Die Bimodalität des Vulkanismus und die Herkunft der Magmen

Zusammenfassung Häufigkeitsdiagramme der Explosivitätsindiees der tätigen Vulkane und einiger Komponenten der Magmen (Abb. 1–5) beweisen die Bimodalität des Vulkanismus, die nur durch eine Herkunft der Magmen aus zwei voneinander unabhängigen Quellen (oberer Mantel und Kontinentalkruste) erklärt werden kann.Gegen die Hypothesen, die die Bildung von basisdien Magmen durch Einschmelzung von kristallinen Mantelgesteinen zu erklären versuchen, werden physikalisch und geochemisch begründete Einwände erhoben. Dagegen wird der low velocity layer als teilweise geschmolzene Zone aufgefaßt, aus der die simatischen Magmen stammen. Die sialischen Magmen entstehen dagegen in der Hauptsache durch eine teilweise oder völlige Einschmelzung von Krustenmaterial in Orogenen (Regionalanatexis) und lokal in Kratonen (Kontaktanatexis). Die relativ große Variationsbreite der sialischen Magmen wird durch die Verschiedenheit des Ausgangsmaterials (metamorphe Differentiation), durch Hybridismus und durch Differentiationsprozesse erklärt.Geologische Tatsachen beweisen, daß die sialische Erdkruste schon vor niemals 3 1/2 Milliarden Jahren vorhanden war. Andererseits zeigen die Mohorovii-Diskontinuität und die Bimodalität des Vulkanismus, daß das Sial nicht ein Differentiat des simatischen Mantelmaterials sein kann. Es wird gezeigt, daß weder die Entstehung des Sials noch der Vulkanismus im Rahmen der Planetesimalhypothese erklärt werden können. Im Dilemma zwischen der Emföhrrmg einer unbegründbaren ad hoc Hypothese von sialischen Riesenmeteoriten und der Hypothese einer heliogenen Erde, wird die letztere vorgezogen, da sie eine ungezwungene Erklärung der Entstehung der Sialkruste und der Bimodalität des Vulkanismus ermöglicht.

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The frequency diagrams of the index of volcanic explosivity and of some chemical components of the magmas (Fig. 1–5) prove the bimodality of volcanism, which can be explained only by admitting two independent sources of magma, the mantle and the crust. On the basis of physical and chemical facts objections are made against the hypotheses which try to explain the formation of basaltic magmas by partial or total melting of crystalline mantle rocks. It is much more probable that these magmas derive from the low velocity layer which is considered to consist of already, at least partially, molten material. The sialic magmas are produced chiefly by melting of crustal material in orogenic belts (regional anatexis) or, occasionally, in cratonic regions (contact anatexis). The relatively wide variation of sialic magmas is explained by different composition of the original material (metamorphic differentiation), by hybridism and by various types of magmatic differentiation.Geological facts demonstrate the sialic crust to have existed already over 3 1/2 b. y. ago. The Moho-discontinuity and the bimodality of volcanism show that the sialic crust cannot be a product of differentiation of the upper mantle material. It is shown that neither the origin of Sial nor the volcanism can be reasonably explained by the hypothesis of planetesimals. Having the choice between the ad hoc hypothesis of the impact of giant meteorites of about sialic composition, capable to create at once a continent, and the old hypothesis of a solar origin of the earth, the author prefers the latter one.

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Résumé La bimodalité du volcanisme est démontrée par la fréquence des indices d'explosivité des volcans actifs et par celle de certains constituants chimiques des magmas. Cette bimodalité s'explique par l'existence de deux sources de magmas indépendants: le manteau supérieur et la croûte sialique. Pour des raisons physiques et géochimiques, l'auteur s'oppose aux hypothèses qui cherchent à expliquer l'origine des magmas basaltiques par une fusion partielle ou totale de matériel cristallisé du manteau supérieur. Il considère le « low velocity layer » comme au moins partiellement fondu et étant la source des magmas basiques. Par contre les magmas sialiques prennent origine dans l'anatexie régionale (zones orogéniques) ou, localement, dans l'anatexie de contact (zones cratoniques étirées). La variation relativement grande, des magmas sialiques peut être expliquée par la différence des roches préexistantes (differentiation métamorphique) et aussi par l'hybridisme et par des divers processus de différentiation magmatique.Des faits géologiques démontrent que la croûte sialique a existé déjà il y a plus de 3 1/2 milliards d'années. La discontinuité de Mohorovii ainsi que la bimodalité du volcanisme ne peuvent pas être produites par une différentiation quelconque du matériel du manteau supérieur. Ni l'origine du Sial, ni le volcanisme ne peuvent être expliqués raisonnablement dans le cadre classique de l'hypothèse planétésimale. Ayant le choix entre une hypothèse ad hoc qui veut expliquer l'origine des continents par la chute de météorites gigantesques de composition à peu près sialique et l'hypothèse d'une origine solaire de la terre, l'auteur préfère la dernière.

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The Internal Energy of a PV = RT Gas: A Univariable or Multivariable Function

Historically, the characterization of the internal energy of a simple gas is based on free expansion experiments and imprecise use of the word function, which is rigorously defined in mathematics. Univariable equations of state show that the internal energy of simple monatomic, diatomic, and polyatomic gases can be expressed as a function of temperature only. However, multivariable equations of state derived from composite functions confirm that the internal energy of these gases can in each situation also be expressed as a function of pressure and volume only. It is essential that the mathematical definition of the word function be adhered to in science because it is fundamental for the formulation of the calculus, a mathematical tool essential for solving a variety of thermodynamics problems.     

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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Bruchtektonik mit modifizierter Bruchbildung

Zusammenfassung Modifizierungen verschiedenster Art bei bruchtektonischen Vorgängen können hervorgerufen werden durch Materialunterschiede im Schichtverband, durch Vorzeichnungen (Störkörper, Störflächen), durch die Verlagerung der Spannungsauslösung auf mehrere oder viele Bahnen und schließlich dadurch, daß Übergangsglieder zwischen bruchhafter und bruchloser Verformung ausgebildet werden.Solche Modifizierungen werden an möglichst einfachen Grabenexperimenten gezeigt. - Durch genaue Kontrolle der Bewegung markierter Teilchen innerhalb der einzelnen Phasen dieser Experimente und durch Ausplanimetrierung dieser Bewegungsraten nach Wegstreckenlänge und -richtung sowie nach Schichtdicken-Veränderung lassen sich Bewegungsanalysen durchführen, die quantitative Auswertungen erlauben.Es zeigt sich dabei, daß die Probekörper während der Experimente erhebliche innere Deformation erleiden. Solche Deformationen sind natürlich stark abhängig vom Grad der Teilbeweglichkeit und von Charakter und Größe der Teilbewegungen. Die Bewegungsanalysen dieser Arbeit gestatten quantitative Aussagen für die Überprüfung dieser Faktoren.Die gleichen planimetrischen Auswertungsmethoden werden auch versuchsweise für die Ergebnisse von Experimenten von H.Cloos und E.Cloos angewendet. - Weiterhin wird versucht, gewisse bruchtektonische Erscheinungen (Mittelhorstbildung in Gräben, Bildung von X-Gräben usw.) mit den experimentell erzielten Ergebnissen zu vergleichen.

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The following phenomena are influencing the appearance of tectonic fracturing: Differences in the material of the sedimentary complex, disturbances, displacement of the tension release, and others. By simple experiments, the motion patterns of fracturing are demonstrated, controlled by marked particles, and transformed into a motion analysis.

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Résumé Les phénomènes suivants ont un influence sur la forme des fractures tectoniques: différences de matériel d'une couche à l'autre, préfiguration par des intrusions, etc. A l'aide d'expériences simples les mouvements qui se déroulent lors d'une fracture sont reproduits, contrôlés par des particules marquées et transposées en une analyse du mouvement.

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Den Herren H.Funk und W.Ziegler vom Geologisch-Paläontologischen Institut Frankfurt/Main danke ich sehr herzlich für die tatkräftige Mithilfe bei der Ausführung der Versuche. Für die Mitwirkung bei Entwurf und Herstellung der Zeichnungen bin ich Herrn Dr. K.-P.Winter vom Frankfurter Geologisch-Paläontologischen Institut zu großem Dank verpflichtet.     

