Sulfur isotope ratios of Icelandic rocks

Sulfur isotope ratios have been determined in 27 selected volcanic rocks from Iceland together with their whole rock chemistry. The ³⁴S of analyzed basalts ranges from –2.0 to +0.4 with an average value of –0.8 Tholeiitic and alkaline rocks exhibit little difference in ³⁴S values but the intermediate and acid rocks analyzed have higher ³⁴S values up to +4.2 It is suggested that the overall variation in sulfur isotope composition of the basalts is caused by degassing. The small range of the ³⁴S values and its similarity to other oceanic and continental basalts, suggest that the depleted mantle is homogeneous in its sulfur isotope composition. The ³⁴S of the depleted mantle is estimated to be within the range for undegassed oceanic basalts, –0.5 to +1.0     

Geophysical prospecting in the Lake Victoria goldfields

Two areas of the Lake Victoria Region in Tanzania, where most of the old gold prospects are situated, were chosen for a comprehensive mineral survey. Since most of the country is covered by tropical soils, geophysical methods were applied. The gold occurs in quartz veins, shear zones and impregnation deposits, sometimes closely associated with sulphides or graphites, mostly in the archean country rocks of the Nyanzian System. The Nyanzian rocks form irregular shaped rafts in the roof of the central granite and have nearly the same physical properties as the gold occurrences. This obstacle was overcome by a special combination of geophysical methods:Airborne magnetic and electromagnetic surveys were flown in order to distinguish major fault zones, conducting horizons and profound changes in lithology.In promising areas, selected from the airborne results or from the presence of old mine workings, special grids were cut out and pegged. These grids were surveyed with magnetometer and E. M. Gun. The results, evaluated in contour and derived structural maps, produced the important tectonic features of the areas.These informations formed the background for the finalTuram survey, which gave in some instances direct indications of the mineralized quartz veins. This combination revealed also so many particulars of the structural pattern, that extensions of the deposits could be established and it became possible, to carry out trenching and drilling programmes successfully. The application of the combined methods is explicated on the example of one particular mineralized quartz vein of Sarama Area.

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Zusammenfassung Zwei Gebiete am Victoriasee in Tanzania, in denen zahlreiche alte Goldbergbaue liegen, wurden durch eine Mineralprospektion erfaßt. Da ein großer Teil des Landes von tropischen Lehmen überdeckt wird, mußten geophysikalische Methoden angewendet werden. Das Gold kommt in Quarzgängen, Scherzonen und Imprägnations-Lagerstätten vor, teilweise in enger Verbindung mit Sulfiden oder Graphit, zumeist innerhalb der archaischen Gesteine des Nyanzian, die als unregelmäßig gestaltete Flöße im Dach des Zentralgranites schwimmen. Diese Serie besitzt nahezu dieselben physikalischen Eigenschaften wie die Goldvorkommen. Dieses Problem wurde durch eine besonders geeignete Kombination geophysikalischer Methoden gelöst:Magnetische und elektromagnetische Flugvermessungen wurden gleichzeitig durchgeführt, um Hauptverwerfungen, gut leitende Horizonte und die Verbreitung der wichtigsten Gesteine festzustellen.In höffigen Gebieten, die nach den Ergebnissen der Flugvermessungen oder nach der Lage alter Goldbergbaue ausgewählt wurden, sind besondere Netzwerke ausgeschlagen und verpflockt worden. Magnetometer und E.-M.-Gun-Messungen erfolgten zuerst; ihre Ergebnisse, in Isolinienkarten und abgeleiteten Strukturkarten ausgewertet, spiegelten die wichtigsten tektonischen Einheiten des Untersuchungsgebietes wider.Diese Resultate bildeten die Grundlage für die abschließendenTuram-Messungen, die direkte Hinweise auf die vererzten Quarzgänge erbrachten. Diese Verbindung unterschiedlicher Untersuchungsmethoden gab außerdem so viele Einzelheiten des geologischen Aufbaues wieder, daß die Ausdehnung einiger Erzkörper festgestellt und Schürf sowie Bohrprogramme erfolgreich ausgeführt werden konnten. Die Anwendung dieses Verfahrens wird am Beispiel einer typischen Quarzgang-Goldlagerstätte aus dem Sarama-Gebiet erläutert.

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Résumé Une recherche minière a été effectuée dans deux secteurs de la région du Lac Victoria en Tanzanie, où se trouve située la majorité des anciennes mines aurifères. De différentes méthodes géophysiques furent appliquées au cours de cette recherche, compte-tenux de l'importante altération de type tropical existant dans cette région. L'or se rencontre dans des veines de quartz, des zones de cisaillement ou en imprégnations diffuses et se trouve fréquemment associé à des sulfures et du graphite. La minéralisation est intrusive dans les formations précambriennes du Nyanzien. Ces formations constituent des îlots de forme irrégulière répartis dans le granite et ont, géophysiquement parlant, sensiblement les mêmes propriétés physiques que les formations aurifères. Cet obstacle fut levé en utilisant une combinaison spéciale de méthodes géophysiques:Une campagne de géophysique aéroportée (magnétométrie et électromagnétisme) fut effectuée en vue de repérer les failles principales, les horizons conducteurs et les changements lithologiques majeurs.Une étude au sol par magnétométrie et électromagnétisme (E. M. Gun) fut alors entreprise dans les zones favorables, choisies sur la base des résultats de la géophysique et de l'importance des anciens travaux miniers, suivant une maille spéciale qui avait été jalonée au préalable sur le terrain. Les résultats furent consignés sous forme de cartes de contours et révélèrent les principales marques caractéristiques tectoniques de la région.Ces informations servirent de base à une campagne auTuram qui donne en certains endroits des indications précises sur les veines de quartz aurifère.Cette combinaison de méthodes géophysiques permit d'établir l'aspect structural de la région à un degré tel qu'il fut possible de déterminer l'extension des gisements et il devint alors possible de réaliser avec succès les programmes de prospection superficielle et de sondage. A titre d'exemple, l'application de ces méthodes combinéses est détallée pour une veine de quartz aurifère de la région de Sarama.

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

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Annotation note of the editorial staff: Due to lack of time we have not been able to alter the text of this paper.     

Lower Triassic alkaline granites of Central Chile (30‡S) in the high-Andean Cordillera

The Na₂O + K₂O/Al₂O₃ molar ratio (agpaitic index) of Lower Triassic leucogranites samples from the Rios Elqui-Lamarí batholith is close to one which is typical of alkaline granites. Loss of alkalis due to groundwater interaction should have occur causing a depletion of the original peralkalinity.It is assumed that this alkaline magmatism has been generated, during crustal extension period, by partial melting of water undersaturated deep crustal rocks.

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Zusammenfassung Das Mol-VerhÄltnis von Na₂O + K₂/Al₂O₃ (agpaitischer Index) der untertriassischen Leukogranit-Proben des Batholithen vom Rios Elqui-Limari liegt in der NÄhe von 1. Dieses ist typisch für Alkaligranite. Der Verlust von Alkali könnte durch Grundwassereinwirkung zustandegekommen sein, was eine Verringerung der ursprünglichen HyperalkalinitÄt verursacht hat.Es wird angenommen, da\ dieser alkalische Magmatismus in einer Phase der Krustenausdehnung entstanden ist durch partielles Aufschmelzen von wasseruntersÄttigten Gesteinen der Tiefenkruste.

