Fazieswechsel und Metamorphose in der westlichen Serra Negra (Espinhaço-Zone,Minas Gerais,Brasilien)

Zusammenfassung Es wird eine Übersichtskarte für die Serra Negra (Ostrand der Espinhaço-Zone) im Maßstab 1250 000 vorgelegt.Lithologische Faziesübergänge und das Vorkommen ultrabasischer bis basischer Gesteine belegen einen mio-/eugeosynklinalen Übergangsbereich der Minas-Geosynklinale. In der jüngeren, die Minas-Serie diskordant überlagernde São-Francisco-Serie (Macaúbas-Fazies) wurden erstmals magmatische Gesteine nachgewiesen.Die metamorphen Mineralneubildungen in der Minas-Serie weisen auf eine nach Osten zunehmende Regionalmetamorphose hin. Der größte Teil des Arbeitsgebietes liegt im Übergangsbereich Grünschiefer-/Amphibolit-Fazies.

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A regional study of the Serra Negra (eastern region of the Serra do Espinhaço) was carried out at the scale 1250 000.Lithologic facies changes and occurences of ultrabasic and basic rocks allow to delimit a mio/eugeosynclinal transition within the Precambrian Minas-Geosyncline. Within a post-Minas sequence (Macaúbas-Facies of the São Francisco Series) magmatic rocks have been encountered for the first time.Regional metamorphism within the Minas-Series is increasing to the east. The major part of the area belongs to a transitional zone between the greenshist- and amphibolite-Facies.

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Resumo Foi mapeada a região da Serra Negra (margem oriental da Serra do Espinhaço) na escala 1250 000.Mudanças de fácies, ocorrênicias de rochas ultrabásicas e básicas permitiram delimitar uma região de transição entre condições mio- e eugeossinclinais na Série Minas. Dentro da fácies Macaúbas, na Série São Francisco, discordante da Série Minas, foram reconhecidas rochas magmáticas pela primeira vez.O metamorflsmo regional da Série Minas cresce em direção leste. A maior parte da área em estudo situa-se na região de transição entre a fácies xisto verde e a anfibolítica.

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Serra Negra ( Espinhaco) 1 : 250000. / . - ( Macaubas), . . .

     

Origin of the Skagit migmatites,North Cascades Range,Washington State

Stromatic and schlieren-type migmatites are a major lithology in the type section of the Skagit Gneiss complex in the North Cascades Range of Washington State, USA. Migmatite mesosomes are chiefly biotite schist, amphibolite, and orthogneiss, in decreasing order of abundance. Leucosomes are predominantly leucotrondhjemites with a very limited range of composition that is nearly independent of associated mesosome type. Melanosomes, consisting mainly of biotite and/or hornblende±garnet, are inconsistently developed and absent in places. The age of migmatization is not well established, but appears to be Late Cretaceous or early Tertiary. This is also the age of syntectonic tonalite to trondhjemite intrusives that are predominant in most parts of the Skagit complex. Although temperatures in excess of 700° C and pressures as high as 10 kb occurred, there is no evidence for widespread partial melting of the mesosomes with which the migmatites are closely associated. Mass balance calculations preclude an origin by injection of a silicate melt or hydrothermal fluid unless accompanied by metasomatic replacement reactions. Mass balance relationships also show that the Skagit migmatites could not have formed solely by closed system processes such as partial melting or metamorphic segregation, unless the mesosomes present were not the protolith from which the migmatites formed. Field, petrographic and geochemical data indicate that an origin by migmatization of a missing mesosome is quite unlikely. The most feasible process of migmatization appears to be infiltration of an aqueous fluid into a metamorphic protolith along fracture or foliation planes. This triggers a variable degree of metamorphic segregation or possibly minor partial melting. Unmixing of leucosomes and melanosomes from the mesosome protolith must be accompanied by metasomatic replacement, but the total mass transfer required is only a few wt%.     

Zur Genese der Migmatite des Beaume-Tales (Mittlere Cévennen,Dép. Ardèche)

Samples of micaschists, gneisses, and migmatites from a sequence of metamorphic subfacies of the Gévennes Médianes (Dép. Ardèche, France) are characterized chemically by

1. a high and only slightly varying Al₂O₃ content (m.v.=17.5₇ wt.-%, stand, dev.=1.804, var. coeff.=0.103).
2. a negligible variation of the molar MgO/MgO+FeO ratio (m.v.=0.504, stand. dev.= 0.066, var. coeff.=0.130), and
3. an insignificant variation of the molar CaO/CaO + Na₂O ratio (m.v.=0.360, stand. dev.=0.014, var. coeff.=0.039).

The Na₂O and K₂O values of the migmatite samples are respectively 14 and 30% higher than those of the samples of the neighbouring gneisses and schists. The concentrations of all other major elements of the migmatites are within the variation limits determined for the gneisses and schists. Samples displaying initial migmatization have the following petrography:

1. The light-coloured portions of the migmatites (leueosome) contain alkalifeldspar, plagioclase, and quartz, the dark-coloured ones (melanosome) are always free of alkalifeldspar and contain, besides ferromagnesian constituents, both plagioclase and quartz.
2. The plagioclase of the melanosome has a remarkably higher An-content (An30–40mol.-%) than that one of the leueosome (An 9–14 mol.-%).

These observations seem to represent petrographic evidence that leueosome and melanosome have been in a restite-melt-relation at a temperature that just reached or slightly exceeded the value necessary to produce the beginning of melting. In addition, major element analyses of separated leueosome portions of samples displaying the petrography mentioned above have been undertaken. Normative Qz ∶ Ab: Or-ratios calculated from these analyses vary within very narrow limits about the average value of Qz ∶ Ab ∶ Or=36 ∶ 31 ∶ 33. Using the diagrams of von Platen (1965) concerning the crystallization of granitic melts the petrographic findings can be verified from analytical results, i.e. the migmatites of the Beaume valley are considered to be products of minimum temperature melting of the gneisses which still occur unaltered in adjoining areas of lower metamorphic grade.     