Problems of the „Pannonian Median Massif“ and the plate tectonic concept. Contributions based on the distribution of Late Paleozoic — Early Mesozoic isopic zones

After a short historical review of conceptions about the Pannonian Median Massif or Tisia, the distribution of Middle-Upper Carboniferous and Lower Triassic-Liassic facies is briefly examined on the two sides of the Zagreb-Zemplin line dividing into two main segments the basement of the Carpathian basin. It shows on the one hand, that the Igal-Bükk zone (Igal-Bükk eugeosyncline ofWein, 1969), thought to establish a connection between the NW-Dinarides and the Dinaric-type Bükkium, is only a tectonic zone and could never have been a paleogeographical unit. On the other hand, the northern, marginal part of Tisia (Mecsek-Bihor crystalline belt and its sedimentary cover;Dank &Bodzay, 1971) exhibits a development and facies characteristic of the northern (northeastern) marginal complex of the Tethys. Also, facies-transitions from the foreland toward the open sea are always of N S direction. All autochthonous explanations must face the striking differences along the Zagreb-Zemplin line, which seem to exclude the possibility that the northern part of Tisia was a central, partly emerged crystalline ridge (no facies-transitions toward N!); it was rather part of the northern (northeastern) marginal complex of Tethys. Therefore allochthonous models suggesting largerscale horizontal movements give a much more plausible explanation. The style of Late Hercynian development and the distribution of Lower Triassic-Liassic facies zones suggest, that Tisia was part of the northern (northeastern) shelf of the Tethys until the end of the Liassic (in accordance with the opinion ofBleahu), then split off and was wedged in by horizontal movements between the NW-Dinarides and the Dinaric-type Bükkium by the end of the Jurassic — beginning of the Cretaceous.

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Zusammenfassung Nach einem kurzgefaßten historischen Überblick zur Deutung des Pannonischen Massivs oder Tisia wird die Verteilung der Fazies von Mittel- und Oberkarbon sowie Untertrias bis Lias auf den beiden Seiten der Zagreb-Zemplin-Linie — welche den Untergrund des Karpatenbeckens in zwei Abschnitte zerteilt — kurz untersucht. Sie zeigt einerseits, daß die Igal-Bükk-Zone (die Igal-Bükk Eugeosynklinal vonWein, 1969)-welche eine Verbindung zwischen den NW Dinariden und dem dinarisch-typischen Bükkium darstellen soll — nur eine tektonische Zone ist, hingegen nie eine paleogeographische Einheit gewesen sein kann.Der nördliche, äußerste Teil des Tisia (Mecsek-Bihor kristalliner Gürtel und seine sedimentäre Decke;Dank u.Bodzay, 1971) weist eine Ausbildung und Fazies auf, welche für den nördlichen (nordöstlichen) marginalen Komplex der Tethys typisch ist. Auch Faziesübergänge vom Vorland in der Richtung der offenen See sind immer N S gerichtet. Alle Erklärungen, die eine autochthone Lage der Zonen entlang der Zagreb-Zemplin-Linie mit einbeziehen, müssen mit der Tatsache fertig werden, daß der nördliche Teil der Tisia einen zentralen Teil eines teilweise emporgehobenen Kristallinrückens darstellt (kein Faziesübergang nach Norden). Sie war eher Teil der nördlichen (nordöstlichen) marginalen Serie der Tethys. Daher erscheinen allochthone Modelle, welche horizontale Bewegungen in größerem Maßstabe andeuten, eher glaubwürdig zu sein. Der Stil der spätherzynischen Entwicklung und die Verteilung der Fazieszonen von Untertrias bis Lias deuten an, daß der Tisia Teil der nördlichen (nordöstliche) Shelf der Tethys bis Ende Lias war (übereinstimmend mit der Meinung vonBleahu 1976); dann spaltete er sich ab und keilte sich mit horizontalen Bewegungen zwischen den NW Dinariden und dem Bükkium dinarischen Types ein; dies könnte Ende Jura-Anfang Kreide stattgefunden haben.

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Résumé Après une brève revue historique des conceptions sur la »Masse médiane pannonienne« ou la »Tisia«, on examine brièvement la distribution des facies du Carbonifère moyen-supérieur et du Trias-Lias aux deux cotés de la ligne de Zagreb-Zemplin divisant le soubassement du Bassin Carpathique en deux ségments principaux.Ce qui est démontré, c'est d'une part que la zone Igal-Bükk (le »géosynclinal Igal-Bükk«, Wein, 1969), considérée comme l'établissement d'une communication entre les Dinarides du NW et le Bükkium de type dinarique, ne représente qu'une zone tectonique, mais qu'elle ne peut jamais être une unité paléogéographique. D'autre part la partie septentrionale, marginale de la »Tisia« (la ceinture crystalline de» Mecsek-Bihor« et sa couverture sédimentaire; Dank-Bodzay, 1971) présente un développement et un faciès caractéristique du complexe marginal septentrional (nordoriental) de la Téthys. Les transitions de faciès de l'avant-pays vers la mer ouverte sont également de direction N-S. Toutes les explications autochtonistes doivent faire face aux différences accentuées le long de la ligne Zagreb-Zemplin, ce qui semble exclure la possibilité que le Nord de la »Tisia« ait été une dorsale cristalline centrale, émergée (aucune transition de faciès vers le N!); elle a fait plutôt partie du complexe marginal du N (NE) de la Téthys. C'est pourquoi les modèles allochtonistes suggérant des mouvements horizontaux plus vastes donnent une explication plus plausible. Le style du développement éohercynien et la distribution des zones faciales du Trias inférieur-Lias suggèrent que la »Tisia« a fait partie du shelf septentrional (nordoriental) de la Téthys jusqu'à la fin du Lias (en accord complet avec l'opinion de Bleahu, 1976) et qu'ensuite elle s'était décollée et coinné par des mouvements horizontaux entre les Dinarides du NW et le Bükkium de type dinarique vers la fin du Jurassique et le début du Crétacé.

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Because of shortage of place, only some of the most important non-Hungarian literature and the latest Hungarian works concerned with this region are listed up here: for a more detailed list of reference the reader is referred to the papers ofBalogh (1972) andKovács (1980).     

Magmas,mineralization and sea-floor spreading

Relationships between granite bodies and mineralization in Nigeria and southwest England are cited as examples to support the thesis that ore solutions associated with igneous bodies do not necessarily develop by magmatic crystallization processes, but may form as independent by-products of magma generation. Similar conclusions have been reached for the metal provinces of western North America (Noble, 1970). Some hydrothermal solutions develop by expulsion of connate brines, mobilized by the passage of hot magma through sediments. Others may develop at deeper levels.Long-lived geochemical culminations in the deep crust or upper mantle (Schuiling, 1967) provide a possible source of reactivated metalliferous emanations in both nonorogenic and orogenic environments. An additional source of metals for ore deposits associated with island arcs and continental margin tectonism and igneous activity, may be provided by the mechanism of sea-floor spreading.The bulk of ocean floor sediments is scraped off and acreted onto non-descending crustal plates at subduction zones²). However, if the lowermost layers of these sediments are sufficiently compacted, they may be carried down into the mantle on the descending oceanic plate.They contain considerable amounts of heavy metals, which could be remobilized to reappear as ore deposits in island arcs and mountain chains of Andean type.In this way, the major episode of late Mesozoic underflow of the northeastern Pacific floor beneath western North America may have been responsible for much of the contemporaneous mineralization of that region. If this view is correct, much of the rich mineralization in the Andes may have a similar origin.Differences in amount and composition of sea floor sediment consumed, could account for regional changes in metal provinces along the tectonic grain. Remobilization of metals at different depths along Benioff zones could explain regional changes across the tectonic grain.