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Resumen Leucogranitos de edad triásica inferior pernecientes al batolito compuesto Ríos Elqui-Limarí están caracterizados por presentar una razón molecular Na₂O + K₂O/Al₂O₃ (índice agpaítico) cercano a uno, propio de los granitos alcalinos. Una probable pérdida de álcalis de estos granitos, provocada por el agua infiltrada, sería causante de una disminución de la peralcalinidad original.Se infiere un mecanismo de fusión parcial de rocas corticales profundas subsaturadas en agua, para la génesis de este magmatismo alcalino en un ambiente tectónico de extensión cortical.

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Na₂O + K₂/l₂₃ - - -- 1. . , . , .

     

Contemporaneous development of mullions and hornblende lineations in divergent directions

A mullion structure is described from a several meter thick amphibolite from the Precambrian bedrock of south-eastern Norway. The mullion axes deviate about 60–70⁰ from the fold axis defined in the amphibolite by the constructed intersection of foliation planes. The fold axis is also reflected in the lineated hornblende grains. The orientation of the mullion axes is parallel to the trace of the amphibolite foliation on the mullioned surface. It is concluded that the mullions were formed on a discordant surface (probably a fracture surface) in responce to movement along the intersecting foliation planes at the same time as the hornblende lineation was developed.

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Zusammenfassung Aus dem südostnorwegischen präkambrischen Grundgebirge wird aus einem mehrere Meter mächtigen verfalteten Amphibolit eine Mullion-Struktur beschrieben. Die Achsen der Mullions weichen 60–70⁰ von der Faltenachse ab, welche aufgrund der Biotitfoliationen im Amphibolit konstruiert werden konnte. Diese Faltenachse wird auch von den linearen Hornblenden nachgezeichnet. Es wird angenommen, daß sich die Mullions auf einer diskordanten Fläche (wahrscheinlich einer Bruchfläche) gebildet haben. Auf dieser Fläche verlaufen die Mullion-Achsen parallel der Spur der Amphibolit-Foliation. Die Mullions entstanden gleichzeitig mit den linearen Hornblenden infolge einer Bewegung entlang der sich schneidenden Foliationsebenen.

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Résumé Une structure en «mullion» a été étudiée dans des amphibolites, d'âge Précambrien, en Norvège. Les mullions proviennent d'une couche discordante, qui a été déformée avec les amphibolites. On observe que les axes des mullions font une angle de 60 à 70 degré avec la linéation (prismes de hornblende) qui est parallèle aux axes des plis; les axes des mullions et la linéation sont situés dans le plan de la foliation des amphibolites.

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Mullion-Struktur - . 60–70 , . . , (, ). . .

     

Sulfur isotope evidence for penetration of MVT fluids into igneous basement rocks,southeast Missouri,USA

Previous studies of galena and sphalerite from Paleozoic MVT deposits in the Viburnum Trend, southeast Missouri documented large variations in ³⁴S values throughout the ore-forming event. The present study of Cu-Fe-sulfides reveals a similar ³⁴S variation that reflects two end-member sulfur reservoirs whose relative importance varied both temporally and spatially. More ³⁴S-enriched sulfides (³⁴S approaching 25) indicate introduction of sulfur from basinal sedimentary sources, whereas more ³²S-enriched sulfides (³⁴S < 5) may reflect fluids moving through underlying granitic basement. Two areas containing Precambrian, igneous-hosted FeCu mineralization in southeast Missouri (West and Central Domes of Boss-Bixby) were investigated to elucidate their relationship to Cu-rich MVT orebodies hosted nearby within the overlying Cambrian Bonneterre Dolomite. Mineralization at Boss-Bixby is composed of an early phase of iron oxide deposition followed by Cu-Fe-sulfides. The Central Dome is faulted and its mineralization is more fracture-controlled than the typically podiform ores of the West Dome. The ³⁴S values of West Dome sulfides are 0.9 to 6.5 and pyrite-chalcopyrite indicate a temperature of 525° ± 50 °C. These data indicate an igneous source of sulfur during Precambrian ore deposition. In contrast, ³⁴S values of Central Dome sulfides are 9.4 to 20.0 and pyrite-chalcopyrite indicate temperatures of 275° ± 50 °C. Similar ³⁴S values are obtained for chalcopyrite from the overlying MVT deposits. We speculate that deeply circulating, basin-derived MVT fluids mobilized sulfur and copper from the underlying igneous basement and redeposited them in overlying Curich MVT orebodies, as well as overprinting earlier Precambrian sulfides of the Central Dome with a later, Paleozoic MVT sulfur isotope signature. Many models for MVT fluid circulation in the Midcontinent region of North America assume that igneous basement rocks are an impermeable boundary, but in southeast Missouri, evidence exists for structurally controlled MVT fluid movement > 600 m vertically through underlying Precambrian igneous rocks. Such basement involvement has been suggested for other carbonate-hosted base-metal districts (e.g. Irish base metal deposits) and should be considered an integral part of the ore-forming process in southeast Missouri.     

Significance of late Precambrian turbidite sequences bordering the East Antarctic Shield

A late Precambrian turbidite succession is described from North Victoria Land, Antarctica, in its sedimentological, biological and tectonic aspects. Similar sequences occurring across the whole continent along the present Transantarctic Mountains are discussed. The geotectonic significance of this flysch belt is analysed in its relation to the East Antarctic Shield, the Gondwana craton and a proto-Pacific.

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Zusammenfassung Aus dem Nord-Viktoria-Land, Antarktis, wird eine spätkambrische Turbiditfolge mit ihren sedimentologischen, biologischen und tektonischen Kriterien beschrieben. Ähnliche Sequenzen, die quer durch den ganzen Kontinent im Zuge des Transantarktischen Gebirges vorkommen, werden diskutiert. Die geotektonische Bedeutung dieses Flysch-Gürtels wird analysiert in seiner Beziehung zum ostantarktischen Schild, zum Gondwana Kraton und zu einem Proto-Pazifik.

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Résumé L'auteur décrit, avec ses critères sédimentologiques, biologiques et tectoniques, une série de turbidites du Précambrien supérieur dans le Nord de la Terre Victoria de l'Antarctique. Il discute des séries analogues se présentant dans tout le continent suivant la présente Chaîne transantarctique. Il analyse la signification géotectonique de cette ceinture de flysch dans sa relation avec le bouclier de l'Antarctique oriental, du craton du Gondwana et d'un Proto-Pacifique.

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Proterozoic tectonic evolution and late Svecokarelian plate deformation of the Central Baltic Shield

The continental crust of the Central Baltic Shield evolved by accretion towards the west during the Svecokarelian orogeny 1700–2200 Ma ago. The following features are consistent with a plate tectonic mechanism involving subduction of oceanic crust below an Archean craton in the east: flysch-sediments with serpentinite masses and pillow lavas, linear high-grade metamorphic zones, island-arc type volcanic belts and late tectonic batholiths with porphyry type Cu-Mo deposits.Semi-consolidated new crust was affected by late Svecokarelian deformation (D_n) after 1850 Ma; NNE-trending folds with crenulation cleavage were overprinted on older structures together with associated NW trending ductile transcurrent shear zones that curve the F_n folds into gentle S and Z shapes. The late tectonic batholiths intruded partly at the same time as and partly after the D_n deformation.

