh. L'allure synforme et ouverte dessinée par la limite entre les Séries de Jutogh et de Chail opposée à la géométrie plissée complexe de l'intérieur de la Série de Jutogh, l'étirement à grande échelle des plis anciens comme aussi la diminution nette de la première phase de métamorphisme au contact Jutogh-Chail et la cataclase générale à leur limite, démontrent que la série de Jutogh a été charriée sur la série de Chail et qu'elle forme un lambeau dans la région de Simla. Les effets de la 2ème phase de métamorphisme et du troisième plissement à partir de la base de la série de Jutogh montrent que le charriage est intervenu avant les mouvements F₃ et à peu près en même temps que les mouvements F₂.Les plis couchés F₁ purent se produire grâce à une poussée sans opposition vers le Sud. Les plis F₂ indiquent un écaillage au cours de la phase tardive des mouvements de charriage suivant le même plan de la déformation. Les plis F₃ montrent une compression Est-Ouest pendant la dernière phase de déformation.

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Jutogh Simla 3 2 . —, , (F₁) E, W . (F₂). , , . F₁ F₂ , (F₃), N-S , . , F₁ F₂ F₃, . , Jutogh . Taradevi, Jutogh Prospect Hill . Chail Jutogh. Jutogh Chail Jutogh, Jutogh/Chail , Jutogh Chail Simla Klippe. Jutogh , , F₃, , F₂. F₁ . F₂ . F₃ , - .

     

Über die Beziehungen zwischen Schichtfolge und Meeresspiegelanstieg im Holozän der Nordseemarschen

Zusammenfassung Die Beziehungen zwischen Schichtfolge und Meeresspiegelanstieg wurden im Holozän der nordfriesischen Marschen untersucht. Zunächst wurde nach allen verfügbaren Kriterien der Lithologie, Bodenkunde, Pollenanalyse, Archäologie und Geschichte eine Feinstratigraphie erarbeitet und danach der Meeresspiegelanstieg bestimmt. Die Abhängigkeit der unterschiedlichen Schichtfolge in Nordfriesland vom Meeresspiegelanstieg und lokalen Einflüssen wird erörtert und mit den Ergebnissen aus anderen Gebieten der Marsch verglichen.

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The relations between the Holocene sedimentary sequence and the rise of sea level were explored in the Northfrisian marshes. A detailed stratigraphic study was made utilizing all available data from lithology, fossil soils, palynology, archaeology and history. From these data the rise of sea level could be determined. The dependence of various sequences in Northfriesland on the rise of sea level and local environmental variations are discussed and compared with the results from other marsh areas of the North Sea coast.

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Résumé Dans l'Holocène des plaines maritimes de Schleswig on pouvait analyser les relations entre les sédiments littoraux et l'ascension du niveau de la mer. Tous les critéria de la lithologie, la pédologie, la palynologie, l'archéologie et l'histoire antique courent à une stratigraphie spécialisée, qui permet des dates numériques sur l'ascension du niveau de la mer. Dans la région examinée on doit distinguer l'influence générale de l'ascension et l'influence des événements locaux et comparer avec d'autres régions littoraux de la Mer du Nord.

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Erweiterter Vortrag, gehalten auf der 56. Jahrestagung der Geologischen Vereinigung in Wien am 27. Februar 1966.

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Herrn Professor Dr.Roland Brinkmann zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Veränderungen im Stoff- und Mineralbestand während mehrphasiger Mylonitisierung der Kellerjoch-Gneise (Tirol)