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Zusammenfassung Beziehungen zwischen Granitkörpern und Mineralisation in Nigeria und Südwest-England werden als Beispiele angeführt, um die These zu stützen, daß Erzlösungen in Verbindung mit Magmatit-Körpern sich nicht notwendigerweise von magmatischen Kristallisationsprozessen ableiten, sondern sich als unabhängige Nebenprodukte bei der Magmenerzeugung bilden können.Ähnliche Schlußfolgerungen sind für die Erzprovinzen des westlichen Nordamerika gezogen worden (Noble, 1970). Einige hydrothermale Lösungen entwickeln sich durch Ausstoß von connaten Laugen, mobilisiert durch das Durchströmen heißer Magma durch Sedimente. Andere mögen sich in tieferem Niveau entwickeln.Langandauernde geochemische Kulminationen in der tiefen Erdkruste oder im oberen Mantel (Schuiling, 1967) schaffen eine mögliche Quelle von reaktivierten, metallhaltigen Emanationen sowohl unter nichtorogenen als auch unter orogenen Bedingungen. Eine zusätzliche Quelle von Metallen für Erzlagerstätten, die an Inselbögen und Kontinentalrand-Tektonik sowie magmatische Aktivität gebunden sind, mag durch den Mechanismus des Sea Floor Spreading hervorgerufen werden.Die Masse der Ozeanboden-Sedimente wird abgetragen und auf nicht absteigenden Krusten-Plateaus tieferer Zonen angehäuft¹). Wenn jedoch die untersten Schichten ausreichend verdichtet sind, können sie in den Erdmantel auf dem sinkenden Ozean-Plateau hinabgelangen. Sie enthalten beträchtliche Mengen von Schwermetallen, die als Erzlagerstätten remobilisiert in Inselbögen und Gebirgsketten vom Anden-Typus wieder in Erscheinung treten können.Auf diese Weise mag die größere Episode der spät-mesozoischen Unterströmung des nordöstlichen Pazifikbodens unter das westliche Nordamerika für den Hauptanteil der gleichzeitigen Mineralisation dieser Region verantwortlich gewesen sein. Falls dieser Gesichtspunkt richtig ist, mögen viele der reichen Mineralisationen in den Anden einen ähnlichen Ursprung haben.Unterschiede in Menge und Zusammensetzung des aufgezehrten Maaresbodensediments könnten als regionale Veränderungen in Metallprovinzen entlang der tektonischen Struktur gedeutet werden. Remobilisierung von Metallen in verschiedenen Tiefen entlang der Benioff-Zonen könnten regionale Veränderungen quer zur tektonischen Richtung erklären.

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Résumé Les auteurs prennent comme exemple les rapports existant entre les corps granitiques et la minéralisation en Nigérie et dans le sud-ouest de l'Angleterre pour soutenir la thèse que les solutions minéralisantes associées avec les corps magmatiques, ne se développent pas nécessairement à partir de processus de cristallisation magmatiques, mais peuvent se former comme sous-produits indépendants de la génération du magma. Semblables conclusions ont été tirées pour les provinces métalliques de l'ouest de l'Amérique du Nord (Noble, 1970). Quelques solutions hydrothermales se développent par l'expulsion de saumures connées, mobilisées par le passage du magma chaud à travers des sédiments. D'autres peuvent se développer à des niveaux plus profonds.Des culminations géochimiques de longue durée dans la croûte terrestre ou dans le manteau supérieur (Schuiling, 1967) fournissent une source possible d'émanations métallifères réactivées, dans des conditions aussi bien non-orogéniques qu'orogéniques. Une source additionelle de métaux pour les gisements qui, comme l'activité magmatique, sont associés avec les guirlandes d'îles et avec la tectonique propre à la bordure continentale, peut être fournie par le mécanisme de l'expansion du fond des mers.La masse des sédiments du fond océanique est érodée et accumulée sur des plateaux crustaux, non en voie d'affaissements de zones plus profondes³).Quand cependant les couches plus inférieures de ces sédements sont suffisamment compactées, elles peuvent être entraînées dans le manteau sur le plateau océanique en voie d'affaissement.Elles contiennent des quantités considéreables de métaux lourds qui, remobilisés sous la forme de gisements de minerais, peuvent apparaître dans les guirlandes d'îles et les chaînes de montagnes de type andin.De cette façon, l'épisode majeur de la subduction, survenue au Mésozoïque supérieur, du fond du Pacifique NE sous l'ouest de l'Amérique du Nord peut avoir été responsable de la majeure partie de la minéralisation de cette région. Si cette opinion est juste, beaucoup de riches minéralisations rencontrées dans les Andes pourraient avoir une origine similaire.Des différences dans la quantité et la composition du sédiment océanique absorbé pourraient expliquer les changements régionaux dans les provinces métalliques tout le long de la structure tectonique. La remobilisation des métaux à des profondeurs différentes le long des zones Benioff pourrait expliquer les changements régionaux survenant transversalement à la direction tectonique.

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Form und Schichtungsgefüge periodischer Sandkörper im Strömungsfeld des Außenelbewatts

Zusammenfassung Periodisch gescharte Sandkörper auf den Sandwattflächen (große Rippeln und- hier besonders - Sandwellen) geben durch ihre im Luftbild erkennbare Asymmetrie Indizien für den Sandtransport. Diese Sandwellen sind, im Gegensatz zu Groß- und Riesenrippeln, aus einer Kreuzschichtung aufgebaut, die durch wandernde Kleinrippeln entstanden ist. Dadurch entsteht auch die Asymmetrie der Großformen. Die aus der Luftbildanalyse resultierende Richtungsverteilung stimmt mit einer Stromvektorenkarte (Göhren), die von normalen Tideverhältnissen abgeleitet ist, gut überein.Die Gesamtheit der auftretenden Strömungen spiegelt sich in der Schichtung nicht wider, sondern es dominiert diejenige Strömung, die am häufigsten mit einer relativ großen Geschwindigkeit eintritt. Extreme Bedingungen haben so geringere Chancen, im Sediment dokumentiert zu werden.

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The asymmetric character of periodic sedimentary sand bodies found on tidal flats (largescale ripples and here particularly sand waves) can be mapped on aerial photographs to give an indication of sand transport directions. These sand waves, in contrast to largescale and giant ripples, exhibit cross-lamination which formed from migrating smallscale ripples. The asymmetry of the large form is established through the migration of the smallscale ripples. The vector distributions obtained from aerial photograph analyses show good agreement with a map of current vectors (Göhren) based on normal tidal conditions.Not every current is reflected in the sediment; dominant are the frequently occurring currents having a moderately high velocity. Extreme conditions (which are infrequent) have a smaller chance to be recorded in the sediment.

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Résumé Dans la zone intertidale, on trouve des mégarides et d'autres crêtes sableuses, groupées periodiquement, qui sont appelées ici «Sandwellen» (vagues de sable). L'asymmetrie de ces formes, bien reconnaissable sur les photographies aériennes, donne des indications sur le mouvement du sable. Les vagues de sable montrent, au contraire des mégarides ordinaires, une stratification croisée de rides à l'intérieur. La migration de ces rides cause l'asymmetrie. La distribution des directions concorde avec une carte des vecteurs de courants (Göhren) dérivée des conditions ordinaires de marée.La totalité des courants présents dans la zone intertidale n'est pas réflétée dans la stratification, mais ce sont les courants, qui ont lieu le plus fréquemment avec des vélocités relativement fortes qui dominent. Les conditions extrêmes n'ont pas une grande chance d'être fossilisées.