浙西南遂昌—大柘地区八都岩群印支期变质变形序列

浙西南遂昌-大柘地区八都岩群在印支期变质事件影响下发生变质变形,通过详细野外调查和岩相学研究,可将其划分为3期变质变形序列：S₁变形期,NW向片麻理记录的残留紧闭褶皱,共生矿物组合为石榴子石变斑晶及其内部定向分布的包裹体矿物,石榴子石+黑云母+石英（泥质）和石榴子石+角闪石+斜长石+石英（长英质）;S₂变形期,区域性宽缓褶皱及NE向缓倾透入性片麻理,共生矿物组合为石榴子石变斑晶及定向分布的基质矿物,矽线石+石榴子石+黑云母+石英+斜长石±钾长石（泥质）和石榴子石+钾长石+斜长石+黑云母+石英（长英质）;S₃变形期,NE向陡倾透入性片麻理及韧脆性断裂大部分被花岗斑岩脉填充,共生矿物组合为石榴子石变斑晶及其周围退变矿物,石榴子石+矽线石+堇青石+斜长石+黑云母+石英±钾长石（泥质）和角闪石+斜长石+黑云母+钛铁矿（长英质）。结合前人研究成果,八都岩群印支期变质事件峰期变质程度达到麻粒岩相,显示顺时针近等温降压（ITD）型的p-T演化轨迹,S₁-S₃变质变形反映出从俯冲碰撞到快速折返冷却的演化过程,伴随S₃同期侵位的花岗斑岩锆石U-Pb定年结果,将该演化过程完成时间约束在229.7 Ma,可能是浙西南地区对印支期古特提斯洋域内印支-华南-华北板块之间俯冲-碰撞过程的响应。     

Abrasion in pyroclastic flows

The relative size of glass rims coating crystals in the matrix ash provides a semi-quantitative measure of abrasion of ash grains in pyroclastic flows. Median abrasion indices (= area_crystal / area_{glass rim}) are 8.4 to 18.5 in Laacher See pyroclastic flow units but only 4 to 6.3 in assocciated fallout, showing stronger abrasion of ash particles in the pyroclastic flows. All pyroclasts undergo strong attrition in the vent but clasts in pyroclastic flows undergo a second major phase of abrasion during high-energy near-vent flow. Abrasion of ash particles is weaker during lower-energy higher-strength motion further downstream, suggesting that high contents of fine ash in distal deposits are due to diminishing elutriation rather than high rate of attrition.

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Zusammenfassung Die relative Größe von Glassäumen um Kristalle in der Matrix-Asche kann als semi-quantitatives Maß für den Abrieb von Aschepartikeln in pyroklastischen Strömen benutzt werden. Median-Werte des Abriebs-Index (= Fläche_kristall / Fläche_Glassaum) betragen 8,4 bis 18,5 in pyroklastischen Fließeinheiten am Laacher See. Abriebs-Indices stratigraphisch assoziierter Bims-Fallablagerungen liegen bei nur 4 bis 6,3; dies belegt einen höheren Abrieb von Aschepartikeln in den pyroklastischen Strömen. Alle Pyroklasten erfahren gemeinsam starken Abrieb im Schlot, aber Partikel in pyroklastischen Strömen durchlaufen eine zweite Phase starken Abriebs während des hochenergetischen Transports im schlotnahen Bereich. Bei niedriger-energetischem Fließen mit wachsender Bingham-Festigkeit weiter talabwärts wird der Partikelabrieb schwächer. Hohe Gehalte an feiner Asche in distalen Fließeinheiten sind also eher auf schwächer werdende Elutriierung als auf stärkeren Abrieb zurückzuführen.

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Résumé La dimension relative des enduits vitreux qui enrobent les cristaux dans les dépôts de cendres volcaniques peut être utilisée comme mesure semiquantitative de l'abrasion des particules dans les courants pyroclastiques. Au Laacher See les indices d'abrasion (surface du cristal/surface de l'enduit vitreux) sont de 8,4 à 18,5 dans les coulées pyroclastiques et seulement de 4 à 6,3 dans les sédiments formés par retombée, qui leur sont interstratifiés; les particules de cendre ont donc subi une abrasion plus forte dans les coulées. Tous les pyroclastes subissent une forte abrasion dans le cratère; mais dans les coulées pyroclastiques, ils subissent une deuxième action d'abrasion au cours de leur transport en milieu de haute énergie, à proximité du cratère. Dans les conditions de plus basse énergie qui régnent plus en aval, l'abrasion est moins forte; on en déduit que la forte teneur en fines dans les dépôts distaux résulte d'une diminution de l'élutriation plutôt que d'une forte action d'abrasion.

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, . ( / ) 8,4 18,5 . . , . , . ( ), .

     

Distribution and significance of cordierite in paragneisses of the Hudson Highlands,southeastern New York

Cordierite occurs locally and sporadically in biotite-quartz-two feldspar paragneisses of the Precambrian Highlands complex in southeastern New York. Cordieritic and associated non-cordieritic gneisses were compared to determine the significance of cordierite for the metamorphic history of the complex.Microprobe analyses of the ferromagnesian phases show the following ranges in Fe/Mg (mol.): cordierite 0.19–0.43; biotite 0.33–0.73; garnet 1.98–3.56. Feldspar compositional ranges are: plagioclase An_25–53; K-feldspar in microperthite Or_62–87Ab_12–37 An_0–1. Garnet and plagioclase associated with cordierite are depleted in Ca relative to those in cordierite-free assemblages.Textural evidence, phase rule considerations and consistent distribution coefficients for FeO and MgO in coexisting garnet, cordierite and biotite from each locality examined suggest that all phases formed in at least local equilibrium during the hornblende-granulite subfacies metamorphism. The assemblages studied limit the conditions of metamorphism to between 700 and 750° C and 3.0 to 5.5. Kb. total pressure, with P _T greater than . Differences in mineral compositions and partitioning coefficients among the sampled areas suggest slight local differences within these ranges.Mineral and modal analyses of cordierite-bearing and cordierite-free gneisses show the latter to be enriched in calcium and potassium and depleted in alumina relative to the former. We conclude that the rarity of cordierite in the Highlands paragneisses reflects a scarcity of parent rocks of suitable composition rather than unfavorable physical conditions.     

