Geochemical facies model of ore formation in the Grythyttan-Hällefors area,Bergslagen, Central Sweden

The different iron and manganese ore deposits of the Grythyttan-Hällefors area display an arrangement that reflects a systematic change in redox conditions from oxidic banded iron formation into highly reduced graphite-bearing slates. This phenomenon is explained by a facies model. The different environmental conditions are also held to be responsible for the geochemical differentiation of base metal deposits into Cu ores associated with minerals of Bi, Co, Mo, As, Zn, Pb, Au, and Pb-Zn-Ag ores associated with minerals of Sb, Mn, As, Sn, Cu. Spatial relationships between deposits of these two groups and certain iron and manganese deposits point to a common source of all metals, possibly connected with exhalative derivates from basic volcanism.

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Zusammenfassung Die verschiedenen Eisen- und Manganerz-Bildungen des Grythyttan-Hällefors-Gebietes zeigen Verhältnisse auf, die einem systematischen Wechsel der Redoxbedingungen wiedergeben, von oxidischer Bändereisenerzbildung bis hin zu stark reduzierten graphitführenden Schiefern. Dieses Phänomen wird durch ein Fazies-Modell erklärt. Die unterschiedlichen Milieu-Bedingungen werden auch als Ursache für die geochemische Diferentiation unedler Metall-Ablagerungen in Cu-Erze angesehen, die mit Mineralien assoziiert sind, die Bi, Co, Mo, As, Zn, Pb, Au führen und in Pb-Zn-Ag-Erze in Verbindung mit Sb-, Mn-, As-, Sn- und Cu-führenden Mineralien. Die räumlichen Beziehungen zwischen Ablagerungen dieser zwei Gruppen und gewissen Eisen- und Mangan-Bildungen weisen auf eine gemeinsame Quelle aller Metalle hin, die möglicherweise mit exhalativen Derivaten eines basischen Vulkanismus in Verbindung steht.

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Résumé Les différents gisements de minerais de Fe et Mn de la région de Grythyttan-Hällefors montrent une disposition qui réflète un changement systématique dans les ernolitions de réduction des formations rubanées de fer oxydé en phyllades graphiteux. Ce phénomène s'explique suivant un modèle faciétal. Les différentes conditions de l'environnement sont ainsi rendues responsables de la différentiation géochimique des gisements métallifères de base en minerais de Cu associés à des minéraux de Bi, Co, Mo, As, Zn, Pb, Au et des minerais de Pb-Zn-Ag associés à des minéraux de Sb, Mn, As, Sn, Cu. Des relations spatiales entre les gisements de ces deux groupes et certains gisements de Fe et Mn indiquent une source commune pour tous les métaux, en liaison possible avec des émanations du volcanisme basique.

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Grythyttan-Hällefors , - : , , - . . , , Bi, , Mo, As, Zn, Pb, Au, , — , Sb, Mn, As, Sn, . , , , .

     

Geologische Bearbeitung Südwest-Ägyptens

Zusammenfassung In einem auf die Klärung stratigraphischer, fazieller, paläogeographischer, hydrogeologischer und paläoklimatischer Fragen ausgerichteten Forschungsprogramm wird eine Bearbeitung Südwest-Ägyptens durchgeführt. Neben dem Nachweis einer altpaläozoischen — vermutlich ordovizischen — Vereisung und jüngerer, mariner paläozoischer Schichten erfolgte bisher eine Gliederung der ehemaligen Nubischen Serie dieses Gebietes in mehrere marine und kontinentale Sedimentationszyklen von jurassischem bis oberkretazischem Alter. Eine detaillierte geologische Karte von Südwest-Ägypten ist in Vorbereitung.

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First results of geological research in Southwestern Egypt are presented, which are part of a programme dedicated to stratigraphical, sedimentological, paleogeographical and hydro geological as well as paleoclimatical questions. The research programme is sponsored by Deutsche Forschungsgemeinschaft, it is carried out in cooperation with the Academy of Science of Egypt and it is backed by Continental Oil Company.Apart from the proof of an Early Paleozoic glaciation of probably Ordovician age, marine sediments of younger Paleozoic ages were found. The former Nubian Sandstone was subdivided into several formations of shallow marine to continental origin of Jurassic to Late Cretaceous age. A detailed geological map of Southwestern Egypt is under preparation.