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U-Pb zircon age and Nd isotopic composition of granitoids,charnockites and supracrustal rocks from Heimefrontfjella,Antarctica

Heimefrontfjella and Mannefallknausane, in Dronning Maud Land, Antarctica, comprise an amphibolite-facies terrain and a granulite terrain, separated by a major mylonite zone. The amphibolite terrain is made up of mafic to felsic metavolcanics and metasediments, intruded by granitoid plutons: the granulite terrain has supracrustal rocks with similar lithologies, intruded by felsic plutonic rocks that crystallized as charnockites.U-Pb zircon ages (conventional and ion microprobe) demonstrate that magmatic activity was confined to a relatively short interval between 1130 and 1045 Ma and was followed in the amphibolite terrain by metamorphism around 1060 Ma. Specific ages are as follows: metarhyolite in the amphibolite terrain, 1093 ± 38 Ma; granitoids in the amphibolite terrain, 1045 ± 9 Ma to 1107 ± 16 Ma, charnockites in the granulite terrain, 1073 ± 8 Ma to 1135 ± 8 Ma, metamorphic zircons in garnet amphibolite and a post-metamorphic pegmatite, both 1060 ± 8 Ma. Older zircons were found only in a metasediment which yielded discordant zircon fractions with²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb ages between 1250 and 1450 Ma, and in a granulite facies metaquartzite, which contained concordant zircons with the following ages: 1104 ± 5 Ma, 1215 ± 15 Ma, 1400 Ma, 1700 Ma, 2000 Ma. The youngest age is interpreted as the age of granulite metamorphism, the older ages as those of detrital zircons.A Sm-Nd mineral isochron age of the garnet amphibolite (960 ± 120 Ma) agrees within error with the U-Pb age of metamorphic zircons (1060 ± 8 Ma). Initial _Nd values (T = 1.1 Ga) for 15 samples range from +4 to–4. The highest came from a metabasalt and two granitoids from Milorgfjella, the northern area; the lowest from the granulite-facies metasediment and from a charnockite, both from Vardeklettane, a nunatak in the south. The positive but subdued values preclude generation directly from depleted MORB-type mantle _Nd + 6 to + 7 at 1.1 Ga) and indicate generation from a source containing older crustal material.

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Zusammenfassung Die Gebiete um Heimefrontfjella und Mannefallknausane in Dronning Maud Land, Antarktis, bestehen aus amphibolith- und granulitfaziellen Grundgebirgskomplexen, die durch eine große Mylonitzone voneinander getrennt sind. Der amphibolithfazielle Komplex besteht aus mafisch bis felsischen Metavulkaniten und Metasedimenten, die von Granitplutonen intrudiert werden. Der Granulitkomplex enthält Suprakrustalgesteine ähnlicher Art, die von Charnockiten intrudiert werden.U-Pb-Alter, die mit der konventionellen Multikorn-Methode und an der Ionen-Mikrosonde an Einzelkörner bestimmt wurden, engen die magmatische Aktivität zwischen 1130 und 1045 Ma ein. Auf diese Periode folgte in dem amphibolithfaziellen Gebiet eine Regionalmetamorphose um 1060 Ma. Die Einzelalter sind wie folgt: in dem amphibolithfaziellen Komplex ergab ein Metarhyolith 1039 ± 38 Ma, während die Granitoide zwischen 1045 ± 9 Ma und 1107 ± 16 Ma variieren. In dem Granulitkomplex wurden die Charnockite auf 1073 ± 8 Ma bis 1135 ± 8 Ma datiert, während metamorphe Zirkone aus einem Granatamphibolith sowie aus einem posttektonischen Pegmatit identische Alter von 1060 ± 8 Ma ergaben. Ältere Komponenten wurden lediglich in einer Metasediment-Probe gefunden, die diskordante Zirkone mit²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb Altern zwischen ca. 1250 und 1450 Ma enthielt, sowie in einem granulitfaziellen Metaquarzit, in dem konkordante Zirkone die folgenden Alter ergaben: 1104 ± 5 Ma, 1215 ± 15 Ma, 1400 Ma, 1700 Ma, 2000 Ma. Das jüngste Zirkonalter aus dem Metaquarzit interpretieren wir als Zeitpunkt der Granulitmetamorphose, während die höheren Alter detritische Komponenten repräsentieren.Eine Sm-Nd Mineralisochrone für einen Granatamphibolith hat ein Alter von 960 ± 120 Ma, das innerhalb der experimentellen Fehler mit einem U-Pb-Alter von 1060 ± 8 Ma für metamorphe Zirkone übereinstimmt. Initiale _Nd-Werte (T = l.1 Ga) für 15 Proben variieren zwischen +4 und -4. Die höchsten Werte wurden für einen Metabasalt und zwei Granitoide von Milorgfjella im nördlichen Arbeitsgebiet bestimmt. Die niedrigsten Werte stammen aus dem granulitfaziellen Metaquarzit und von einem Charnockit, beide aus Vardeklettane, einem Nunatak im Süden. Die leicht positiven Werte lassen eine juvenile Bildung der Wirtsgesteine aus einem MORB-ähnlichen Mantel (_Nd + 6 bis + 7 um 1.1 Ga) nicht zu und deuten ein Ausgangsmaterial mit Komponenten älterer kontinentaler Kruste an.

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Résumé Les régions de Heimefrontfjella et Mannefallknausane situées dans le Dronning Maud Land en Antartique sont formées par deux zones principales à degrés métamorphiques différents: une à faciès amphibolitique et une autre à faciès granulitiques, séparées par une zone mylonitique. Des roches métavolcaniques à composition variant de basique à felsique ainsi que des roches d'origine sédimentaire composent la zone amphibolitique. Elles sont recoupées par des plutons granitiques. La zone granulitique est formée également par des roches d'origine volcanique et sedimentaire qui sont, elles, recoupées par des charnockites.Les mesures d'U-Pb sur zircons (utilisant la méthode conventionnelle et la microsonde ionique) montrent que l'activité magmatique s'est confinée à une période relativement courte entre 1130 Ma et 1045 Ma. Elle a été suivie par un métamorphisme, il y a 1060 Ma, dans la zone amphibolitique. De façon plus détaillée, les âges sont les suivants: dans la zone amphibolitique, rhyolite datée à 1093 ± 38 Ma, granitoïdes datés à 1045 ± 9 Ma et 1107 ± 16 Ma; dans la zone granulitique, charnockites datées entre 1073 ± 8 Ma et 1135 ± 8 Ma, zircons métamorphiques provenant d'une amphibolite à grenat datés à 1060 ± 8 Ma et pegmatite postmétamorphique datée à 1060 ± 8 Ma. Deux roches ont fourni des zircons donnant des âges plus anciens: un sédiment métamorphisé et un metaquartzite. Les âges²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb obtenus pour les fractions discordantes des zircons du metasediment varient entre 1250 et 1450 Ma alors que le metaquartzite contient des zircons concordants avec les âges suivants: 1104±5 Ma, 1215±15Ma, 1400 Ma, 1700 Ma et 2000 Ma. L'âge le plus jeune obtenu pour le métaquartzite est interprété comme représentant l'âge du métamorphisme granulitique alors que les âges plus anciens représentent les âges de zircons détritiques.Une isochrone Sm-Nd sur minéraux a été obtenue sur une amphibolite à grenat. Elle définit un âge de 960 ± 120 Ma qui correspond, aux erreurs près, à l'âge U-Pb des zircons métamorphiques (1060 ± 8 Ma). Les _Ndinitiaux (T = 1,l Ga) obtenus pour 15 échantillons varient entre +4 et –4. Les valeurs les plus élevées ont été obtenues pour un basalte et deux granitoïdes de Milorgfjella situés dans la partie nord; les valeur _Nd les plus faibles proviennent du métasédiment dans la zone granulitique et d'une charnockite. Ces deux échantillons se situent dans le nunatak Vardeklettane dans le Sud. Les _Nd étant positifs mais toutefois plus faibles que la valeur du manteau appauvri à cette période (entre +6 et +7 à 1,1 Ma), une extraction directe du manteau ne peut être retenue et nous suggérons que la région source contenait du matériau crustal plus ancien.

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Heimfreontfjella Mannefallknausane Dronning Maud, , , . , . , ., , 1130 1045 Ma. 1060 . : — 1093±38 Ma, 1045±9 Ma 1107±16 Ma. 1073±8 Ma 1135±8 Ma, - 1060±8 Ma. , , 1250 1450 Ma. : 1104±5 Ma, 1215±15 Ma, 1400 Ma, 1700 Ma 2000 Ma. , , , . Sm-Nd, -, 960±120 Ma, , - 1060±8 Ma. Nd (T=1,1 ) 15 + 4 — 4. Milogrfjella . , Vardeklettane . , MORB (Nd + 6 + 7, 1,1 ); .