Granitoids in the Rozvadov Pluton,Western Bohemia and Oberpfalz

The Rozvadov Pluton is a complex of mainly Variscan granitoid rocks situated near the Bohemian-Bavarian border between Bärnau, Tachov, Rozvadov and Waidhaus, 25 km ESE of the KTB site. Five mappable units can be distinguished, which intruded as folows: (1) slightly deformed leucocratic meta-aplite/metapegmatite dykes with garnet and tourmaline; (2) a complex of cordierite-bearing granitoids, which have been divided into three facies (a) biotite granite with cordierite (at the margin of the complex), (b) biotite-cordierite granite and (c) cordierite tonalite (in the centre of the complex; (3) fine-grained biotite granite of the Rozvadov type with associated pegmatite bodies; (4) two-mica Bärnau granite; and (5) geochemically specialized albite-zinnwaldite-topaz granite (Kríový kámen/Kreuzstein granite) with indications of Sn-Nb-Ta mineralization and associated phosphorus-rich pegmatite cupolas. Rare earth element data suggest that meta-aplite/pegmatite dykes are the result of a batch partial melting process, whereas the compositional variation of the other rock types was mainly controlled by fractional crystallization. The genesis of the cordierite granitoid suite is best explained in terms of a batch melting of metapelitic source followed by crystallization of a cordierite-rich cumulate and K-feldspar enriched melt. The leucocratic pluton constituents — the meta-aplites and the Bärnau and Kíový kámen granites are rich in phosphorus (0.5–0.8%). The main carriers of phosphorus are alkali feldspars, especially K-feldspar (up to 0.8% P₂O₅). The presence of P-rich leucocratic granites is one of the features distinguishing the Variscan granitoids within the Moldanubian zone from the nearly contemporaneous granitoids in the Saxothuringian zone.     

Wechselbeziehung kaledonischer Deformationspläne nordöstlich Stavanger (Südwest-Norwegen)

Zusammenfassung Zur Ergänzung der petrographischen Neuaufnahme des kaledonischen Gebirges nordöstlich Stavanger durchGeorg Müller wurde eine strukturgeologische Felduntersuchung vorgenommen.Die obersten Partien des Präkambriums und die metamorphe Gesteinsserie des Kambro-Silurs zeigen zwei Deformationspläne, die sich aufgrund ihrer Altersbeziehungen, ihres Deformationsstils und der vorherrschenden Achsenrichtungen deutlich voneinander unterscheiden. Sie sind daher das Ergebnis zweier unabhängiger Deformationsphasen.Die ältere Deformation (F1) hat mit wechselnder Stärke den gesamten Bereich erfaßt. Ihre Faltenachsen zeigen überwiegend Nordwest-Südost-Richtung. Charakteristisch ist Isoklinalfaltung.Die jüngere Deformationsphase (F2) zeigt keinen ausgeprägten Faltungsstil und hat sich vor allem im unteren Teil der kambro-silurischen Gesteinsserie ausgewirkt. Bei den Faltenachsen überwiegt die Nordost-Südwest-Richtung.Das Quarzkorngefüge hat während der F 1-Deformation eine starke Regelung erfahren. Dagegen hat nur sehr intensive F 2-Faltung zu einer Umregelung geführt.

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In order to complete the petrographic mapping of the Caledonian mountains NE of Stavanger by G.Müller, the structural geology was again studied in the field.The upper parts of the Precambrien and the metamorphic rocks of the Cambro-Silurien show two different deformation plans, which may be distinguished clearly by their age, their style of deformation and the predominant orientation of their axes. Therefore, they were originated in two independent deformation phases.The older deformation (F 1) influenced the complete area with changing intensity. Their fold axes show mostly to NW-SE. Isoclinal folds seem to be characteristic.The younger deformation (F2) does not show a typical style of folding. It influenced especially the lower part of the Cambro-Silurian series. The orientation of the fold axes points especially to NE-SW.The orientation of the quartz axes was regulated parallel during the F 1-deformation. Only heavy F 2-folding led to reorientation of the axes.

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Résumé Dans le but de compléter les nouveaux levés pétrographiques de la chaîne calédonienne au nord-est de Stavanger réalisés par G.Müller, l'auteur a entrepris des travaux de terrain au point de vue structural.Les parties supérieures du Précambrien et la série de roches métamorphiques du Cambro-Silurien montrent deux systèmes de déformation, qui se différencient nettement par leur âge, le style de leur déformation et leurs directions axiales prédominantes, Elles résultent donc de deux phases de déformation indépendantes l'une de l'autre.La phase de déformation la plus ancienne (F1) a touché avec une violence plus ou moins forte l'ensemble du domaine. Les axes de plissement prennent principalement la direction nord-ouest/sud-est. Son plissement isoclinal est très caractéristique.La phase de déformation plus jeune (F 2) ne présente aucun style de plissement bien marqué et a agi principalement sur la partie inférieure de la série de roches cambro-siluriennes. Les axes de plissement sont surtout dirigés nord-est/sud-ouest.Les grains de quartz ont été soumis à une forte régulation pendant la première phase de déformation (F1). Par contre c'est uniquement là où le plissement a été très intense au cours de la deuxième phase (F 2) que le quartz a pris une nouvelle structure.

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Stavauger, Georg üll', . , . , , . (F₁) . , . , NW-SE . . (F₂) , . ., - . , . ., NE-SW. F₁ . F₂ .

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Den Herren Professoren Dr. F.Karl, Kiel, und Dr. G.Müller, Clausthal, möchte ich hiermit für anregende Diskussionen und die gute Zusammenarbeit, Herrn Dr. G.Braun und Dr. A.Richter (beide Kiel) für die Mithilfe bei den Korngefügeanalysen danken. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft bin ich für die Finanzierung der Untersuchungen — im Rahmen des Forschungsvorhabens Gesteinsmetamorphose — zu Dank verpflichtet.     