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Résumé Les premiers résultats de recherche géologique dans le Sud-Ouest de l'Egypte sont présentés; ils font partie d'un programme d'étude des questions stratigraphiques, sédimentologiques, paléogéographiques, hydrogéologiques et paléoclimatiques. Ce programme est subventionné par la Deutsche Forschungsgemeinschaft, réalisé en coopération avec l'Académie des Sciences d'Egypte et assisté par Conoco.Outre la preuve d'une glaciation d'âge paléozoique — probablement ordovicien — et de sédiments marins paléozoiques plus jeunes, une division de l'ancien «Grès Nubie» de cette région en plusieurs cycles de sédimentation marine et continentale du Jurassique au Crétacé supérieur fut effectuée. Une carte géologique détaillée du Sud-Ouest de l'Egypte est en préparation.

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, , , . -, - , , . - .

     

The manganese nodules of the Kane Gap (East Atlantic). Indicators of sedimentation — erosion changes

Manganese nodules from the Kane Gap (a deep sea channel connecting the Sierra Leone and Gambia Basins off West Africa) were investigated chemically and dated by¹⁰Be along cross-sections. Comparing the nodule structure with the stratigraphy of the related sediments, the following conclusions are drawn concerning the sedimentation processes during the last 4 to 6×10⁶ years: The growth of the nodules started about 4 to 4.5 Ma before present during or near to the end of a period of erosion on a fossil-free, probably Miocene sediment. During the first phase of only a few hundred thousandyears, the nodules grew very quickly (7 to >18 mm/Ma). Fe-rich hydrogenetic material formed the internal sections of the nodules during this time. Slowing down of the bottom currents, resulting in deposition of thin sediment covers for short intervals, caused the character of the nodules to change to a more diagenetic composition. The growth rates were reduced to about 1 to 2 mm/Ma. The time of slowing is roughly 3 to 4 Ma BP.Probable uncertainties of the dating and growth rates resulting from supposed changes of the¹⁰Be supply to the nodules due to variations of the near bottom environment are discussed.

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Zusammenfassung An Manganknollen aus der Kane-Lücke, dem Verbindungskanal zwischen Sierra Leone Becken und Gambia Becken (vor W-Afrika) wurden entlang Querprofilen durch mehrere Knollen chemische Untersuchungen und¹⁰Be Altersbestimmungen durchgeführt. Durch Vergleich des Aufbaus der Knollen mit der Stratigraphie des unterlagernden Sediments werden Rückschlüsse auf Veränderungen des Sedimentationsgeschehens während der letzten 4–6×10⁶ Jahre gezogen. Hiernach begann das Wachstum der Knollen vor maximal 4.5×10⁶ Jahren während oder gegen Ende einer Erosionsphase auf fossilfreiem, vermutlich miozänem Sediment. Während der ersten Phase wuchsen die Knollen über wenige 100000 Jahre sehr schnell (7 bis>18 mm/10⁶ Jahre). Hierbei schied sich Fe-reiche Knollensubstanz hydrogener Zusammensetzung ab. Nach Verringerung der Strömung und vermutlich zeitweiser Bildung von dünnen Sedimentschleiern änderte sich der Charakter der Knollen zu mehr diagnetischer Zusammensetzung bei wesentlich reduziertem Wachstum (ca. 1 bis 2 mm/10⁶ Jahre). Der Zeitpunkt der Umstellung ist nur sehr grob zu ermitteln, er dürfte etwa zwischen 3 und 4×10⁶ Jahren vor heute liegen.Eventuelle Unsicherheiten bei der Datierung und den Wachstumsraten, die möglicherweise aus milieubedingten Änderungen in der¹⁰Be Versorgung der Knollen resultieren, werden diskutiert.

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Résumé Le «Kana Gap» est un chenal sous-marin qui relie les bassins de Sierra Leone et de Gambie, au large de l'Afrique occidentale. Des nodules de manganèse, recueillis le long de profils transversaux dans ce chenal, ont fait l'objet d'une étude chimique et d'une détermination d'âge¹⁰Be. La comparaison entre la structure des nodules et la stratigraphie des sédiments sous-jacents permet de tirer les conclusions suivantes relatives au processus sédimentaire au cours des 4 à 6 derniers Ma. La croissance des nodules a commencé il y a environ 4 à 4,5 Ma pendant ou juste après un épisode d'érosion sous-marine sur des sédiments non fossilifères, probablement miocènes. Au cours d'une première phase d'une durée de quelques centaines de milliers d'années, la croissance a été très rapide (7 à > 18 mm par Ma) avec formation de la partie centrale du nodule, constituée de matière hydrogénée riche en Fe. Ensuite, après ralentissement des courants de fond et dépôt probable d'une mince couche de sédiment, le caractère des nodules a évolué vers une composition plus diagénétique, avec réduction du taux de croissance à 1 à 2 mm par Ma. Le moment de ce changement de régime doit se situer entre 3 et 4 Ma.Des changements dans les conditions de milieu sur le fond de la mer pourraient avoir provoqué une variation de la quantité de¹⁰Be apportée aux nodules, d'où résulterait une incertitude sur l'estimation des âges et du taux de croissance; cette question est discutée par les auteurs.