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Zusammenfassung Die kontinentale Kruste des zentralen Baltischen Schildes entwickelte sich durch nach Westen gerichtetes Anwachsen während der Svecokarelischen Orogenese vor 1700 bis 2200 Ma. Die folgenden Erscheinungsformen lassen sich mit einem plattentektonischen Mechanismus in Einklang bringen, der Subduktion von ozeanischer Kruste unter einen Archaischen Kraton im Osten einschließt: Flysch-Sedimente mit Serpentinit-Massen und Kissenlaven, lineare hochmetamorphe Zonen, vulkanische Gürtel vom Inselbogen-Typ und spättektonische Batholithe mit porphyrischen Cu-Mo-Lagerstätten.Die halbkonsolidierte neue Kruste wurde durch späte Svecokarelische Deformation (D_n) nach 1850 Ma erfaßt; NNE-orientierte Falten mit Krenulationsschieferung wurden älteren Strukturen aufgeprägt in Verbindung mit NW-streichenden, plastischen Transcurrent-Scherzonen, die die F_n-Falten in sanfte S- und Z-Formen verbiegen. Die spättektonischen Batholithe intrudierten teils während, teils nach der D_n-Deformation.

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Résumé La croûte continentale du Boucher baltique central a évolué par voie d'accrétion vers l'ouest durant l'orogénie svécocarélienne 1700–2200 Ma. Les événements suivants sont en accord avec un mécanisme de tectonique de plaques impliquant la subduction d'une croûte océanique sous un craton archéen à l'est: sédiments flyschoïdes avec masses de serpentinite et de laves en coussins, zones linéaires à haut degré de métamorphisme, ceintures volcaniques du type guirlande d'îles et batholithes tectoniques tardifs avec gisements porphyriques de type Cu-Mo.La nouvelle croûte à semi-consolidée fut affectée par une déformation svécocarélienne tardive (D_n) postérieure à 1850 Ma. Des plis de direction NNE avec clivage de crénulation ont été superposés sur des structures plus anciennes, associés à des zones de cisaillement transcurrentes de direction NW qui ont incurvé les plis F_n suivant des formes en S et Z. Le batholithe tectonique tardif s'est mis en place en partie au même moment que, et en partie après, la déformation D_n.

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, , 1500–2200 . , , : ; ; - . , 1850 ; NNE- , , NW , , F_n S Z. , .

     

Zur Geochemie der Barytgänge von Dreislar Östliches Sauerland

Zusammenfassung Erste geochemische Untersuchungen der aszendent-hydrothermalen Barytgänge von Dreislar im östlichen Sauerland ergeben deutliche Unterschiede im SrSO₄-Gehalt einzelner Mineralisationsphasen des Baryts. Das tektonische Bild der Lagerstätte wird durch die Scharung zweier Gänge bestimmt, welche einen Bereich stark anschwellender Mächtigkeit bildet. Dieser Bereich deutet sich geochemisch als Hauptzufuhrweg der hydrothermalen Lösungen an, da der SrSO₄Gehalt jeder Bildungsphase von hier zu den Gangenden nach SE und NW kontinuierlich abnimmt. Mit absinkendem SrSO₄-Spiegel ist eine nachlassende Rotfärbung (Hämatit-Dispersion) im Baryt und eine abklingende Verkieselung der Gangsalbänder in gleicher Richtung verknüpft. Diese geochemischen Unterschiede sind vermutlich auf lateral absinkende Temperaturen vom Hauptzufuhrweg aus zurückzuführen. Für die Exploration der Lagerstätte ergaben sich hieraus Anhaltspunkte. Die Untersuchung wird z. Z. durch weitere geochemische Profile und eine detaillierte Gangkartierung fortgesetzt.

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First investigations on barite veins of hydrothermal origin of Dreislar in the eastern part of the Sauerland (Rheinisches Schiefergebirge) have shown clear differences of the SrSO₄-contents in certain phases of barite mineralisation. The tectonic scenery of the effective monomineral ore deposit is marked by the merging of two veins which create a region of increasing thickness. Geochemically this region seems to be the main channelway of hydrothermal solutions, as the SrSO₄-contents of each phase of mineralisation from this region to the end of the veins diminish continously towards SE and NW. Herewith connected is a red staining (Fe₂O₃-dispersion) in barite and a silification of the country rock diminishing from the merging to the ends of the veins. The late Varistic or Saxonic vein formation was connected with three phases of ascending mineralisation from low temperature by hydrothermal solutions (silica phase - barite phase - sulphide phase). The barite main mineralisation is subdivided into four subphases. From this research clear hints result for further explorations of these ore deposits.

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Résumé Le premier résultat des recherches géochimiques des filons de barytine de genèse ascendante hydrothermale à Dreislar situé dans l'est du Sauerland c'est que les différentes phases de minéralisation de barytine se distinguent nettement quant à leur teneur en SrSO₄. L'impression tectonique de ce gisement de minéraux presque uniforme est caractérisée par le raccordement de deux filons qui forme une zone d'épaisseur fort croissante. Cette zone semble êtredu point de vue géochimique - la fissure nourricière principale des venues minéralisantes hydrothermales, parce que la teneur de SrSO₄ de chaque phase de naissance de la barytine se diminue de manière continuelle d'ici jusqu'aux bouts des filons vers le sud-est et le nord-ouest. Une coloration rouge (dispersion de Fe₂O₃) diminuante dans la barytine et une silification décroissante de la roche encaissante du raccordement vers les bouts des filons sont liées à cela. La formation des filons variscien respectivement saxonien se déroulait dans la même période de temps qu'une minéralisation ascendante en trois phases qui est composée de venues minéralisantes de basse température (phase de quartz - phase de barytine - phase de sulfide). On peut classifier la minéralisation principale de barytine en quatre sous-phases. D'après cette recherche on peut donner de sûres indications pour l'exploitation ultérieure de ce gisement filonien.

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() Sr SO₄ .

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Eine ausführliche Arbeit über die Lagerstätte Dreislar von A.Pilger, D.Weisser und H.Gündlach erscheint demnächst.     

Formation of Mud-Volcanic Fluids in Taman (Russia) and Kakhetia (Georgia): Evidence from Boron Isotopes

Temperatures of the formation of mud-volcanic waters are determined based on concentrations of some temperature-dependent components (Na–Li, Mg–Li). Estimates obtained for the Taman and Kakhetia regions are similar and range from 45 to 170°, which correspond to depths of 1–4.5 km. The calculated temperatures correlate with the chemical (Li, Rb, Cs, Sr, Ba, B, I, and HCO₃) composition of water and ¹³ (₂) and ¹³ (CH₄) values in spontaneous gases. The isotope values indicate that mechanisms of the formation of ¹³-rich gases, i.e., gases with high ¹³ values (up to +16.0 in ₂ and –23.4 in CH₄) in mud-volcanic systems of Taman and Kakhetia are governed by fluid-generation temperatures rather than the supply of abyssal gases. The ¹¹ value was determined for the first time in mud-volcanic products of the Caucasus region. This value ranges from +22.5 to +39.4 in the volcanic water of Georgia, from –1.2 to +7.4 in the clayey pulp of Georgia, and from –7.6 to +13.2 in the clayey pulp of Taman. It is shown that the ¹¹ value in clay correlates with the fluid-generation temperature and ¹¹ correlates with ¹³ in carbon-bearing gases. These correlations probably testify to the formation of different phases of mud-volcanic emanations in a single geochemical system and suggest the crucial role of temperature in the development of isotope-geochemical features.     