     

Focal mechanisms of the Atlas earthquakes,and tectonic implications

The determination of the focal mechanisms of the strongest shocks in the Atlas chain and the Canary Islands area reveals that the present-day tectonics along this range is a compression reflected either by reverse or dextral strike-slip faulting along the ENE-WSW trends. All the solutions are consistent with: 1. the other focal mechanism solutions determined further north in the Azores-Gibraltar, Alboran, Rif and Tell areas; 2. the NNW to NW trending compression inferred from other methods such as neotectonics,in situ stress field measurements and plate motions.

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Zusammenfassung Die Bestimmung des Erdbebenherdmechanismus der stärksten Beben im Atlasgebirge und des Gebietes der Kanarischen Inseln gibt zu erkennen, daß die aktuellen tektonischen Bewegungen entlang dieses Bereiches kompressiv wirksam sind. Dies zeigt sich entweder anhand von Überschiebungen oder an dextralen Blattverschiebungen. Alle Ergebnisse sind übereinstimmend mit: 1. den anderen Erdbebenherdmechanismen weiter im Norden liegender Regionen (Azoren - Gibraltar, Alboran, Rif und Tell); 2. die nach NNW bis NW wirkende Kompression, welche von anderen Methoden abgeleitet wurde (Neotektonik,in-situ Spannungsmessungen und Plattenkinematik).

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Résumé La détermination des mécanismes au foyer des séismes les plus importants de la chaîne atlasique et des îles Canaries révèle que la situation tectonique actuelle le long de cette chaîne est une compression reflétée par le jeu de failles soit inverses, soit décrochantes dextres le long des accidents ENE-WSW. Toutes les solutions sont compatibles avec: (1) les autres mécanismes déterminés plus au nord, dans les régions d'Açores-Gibraltar, Alboran, Rif et Tell; (2) la compression orientée NNW-SSE à NW-SE déterminée à l'aide d'autres méthodes comme la néotectonique, les mesures de contraintesin situ et la cinématique des plaques.

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, , , , : -. : / , , , , .

     

Kommt eine neue Eiszeit?

Zusammenfassung Bei einer hypothetischen Extrapolation der Klimaschwankungen der letzten 300 000 Jahre einschließlich der Gegenwart in die Zukunft wäre mit dem Beginn der nächsten Eiszeit schon im nächsten Jahrtausend zu rechnen.Die technische Energieproduktion und ihre klimatischen Folgeerscheinungen (Temperatur-Erhöhung durch Wärmezufuhr sowie durch Anreicherung von Staub, Wasserdampf und Kohlendioxyd), die der Abkühlung der unteren Schichten der Atmosphäre entgegenwirken, werden aber voraussichtlich schon in wenigen Jahrzehnten zu einem spürbaren Einfluß auf den natürlichen Energie- und Wärmehaushalt führen und einen Klimarückschlag zu eiszeitlichen Verhältnissen verhindern. Dabei wird sehr wahrscheinlich die CO₂-Bilanz die größte Rolle spielen.

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Extrapolation of past (300 000 years B. P.) and present climatic variations into the future predicts the beginning of a new Ice Age within the next millenium. Technologically related energy production and its climatic consequences, however, counteract the cooling process of the lower atmospheric layers by temperature increase through increased heat supply and dust, water vapor and carbon dioxide fluxes. These effects, predictably, will have a significant influence on the natural energy and heat budget within the next decades thereby preventing a change in climate of ice-age-dimensions. The single most important factor having such an influence will presumably be the change in the CO₂-balance.

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Résumé L'extrapolation dans l'avenir des variations climatiques durant les 300 000 dernières années compris le présent nous fait supposer le commencement d'une nouvelle glaciation dès le prochain millénaire. La production technique de l'énergie et ses conséquences climatiques (température plus élevée à cause d'un apport de chaleur, d'une augmentation de la teneur en poussière, en vapeur d'eau et en CO₂) qui contrecarrent le refroidissement des couches atmosphériques inférieures, influeront de façon décelable dans quelques décennies, sur le bilan naturel de l'énergie et de la température, empêchant ainsi un retour climatique brusque à des conditions glaciaires. La variation de la teneur en CO₂ y jouera très probablement le rôle prépondérant.

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300 000 , , . , , , , . . , , .

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Erweiterte Fassung eines Vortrages, gehalten auf der 66. Jahrestagung der Geologischen Vereinigung vom 26.-28. Februar 1976 in Hannover.     

Deep-sea sediments in the eastern equatorial Atlantic off the African coast and meteorological flow patterns over the Sahel

Deep-sea mineral dust deposits are a powerful tool allowing to deduct atmospheric flow patterns. Here deep-sea sediments from the eastern tropical Atlantic were used to derive climatic conditions over the African continent where in summer the dust is lifted in the transition zone of the Sahara and the Sahel. The meteorological process causing this aeolian dust injection are the squall lines, the rain bearing disturbances of the Sahel. They produce a high surface wind velocity area in their northern vicinity. The deep-sea deposits of sediments and their spatial patterns allowed to conclude that the dust raising mechanism connected with the squall lines were similar for present day conditions and for the time of the last glacial maximum. The Saharan trades and the African monsoon had about the same extension in either time slice coupled with an identical travel belt of the squall lines. However, the intensity and the frequency of the squall lines were lower in glacial times.

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Zusammenfassung Tiefseesedimente liefern interessante und wertvolle Aufschlüsse über atmosphärische Strömungsbedingungen. Hier werden die Sedimente aus dem Gebiet des östlichen tropischen Nordatlantiks verwendet, um klimatische Angaben über die Strömungsverhältnisse über dem afrikanischen Kontinent zu gewinnen, da die Quelle des Staubes auf dem Kontinent im Übergangsbereich zwischen der Sahara und dem Sahel zu suchen ist. Die meteorologische Ursache des systematischen Staubeintrages in die Atmosphäre sind die regenbringenden sommerlichen Störungen des Sahel («>squall lines»<), die in ihrem nördlichen Randbereich ein Gebiet hoher Windgeschwindigkeit am Boden aufweisen, so daß es hier regelmäßig zu Staubaufwirbelungen kommt. Mit Hilfe der räumlichen und zeitlichen Verteilung der Tiefseesedimente konnte schon früher gezeigt werden, daß während der Periode des letzten Hochglazials die Lage der Grenzzone zwischen Passat und afrikanischem Monsun sich im Vergleich zur Gegenwart nicht verändert hat. Hier wird nun zusätzlich deutlich, daß sowohl die Intensität als auch die Frequenz der «>squall lines»< zum Höhepunkt der Vereisung geringer was als heute.

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Résumé Les sédiments amenés par le vent dans les mers profondes fournissent de précieuses indications sur la distribution des courants atmosphériques. Dans cette note, les sédiments de la partie orientale de l'Atlantique tropical sont examinés en vue de déduire les conditions climatiques régnant sur le continent africain, où la source de la poussière est située entre le Sahara et le Sahel. En effet, l'origine météorologique des apports éoliens sont les pertubations pluvieuses (lignes de grains) qui sont accompagnées sur leur bordure nord de vents de grande vitesse au sol. La distribution des sédiments sur le fond océanique a déjà permis de conclure que le mécanisme de transport était, lors de la dernière glaciation (18.000 ans), semblable à ce qu'il est aujourd'hui. Toutefois, l'intensité et la frequence des perturbations étaient plus faibles qu'aujourd'hui.

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. , , , . ("squall lines"), , , . , . , , squall lines .