Zusammenfassung Die mittelostalpinen Kellerjochgneise (ehemals Normalgranite) wurden einer mehrphasigen Mylonitisierung unterzogen. Die variszische, in weiten Bereichen homogene Mylonitisierung erfaßte den gesamten Granitkomplex unter retrograden Bedingungen der oberen bis unteren Grünschieferfazies und wird von einer statischen Temperung abgeschlossen. Hierbei kam es zur Ausbildung eines variszischen Deckenbaus.Während der alpidischen Deckenschübe werden die älteren Deckengrenzen unter retrograden, inhomogenen Mylonitisierungen der unteren Grünschieferfazies reaktiviert. Dabei reagierten die Kellerjochgneise als eigenständige alpine Decke. Reste variszischer Deckengrenzen haben nur lokale Bedeutung.Die Kellerjochgneise zeigen drei verschiedene Deckengrenzen-Typen, an denen sich der Mineralbestand, das Gefüge sowie der Pauschalchemismus in charakteristischer Weise verändert und unterschiedliche Deformationsbedingungen widerspiegelt.Auffällig sind in Deckengrenzen-Nähe jüngere Quarzblasten mit schlauchartigen Korrosionen. Für deren ausschließlich metamorphe Bildung wird der Begriff der Keimbildungskorrosion vorgeschlagen.

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Summary The middle austroalpine Kellerjochgneiss — formerly a granitic complex — was subjected to a polyphase retrograde shearing. The Variscan, predominantly homogeneous mylonitisation affected the whole granitic complex under retrograde conditions of upper and lower greenschist facies metamorphism and ceased with a static annealing. In this connection a Variscan nappe structure developed.During the alpidic nappe transports older nappe boundaries were reactivated with heterogeneous mylonitisation and under lower greenschist facies conditions. Thereby the Kellerjochgneiss-complex was treated as a separated Alpidic nappe. Relics of the Variscan nappe boundary were locally preserved.The Kellerjochgneiss nappe reveals three different types of nappe boundaries with characteristical alterations of mineral composition and structure. Changes in major element abundances are corresponding with these alterations, reflecting different conditions of deformation.Close to nearly all nappe boundaries, young blastic quartz grains with corrosion tubes attract attention. For their exclusively metamorphic genesis the term nucleation corrosion is proposed.

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Résumé Les gneiss du Kellerjoch des Alpes autroalpines moyennes (autrefois un complexe granitique) ont été soumis à une mylonitisation polyphasée. La mylonitisation varisque homogène sur une grande échelle, a affecté le complexe granitique dans les conditions de métamorphisme régressif du facies schiste vert supérieur à inférieur, et s'est clôturée par une empreinte statique. En même temps se développait une tectonique en nappes. Au cours du déclanchement des nappes, les anciennes limites de nappes ont été réactivées avec mylonitisation hétérogène et régressive du facies schiste vert inférieur. A cette occasion, les gneiss du Kellerjoch se sont comportés comme une nappe indépendante. Les restes des limites entre nappes varisques n'ont plus qu'une importance locale. — Les gneiss du Kellerjoch montrent trois types différents de limite de nappes où la constitution minérale, la texture et la constitution chimique se modifient de façon caractéristique et reflètent des conditions de déformation différentes. — A proximité des limites des nappes, on trouve du quartz blastique plus jeune avec corrosions tubulaires. Pour leur développement métamorphique on propose le terme de « Keimbildungskorrosion ».

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Kellerjoch'a, - , . ; , . . . Kellerjoch'a , . . Kellerjoch'a , , , . , , . Keimbildungskorrosion.

     

Sur le comportement geochimique des elements de la lithosphere en fonction du temps

Résumé Les roches magmatiques sont considérées comme un mélange d'atomes dans une phase précristalline. Si l'on applique à la composition chimique de celles-ci la statistique mathématique, on voit apparaître des régularités qui forment un cadre souple dans lequel se produisent différentes variations. La diminution exponentielle des concentrations de magnesium en fonction du temps à travers tout le précambrien et le remplacement progressif de cet élément par l'aluminium donne le schéma de l'évolution.La classification dimensionelle des atomes permet de lier l'histoire des éléments majeurs de la lithosphère à celle des éléments mineurs et d'aborder ainsi de façon nouvelle les rapports qui existent entre les roches et les gîtes métallifères.

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Magmatic rocks are considered as an atomical mixture in a precristalline phase. If you apply to their chemical composition the mathematical statistic, regularities appear that shape a supple frame in which various compositions come forward.Exponential decrease of magnesium concentrations in relation with time throughout the Precambrian, and the progressive substitution of this element by aluminium give the scheme of evolution.Dimensional classification of atoms allows to link the history of lithosphere's major elements with that of minor elements and to approach in a new way the connexion between rocks and metalliferous deposits.