Über permische und tertiäre Magmatite im Untergrund des Mainzer Beckens

Zusammenfassung Auf Grund der in der Bohrung Olm 1–10 km südwestlich von Mainz — gefundenen permischen (rotliegenden) Decken-Basalte und intrusiven tertiären Limburgite wurde eine Untersuchung ähnlicher Gesteine im Raum des Mainzer Beckens i. w. S. angeschlossen. Dabei stellte sich heraus, daß die permischen (rotliegenden) Deckenbasalte der Grenzlagergruppe des Saar-Nahe-Gebietes durch den Oberrheingraben in den Sprendlinger Horst und bis nach Oberhessen zu verfolgen sind. Die Limburgite der Bohrung Olm 1 werden zu den Grabenvulkaniten gerechnet. Für diese Na-betonten Magmatite wird, ausgehend von den Limburgiten der Bohrung Olm 1, ein paleozänes-eozänes, zumindest alttertiäres (prämitteloligozänes) Alter angenommen.

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Because of the Permian plateau basalts and intrusive Tertiary Limburgites found in the well Olm 1, 10 km southwest of Mainz, an investigation of analogous igneous rocks was added in the Mainzer Becken area. It turned out that the Permian plateaubasalts of the Grenzlagergruppe (Saar-Nahe area) are to be traced through Oberrheingraben into Sprendlinger Horst as far as Oberhessen. The Limburgites of the well Olm 1 rank among the volcanic rocks of the Oberrheingraben. On the basis of the Limburgites of the Olm 1 well, for these Na-accentuated igneous rocks a Paleocene-Eocene — at the very least early Tertiary — age is to be concluded.

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Résumé Suite à la découverte des basaltes des plateaux d'âge permien et des limburgites intrusives d'âge tertiaire dans le sondage Olm 1 (à 10 km au sud-ouest de Mayence) une étude a été consacrée aux roches semblables du bassin de Mayence et de ses confins. Il s'est montré, alors, que les basaltes des plateaux d'âge permien appartenant au groupe du «Grenzlager» du bassin de la Sarre-Nahe se poursuivent à travers du fossé rhénan jusqu'au «Sprendlinger Horst» et à la Hesse méridionale. Les limburgites du sondage Olm 1 par contre appartiennent à la suite volcanique à caractère sodique du fossé rhénan. En se basant sur ces limburgites un âge paléocène à éocène — ou pour le moins antéoligocène moyen — de la suite volcanique du fossé d'effondrement paraît démontré.

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. . 1–10 . — , . , - . I . , -, - , , - , ( ).

     

The sedimentary rocks of macaronesia

In all the archipelagos forming Macaronesia, volcanis predominate, but pre-Quaternary sediments are also present, though playing a humble role.Calcareous deposits have by far the greatest significance throughout the known stratigraphic record. Tertiary occurrences tend to be thin, show more gentle dips, whereas the Mesozoics attain thicknesses of 400 m (certain), attitudes steeper, often vertical.To date, Mesozoics are recognized only in Maio (Cape Verde), are possible in S. Nicolau (Cape Verde) and Fuerteventura (Canary Islands). Whether strata as old as Jurassic is present in these three islands is a moot point. Ample arguments, pro and con, have been presented for Maio; there is meagre evidence in S. Nicolau; pure conjecture in Fuerteventura.Beginning with the Neogene, the stratigraphic record for Macaronesia is more substantial, the Vindobonian being present or then strongly suspected in all archipelagos.The sedimentary rocks in these islands have not aroused the same interests as the volcanics, and undeniably they are of far less importance as regards rock constitution. The status of investigations varies widely within the different islands, and as of the present, we must frankly recognize that our knowledge of the sedimentaries is only of reconnaissance standard.

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Zusammenfassung Auf allen Inselgruppen, die man als Makaronesen zusammenfaßt, überwiegen vulkanische Gesteine; prä-quartäre Sedimente gibt es — in geringem Umfang — ebenfalls.Kalkablagerungen haben, nach den bekannten stratigraphischen Zeugnissen zu urteilen, die größte Bedeutung. Tertiär ist in geringer Mächtigkeit und schwach geneigt vertreten, während das Mesozoikum bis zu 400 m nachgewiesene Mächtigkeit erreicht und verstellt, oft vertikal auftritt.Bisher ist Mesozoikum nur in Maio (Kapverden) bekannt, möglicherweise auch in S. Nicolau (Kapverden) und Fuerteventura (Kanarische Inseln). Ob Schichten jurassischen Alters und den drei Inseln vorkommen, ist umstritten. Argumente dafür und dagegen sind für Maio reichlich zusammengetragen worden; für S. Nicolau gibt es magere Hinweise, für Fuerteventura nur Vermutungen.Seit dem Neogen sind die stratigraphischen Zeugnisse auf den makaronesischen Inseln umfangreicher; so ist Vindobon auf allen Inselgruppen vorhanden oder sein Vorkommen mindestens sehr wahrscheinlich gemacht.Die sedimentären Gesteine haben auf den Inseln nicht das gleiche Interesse gefunden wie die vulkanischen, und sie sind auch ganz sicher von geringerer Bedeutung, soweit es sich um ihren Gesteinscharakter handelt. Der Forschungsstand ist innerhalb der Inseln sehr unterschiedlich, und wir müssen eingestehen, daß zur Zeit unser Wissen über die sedimentären Gesteine sieh noch im Anfangsstadium befindet.

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Résumé Le matériel volcanique domine dans les îles de l'archipel des Macaronesia. Les sédiments pré-quaternaires sont aussi présents, bien que jouant un rôle plus modeste.Les formations calcaires sont de loin les plus représentatives des dépôts reconnus de la colonne stratigraphique. Les dépôts cénozoiques sont généralement peu épais et présentent de faibles pendages, tandis que ceux du Mésozoique atteignent des épaisseurs de 400 m (démontrées), et des pendages importants, atteignant souvent la verticale.Jusqu'à présent, les dépôts mésozoiques ont été reconnus uniquement à Maio (Cap Vert), sont possibles à S. Nicolau (Cap Vert) et Fuerteventura (Iles des Canaries). La présence de Jurassique dans ces trois îles est encore un sujet de controverse. De nombreux arguments, positifs ou négatifs, ont été présentés concernant l'île de Maio; les arguments positifs sont légèrement dominants à S. Nicolau; le problème est à l'état de pure hypothèse à Fuerteventura.On peut faire débuter sans ambiguité la colonne stratigraphique des îles de l'archipel Macaronesia au Néogène, le Vindobonien étant présent ou fortement suspecté dans toutes les archipels.Les roches sédimentaires dans ces îles n'ont pas suscité le même intérêt que les roches volcaniques, et indéniablement leur importance est moindre. L'état d'avancement de ces travaux varie largement d'une île à l'autre, mais à l'heure actuelle, nous devons reconnaître qu'ils en sont seulement au stade de la reconnaissance.

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, , , , - . , . , 400 ; - . Maio, , . S. Nicolau Fuertaventura. - — : , . Maio; . S. Nicolau , Fuertaventura . . , - . , , . .

     

Archaean and Lower Proterozoic units in Central Brazil

The following main units have been recognized as Archaean basement rocks in central Brazil: a) High-grade granite-gneiss terrain composed predominantly by granodioritic and tonalitic gneisses; these rocks are cut by amphibolite dykes and present several nucleii locally surrounded by an array of Archaean greenstone belts, b) Greenstone belts presenting basal komatiitic ultramafic-mafic lavas with abundant spinifex textures, followed by basalts and chemical sediments such as cherts, limestones and graphitic pelites, that are often interbedded with acid and intermediate volcanics; metamorphism is within greenschist facies. Granulite mobile belt, including the granulitized mafic-ultramafic complexes of Barro Alto, Niquelândia and Brava. The Lower Proterozoic is represented by: a) metasedimentary sequences overlying the granite-greenstone terrains, with several tin bearing granite intrusions. b) Gabbro-anorthosite layered plutons and their associated mafic volcanics which are followed by acid and intermediate volcanics and ocean floor sediments. c) Mafic-ultramafic layered intrusions in the granulite terrain.