     

Die fazielle und paläogeographische Entwicklung im Perm der Karnischen Alpen und in den Randgebieten

Zusammenfassung Im Unterperm bildet sich mit den küstennahen Innenschelf-Sedimenten der Unteren Pseudoschwagerinen-Kalke (UPK) und über der klastischen Fazies der im hochenergetischen Intertidal-Subtidal-Grenzbereich entstandenen Grenzlandbänke (GB) die Karbonatplattform der Oberen Pseudoschwagerinen-Kalke (OPK) heraus. Ökologische Zonenfolgen, die eine zunehmende Verschiebung zu küstenferneren Bereichen anzeigen, weisen die OPK als Ablagerungen des subtidalen Außenschelf-Bereiches aus.Verschieden alte Schelfrandriffe (Karnische Alpen, Sextener Dolomiten) und die Klastischen Trogkofelschichten als Innenschelfentwicklung im E und SE setzen die Entwicklung der Plattform in der Trogkofelstufe fort.Bodenunruhen mit Brekzienbildungen in den Klastischen Trogkofelschichten gipfeln in einem Zerbrechen der Karbonatplattform an der Wende Unter/Mittelperm und führen zur Ablagerung der Tarviser Brekzie in lokalen Senken.Mit den im W zunächst noch kontinentalen, in den Karnischen Alpen und Westkarawanken aber überwiegend marinen Grödener Schichten und den bei fortschreitender Transgression abgelagerten Bellerophonschichten setzt der alpidische Sedimentationszyklus ein.

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Paleontological and sedimentological data of Permian rocks from the Carnic Alps and its neighbouring areas south of the Periadriatic Lineament could fit to the following paleogeographical patterns:The Untere Pseudoschwagerinen-Kalke (UPK) of the Rattendorfer Schichten were cyclically deposited in the inner-shelf area. During the upper UPK erosive activities and source areas of the clastics were changing. Increasing sedimentation of clastics due to the temporary erosion of metamorphic rocks and acid plutonites characterizes the Grenzland-Bänke (GB), deposited in a near-shore high-energy environment with intertidal to subtidal conditions (mega-ripples). The outer shelf sedimentation pattern of the Obere Pseudoschwagerinen-Kalke (OPK) is indicated by special associations of organisms in subtidal offshore areas.On this carbonate platform some knoll reefs of different age were built up during the Trogkofel stage (Carnic Alps, Sextener Dolomiten). Towards the east and southeast the platform shows again characteristics of the inner shelf (Klastische Trogkofel-Schichten).Synsedimentary tectonic activities during the late Lower Permian are manifested by the carbonate breccias of the Klastische Trogkofel-Schichten (Garnie Alps, Karawanken, Slovenia). The components of these breccias are dated as Middle Carboniferous to late Lower Permian. A further destruction of the platform at the Lower/Middle Permian boundary results in the sedimentation of the Tarviser Brekzie.The alpidic cycle Starts with the sedimentation of the clastic Grödener Schichten which during the first phase of sedimentation were deposited as continental clastics in South Tyrol but as predominately marine sediments in the Carnic Alps and in the Karawanken.The increasing transgression during the Upper Permian results in the deposition of bituminous sediments and basal evaporites of the Bellerophon-Schichten. In the south-western near-coast area the evaporites are dominating (facies fiammaza) whereas in northeastern South Tyrol gypsum with open marine carbonates prevails (facies badiotica). The Bellerophon-Schichten of the Carnic Alps indicate connections with the marine Zazar-Schichten in the Save area and with the limestones and dolomites of the Velebit mountains.

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Résumé L'étude paléontologique et sédimentologique du Permien des Alpes carniques et des régions septentrionales, voisines du linéament périadriatique, a permis d'en tracér une equisse paléogéographique. - Les Untere Pseudoschwagerinen-Kalke (UPK) qui marquent le début des Rattendorfer Schichten, constituent une sédimentation cyclique de nature littorale, à laquelle succède, à la suite d'une activité érosive intense, les Grenzlandbänke (GB) caractérisés par un facies clastique de haute énergie, avec, dans ce dernier, des intervalles où apparaissent des roches métamorphiques et des roches plutoniques acides. Ce milieu, parcouru par des courants instables, nous indique un domaine mitoyen» subtidal-intertidal «(méga-ripples), à labase des marées. Des faunes et flores, variées et abondantes, sont distribuées dans une succession de zones écologiques de plus en plus distantes de la côte. Les Obere Pseudoschwagerinen-Kalke (OPK), déposés ensuite, se sont donc formés sur le plateau continental extérieur à caractère subtidal.Sur cette plate-forme à formations carbonatées, et au cours de l'étage de Trogkofel, des récifs ont pu s'installer, tandis que l'E et le SW de la plate-forme, plus rapprochés de la côte, ont reçu une sédimentation clastique (Klastische Trogkofelschichten). — Les mouvements de la fin du Permien inférieur se sont traduits par des brèches intercalées dans les Klastische Trogkofelschichten; des fragments de roches du Carbonifère moyen (étage de Moscow) sont inclus dans ces brèches. Enfin cette tendance arrive à son comble à la limite Permien inférieur/Permien moyen, lorsque la plateforme se désintègre avec formation de la Taviser Brekzie dans des effondrements local.Le cycle de sédimentation alpin débute par les Grödener Schichten — encore terrestres à l'Ouest, mais surtout marines dans les Alpes carniques et les Karawanken occidentales — et par les Bellerophonschichten marquant une mer en transgression.

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, , (GB) , ( ) (UPK). , , , , . — , — , -, . . , . . , — — .

     

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.     

Was veranlaßte Alfred Wegener zum Studium der Kontinentverschiebung ?

Zusammenfassung Nicht ein Aufsatz vonKeilhack, wie in einer in irrtümlicher Weise abgeänderten Fuß-note angedeutet, sondern ein Sammelreferat vonKrenkel veranlaßteWegener im Herbst 1911 sich mit dem Problem der Kontinentverschiebung zu beschäftigen.

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In a foot-note erroneously changed by the editorial committee, it was suggested that a paper byKeilhack inducedWegener to study the problem of continental displacement in the autum of 1911. In fact it was a review paper byKrenkel on the African Cretaceous that gaveWegener occasion to study this problem.

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Résumé Contrairement à une note infrapaginale (changée par erreur par la Rédaction) suggérant qu'un article de Keilhack aurait amené Wegener à étudier le problème de la dérive des continents au cours de l'automne 1911, c'est en fait une vue d'ensemble de Krenkel sur le Crétacé africain qui, pour Wegener, fut l'occasion de cette étude.

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Keilhack'a, , Krenkel'H 1911 .

     

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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Die Schlüsselstellung des Malm-Schichtkammes der Hilsmulde in der Morphologie des nordwestdeutschen Berglandes

Zusammenfassung Der Malm der Ith-Hils-Mulde wird am. SE-Ende des Ith diskordant von Unterkreide überlagert, und im Innern der Mulde sind in einer Umgebung von Jura und Wealden Schichten des Neokom und des Tertiär erhalten, die durch Ablaugung auf dem Salzstock von Weenzen versenkt worden sind. Aus diesen Lagerungsverhältnissen ergibt sich folgende Vorstellung von der Entstehung des Malm-Schichtkammes der Ith-Hils-Mulde:Die Malm- und Wealdenschichten des Ith-Hils-Gebietes sind während ihrer Ablagerung eingemuldet worden; die Mulde ist nach Einebnung ihrer Ränder von den Schichten der marinen Kreide überlagert worden und hat bis zum Ende der Oligozänzeit unter Kreide- und Tertiärschichten gelegen. Soweit diese Schichten infolge einer nacholigozänen Hebung wieder abgetragen worden sind, wurden die Kalke des Unteren und Mittleren Malm in jungtertiärer Zeit als Schichtkamm herausgearbeitet.Der Malm-Schichtkamm der Ith-Hils-Mulde ist insofern ein Schlüssel zur Morphologie des nordwestdeutschen Berglandes, als seine morphologische Entwicklung in allen wesentlichen Phasen aus dem geologischen Befund abgeleitet werden und damit auch für andere Teile dieses Berglandes, deren geologische Überlieferung weniger vollständig ist, als Beispiel gelten kann.