Kornerupine in Mg-Al-rich gneisses from Namaqualand,South Africa: mineralogy and evidence for late-metamorphic fluid activity

Three kornerupine occurrences are reported in distinctive SiO₂-poor, MgO- and Al₂O₃-rich paragneisses from the Namaqualand Metamorphic Complex in South Africa. Kornerupine coexists stably with phlogopite, cordierite, orthopyroxene, gedrite, sapphirine, sillimanite and plagioclase and, in sapphirine-free rocks, with spinel and corundum. Tourmaline of a texturally older generation than kornerupine is commonly present in the same samples.Ten analysed kornerupines show a variation in total Fe as FeO from 1.8 to 10.9 weight per cent. B₂O₃ contents are estimated from x-ray data and a few spectrochemical analyses to range from 0.9 to 3.5 weight per cent. There is a strong inverse correlation between B³⁺ and Al³⁺. Total iron content has a strong and systematic effect on refractive index, colour and dispersion. Fe and Mg are systematically partitioned with the other minerals, and Mg/(Mg+Fe) ratios increase as follows: spinel 相似文献   

Petrogenesis of early paleozoic peralkaline rhyolites from the Macedo de Cavaleiros region (NE Portugal)

The petrology and geochemistry of Variscan peralkaline gneisses from NE Portugal, discovered in 1962, is presented. Major and trace element data for the oversaturated sequence of the Macedo de Cavaleiros area depict some specific geochemical patterns: high Fe₂O₃ ^(t) (even higher than in the Ethiopian Main Rift), high REE concentrations and small Eu anomalies. Field and petrographical observations also suggest that liquid immiscibility has played an important petrogenetic role in the crystallization trends. The alternating pyroxenefeldsparhematite-rich bands observed in outcrop are interpreted as resulting from fluctuating fO₂ conditions. Petrological and geochemical data show that these pantelleritic and comenditic rocks are the end members of an alkaline-transitional basaltic sequence, by which they are overlain. An uppermost sequence of oceanic tholeiitic basalts completes the picture of an evolving rift environment, where mantle processes generate crustal thinning and eventually oceanic crust.

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Zusammenfassung Petrologie und Geochemie variszischer peralkaliner Gneisse aus Nordostportugal, 1962 entdeckt, werden dargestellt. Die Haupt- und Spurenelementanalysen dieser übersättigen Gesteine weisen Besonderheiten auf, wie z. B. die hohen Fe203-Gehalte, die selbst noch die des »Ethiopian Main Rift« übersteigen, die hohen Konzentrationen an Seltenen Erdelementen und die kleine negative Eu-Anomalie. Geländegeologie und Petrographie suggerieren, da\ die liquid-magmatische Entmischung eine wichtige petrogenetische Rolle im Kristallisationsablauf spielte. Im Aufschlu\ wird eine Wechsellagerung von Pyroxen-Feldspat- und Hämatit-reichen Schichten beobachtet, die hier als Folge von fO2-Schwankungen erklärt wird. Die petrologischen und geochemischen Daten zeigen, da\ die pantelleritischen und comenditischen Gesteine die letzten Glieder in einer Abfolge vom alkalinen übergangstyp darstellen... Die vulkanische Abfolge im Gebiet von Macedo de Cavaleiros endet mit tholeiitischen Basalten, die damit das Bild der magmatischen Entwicklung in einem Rift-Bereich, in dem Mantelprozesse eine Krustenverdünnung in einem Rift-Bereich, in dem Mantelprozesse eine Krustenverdünnung und die Bildung ozeanischer Kruste bewirkten, vervollständigen.

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Résumé L'auteur présente la pétrologie et la géochimie des gneiss varisques peralcalins du nord-est du Portugal, découverts en 1962. Les analyses des éléments majeurs et en traces dans ces roches sursaturées montrent quelques caractéristiques spéciales comme la haute teneur en Fe₂O₃ (t) (supérieure mÊme à celles de l'»Ethiopian Main Rift«), la haute concentration en terres rares et la faible anomalie négative de Eu. La géologie de terrain et les observations pétrographiques suggèrent aussi que l'imiscibilité entre liquides a joué un rÔle pétrogénétique important au cours de la cristallisation. Les alternances de bandes alternativement riches en pyroxène-feldspath et en hématite, observées sur les affleurements, sont interprétées comme le résultat de la fluctuation de fO₂. Les données pétrologiques et géochimiques montrent que les roches pantéléritiques et comenditiques représentent les derniers termes d'une séquence du type alcalintransitionel qui les surmonte. La séquence volcanique dans le secteur de Macedo de Calvaleiros se termine par des basaltes tholéiitiques qui complètent le cadre d'une environnement d'un zone de »rift« dans laquelle les processus mantéliques ont déterminé l'amincissement crustal et la formation d'une croûte océanique.

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, - , 1962 . , .: Fe₂O₃, Ethiopian Main Rift, . , - . , , , FeO₂. , . Macedo de Cavaleiro , , , , .

     

Structural development of the Precambrian basement in the Bir Safsaf-Aswân area,SW-Egypt

Structural investigations, especially on quartz c-axis fabrics, combined with petrological work, were carried out in Precambrian rocks from the basement outcrops Bir Safsaf, Gebel el Asr und Gebel Umm Shâghir in the Western Desert in SW Egypt. The principal rock types are migmatites with local mylonite zones. The foliation and shear planes strike WNW-ESE, the axes of the wide and open folds NE-SW to N-S. Investigation of recrystallization features and mineral parageneses lead to P–T-estimates for the different stages of the metamorphic evolution. They range from early granulite facies down to greenschist facies. Quartz-c-axis fabrics of the migmatites and mylonites are similar (crossed-girdle fabrics) but they have a different regional orientation of the strain ellipsoid. Shear zones developed after the main migmatite facies event. The geological evolution of the basement outcrops in Bir Safsaf, Gebel el Asr and Gebel Umm Shâghir is comparable and the whole region is thought to be part of the East Sahara Craton.