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Zusammenfassung Die magmatischen Gesteine werden in einer vorkristallinen Phase als Atommischungen betrachtet.Die auf ihren Chemismus angewandte mathematische Statistik enthüllt das Vorhandensein von Regelmäßigkeiten, welche die Veränderungen ihrer Zusammensetzungen abgrenzen.Die exponentielle Abnahme der Magnesiumkonzentrationen und das Ersetzen dieses Elementes durch Al, während des ganzen Vorkambriums, gibt ein Schema des Evolutionsprozesses.Eine Atomdurchmesserklassifikation gestattet, die Geschichte der Hauptelemente der Lithosphäre mit derjenigen der Spurenelemente zu verbinden und die Frage der Beziehungen zwischen den magmatischen Gesteinen und den Metallagerstätten auf neuere Weise zu behandeln.

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Neue Vorstellungen über den Tiefbau von Vorsenken

Zusammenfassung Der geologische Tiefenbau und die Entwicklungsgeschichte der Kopetdag-, Terek-Kaspi-, Indol-Kuban- und Karpaten-Vorsenke sind ähnlich. Es zeigt sich, daß die genannten Vorsenken keine Zonen kurzzeitiger Durchbiegungen sind, die sich in der orogenen Schlußentwicklungsetappe des alpidischen Faltengebietes gebildet haben, sondern daß sie langlebige negative Strukturen darstellen. Die Intensität ihrer Durchbiegung zu Beginn des alpidischen geotektonischen Zyklus (in der Jura und Kreidezeit) ist mit der Größe der Absenkung im Neogen-Quartär vergleichbar. Im Verlaufe des gesamten alpidischen Zyklus entwickelten sich die Senken posthum.Überall dort, wo notwendige geophysikalische Untersuchungen durchgeführt wurden, wurde unter diesen Senken unterhalb eines mächtigen alpidischen Gesteinskomplexes ein genauso mächtiger Sedimentkomplex variszischen Alters festgestellt. Territorial fallen die Zonen der maximalen Mächtigkeiten des variszischen und alpidischen Gesteinskomplexes zusammen.

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Structure and development of the Pre-Copetdag, Terek-Caspian, Indol-Kuban, and Pre-Carpathian fore deeps are similar. The fore deeps were not zones of short term subsidence during the final stage of orogenic development of the Alpine folded belt, but they were long term subsidence zones. The rates of subsidence at the beginning of the Alpine geotectonic cycle (during Jurassic and Cretaceous) and at the end of the cycle (during Neogene and Quaternary) are comparable.Wherever geophysical investigations were carried out in this zone, beneath the Alpine sediments a Hercynian sediment complex of equal thickness was found. The areas of maximum thickness in both complexes coincide.

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Résumé La structure géologique et le développement historique des avant-fosses de Copetdag, Terek-Caspienne, Indol-Kouban et des Carpates sont semblables. Il appert que ces dépressions ne sont pas des zones d'inflexion de courte durée qui se sont formées pendant l'étape finale du plissement alpin, mais qu'ils présentent des structures négatives de longue durée. L'intensité de leur affaissement au commencement du cycle géotectonique alpin (au Jurassique et au Crétacé) est comparable, en grandeur, avec celui de la période néogène-quaternaire. Au cours de l'ensemble du cycle alpin, les dépressions se sont développées de façon posthume.Partout où ont eu lieu des explorations géophysiques, nous avons découvert sous ces avant-fosses, un épais complexe de roches alpines, et sous elles un complexe aussi puissant de sédiments varisques. Spatialement les zones des puissances maximum des complexes alpins et varisques coïncident.

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, -, - . , , , , . ( ) . ., , . .