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At the south-east spur of the secondary chain of mountains of the Ith situated between the valleys of the Rivers Weser and Leine the Malm of the Ith-Hils Trough is unconformably overlain by the Lower Cretaceous. In the interior of this trough, strata of the Neocomian and of the Tertiary have been preserved in a surrounding of Jurassic and Wealden. Salt dissolution and evacuation have caused these strata to subside on top of the salt dome of Weenzen. From these circumstances of stratification the following concept ensues regarding the formation of the Malm stratum ridge of the Ith-Hils Trough:During strata deposition the Malm and Wealden strata of the Ith-Hils region have been subjected to trough formation. After levelling of its rims the trough has been overlain by strata of the Cretaceous, and, until the end of the Oligocene, it had been situated underneath Cretaceous and Tertiary strata. Insofar as these latter strata have been destroyed again in consequence of a post-oligocene uplift, the limestones of the Lower and Middle Malm have been shaped out as the stratum ridge in the late Tertiary epoch.The Malm stratum ridge of the Ith-Hils Trough represents a key to the explanation of the morphological conditions of the mountainous country of north-western Germany, as the morphological development of the same can be derived from the geological findings in all its essential phases. Thereby the Malm stratum ridge of the Ith-Hils Trough can be set as a validated example for other parts of this stretch of mountainous country, whose structural aspect is less complete.

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Résumé Au contrefort sud-est de la chaîne de montagnes de l'Ith située entre les vallées des rivières Weser et Leine, le Malm (Jurassique Supérieur) du synclinal de l'Ith-Hils est couvert par le Crétacé Inférieur sous forme d'une discordance de stratification. A l'intérieur de ce synclinal des strates du Néocomien et du Tertiaire se sont conservées dans un entourage du Jurassique et du Wealdien. Au-dessus du dôme de sel de Weenzen la dissolution et l'écoulement des sels ont causé que ces strates se soient enfoncées. De ces circonstances de stratification le concept suivant s'ensuit en ce qui concerne la formation de la crête de strate du Malm du synclinal de I'Ith-Hils:Pendant le processus de stratification les strates du Malm et du Wealdien de la région de l'Ith-Hils ont subi une formation de synclinal. A la fin du processus de nivellement de ses bords le synclinal a été couvert par les strates du Crétacé (marin), et, jusqu'à la fin de l'Oligocène, il a été situé au-dessous des strates du Crétacé et du Tertiaire. En tant que ces dernières strates ont été enlevées à nouveau en conséquence d'un soulèvement post-oligocène, les calcaires des strates de Malm inférieur et moyen ont été façonnés en qualité de crête de strate à l'époque du Néogène.La crête de strate du Malm du synclinal de l'Ith-Hils représente une explication fondamentale des conditions morphologiques du pays de montagnes de l'Allemagne du nord-ouest jusqu'à un tel point que le développement morphologique de ce pays peut être dérivé des constatations géologiques de l'état récent dans toutes ses phases essentielles. De cette manière la crête de strate du Malm peut servir d'exemple corroboré à d'autres parties de cette région de pays de montagnes, dont l'aspect structurel est moins complet.

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Ith-Hilo Ith . , . : , . . . , , .

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Vortrag, gehalten auf der 58. Jahrestagung der Geologischen Vereinigung in Göttingen am 19. 2. 1968.     

Deep-sea carbonates: Reading the carbon-isotope signal

The carbon isotope signal in deep-sea sediments reflects a mix of (1) global changes in the rates of exchange of the ocean's carbon reservoir with biosphere, soil, and sediments, (2) global and regional changes in surface water productivity, (3) internal shifts in water-mass structure and circulation (basin-basin fractionation, oxygen minimum development), and (4) organism-specific fractionation effects due to changes in micro-habitat and/or ontogenic fractionation (»vital effects«). Additional complications arise from differential preservation. It is impossible to entirely isolate these various factors. As a rule of thumb, long period signals that are parallel for planktonic and benthic data reflect external (global) fractionation patterns, whilst short-period signals are more likely tied to internal patterns (water-mass fractionation). The various approaches to interpretation are illustrated with three case studies: the Glacial-Holocene transition, the Messinian Carbon Shift, and the Miocene Monterey Excursion.

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Zusammenfassung Das Kohlenstoff-Isotopensignal in den Tiefseesedimenten spiegelt ein Zusammenspiel wider, das (1) von den globalen Austauschraten des ozeanischen Kohlenstoffreservoirs mit der Biosphäre, den Böden und den Sedimenten gesteuert wird, (2) in dem ein globaler und regionaler Wechsel in der Produktivität des Oberflächenwassers und (3) interne Veränderungen in der Wassermassen-Struktur und -Zirkulation (Becken-zu-Becken-Fraktionierung, Sauerstoffminimumentwicklung) zum Ausdruck kommen, und (4) in dem eine spezifische Fraktionierung hervorgerufen durch die Milieuänderung im Lebensraum der Organismen und/oder ontogenetische Fraktionierung (»Vitaleffekte«) erscheint. Zusätzliche Komplikationen entstehen aus unterschiedlichen Erhaltungsmöglichkeiten. Es ist unmöglich, alle diese verschiedenen Faktoren vollständig zu isolieren. Als Faustregel kann man annehmen, daß langpenodische Signale, die parallel mit Plankton- und Benthosentwicklungen verlaufen, externe globale Fraktionierungstrends widerspiegeln, während kurzzeitige Signale eher an interne Muster gebunden sind (Fraktionierung innerhalb der Wassermassen). Die verschiedenen Möglichkeiten der Interpretation werden an speziellen Fällen diskutiert: am Übergang Pleistozän zu Holozän, an der Veränderung des Kohlenstoffverhältnisses im Messinium und an dem Monerey-Maximum im Miozän.

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Résumé Le signal isotopique du carbone enregistré dans les sédiments océaniques résulte d'un ensemble de mécanismes qui reflètent: 1) les variations globales dans l'intensité des échanges entre le réservoir du carbone de l'océan et la biosphère, les sols et les sédiments, 2) les variations globales et régionales de productivité des eaux de surface, 3) les changements dans la structure et la circulation des masses d'eaux (fractionnement de bassin à bassin, développement d'un niveau à minimum d'oxygène), et 4) les effets de fractionnement propres aux organismes, dûs à des changements de micro-habitat et/ou à un fractionnement au cours de l'ontogénie (»effet vital«). La préservation différentielle ajoute certaines difficultés d'interprétation. Il n'est pas possible d'isoler entièrement chacun de ces différents facteurs. D'une manière générale les signaux à longue période dont les variations sont parallèles pour les données planctoniques et benthiques correspondent à un fractionnement dû à des facteurs externes (globaux), alors que les signaux à courte période sont plus vraisemblablement liés à des facteurs internes (fractionnement des masses d'eaux). Trois cas étudiés permettent d'illustrer ces différents types d'interprétation: la transition Glaciaire/Holocène, le »décrochement Messinien« et l'»enrichissement de Monterey« au Miocène.

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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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The gold-rich seafloor massive sulphide deposits of Tasmania

Four major high grade polymetallic massive sulphide deposits (Rosebery, Hercules, Que River and Hellyer) occur within the Cambrian Mount Read Volcanic arc in western Tasmania. The Central Volcanic Complex which is host to the ores is a high-K calc-alkaline andesite-dacite-rhyolite suite which has erupted through thick continental crust along an ancient continental margin. The presence of longitudinal faults which control both the locations of mineralization and younger grabben fill volcanic sequences indicate late stage rifting during the development of the arc.The youngest and least deformed deposits at Hellyer and Que River contain primary textural features within the sulphide mound such as colloform pyrite and chalcopyrite diseased and zoned sphalerits. Isoclinal folding of the Que River ores has caused partial sulphide recrystallization and a cleavage induced lamination which is easily confused with the primary sulphide lamination. The older Rosebery deposit has a sheet like form and a poorly developed alteration pipe. The massive sulphide sheet has been strongly deformed by folding and thrusting leading to a series of imbricate ore lenses. All primary sulphide textures at Rosebery have been destroyed by the later deformation and annealing events.The classic metal zonation within these deposits of Fe->Cu->Pb-Zn->Ag-Au->Ba enables a reconstruction of the original form of the sulphide mounds and the location of primary hydrothermal seafloor outlets. The mean gold grade of the polymetallic massive sulphides varies from 2–4 ppm with the best grades concentrated toward the stratigraphic hanging wall of the deposits associated with either the high grade zinc zone or the barite zone. Mt. Lyell, which is a large copper stock-work orebody in the southern part of the volcanic arc, shows a distinctly different association of gold with copper in the deepest part of the stock-work system. This bipartite association of Au-Zn in the hanging wall (e. g. Hellyer, Que River and Rosebery Zn-Ba zone) and Au-Cu in the footwall (e. g. Mt. Lyell and Rosebery Cu zone) has been observed in other seafloor massive sulphide ores world wide, and is considered to relate directly to the gold transporting mechanism.The footwall gold-copper association is the result of deposition of gold from the high temperature soluble gold-chloride complex due to decreasing temperature and increasing pH as the fluids move up towards the seafloor. On the other hand, concentration of gold in the upper lead-zinc-barium rich parts of massive sulphide lenses at Hellyer, Que River and Rosebery results from remobilization and transport of gold as the bisulphide complex, as the hydrothermal fluids move up through the previously deposited sulphide mound or blanket and out onto the seafloor continually mixing with sea water and becoming more oxidized. Gold is ultimately concentrated at the upper-most surface of the massive sulphide lens due to the continuation of this zone refining process throughout the evolution of the orebody.