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Zusammenfassung Im zentralen Brasilien wurden folgende Haupteinheiten als Archaischer Sockel erkannt: a) hochmetamorphes Granit-Gneis-Gebiet mit vorwiegend granodioritischen und tonalitischen Gneisen; diese Gesteine werden von amphibolitischen Gängen durchschlagen. Sie bilden einzelne Kerne, die von Zonen Archaischer Grünsteingürtel umgeben werden. b) Grünsteingürtel, die basale komatiitische ultramafitische bis mafischen Laven representieren mit häufig auftretenden Spinifex-Gefügen. Diesen folgen Basalte und chemische Sedimente wie Kieselschiefer, Kalke und graphitische Pelite, in die häufig saure und intermediäre Vulkanite eingeschaltet sind. Die Metamorphose liegt in der Grünschiefer-Fazies. c) Mobiler Granulit-Gürtel, der die granulitisierten mafisch-ultramafischen Komplexe von Barro Alto, Niquelândia und Cana Brava einschließt.Das untere Proterozoikum wird durch folgende Einheiten vertreten: a) Metasedimentfolgen, die die Granit-Grünstein-Serien überlagern und die einige zinnführende GranitIntrusionen aufweisen. b) Lagige Gabbro-Anorthosit-Plutone mit dazugehörenden mafischen Vulkaniten, die von sauren und intermediären Vulkaniten und ozeanischen Sedimenten gefolgt werden. c) Mafisch-ultramafische Intrusionen innerhalb des Granulit-Gebietes.

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Resumo As seguintes unidades geológicas principais foram reconhecidas no embasamento da região central do Brasil: a) Terrenos granito-gnáissicos constituídos dominantemente por gnaisses de composição granodiorítica e tonalítica cortados por diques de anfibolito e mostrando vários núcleos graníticos localmente envolvidos por seqüências vulcano-sedimentares do tipo greenstone belt. b) Cinturões arqueanos de rochas verdes apresentando na base lavas komatiíticas com abundantes texturas tipo spinifex, seguidas de basaltos almofadados e de sedimentos químicos tais como chert, calcário e pelitos grafitosos, frequentemente intercalados com vulcânicas intermediárias e ácidas; o metamorfismo é de facies xisto verde. c) Cinturão móvel granulítico incluindo os complexos granulitizados de Barro Alto, Niquelândia e Cana Brava. Proterozóico Inferior é representado por: a) Seqüências sedimentares sobrepostas aos terrenos granito-greenstone, localmente intrudidas por granitos estaniferos; b) Plutões gabro-anortosíticos acamadados; c) Intrusões máfico-ultramáficas alojadas nos terrenos granulíticos.-- : ) - ; , , ) , . , , , , , . ; ) , - Barro Alto, Niguelandia Brava. : ) , - , , ; ) -- , ; ) - .

     

Zur Geochemie der Schichten der Kreuznacher Gruppe im Saar-Nahegebiet

Zusammenfassung Die Schichten der Kreuznacher Gruppe im Nordosten des Saar-Nahe-Gebietes kann man in 3 Faziesgebiete aufteilen, und zwar 1. in die Kreuznacher-, 2. die Niersteiner- und 3. in die Rötelschiefer-Fazies. Ihre Sedimente zeigen Merkmale einer Ablagerung unter semiariden Bedingungen, die sich ebenfalls in einer Zunahme ihres Dolomit- wie Borgehaltes zum Hangenden widerspiegeln. Dies trifft besonders auf die Rötelschieferfazies zu, wo in der Zone stärksten Anstiegs dieser Komponenten auch eine Anreicherung der wichtigsten Spurenelemente vorhanden ist. Diese Kennzeichen einschließlich der Tatsache, daß in der nahegelegenen Bohrung Wolfskehlen 4 (Rheintalgraben) mariner Zechstein nachgewiesen werden konnte, sprechen für eine Einstufung der Schichten der Kreuznacher Gruppe in den Zechstein.

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The Sediments of the Kreuznacher Gruppe in the northeastern part of the Saar-Nahe-region can be divided in the following facies: 1. The facies of Kreuznach, 2. the facies of Nierstein and 3. the facies of the Rötelschiefer. They all show features of sediments deposited under partly arid conditions, which are also demonstrated in an increase of dolomite- and boron-content of the younger sediments. This trend is quite clear in the facies of the Rötelschiefer, where in the zone of maximal increase in these components an enrichment of the most important trace elements can be observed as well. These characteristics and the fact, that in the cores of the nearby bore Wolfskehlen 4 (Upper Rhinegraben) Zechstein in a marine facies was found, admit the conclusion, that the sediments of the Kreuznacher Gruppe belong to the Zechstein, too.

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Résumé Les couches du Kreuznacher Gruppe dans la partie Nord-Est du bassin de la Sarre/Nahe peut-on subdiviser de la manière suivante: 1. La facies de Kreuznach, 2. la facies de Nierstein et S. la facies des Rötelschiefer. Toutes les trois facies indiquent des documents d'une climat semiaride, lequel se montre aussi en forme d'une augmentation de bore et de dolomie vers la partie supérieure des couches. C'est particulièrement réalisé dans la facies des Rötelschiefer, où on trouve dans la zone d'une montée maximale de bore et de dolomie aussi un enrichissement des oligoéléments les plus importants. Ces indices et le fait, qu'on a constaté du Zechstein marin tout près dans les carottes d'un sondage (Wolfskehlen 4) au graben du Rhin, permettent de conclure, que les couches du Kreuznacher Gruppe appartiennent au Zechstein.

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To accrete or not accrete,that is the question

Along modern convergent margins tectonic processes span a spectrum from accretion to erosion. The process of accretion is generally recognized because it leaves a geologic record, whereas the process of erosion is generally hypothetical because it produces a geologic hiatus. Major conditions that determine the dominance of accretion or erosion at modern convergent margins are: 1) rate and direction of plate convergence, 2) sediment supply and type in the trench, and 3) topography of the subducting ocean floor. Most change in structure has been ascribed to plate motion, but both erosion and accretion are observed along the same convergence margin. Thus sediment supply and topography are probably of equivalent importance to plate motion because both erosion and accretion are observed under constant conditions of plate convergence.The dominance of accretion or erosion at a margin varies with the thickness of trench sediment. In a sediment flooded trench, the proportions of subducted and accreted sediment are commonly established by the position of a decollement along a weak horizon in the sediment section. Thus, the vertical variation of sediment strength and the distribution of horizontal stress are important factors. Once deformation begins, the original sediment strength is decreased by sediment remolding and where sediment thickens rapidly, increases in pore fluid pressure can be pronounced.In sediment-starved trenches, where the relief of the subducting ocean floor is not smoothed over, the front of the margin must respond to the topography subducted as well as that accreted. The hypothesized erosion by the drag of positive features against the underside of the upper plate (a high stress environment) may alternate with erosion due to the collapse of a margin front into voids such as graben (a low stress environment).