     

Die Entstehung von Plumose-Kluftflächenmarkierungen und ihre tektonische Interpretation

Zusammenfassung Die in der tektonischen Literatur unter den verschiedensten Namen bekannten Kluftflächenmarkierungen vom Feder- oder Besentyp (Plumose-Strukturen) sind als diagnostisches Hilfsmittel bei der Ansprache von Klüften als das Ergebnis von Scher- bzw. Zugbeanspruchung umstritten. In der vorliegenden Arbeit wird versucht, auf Grund von Geländebeobachtungen und bruchmechanischen Untersuchungen eine Klärung dieser Frage herbeizuführen.Das wesentliche Ergebnis der Geländeuntersuchungen in einem Aufschluß der Solnhofener Schichten (Malm zeta) und in einem Aufschluß in Muschelkalk ist der Befund, daß die Plumose-Strukturen an eine extrem engständige Klüftung gebunden sind, die auf ein offenbar bereits sehr früh — synsedimentär bis frühdiagenetisch — angelegtes Gefüge zurückzuführen ist. Das negative Ergebnis von Bruchmechanik-Experimenten an Kalkstein-Proben sowie die absolute phänomenologische Übereinstimmung der Plumose-Strukturen mit den Spaltstufen auf Bruchflächen spaltbarer Kristalle führen zu der Modellvorstellung, daß für die Entstehung der Plumose-Strukturen allein eine Gesteinsanisotropie vorausgesetzt werden muß. Damit sind diese Kluftflächenmarkierungen ohne weitere Kriterien nicht diagnostisch, aber geeignet, entsprechende Gefüge nachzuweisen.Als anisotropes Gefüge in den Kalken werden duktil angelegte Gleitflächen bzw. Gleitbänder erkannt, die als Ebenen reduzierter Bindefestigkeit Wegbereiter für den späteren Sprödbruch sind.Die Ergebnisse haben Bedeutung für die Theorien zur Kluftentstehung und Konsequenzen für klufttektonische Analysen. Unter diesen Gesichtspunkten werden Arbeiten anderer Autoren diskutiert, die sich mit den Kluftflächenmarkierungen vom Plumose-Typ auseinandersetzen.

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For a long time joint surface markings of the plumose type have drawn attention to researchers in structural geology. In the opinion of many authors plumose structures are diagnostic of both, shear and tensile fracture, respectively, but papers mostly suffer from lack of arguments.In this study we propose a model that cancels plumose structures as a diagnostic tool in interpreting fractures or joints to be the result from shear or tension. The model is based primarily on observations of joint surfaces in Solnhofen and Muschelkalk limestones, including fracture experiments, as well as on the fracture behavior of cleavable crystals, and we conclude that, regardless of shear or tension, plumose structures originate from an advancing fracture front in closely spaced planes of weakness in an anisotropic material. Anisotropy in the limestones is found to be attributed to flow planes of probably early diagenetic origin.The results are important for theories on joint formation and for structural analyses of field observations in the light of which we discuss other authors' studies related to plumose structures.

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Résumé Depuis longtemps, les traces en forme de plume sur la surface des joints font l'objet de discussions quant à leur utilisation en vue de distinguer les fractures d'extension de celles de cisaillement.Dans cette note, nous proposons un modèle d'après lequel les structures »plumeuses« n'ont pas de valeur diagnostique dans la distinction en cause. Ce modèle est basé d'une part sur des observations de terrain et des expériences effectuées sur les calcaires du Muschelkalk et de Solnhofen, d'autre part sur le mécanisme de fracturation de cristaux clivables. Nous concluons que, quel que soit le type de joint (extension ou cisaillement), les structures «plumeuses» résultent d'un front de fracturation qui progresse dans un matériau anisotrope, le long de plans de faible résistance peu espacés. L'anisotropie des calcaires est attribuée à des surfaces de glissement probablement d'origine diagénétique hâtive.Ces résultats sont importants, tant pour la théorie de la formation des joints que pour les analyses structurales de terrain. Des études antérieures de divers auteurs sont discutées à ce point de vue.

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, — plumose — , , , , , . , . — -, , , — , . , . , plumose , , . , , , . . .