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Zusammenfassung Strukturuntersuchungen, besonders Quarz-c-Achsen-Regelungen, kombiniert mit petrologischen Arbeiten, wurden an Gesteinen der präkambrischen Grundgebirgsaufschlüsse Bir Safsaf, Gebel el Asr und Gebel Umm Shâghir in der Western Desert, ägypten, durchgeführt. Die hauptsächlich auftretenden Gesteinstypen sind Migmatite mit lokalen Mylonitzonen. Schieferungs- und Scherflächen streichen WNW-ESE, die Achsen der weiten bis offenen Faltung NE-SW bis N-S. Mit Hilfe des Rekristallisationsverhaltens und der Paragenesen werden P-T-Abschätzungen der Metamorphosestadien angegeben. Sie reichen von früher Granulitfazies bis zu später Grünschieferfazies. Die Quarz-c-Achsenregelung in Migmatiten und Myloniten ist ähnlich (Kreuzgürtelregelung), jedoch mit unterschiedlicher regionaler Orientierung des Strainellipsoids. Scherzonen entwickelten sich nach dem migmatitfaziellen Hauptmetamorphose-Ereignis. Die geologische Entwicklung in den Grundgebirgsaufschlüssen von Bir Safsaf, Gebel el Asr und Gebel Umm Shâghir ist vergleichbar und das gesamte Gebiet wird als Teil des Ostsaharakratons angesehen.

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Résumé Cette note fait état des résultats de recherches menées dans les aires d'affleurement du socle pré-cambrien de Bir Safsaf, du Jebel al Asr et du Jebel Umm Shâghir, dans le désert occidental d'Egypte; ces recherches ont consisté en l'étude des structures, particulèrement des fabriques des axes c du quartz, combinée avec une étude pétrologique. Les roches sont essentiellement des migmatites accompagnées de zones de mylonites locales. La schistosité et les plans de cisaillement y sont orientés WNW-ESE; elles présentent des plis ouverts dont les axes sont NE-SW à N-S. L'étude des structures de recristallisation et des paragenèses minérales fournit une estimation des conditions (p,t) au cours des stades successifs de l'évolution métamorphique. Ces conditions s'échelonnent du faciès des granulites jusqu'à celui des schistes verts. Les fabriques des axes c du quartz sont les mÊmes dans les migmatites et les mylonites (fabrique à «ceintures croisées»), mais ces roches présentent des orientations régionales différentes de l'ellipsoÏde des déformations. L'événement métamorphique principal à caractère migmatitique a été suivi de la formation de couloirs de cisaillement (shear-zones). L'évolution géologique du socle est comparable dans les trois aires étudiées; l'ensemble est considéré comme faisant partie du craton du Sahara oriental.

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, Bir Safsaf, Gebel el Asr Gebel Umm Shâghir, . . WNW-ESE, — NE-SW N-S. , . . / Kreuzgü rtelregelung /, . . Bir Safsaf, Gebel el Asr Gebel Umm Shaghir , .

     

On the origin of orogenic volcanism

It is widely believed that the explanation of orogenic volcanism lies in the shear heating and subsequent partial melting of the crustal fraction of subducted lithosphere. Careful examination of simple models of the shear-heating process indicates, however, that this process cannot occur in a system with constant strain-rate boundary conditions, for reasonable values of the strain rate and material parameters. Thermal runaway cannot occur because viscous dissipation process is limited by the effect of temperature on viscosity, although shear-heating instability may develop during non-steady-state shear at stress or strain-rate values above certain critical values. Examination of subduction history models indicates that supercritical shear stresses constant over some tens of kilometers may be found in subduction shear zones. Since instability may develop if such conditions are present over even a 1–10 km range, it is still possible that non-steady-state process could explain the origin of orogenic volcanism.

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Zusammenfassung Schererwärmung bis zum partiellen Aufschmelzen der subduzierten Kruste wird vielfach als Ursache des orogenen Vulkanismus genannt. Eine sorgfältige Betrachtung eines einfachen Schererwämungsmodells führt zu folgenden Resultaten: Schererwärmung unter Vorgabe konstanter Dehnungsrate in der Scherzone führt zu allmählicher Erwärmung, wobei die Temperatur unter der Solidusgrenze bleibt, sofern man vernünftige Werte der Modellparameter wählt. Die Temperaturerhöhung bleibt in diesem Fall beschränkt durch die Rückkopplung von Temperatur und Viskosität. Schererwärmungsinstabilitäten, die zu partiellem Aufschmelzen führen, sind möglich, sofern bei nicht-stationärer Schererwärmung die Scherspannung oder die Dehnungsrate gewisse kritische Werte übersteigen. Es wird gezeigt, daß die Annahme superkritischer und konstanter Scherspannung entlang von 1–10 km langen Wegstücken der subduzierten Kruste mit Beobachtungen und Modellrechnungen verträglich ist. In diesem Fall können Scherinstabilitäten in einer Tiefe von 100 km bis 200 km in der subduzierten Kruste auftreten.

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Résumé On croit couramment que l'explication du volcanisme orogénique se trouve dans l'échauffement causé pai les tensions d'arrachement et dans la fusion partielle consécutive de la fraction crustale de la lithosphere en voie de subduction. Une considération soigneuse d'un modèle simple d'échauffement par tensions conduit aux résultats suivants: un échauffement sous de telles tensions et dans des conditions avantageuses d'un degré d'extension constant dans la zone de cisaillement conduit à un échauffement par broyage où la température reste maintenue en-dessous de la limite du solidus pour autant qu'on choisisse des valeurs raisonables pour les paramètres du modèle. L'élévation de température reste dans ce cas limitée par le couple température-viscosité. Les instabilités par échauffement sous tension qui conduisent à la mise en fusion partielle, sont possibles pour autant que, sous un échauffement non stationnaire, le cisaillement ou le degré d'extension ne dépasse pas certaines valeurs critiques. On montre que l'adoption d'une tension de cisaillement supercritique et constante le long de tronçons de 1–10 km de la croûte en voie de subduction est compatible avec les observations et avec les calculs déduits du modèle. Dans ce cas des instabilités sous l'effet du cisaillement peuvent se produire dans la croûte en voie de subduction à une profondeur de 100 à 200 km.