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Zusammenfassung Entlang modernen konvergierenden Plattenrändern können tektonische Prozesse ein weites Spektrum von Anlagerung bis Erosion umspannen. Der Prozeß der Anlagerung wird generell erkannt, weil er eine geologische Folge aufbaut. Demgegenüber bleibt der Prozeß der Erosion im allgemeinen hypothetisch, weil er einen Hiatus hinterläßt. Die wesentlichen Bedingungen, die das Vorherrschen von Anlagerung oder Erosion bestimmen, sind: 1) Richtung und Rate der Plattenkonvergenz. 2) Sedimentlieferung und-art im Graben. 3) Topographie des subduzierenden Ozeanbodens. Die meisten Wechsel in der Struktur werden der Plattenbewegung zugeschrieben, aber sowohl Erosion als auch Anlagerung sind an demselben konvergierenden Plattenrand beobachtet worden. Daher sind wahrscheinlich die Sedimentanlieferung und die Topographie von gleichrangiger Bedeutung im Hinblick auf die Plattenbewegung, weil Erosion und Anlagerung unter konstanten Bedingungen von Plattenkonvergenz beobachtet werden.Das Vorherrschen von Anlagerung oder Erosion entlang einem Plattenrand variiert mit der Mächtigkeit der Grabensedimente. In einem sedimentbeladenen Graben werden die Verhältnisse von subduzierten und angelagerten Sediment im allgemeinen etabliert durch die Lage einer Abschiebung entlang einem schwachen Horizont innerhalb des Sedimentstapels. Daher sind die Variation der Sedimentfestigkeit in der Vertikalen sowohl als auch die Verteilung der horizontalen Spannungen bedeutende Faktoren. Sobald die Deformation beginnt, nimmt die ursprüngliche Sedimentfestigkeit ab durch die Umgestaltung des Sediments und dort, wo die Sedimentmächtigkeit rasch zunimmt, steigt der Porenwasserdruck deutlich an.In sedimentarmen Gräben, wo das Relief des subduzierten Ozeanbodens nicht ausgeglättet wird, muß die Front des Plattenrandes sowohl auf die subduzierte Topographie reagieren als auch auf die der Anlagerungsgefüge. Die hypothetische Erosion durch den Widerstand der positiven morphologischen Formen gegenüber der Unterseite der höher gelegenen Platte (ein environment hoher Spannungen) kann alternieren mit Erosion, die auf dem Kollabieren eines Plattenrandes in Hohlräume wie etwa in Gräben hinein beruht (ein environment niedriger Spannungen).

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Résumé Le long des bords des plaques convergentes actuelles, l'action tectonique couvre une gamme de processus qui va de l'accrétion à l'erosion. Un processus d'accrétion est d'ordinaire démontré par les traces géologiques qui qu'il laisse, tandis qu'un processus d'érosion, engendrant un hiatus géologique, est geéralement hypothétique. Les principales conditions qui déterminent la prédominance de l'un ou de l'autre processus sont: 1) la cinématique (vitesse et direction) de la convergence; 2) la quantité et la nature de l'apport sédimentaire dans la fosse; 3) la topographie du fond océanique en voie de subduction. La plupart des changements de structure ont été rapportés à la cinématique des plaques. Cependant des actions d'érosion et d'accrétion sont observés le long d'une même bordure convergente; par conséquent l'apport sédimentaire et la topographie océanique jouent probablement un rôle aussi important que la cinématique des plaques.La prédominance de l'accrétion ou de l'érosion le long d'une jonction dépend de l'épaisseur des sédiments de la fosse. Dans une fosse remplie de sédiments, les proportions de sédiments subductés et accrétionnés sont communément déterminés par la position, dans la série sédimentaire, d'un horizon peu résistant le long duquel s'opère un décollement. Il en résulte que les variations verticales de compétence des sédiments et la distribution des contraintes horizontales sont des facteurs importants. Dès que la déformation commence, la résistance mécanique originelle des sédiments est abaissée par leur fluage et, là où les sédiments s'épaississent rapidement, il peut y avoir accroissement marqué de la pression des fluides intersticiels.Dans des fosses pauvres en sédiments, et lorsque le relief du fond océanique en subduction n'est pas aplani, la position du contact des plaques doit résulter autant de la topographie de la plaque descendante que de celle de la plaque supérieure. L'érosion hypothétique due à l'entraînement de formes de relief sous la plaque supérieure (situation de contraintes élevées) peut alterner avec une érosion due à l'effondrement du bord de la plaque par un mécanisme de type «>graben»< (situation de contraintes basses).

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Oxygen isotopes in mantle related and geothermally altered magmatites of the Transhimalayan (Gangdese) ranges

In closed magma systems SiO₂ approximately measures differentiation progress and oxygen isotopes can seem to obey Rayleigh fractionation only as a consequence of the behaviour of SiO₂. The main role of ¹⁸O is as a sensitive indicator of contamination, either at the start of differentiation ( ¹⁸O_init) or as a proportion of fractionation in AFC. Plots of ¹⁸O vs SiO₂-allow to determine initial ¹⁸O values for different sequences for source comparison. For NBS-28=9.60, the ¹⁸O at 48% SiO₂-varies between a high 6.4 for Kiglapait (Kalamarides 1984), 5.9 for Transhimalaya, 5.8 for Hachijo-Jima (Matsuhisa 1979), 5.6 for Koloula (Chivas et al. 1982) and a low 5.3 for the Darran Complex, New Zealand. The Transhimalayan batholiths (Gangdese belt) were emplaced in the Ladakh-Lhasa terrane, between the present-day Banggong-Nujiang, and Indus-Yarlung Tsangbo suture zones, after its accretion to Eurasia. The gradient of the least contaminated continuous ( ¹⁸O vs SiO₂-igneous trend line is similar to that of Koloula, and AFC calculations suggest a low secondary assimilation rate of less than 0.05 times the rate of crystallisation. Outliers enriched in ¹⁸O are frequent in the Lhasa, and apparently rare in the Ladakh transsect. Low- ¹⁸O (5.0–0) granitoids and andesites on the Lhasa-Yangbajain axis are the result of present day or recent near-surface geothermal activity; their quartzes still trace the granitoids to the Transhimalaya ¹⁸O trend line, but the distribution of low total rock or feldspar ¹⁸O values could be a guide to more recent heat flow and thermally marked tectonic lineaments. Two ignimbrites from Maqiang show hardly any ¹⁸O-contamination by crustal material.     

Paläozoische und frühmesozoische Orogenesen am pazifischen Rand Gondwanas

Zusammenfassung In Südamerika, in der Antarktis und in Australien läßt sich gleichermaßen vom Kambrium bis in die Trias ein pazifikwärtiges Wandern der orogenen Aktivität beobachten. Aus der relativen Lage dieser Orogene ergibt sich, daß vor dem Jura die Antarktische Halbinsel westlich der Südspitze von Südamerika gelegen hat.

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In South America, Antarctica and Australia, from the Cambrian to the Triassic Pacificward shifting of the orogenic activity is observed. From the relative position of these orogenes is deduced that before the Jurassic the Antarctic Peninsula was situated west of the southern tip of South America.

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Resumen Tanto en Sudamérica como en la Antártida y en Australia desde el Cámbrico hasta el Triásico se observa una transposición continua de la actividad orogénica hacia el Pacífico. De la posición relativa de estos orógenos se concluye que antes del Jurásico la Península Antártica fue situada al Oeste de la punta Sur de Sudamérica.

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Errors in geological compass determinations of the attitude of planar structures

An experimental study has been carried out to establish the error distribution in the attitude of a planar geological surface, determined through repeated measurement with a geological compass. The three dimensional error distribution proves to be scarcely dependent on dip angle. Strike and dip variations are not related. The variation in strike determinations strongly increases with decreasing dip angle. The inverse proportionality of the standard deviation of repeated strike determinations and the sine of the dip angle is substantiated. It is a consequence of the variables chosen (strike and dip) to indicate the attitude of a planar surface.