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zuvor: Institut für Geologie der Universität Würzburg     

Ammoniten-Ökologie am Beispiel des Oberjura

Zusammenfassung In vielen Fällen beeinflussen äußere Faktoren das Vorkommen der Ammoniten. Im Oberjura spielt die Wassertiefe eine große Rolle, daneben tritt die Wassertemperatur. Voraussetzungen der ökologischen Analyse sind bodenbezogenes Leben der Tiere und postmortale Autochthonie der Schalen. Methoden und Fehlerquellen werden besprochen. Aus der ökologischen Bindung vieler Ammoniten ergeben sich Folgen, vor allem für Stratigraphie, Phylogenie und Ontogenie.

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In many cases external factors determine the occurence of the ammonites. In the Upper Jurassic the depth of the sea is of great importance, as well as the temperature of the water. Ecological analysis requires life of the animals close to the sea floor, and that the shells are autochthonous.Methods and sources of errors are discussed. The dependence on environment of many ammonites has consequences, especially for stratigraphy, phylogeny and ontogeny.

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Résumé Souvent des facteurs extérieurs déterminent la présence des ammonites. Dans le Jurassique Supérieur la profondeur de la mer joue un grand rôle, aussi bien que la température de l'eau. L'analyse écologique doit supposer que les animaux vivent près du fond de la mer et que les coquilles sont autochtones. Les méthodes et les sources d'erreurs sont discutées. La dépendance des ammonites de leur milieu a des conséquences avant tout pour la stratigraphie, la phylogénie et l'ontogénie.

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, . , . .

     

Types de magma et minéralisations correspondantes dans le cas des roches Plutoniques

Zusammenfassung Nach einem kurzen Überblick zur Entwicklung der Vorstellungen werden die Beziehungen zwischen magmatischer Differentiation und Metallogenese untersucht. Es ist heute nicht möglich, genaue Korrelationen zwischen den Arten der Erzlagerstätten und den Stadien der klassischen differenzierten Serien magmatischer Gesteine aufzustellen wegen der Unsicherheiten bei der Differentiation der Plutonite. Immerhin gibt es solche Korrelationen aufgrund der Erfahrungen in vielen Lagerstätten der Erde.Des weiteren werden die natürlichen Hauptgruppen plutonischer Gesteine nach ihrer Metallogenese untersucht: kalkalkalische Granitoide, alkalische Gesteine, basisch orogene Intrusiva und Lopolithe, Ophiolite, ultrabasische Intrusiva im Basement.Schließlich wird die Frage der metallogenen Provinzen hinsichtlich der besonderen metallogenen Wirksamkeit der Magmen dieser Provinzen behandelt.

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After briefly recalling the evolution of ideas, the relations between magmatic differentiation and metallogeny are investigated. It is not possible today to settle accurate correlations between types of ore deposits and stages of the classical differentiated series of magmatic rocks, owing to uncertainties for the plutonites. Nevertheless such correlations do exist from experience of many deposits in the world.Then the principal natural groups of plutonic rocks are surveyed for metallogeny: calcalkalic granitoïdes, alkalic rocks, basic orogenic intrusives and Iopoliths, ophiolites, ultrabasic intrusives in basement rocks.Finally the problem of metallogenic provinces is outlined, concerning efficiency of their varied magmas to reconstitute deposits of the same metals, notwithstanding the peculiarities of these magmas.

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Résumé Après un bref rappel de l'évolution des idées, les rapports de la différenciation magmatique avec la métallogénie sont examinés. Il n'est pas possible actuellement de donner une corrélation précise entre les étapes des grandes lignées de différenciation et les types de minéralisation, à cause des indéterminations et des incertitudes de la différenciation des roches plutoniques. Cependant de telles corrélations sont indubitables, d'après l'expérience des gisements métallifères du monde entier.On examine ensuite la métallogénie des principaux groupes naturels de roches plutoniques: granitoïdes calco-alcalins, roches alcalines, intrusions basiques en zones orogéniques, lopolites, ophiolites, intrusions basiques des socles.Le problème des provinces métallogéniques est évoqué enfin, en ce qui concerne l'efficacité métallogénique spécifique des magmas de ces provinces.

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