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Zusammenfassung In dem kambrischen Vulkanbogen des Mount Read, Westtasmanien, gibt es vier hochwertige polymetallische, massive Sulfidlagerstätten: Rosebery, Hercules, Que River und Hellyer. Alle Lagerstätten liegen innerhalb des zentralen Vulkanit-komplexes, eines K-reichen, kalk-alkalischen Andesit-Dacit-Rhyolithes, der entlang eines alten Kontinentalrandes durch eine mächtige kontinentale Kruste eruptierte. Späte Riftphasen während der Bildung des Vulkanbogens werden durch längsgerichtete Störungen, die sowohl Ausfällungsorte als auch jüngere Grabenfüllungen steuern, angedeutet.Hellyer und Que River, die jüngsten und am schwächsten deformierten Vorkommen, enthalten innerhalb der Sulfide primäre texturelle Merkmale, wie kolloidalen Pyrit und Kupferkies, sowie zonierten Sphalerit. Isoklinale Faltung der Que River Lagerstätten verursachte eine teilweise Rekristallisation der Sulfide und eine schieferungsbedingte Lamination, die schwer von der primären Sulfidlamination zu unterscheiden ist. Die ältere Rosebery Lagerstätte hat eine plattenartige Form und einen schwach entwickelten Schlot. Die massive Sulfidplatte wurde durch Faltung und Überschiebung intensiv deformiert, so daß es zu einer dachziegelartigen Lagerung des Lagerstättenkörpers kam. Sämtliche primären Strukturen wurden so durch die spätere Deformation zerstört.Die klassische Zonierung der Metalle innerhalb der Lagerstätte, nämlich Fe->Cu->Pb-Zn>Ag-Au->Ba ermöglicht die Rekonstruktion der ursprünglichen Form und Lage der Sulfide am primären Ausfällungsort. Der durchschnittliche Goldgehalt der Sulfide liegt zwischen 2 und 4 ppm, mit Maxima innerhalb des Hangenden von hochwertigen Zinkoder Baritvorkommen.Mt. Lyell, eine große Kupferlagerstätte im Süden des Vulkanbogens, zeigt eine unterschiedliche Kupfer-Gold-Vergesellschaftung im tiefsten Teil der Lagerstätte. Dieses zweigeteilte Vorkommen, einmal von Gold und Zink in oberen Bereichen (z. B. Hellyer, Que River und der Rosebery Zn-Ba-Zone) und zum anderen von Gold und Kupfer in tieferen Stockwerken (z. B. Mt. Lyell und die Rosebery Cu-Zone) wurde weltweit bei mehreren Sulfidlagerstätten beobachtet. Dieses Phänomen wird direkt auf die Art des Transportme-chanismusses des Goldes zurückgeführt. Die Gold-Kupfervorkommen im tieferen Stockwerk resultieren aus einer Fällung von Hochtemperatur-Gold-Chlorid-Komplexen durch Abkühlung und steigenden pH-Wert während des Aufstiegs der Lösungen. Die Anreicherung von Gold in den höher gelegenen Blei-Zink-Barium-reichen Teilen bei Hellyer, Que River und Rosebery resultiert aus einer Remobilisation und einem Transport von Gold als Bisulfid-komplex, als Folge des Aufstiegs hydrothermaler Lösungen durch ältere Sulfide. Dabei werden die Lösungen auf dem Weg zum Ozeanboden kontinuierlich mit Meerwasser vermischt und bekommen einen mehr oxidierenden Charakter.Die Goldanreicherung direkt an der Oberfläche des massiven Sulfidkörpers ist die direkte Folge dieses fortlaufenden Prozesses während der Entwicklung der Lagerstätte.

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Résumé Dans l'arc volcanique combrien du Mont Read (Tasmanie occidentale), existent quatre dépôts de sulfures polymétalliques massifs à haute teneur: Rosebery, Hercules, Que River et Hellyer. Tous ces dépôts sont contenus dans le Complexe Volcanique Central, lequel consiste en une série andésitodacito-rhyolitique calco-alcaline riche en K, qui a fait éruption à travers une croûte continentale épaisse, le long d'une ancienne marge continentale. La présence de failles longitudinales, qui déterminent à la fois l'emplacement des minerais et l'existence de séries volcaniques jeunes de comblement de graben, témoigne de processus de rifting tardifs au cours de l'histoire de l'arc.Les dépôts de Hellyer et de Que River, qui sont les plus jeunes et les moins déformés, présentent dans les sulfures des structures primaires telles que: pyrite et chalcopyrite colloformes et blende zonaire. Le minerai de Que River a subi un plissement isoclinal, responsable d'une recristallisation partielle des sulfures et d'une foliation de schistosité, difficile à distinguer de la lamination originelle des sulfures. Le dépôt de Rosebery, plus ancien, présente la forme d'un feuillet avec une cheminée d'altération peu développée. Ce feuillet de sulfure massif a été fortement déformé par le plissement et par des failles de chevauchement qui ont engendré une série de lentilles de minerai imbriquées. Ces déformations ont provoqué la destruction de toutes les structures primaires des sulfures à Rosebery.La distribution zonée classique des métaux dans ces dépôts (FeCaPbZnAgAuBa) permet de reconstituer la forme originelle des ames de sulfures et de localiser les points d'émissions primaires sur le fond marin. La teneur moyenne en or dans les sulfures massifs polymétalliques varie de 2 à 4 ppm, les teneurs les plus élevées se concentrant vers le toit stratigraphique des sédiments associés, dans les zones à zinc ou à barite. Le Mont Lyell, formé d'un grand gisement de cuivre dans la partie sud de l'arc volcanique, présente une situation nettement différente: l'or y est associé au cuivre dans la partie inférieure du gisement. Une telle dualité d'association Au-Zn au toit (p.ex. Hollyer, Que River et Zone à Zn-Ba de Rosebery) et Au-Cu au mur (p.ex. Mt Lyell et zone à Cu de Rosebery) a été observée dans des amas de sulfures massifs en d'autres endroits du monde et est considérée comme résultant directement du mécanisme de transport de l'or.L'association Au-Cu au mur résulte du dépôt de l'or à partir de complexes solubles de chlorure d'or de haute température, dépôt provoqué par la baisse de température et l'augmentation du ph lorsque les fluides montent vers le fond marin. D'autre part, la concentration de l'or dans les parties supérieures à Pb-Zn-Ba des gisements de Hellyer, Que River et Rosebery résulte d'une remobilisation de l'or sous forme de complexes bisulfurés, lorsque les fluides hydrothermaux montent à travers les sulfures déjà déposés et arrivent sur le fond marin où ils s'oxydent et se mèlent continuellement à l'eau de mer. L'or est finalement concentré à la surface supérieure des lentilles de sulfure massif, grâce à la poursuite de ce processus au cours de l'évolution du gisement.

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Mount Read, , 4 , : Rosebery, Hercules, Que River Hellyer. , - -- , . , , , . Hellyer Que River, , , .: . Que River , . Rosebery . , . . , F- > - > Pb- > Zn- > Ag> . 2 4 m, . Mt. Lyell , . : (.: Zn-Ba Hellyer, Que River Rosebery) (.: Mr. Lyell Rosebery). . pH . , , , , . . .

     

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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