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Zusammenfassung In einer experimentellen Studie wurde durch wiederholte Messungen mit dem geologischen Kompaß die Fehlerverteilung bei der Messung von ebenen geologischen Flächen bestimmt. Es wurde festgestellt, daß die dreidimensionale Verteilung der Fehler mit dem Einfallwinkel kaum zusammenhängt. Es gibt keine Beziehung zwischen der Variation des Streichens und des Einfallens. Die Variation bei der Bestimmung des Streichens nimmt mit abnehmendem Einfallwinkel stark zu. Eine reziproke Beziehung zwischen der Standardabweichung bei wiederholter Messung des Streichens und dem Sinus des Einfallwinkels kann nachgewiesen werden.

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Résumé Une étude expérimentale a été entreprise pour déterminer la distribution avec des erreurs dans l'attitude des surfaces géologiques planes, à partier de mesures répétées avec une boussole géologique.La distribution tridimensionelle des erreurs ne dépend guère de l'inclinaison du pendage. Variations en direction et en pendage sont sans relation. La variation dans les déterminations de direction augmente fortement avec la diminuation de l'inclinaison du pendage. La proportionalité inverse de la déviation standard de déterminations répétées de la direction et le sinus de l'angle de l'inclinaison du pendage a été mise en relief. C'est Une des conséquences des variables choisies (direction et pendage) pour indiquer l'attitude d'une surface plane.

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L'origine des saumures dans les roches sédimentaires de l'écorce terrestre

Résumé Les eaux salées dans les roches sédimentaires de l'écorce terrestre se trouvent universellement à diverses profondeures; de peu profondes à de considérables. Sur le sujet de leur origine on a fondé beaucoup d'hypothèses. On peut les diviser en trois groupes: sédimentaire, d'infiltration et endogénique. La plus repandue est la première, d'après laquelle toutes les eaux salées qui se trouvent dans les roches de provenance marine sont sédimentaires et métamorphisées et synchroniques avec les roches.L'auteur à la base de longues études faites sur les saumures de la Pologne et d'autres régions se servant d'une analyse des conditions paléohydrogéologiques, est venu à la conclusion que dans la formation de ces eaux le processus d'infiltration est d'une grande importance. D'après lui dans les roches sédimentaires de la croûte terrestre existaient d'une part des régions où ont préponderé les processus sédimentaires de la formation des saumures souterraines (les régions des plateformes récentes) et d'autre part celles où ont dominés les processus de l'infiltration des eaux superficielles salées (les régions orogéniques et dans une grande part celles d'anciennes plateformes). Dans la formation des saumures on attribue donc une grande signification aux conditions tectoniques qui existaient dans les époques géologiques particulières et ont déterminé la paléohydrodynamique dans les régions définies.

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Salt waters in the sedimentary rocks of the earthcrust generally occur at various depths ranging from shallow to considerably deep. Their origin is subject of many hypotheses which can be divided into three groups: hypotheses suggesting sedimentary, infiltration, and endogenic origin. The most widespread is the first one according to which all salt waters occurring in rocks of marine origin are metamorphosed, sedimentary marine waters synchronogenic with the rocks.On the basis of many years' studies of the brines of Poland and other regions by means of paleohydrological analysis, the author concludes that in the formation of these waters processes of infiltration had great importance. According to his opinion, in the sedimentary rocks of the earthcrust two types of areas exist: areas in which the sedimentary formation of subsurface brines prevailed (areas of recent platforms), and others in which infiltration of superficial salt waters dominated (orogenic areas and, to a large extent, the areas of ancient platforms). Therefore, in the formation of brines great significance is attributed to the tectonic conditions of particular geological periods which in turn determined the paleohydrodynamic of the area.

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Zusammenfassung Die salzhaltigen WÄsser in den sedimentÄren Gesteinen der Erdkruste befinden sich allgemein in verschiedenen Tiefen. über ihre Herkunft gibt es viele Hypothesen, die man in drei Gruppen teilen kann: sedimentÄre Entstehung, Infiltration oder endogene Zufuhr. Am meisten ist die erste Ansicht verbreitet: nach ihr sollen alle salzhaltigen WÄsser, die sich in den Gesteinen mariner Herkunft befinden, als sedimentÄre und metamorphe MeerwÄsser gedeutet werden und gleich alt mit den Gesteinen sein.Der Verfasser kommt nach vieljÄhrigen Forschungen in den Solen Polens und anderer Gebiete auf Grund einer palÄohydrogeologischen Analyse zu dem Schlu\, da\ in der Entstehung dieser WÄsser die Infiltrationsprozesse eine gro\e Bedeutung hatten. Seiner Meinung nach befinden sich in den sedimentÄren Gesteinen der Erdkruste auf der einen Seite Serien, in denen die unterirdischen Solen wÄhrend der Sedimentationsprozesse entstanden sind — in rezenten Plattformgebieten -, auf der anderen Seite Gesteine, die die Sole wÄhrend Infiltrationsprozessen von salzhaltigen OberflÄchenwÄssern erhalten haben — bevorzugt in orogenen Gebieten und in gro\em Ma\e auf alten Plattformen. Man sieht also, da\ für die Soleherkunft die tektonischen Bedingungen der einzelnen geologischen Perioden gro\e Bedeutung haben, weil sie die PalÄohydrodynamik der bestimmten Gebiete vorgezeichnet haben.

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The rhombohedral framework of the Scandinavian Caledonides and their foreland

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

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

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

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Hawaiian basalt and Icelandic rhyolite: Indicators of differentiation and partial melting

In spite of the voluminous basaltic volcanism on the island of Hawaii, rhyolite is not produced. Iceland, on the other hand, exhibits common rhyolitic volcanism amounting to some 10–12% of its surface rocks. This contrast is investigated using the fundamental igneous processes exhibited by sheet-like Hawaiian lava lakes and Shonkin Sag laccolith in Montana. Highly differentiated, residual melts normally reside within inwardly advancing solidification fronts and are generally inaccessible to eruptive processes. Only when a large initial phenocryst population is present, from which a thick basal cumulate can rapidly form, is it possible to supply highly differentiated melt into the active (i.e., eruptable) portion of the magma chamber. Although there is protracted control of differentiation at Hawaii by settling of olivine, further differentiation occurs within the solidification fronts. Only by repeated transport and holding is it possible to differentiate beyond the critical composition of the leading edge of the solidification front ( 7% MgO and 51.5% SiO₂). Crystal size distributions (CSDs) for Hawaii and Shonkin Sag are used to demonstrate the inferred physical and chemical processes of solidification, including the kinetics of crystallization.A ubiquitous feature of these basaltic bodies is the formation of coarse veins and segregations of refined melt and granophyres within the upper solidification front. It is this fundamental bimodal feature which is the key to understanding Icelandic silicic volcanism.Rhyolites in Iceland occur mainly as a bimodal population with basalts associated with central volcanoes. Rhyolites, granophyres, and felsites are common, with the intrusions often being layered. Ash flows and true granite-like intrusions are rare. The voluminous silicic lavas at Torfajokull central volcano contain disequilibrium phenocryst assemblages. This, and the disagreement in oxygen isotopic values between rhyolites and basalts, reflects extensive partial melting of the heterogeneous basaltic crust of Iceland to produce these rhyolites. Relatively small, chemically distinct, and spatially intimate silicic bodies are formed by concentrating granophyric segregations from earlier cycles of solidification. This process is also reflected in the layered granophyric instrusion of Slaufrudalur in eastern Iceland. Slaufrudalur is an unvented subterranean caldera, equivalent in igneous processes and style to the subaerial Torfajokull caldera.Hawaii is dominated by fractional crystallization due to crystal settling and does not produce rhyolite. Iceland's tectonics allow continual and extensive reprocessing of thin, hot basaltic crust which produces rhyolite by concentrating original silicic segregations and veins and by partially melting intermediate extrusives, which have subsided deep into the crust.