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¹⁰ , , , . , 4х10⁶–6×10⁶ . , 4,5х10⁶ , , , . 100.000 : 7 18 . , . , , : 1 2 . , 3х10⁶–4х 10⁶ . , , , , ¹⁰ .

     

Zur Stratigraphie,Petrologie und Genese einer Bentonit-Lage aus dem oberen Mittel-Turon (Oberkreide) des südöstlichen Münsterlandes

Zusammenfassung Die Bentonit-Lage kann möglicherweise mit der Lage M₆₈ aus dem Turon von Lüneburg (Norddeutschland) korreliert werden. Identifiziert wurden vulkanische Glasfragmente, Quarz, Na-, K-Feldspat, Oligoklas, Biotit, Muskovit, Calcit, Schwerminerale (u. a. Olivin, Hornblende) und Tonminerale (Kaolinit, Illit, mixed-layer Illit/Smektit, FeBeidellit - z. T. in großen Aggregaten). Die vulkanoklastischen Gläser zeigen alle Übergänge von intakt zu völlig devitriert. Mit Hilfe der Elektronenstrahl-Mikrosonde konnten, bei Berücksichtigung der Kathoden-Lumineszenz, die Feldspäte chemisch analysiert und genetisch in solche mit niedrigerer und solche mit höherer (vulkanoklastisch) Bildungstemperatur gegliedert werden. Von den Schwermineralen dürften vor allem Olivin und Hornblende vulkanogener Herkunft sein. Untersuchungen der durch Umwandlung vulkanischen Materials entstandenen kompakten Smektit-Aggregate mittels Mikrosonde, Röntgendiffraktometrie und Mössbauer-Spektroskopie zeigten, daß es sich hier um ein AI-reiches Glied der Mischungsreihe Nontronit-Beidellit (Fe-reicher Beidellit) handelt. Differentialthermoanalytische Untersuchungen ergaben für Fe-reiche, dioktaedrische, smektitische Tonminerale typische Kurven. Das Ausgangsmaterial des Bentonits war intermediär bis basisch. Äolischer oder kombiniert äolischer und mariner Transport von Exhalationspunkten im mitteleuropäischen Raum werden diskutiert.

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The bentonite can probably be correlated with horizon M₆₈ in the Turonian of Lüneburg in northern Germany. Volcanic glass fragments, quartz, Na and K feldspars, oligoclase, biotite, muscovite, calcite, heavy minerals (i. a. olivine, hornblende) and clay minerals (kaolinite, illite, mixed-layer illite/smectite and Fe-beidellite) were identified. The glass shows a spectrum of all states from unaltered to completely devitrified. Analysis of feldspars by means of electron microprobe and cathodo-luminescence has allowed to divide them into genetically high (pyroclastic) and low temperature forms. Of the heavy minerals, olivine and hornblende most clearly are of volcanic origin. Examinations of smectite aggregates (alteration products of volcanic material) by electron microprobe, x-ray diffractometry, and Mössbauer spectroscopy demonstrated the presence of a member of the continuous series nontronite-beidellite (Fe-rich beidellite). Differential thermal analysis gave typical curves for dioctahedral Fe-rich smectites. The chemical composition of the original material of the bentonite was intermediate to basic. Eolian or eolian and marine current transport from sources in central Europe are considered.