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, , . , , , , . , , , . , . 1 10 , .. .

     

Pb−Sr−Nd−O isotopic constraints on the origin of rhyolites from the Taupo Volcanic Zone of New Zealand: evidence for assimilation followed by fractionation from basalt

A comprehensive Sr–Nd–Pb–O isotopic study is reported for rhyolites from the Maroa Volcanic Centre in the Taupo Volcanic Zone (TVZ) of New Zealand. The Sr–Nd isotopic compositions of the rhyolites (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.705236 to 0.705660 and _Nd = 2.0 to 0.2) are intermediate between those of primitive basalts (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.70387 and _Nd = 5.3) and the Torlesse basement (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.709 and _Nd = -4.5). The relatively low mantle-like oxygen isotopic compositions of ¹⁸ O = 7 ± 0.5 are consistent with the Nd-Sr isotopic constraints in that they can be accounted for by 15% to 25% crustal contamination of a basaltic parent by relatively ¹⁸ O-rich Torlesse metasediment. High precision Pb isotopic analyses of plagioclase separates from the Maroa rhyolites show that they have essentially the same compositions as the Torlesse metasedimentary terrane which is itself distinctive from the Western or Waipapa metasediments. Due to the high concentration of Pb in the Torlesse metasediments (>20 ppm) compared to the basalts (<2 ppm), the Pb isotopic composition of the volcanics may be controlled by relatively small amounts (>10%) of crustal contamination. All these results are shown to be consistent with derivation of the rhyolites by 15% to 25% contamination of relatively primitive basaltic magmas with Torlesse metasedimentary crust, followed by extensive, essentially closed system fractionation of the basalt to a magma of rhyolite composition. It is argued that the processes of assimilation and fractionation are separated in both space and time. The voluminous high silica rhyolites, which make up >97% of the exposed volcanism in the continental margin back-are basin environment of the TVZ, therefore appear to be a product of predominantly new additions to the crust with assimilation-recycling of pre-existing crust being of secondary importance.     

Neotectonics of the central parts of the Balkan Peninsula: Basic features and concepts

The neotectonic movements on the Balkan Peninsula occurred after the last intense thrusting (Early Miocene), and after the Early — Middle Miocene planation. They were controlled by extensional collapse of the Late Alpine orogen, and by extension behind the Aegean arc, and were influenced by the complicated vertical and horizontal movements in the Pannonian region. The Stara-planina and Dinarian-Hellenic linear neotectonic morphostructures inherited the Alpine orogenic zones (Balkanides and Dinarides-Hellenides) and bounded the Central-Balkan neotectonic region. The linear morphostructures were tilted towards the Pannonian and Euxinian basins and the North-Aegean trough.The Central-Balkan neotectonic region has a complicated block structure (horst-and-graben pattern) dominated by the NNW-SSE Struma and Vardar lineaments, the WNW-ESE Sava and Marica lineaments, and the Middle-Mesta and North Anatolian fault zones. The dominating Serbo-Macedonian neotectonic swell was rifted, and subsided along the Struma and Vardar lineaments. The range of the vertical neotectonic displacements reached a maximum of 3–4 km, and even up to 6 km at the edges of the Pannonian and Aegean basins. The general doming of the region was controlled by the isostatic uplift of a thickened crustal lens (Rhodope Massif) in the southern margin of the Eurasian plate. The collapse of the complicated domal structure began along the main (Struma, Vardar and Marica) lineaments in the central parts of the dome, and continued in the Pliocene and Quaternary along a more external contour bounded by the Stara-planina and Dinarian-Hellenic linear morphostructures.

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Zusammenfassung Die neotektonischen Bewegungen der Balkan-Halbinsel begannen nach den letzten intensiven Überschiebungen (frühes Miozän) und nach der frühbis mittelmiozänen Verebnung. Gesteuert wurden die Bewegungen durch den Dehnungskollaps des spätalpinen Orogens, der Dehnung hinter dem Ägäischen Bogen und den komplizierten vertikalen und horizontalen Bewegungen in der pannonischen Region. Die neotektonische Region des Zentralbalkans liegt zwischen den linearen, neotektonischen Morphostrukturen der Strara-planina und der Dinariden-Helleniden. Sie übernahmen die alpidischen Orogenzonen der Balkaniden und Dinariden-Helleniden und wurden zum Pannonischen-, dem Präkarpatischen- und dem Nordägäischen Trog geneigt.Die Region zeigt einen komplizierten Blockaufbau (Horst- und Grabenstrukturen), der von den NNW-SSE streichenden Struma- und Vardar-Lineamenten, von den WNW-ESE verlaufenden Sava- und Marica-Lineamenten und der Mittelmesta- und der Nordanatolischen Bruchzone dominiert war. Die Serbo-mazedonische neotektonische Schwelle war von Bruchspaltenbildung und Absenkung parallel der Struma- und Vardar-Lineamente betroffen. Die Höhe der vertikalen Versatzbeträge erreichte ein Maximum von 3–4 km; an den Rändern des Pannonischen und Ägäischen Beckens sogar mit bis zu 6 km. Die allgemeine Aufwölbung der Region wurde durch isostatische Hebung der verdickten Krustenteile (Rhodopisches Massiv) am Südrand der Eurasischen Platte bedingt. Der Kollaps der komplizierten Domstruktur begann in dessen Zentralteil entlang der Hauptlineamente (Struma-, Vardar- und Marica-Lineament) und setzte sich, während des Pliozäns und Quartärs, in den peripheren Bereichen, parallel zu den äußeren Begrenzungen (Balkaniden, Dinariden-Helleniden) der linearen Morphostrukturen, fort.