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Zusammenfassung Auf Hawaii treten, trotz intensiven Basalt-Vulkanismusses, keine Rhyolithe auf. Auf Island dagegen ist Rhyolith, mit 10–12% des anstehenden Gesteins, verbreitet. Dieser Kontrast wurde anhand grundlegender magmatischer Prozesse untersucht, wie sie in flachen Lava-Seen Hawaiis und im Shonkin Sag Laccolith Montanas auftreten. Hochdifferenzierte Restschmelzen verbleiben innerhalb langsam nach innen vorrückender Erstarrungsfronten und sind meist unerreichbar für eruptive Prozesse. Nur wenn anfänglich bereits große Mengen von Einsprenglingen vorhanden sind, die rasch am Boden der Magmenkammer akkumulieren, kann eine hochdifferenzierte Schmelze in den aktiven (d.h. eruptiven) Teil der Magmenkammer gelangen. Obwohl auf Hawaii die Differentiation durch die Kristallisation von Olivin anhaltend kontrolliert wird, findet an der Erstarrungsfront weitere Differentiation statt. Nur durch wiederholten Transport und zeitweiliges Verharren ist es möglich, über die kritische Zusammensetzung der vordersten Erstarrungsfront hinaus zu differenzieren (ca. 7% MgO und 51,5% SiO₂). An Kristallgrö-ßenverteilungen (CDS) von Hawaii und Shonkin Sag können die angenommenen physikalischen und chemischen Prozesse der Kristallisation und die Kristallisationskinetik gezeigt werden. Ein weit verbreitetes Merkmal dieser Basaltkörper ist die Bildung grobkristalliner Gänge und Absonderung von stark differenzierten Schmelzen und Granophyren innerhalb der oberen Erstarrungsfront. Diese ausgeprägt bimodale Charakteristik ist der Schlüssel zum Verständnis des sauren isländischen Vulkanismus.Isländische Rhyolithe treten meist in bimodaler Verbreitung mit Basalten in Zusammenhang mit zentralen Vulkanen auf. Rhyolithe, Granophyre und Feisite sind häufig, in oft geschichteten Intrusionen. Ignimbrite und echte Granitintrusionen sind selten. Die großen Mengen SiO₂-reicher Laven am Torfajokull-Zentralvulkan enthalten Ein-sprenglinge, die sich nicht im Gleichgewicht mit der Matrix befinden. Dies, und die unterschiedlichen delta-¹⁸O-Werte von Rhyolithen und Basalten, zeigen, daß ausgeprägtes teilweises Aufschmelzen der heterogenen Basaltkruste von Island zur Produktion dieser Rhyolithe führte. Relativ kleine, nahe benachbarte saure Körper, die aber deutliche Unterschiede in ihrem Chemismus aufweisen, werden gebildet durch die Konzentration granophyrischer Teilschmelzen aus früheren Kristallisationszyklen. Dieser Vorgang wird auch widergespiegelt in der »layered intrusions« von Slaufrudalur in Ostisland. Slaufrudalur ist eine geschlossene unterirdische Kaldera, deren magmatische Prozesse und Baustil der subaerischen Torfajokull-Kaldera entsprechen.Die Prozesse in Hawaii sind dominiert von gravitativer Kristallisationsdifferentiation und es werden keine Rhyolithe produziert. Die isländische Tektonik führt zu kontinuierlicher starker Wiederaufarbeitung von dünner, heißer basaltischer Kruste. Dabei wird, durch die Konzentration ursprünglicher saurer Teilschmelzen und Gänge und durch die teilweise Aufschmelzung intermediärer Intrusiva, die tief in die Kruste abgesunken sind, Rhyolith produziert.

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Résumé En dépit du volcanisme basaltique volumineux des îles Hawaï, il n'y existe pas de rhyolite. En Islande, par contre, le volcanisme rhyolitique est commun et représente 10 à 12% des roches de la surface. Ce contraste est examiné sur la base des processus ignés fondamentaux présentés par les lacs de lave d'Hawaï et le laccolite de Shonkin Sag au Montana. Normalement, les liquides résiduels hautement différenciés résident à l'intérieur des fronts de solidification qui progressent vers l'arrière et sont généralement à l'abri des processus éruptifs. Ce n'est que dans le cas d'une population initiale abondante de phénocristaux, qui se rassemblent dans un cumulat basai épais, que des liquides hautement différenciés peuvent être fournis à la portion active (c'est-à-dire »éruptible«) de la chambre magmatique. A Hawaï, bien que la différenciation soit continuellement régie par la cristallisation d'olivine, la poursuite du processus a lieu à l'intérieur des fronts de solidification. Ce n'est que par la répétition d'actions de transport et de stagnation qu'il est possible de différencier audelà de la composition critique du front de solidification (±7% MgO et 51,5% SiO₂). A partir de la distribution de la taille des cristaux à Hawaï et à Shonkin Sag, on peut déduire les processus physique et chimique de la solidification, y compris la cinétique de la cristallisation.Une particularité courante de ces corps basaltiques est la formation de veines grenues et de ségrégations de liquides très différenciés et de granophyres à l'intérieur du front supérieur de solidification. Cette manifestation bimodale est la clé qui permet de comprendre le volcanisme siliceux islandais.En Islande, les rhyolites constituent d'ordinaire une population bimodale avec les basaltes centraux. Les rhyolites, les granophyres et les felsites sont fréquents, et souvent sous forme d'intrusions litées. Les coulées ardentes et les vraies intrusions de type granitique sont rares. Les volumineuses laves siliceuses du volcan central de Torfajokull contiennent des assemblages de phénocristaux en déséquilibre. Ce fait, ainsi que la non concordance des isotopes de l'oxygène entre rhyolites et basaltes, traduisent, à l'origine de ces rhyolites, une fusion partielle extensive de la croûte basaltique hétérogène d'Islande. Des corps siliceux relativement petits et chimiquement distincts bien que d'emplacements très voisins se sont formés par concentration de fusions partielles granophyriques lors des premiers cycles de solidification. Ce processus s'exprime également dans l'intrusion granophyrique litée de Slaufrudalur, en Islande orientale. Slaufrudalur est une caldeira souterraine fermée, équivalente par son style et son processus igné à la caldeira subaérienne de Torfajokull.A Hawaï, le phénomène dominant est la cristallisation fractionnée gravitative, sans production de rhyolite. La tectonique de l'Islande permet la régénération continue et extensive d'une mince croûte basaltique chaude. Les rhyolites y sont engendrées par la concentration des veines et ségrégations siliceuses originelles et par la fusion partielle de masses extrusives intermédiaires descendues profondément dans la croûte.

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, . , 10–12% . , Shonkin Sag Laccolith Montanas. . , , . , . . ( 7% MgO 51,5% SiO₂). (CDS) Shonkin Sag , , . . . . , , . . , Torfajokull , ., ¹⁸O , . , , , , « » («layered intrusions») Slaufrudalur, . , , Torfajokull. . . , , , .