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Résumé La couche de bentonite peut probablement être corrélée avec la couche M₆₈ du Turonien de Lunebourg (au nord de l'Allemagne). Des fragments de verre volcanique, du quartz, du feldspath sodique, du feldspath potassique, de l'oligoclase de la biotite, de la muscovite, de la calcite, des minéraux lourds (p. ex. olivine, hornblende) et des minéraux argileux (kaolinite, illite, mixed-layer illite/smectite, beidellite ferreux — en partie en grands agrégates) ont été identifiés. Les verres pyroclastiques montrent tous les passages du verre intact jusqu'au verre entièrement dévitrifié. A l'aide de la microsonde électronique et en prenant en considération la cathodoluminescence, les feldspaths pouvaient être analysés chimiquement et ordonnés génétiquement selon leur température de formation. Ceux à haute temperature de formation sont pyroclastiques. Parmi les minéraux lourds pouvaient avant tout être d'origine volcanogène, l'olivine et la hornblende. Les études des agrégats de smectites compacts formés par la transformation de matériaux volcaniques montrent grâce à la microsonde, la diffractométrie X et de la spectrométrie de Mössbauer qu'il s'agit dans ce cas là d'un membre riche en Al de la série des mélanges nontronite-beidellite (beidellite ferreux). Des analyses thermiques différentielles donnèrent des courbes typiques pour les minéraux argileux smectitiques, dioctaédriques et riches en Fe. La matière de base de la bentonite était intermédiaire à basique. Transport éolien ou transport combiné, éolien et marin des points d'exhalation dans l'espace européen central seront dicutés.

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, , M₇₈ (. ). : , , , , , , , , , , - , , , . . , , . . — — , - () - . , . , , . , , - , .

     

Considérations sur le volcanisme post-ophiolitique dans les Alpes occidentales

Résumé L'activité magmatique ophiolitique du géosynclinal alpin (diabases, gabbros, serpentines, etc.) a été suivie par une activité à caractère volcanique moins bien connue. En effet, les appareils correspondant à cette activité ont complètement disparu; nous devons nous contenter pour tous renseignements de l'étude des fragments de roches contenus dans des grauwackes tertiaires appartenant au Flysch (grès de Taveyanne, grès d'AItdorf pro parte, grès du Champsaur).La détermination de la nature originelle des laves est, en outre, rendue difficile par le fait, découvert récemment, que ces grauwackes ont subi un métamorphisme régional les plaçant dans le faciès à zéolites; on peut raisonnablement admettre qu'il s'agissait d'andésites basaltiques.L'áge des épanchements est encore indéterminé, il doit être compris entre le Crétacé supérieur et la fin de l'Eocène. L'hypothèse la plus plausible consiste à admettre que les volcans, aujourd'hui complètement érodés se trouvaient dans la partie la plus interne du domaine pennique. Toutefois au moment du dépôt des grès de Taveyanne, les coulées ne se trouvaient plus dans leur position initiale, elles avaient glissé vers l'avant-pays sous forme d'une nappe.Il est très probable que cette activité volcanique post-ophiolitique n'est pas restreinte au segment franco-suisse des Alpes occidentales mais que des formations analogues aux grès de Taveyanne se retrouvent ailleurs, notamment en Sicile et dans les Apennins.

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The magmatic activity which gave birth to the ophiolites (diabases, gabbros, serpentinites) of the alpine geosyncline was followed by subaerial volcanism. This volcanic activity is not well known as the volcanoes were completely destroyed by erosion. Our only source of information is to be found in fragments of volcanic rocks which are part of Tertiary Flysch graywackes (Taveyanne sandstones, part of the Altorf sandstones, Champsaur sandstones).The determination of the initial composition of the lavas is further complicated by metasomatic transformations; it has been recently shown that the Taveyanne graywackes were submitted to a light regional metamorphism corresponding to the zeolitic facies ofCoombs. However, it seems that these lavas were originally basaltic andesites.The age of this volcanism is not precisely known, it cannot be later than Upper Eocene as the time of deposition of the Taveyanne sandstones is Uppermost Eocene-Lower Oligocene; it is probably post-Cenomanian. It is likely that the volcanoes were located in the southern part of the Penninic zone; however at the time of deposition of the graywackes the volcanic flows had already left their initial location, gliding toward the Foreland as part of a Nappe.Very probably, remnants of this post-ophiolitic volcanism are not restricted to the French-Swiss segment of the Western Alps, but will be found elsewhere, particularly in the Apennine Mountains and in Sicily.