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Résumé Les mouvements néotectoniques dans la péninsule balkanique ont eu lieu après les derniers charriages d'âge miocène inférieur et la pénéplanation du Miocène inférieur et moyen. Ils ont été régis par l'affaissement extensionnel de l'orogène alpin tardif, par l'extension derrière l'arc égéen et par les mouvements verticaux et horizontaux complexes dans la région panonnienne. La région néotectonique centrebalkanique est située entre les morphostructures néotectoniques linéaires de Stara-Planina et des Dinarides-Hellénides. Celles-ci sont héritées des zones orogéniques alpines des Balkanides et des Dinarides-Hellénides et ont été inclinées vers les bassins panonnien, euxinien et nord-égéen.La région possède une structure en blocs (horsts et grabens) compliquée, dominée par les linéaments NNW-SSE de Struma et du Vardar, les linéaments WNW-ESE de Sava et de Marica et les zones faillées de Moyenne Mesta et d'Anatolie du nord. La ride néotectonique serbo-macédonienne a subi rifting et subsidence au long des linéaments de Struma et du Vardar. Les déplacements néotectoniques verticaux ont atteint 3 à 4 km au maximum, et même 6 km dans les bordures des bassins panonniens et égéen. Le soulèvement en dôme de la région a été provoqué par la montée isostatique d'une portion épaissie de l'écorce (massif du Rhodope) dans la marge méridionale de la plaque eurasiatique. L'affaissement de cette structure en dôme complexe a commencé le long des linéaments principaux (de Struma, Vardar et Marica) dans les parties centrales du dôme et a continué pendant le Pliocène et le Quaternaire le long d'un contour plus externe limité par les morphostructures néotectoniques linéaires de Stara-Planina et dinarohellénique.

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( ) -, . , . - . - , - . NNWSSO, WNW-OSO . - . 3–4 , 6 . . ( , ) , , .

     

Feldspathic hornblende and garnet granulites and associated anorthosite pegmatites from Doubtful Sound,Fiordland, New Zealand

Feldspathic hornblende granulites from Doubtful Sound, New Zealand with the assemblage plagioclase+hornblende+clinopyroxene+orthopy-roxene +oxide+apatite are criss-crossed by a network of garnetiferous anorthosite veins and pegmatites. The feldspathic gneiss in contact with anorthosite has a reaction zone containing the assemblage plagioclase +garnet+clinopyroxene+quartz+rutile+apatite. The garnet forms distinctive coronas around clinopyroxene. The origin of these rocks is discussed in the light of mineral and whole rock chemical analyses and published experimental work.It is thought that under conditions leading up to 750 °C, 8 kb load pressure and 5 kb H₂O pressure, partial melting occured in feldspathic hornblende granulites. The melt migrated into extensional fractures and eventually crystallised as anorthosite pegmatites and veins. The gneisses adjacent to the pegmatites from which the melt was extracted changed composition slightly, by the loss of H₂O and Na₂O, so that plagioclase reacted simultaneously with hornblende, orthopyroxene, and oxide to form garnet, clinopyroxene, quartz and rutile.     

有关混合岩和混合岩化作用的一些问题——对半个世纪以来某些基本认识的回顾

本文首先论述了混合岩和混合岩化作用的一些基本特征(四大特征)。提出了混合岩和有关岩石的混合岩化程度的分类,即三分为部分混合岩化的岩石、混合岩和混合花岗质岩石三大类。论述了确定混合化岩石下界的五个综合标志及混合花岗质岩石的八大特征等,还讨论了部分混合岩化岩石的命名问题。最后从混合岩化作用的地质背景将其分为三类:区域性混合岩化作用、边缘混合岩化作用及断裂带混合岩化作用,并对各自的特征进行了讨论。     

Nd,Sr, and O isotopic variations in metaluminous ash-flow tuffs and related volcanic rocks at the Timber Mountain/Oasis Valley Caldera,Complex, SW Nevada: implications for the origin and evolution of large-volume silicic magma bodies

Nd, Sr and O isotopic data were obtained from silicic ash-flow tuffs and lavas at the Tertiary age (16–9 Ma) Timber (Mountain/Oasis Valley volcanic center (TMOV) in southern Nevada, to assess models for the origin and evolution of the large-volume silicic magma bodies generated in this region. The large-volume (>900 km³), chemically-zoned, Topopah Spring (TS) and Tiva Canyon (TC) members of the Paintbrush Tuff, and the Rainier Mesa (RM) and Ammonia Tanks (AT) members of the younger Timber Mountain Tuff all have internal Nd and Sr isotopic zonations. In each tuff, high-silica rhyolites have lower initial _Nd values (1 _Nd unit), higher⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, and lower Nd and Sr contents, than cocrupted trachytes. The TS, TC, and RM members have similar _Nd values for high-silica rhyolites (-11.7 to -11.2) and trachytes (-10.5 to -10.7), but the younger AT member has a higher _Nd for both compositional types (-10.3 and -9.4). Oxygen isotope data confirm that the TC and AT members were derived from low _Nd magmas. The internal Sr and Nd isotopic variations in each tuff are interpreted to be the result of the incorporation of 20–40% (by mass) wall-rock into magmas that were injected into the upper crust. The low _Nd magmas most likely formed via the incorporation of low ¹⁸O, hydrothermally-altered, wall-rock. Small-volume rhyolite lavas and ash-flow tuffs have similar isotopic characteristics to the large-volume ash-flow tuffs, but lavas erupted from extracaldera vents may have interacted with higher ¹⁸O crustal rocks peripheral to the main magma chamber(s). Andesitic lavas from the 13–14 Ma Wahmonie/Salyer volcanic center southeast of the TMOV have low _Nd (-13.2 to -13.8) and are considered on the basis of textural evidence to be mixtures of basaltic composition magmas and large proportions (70–80%) of anatectic crustal melts. A similar process may have occurred early in the magmatic history of the TMOV. The large-volume rhyolites may represent a mature stage of magmatism after repeated injection of basaltic magmas, crustal melting, and volcanism cleared sufficient space in the upper crust for large magma bodies to accumulate and differentiate. The TMOV rhyolites and 0–10 Ma old basalts that erupted in southern Nevada all have similar Nd and Sr isotopic compositions, which suggests that silicic and mafic magmatism at the TMOV were genetically related. The distinctive isotopic compositions of the AT member may reflect temporal changes in the isotopic compositions of basaltic magmas entering the upper crust, possibly as a result of increasing basification of a lower crustal magma source by repeated injection of mantle-derived mafic magmas.     

About three sets of kink bands near Herbeumont (Belgian Ardennes)

In the area studied, three differently oriented sets of kink bands occur. The geometry of these structures is described. One particular set with mean kink angles of about 70 shows statistically that the interlimb angles are bisected by the kink band boundary planes. In the author's opinion it reflects the mechanism of formation.

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Zusammenfassung Im Untersuchungsgebiet gibt es drei verschieden orientierte Gruppen von KnickbÄndern. Die Geometrie dieser Strukturen wird beschrieben. Eine der Gruppen mit Knickwinkeln von etwa 70 zeigt nach statistischer Prüfung, da\ die Winkel zwischen den Flanken der Strukturen von den KnickbandbegrenzungsflÄchen geteilt werden. Diese Daten spiegeln nach Meinung des Autors die Bildungsweise dieser Strukturen wider.

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Résumé Dans la région étudiée, il y a trois systèmes de «kink bands» distingués par leurs orientations. La géométrie de ces structures est décrite. Un des systèmes avec un angle de kink de 70 environ, indique que l'angle entre les flancs des structures est partagé par le milieu par les plans limites des kinks. Il est supposé que ces données reflètent la génèse des structures.

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Crustal rifting,and related thermo-mechanical processes in the lithosphere beneath Iceland

Recent observations of crustal rifting in the NE-Iceland axial zone are summarized and discussed. The thermal state of the crust in the axial zone is discussed on the basis of thermal gradient measurements, magnetotelluric soundings, and modelling of the accretion mechanism. The three independent methods are in good general agreement. Thermal modelling indicates that a zone of partial melting generally exists below approximately 6 km depth in the axial zone. It is suggested, that thermal stresses induced by the cooling of the lithosphere as it moves away from the axis are largely responsible for the off-axis volcanism, and that the thermal stresses also contribute to enhancing the vertical permeability for geothermal waters at intermediate crustal depths on the flanks of the axial zone.

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Zusammenfassung Neue Beobachtungen von Driftbewegungen der Erdkruste in dem zentralen Bereich der aktiven Riftzone in Nordost-Island werden zusammengefaßt und diskutiert. Der thermische Zustand der Zentralzone wird diskutiert an Hand von Temperaturgradientmessungen, magnetotellurischen Messungen und Modelrechnungen, die die Entstehung der Kontinentalplatten beschreiben. Die Ergebnisse der drei unabhängigen Methoden sind in guter Übereinstimmung miteinander. Thermische Modelrechnungen weisen darauf hin, daß in einer Tiefe von etwa 6 km unterhalb der zentralen Zone, eine Schicht von teilweise geschmolzenen Gesteinsmassen allgemein vorhanden ist. Es wird vorgeschlagen, daß thermische Spannungen, die durch die Abkühlung der Lithosphäre auf seiner Bewegung weg von der zentralen Riftzone erzeugt werden, hauptsächlich für die vulkanische Aktivität außerhalb der Zentralzone verantwortlich sind. Die thermischen Spannungen erhöhen vermutlich auch eine vertikale Permeabilität für geothermales Wasser in der mittleren Kruste an den Flanken der aktiven Zone.

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Résumé L'auteur résume et discute des observations récentes de formation de rift crustal dans la zone axiale du NE de l'Islande. Il discute l'état thermique de la croûte dans la zone axiale sur la base de mesures du gradient thermique, de sondages magnéto-telluriques et d'un modèle du mécanisme d'accroissement. Ces trois méthodes indépendantes sont en général en bon accord. Le modèle thermique indique qi'il existe généralement une zone de fusion partielle en-dessous d'une profondeur approximative de 6 km dans la zone axiale. Il est suggéré que des tensions thermales induites par le refroidissement de la lithosphere au fur et à mesure qu'il s'écarte de l'axe sont largement responsables du volcanisme à l'écart de l'axe, et que les tensions thermiques contribuent aussi à activer la perméabilité, suivant la verticale, pour les eaux chaudes aux profondeurs crustales moyennes sur les flancs de la zone axiale.

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Neue Ergebnisse zur Tektonik der Allgäuer und Vilser Alpen

Zusammenfassung Eine Neuuntersuchung der Tektonik in den Vilser Alpen und im Hochvogelgebiet, wo die Frage seit langer Zeit diskutiert wird, ob dort die Allgäu- und Lechtal-Decke getrennte Einheiten bilden, oder stratigraphisch untrennbar zusammenhängen, erbrachte eine eindeutige Entscheidung für den Deckenbau. Der Verlauf der Deckengrenze konnte zwischen Hochvogel und Hohenschwangauer Alpen präzisiert werden. Der interne Falten- und Schuppenbau der Lechtal-Decke hat nirgends zur Bildung von tektonisch tieferen Teildekken geführt, die internen Verschuppungen besitzen nur ein geringes Ausmaß.

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A new investigation of the tectonics in the Vilser Alps and in the Mt. Hochvogel area where since a long time a discussion was going on if the thrust sheets of Allgäu and Lechtal-Decke are separate units or connected by stratigraphic sequences, a definite decision could be made in favour of the nappe structure in this part of the Northern Calcareous Alps. The internal structure of the Lechtal-Decke thrust sheet is characterized by local imbricate structure which originate from sheared folds.

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Résumé On a dicuté depuis longtemps dans les Vilser Alpen et dans la région du Mont Hochvogel le problème, si les nappes de Allgäu et Lechtal-Decke sont des unités separées ou qu'ils forment une partie inséparable par des séquences stratigraphiques. Une nouvelle examen de la tectonique a affirmé la structure de nappes dans cette région des Alpes Calcaires du Nord. La structure intérieure de la nappe de Lechtal-Decke est caracterisée par une structure écaillée locale, qui se developpe de plis cisaillés.

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