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Zusammenfassung Die magmatische Tätigkeit, die Ophiolithe (Diabase, Gabbros, Serpentinite) der alpinen Geosynklinale entstehen ließ, wurde von subärischem Vulkanismus abgelöst. Diese Vulkantätigkeit ist wenig bekannt, da die Vulkane durch Erosion völlig zerstört wurden. Unsere einzige Informationsquelle findet sich in vulkanischen Gesteinsfragmenten, die Bestandteile der Tertiär-Flysch-Grauwacken sind.Die Bestimmung der ursprünglichen Zusammensetzung der Laven wird weiter durch metasomatische Umwandlungen erschwert. Kürzlich wurde gezeigt, daß die Taveyanne-Grauwacken einem regionalen Metamorphismus ausgesetzt waren, welcher der zeolithischen Fazies von Coombs entspricht. Es scheint jedoch, daß diese Laven ursprünglich basaltische Andésite waren.Das Alter dieses Vulkanismus ist nicht genau bekannt; es kann aber nicht später sein als das Obere Eozän, da die Ablagerungszeit der Taveyanne-Sandsteine Oberstes Eozän—Unteres Oligozän ist. Wahrscheinlich lagen die Vulkane im südlichen Teil der penninischen Zone; zur Zeit der Ablagerung der Grauwacken waren die Vulkanite bereits in die Überschiebungsmassen mit einbezogen.Sehr wahrscheinlich sind die Überreste dieses nach-ophiolithischen Vulkanismus nicht auf den französisch-schweizerischen Abschnitt der Westalpen beschränkt, sondern werden sich auch andernorts speziell auf dem Apennin und in Sizilien finden lassen.

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, (, ) , . , . , . . , Taveyane ( Coombs'y), , . .

     

Mathematische Simulation ptygmatischer Strukturen

Zusammenfassung Die Entstehung der Schlingen in den südlichen Ötztaler Alpen (Ostalpen) wurde bisher überwiegend auf äußere Spannungsfelder zurückgeführt. Damit waren die Faltenstrukturen in diesem Gebiet durch Biege- und Biege-Scher-Faltung hinreichend erklärbar. Bei Berücksichtigung der hohen Teilbeweglichkeit des Gesteins während der Schlingenbildung muß ein anderer Faltungsmechanismus angenommen werden. Es wird versucht, die Faltenstrukturen als Ergebnis eines Fließvorgangs in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeitsverteilung zu erklären. Unter Benutzung eines vonHarburgh &Bonham-Carter entwickelten Programms und bei Vorgabe verschiedener Randbedingungen werden Strombilder simuliert und vom Plotter in Geschwindigkeits-Vektor-Darstellung ausgegeben. Die Ergebnisse werden im Gelände beobachteten Strukturen und im Experiment erzeugten Bildern gegenübergestellt. Die gute Übereinstimmung kann als Hinweis auf die Entstehung ptygmatischer Strukturen durch interne Geschwindigkeitsverteilung angesehen werden.

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Until now the formation of vortex structures in the southern Oetztal Alps (Eastern Alps) has been regarded as the result of external stresses, allowing adequately to explain the structures as flexural and passive folds. Taking into consideration the high ductility of rocks during vortex formation another mechanism of folding has to be assumed. The attempt is made to explain the structures as the result of flowage due to a velocity distribution. Using a programm written byHarburgh &Bonham-Carter arrays of stream lines are calculated for varying boundary conditions and plotted as velocity vectors. The output will be compared with structures observed in the field as well as with results of folding experiments. From the good agreement follows that ptygmatic folding may be due to an internal velocity distribution.

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Résumé La genèse des »Schlingen« dans la partie méridionale des Alpes de l'Oetztal (Alpes orientales) a été jusqu'à présent rapportée principalement à des contraintes extérieures. Les structures plissées ont été dès lors expliquées dans cette région comme plis de ploiement et plis semblables. Si on considère la grande plasticité des roches lors du plissement, on doit admettre un autre mécanisme de plissement. Les auteurs essaient d'expliquer les structures plissées comme le résultat d'un processus d'écoulement qui dépendrait de la répartition des vitesses. Utilisant un programme établi parHarburgh &Bonham-Carter et présentant diverses conditions marginales, ils obtiennent par simulation des figures d'écoulement figurées comme vitesses vectorielles. Ces résultats sont des structures observées sur le terrain; ils sont confrontés aux figures produites lors des essais expérimentaux. La bonne concordance indique qu'on peut envisager les structures ptygmatiques comme résultant de la répartition interne des vitesses.

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Ötz ( ) , , . , - . . . Harbburch' Bonham-Carter'o , , . . , , .

     

Analysen orogener und kratonischer Strukturen aus der Tiefenzone

Zusammenfassung Die Resultate detaillierter struktureller Analysen aus zwei Schlüsselgebieten Westgrönlands werden im Lichte neuer Altersbestimmungen besprochen. Kenntnisse der petrologischen Entwicklung der datierten Gesteine werden ebenfalls einbezogen bei der Aufstellung neuüberprüfter tekto-chronologischer Modelle. Diese Untersuchungen scheinen zu zeigen, daß selbst die allerältesten Gesteins-Komplexe (3100 M. J.) alpinotype Strukturen aufweisen und daß sie ihre strukturelle Komplexität dem Einfluß konsekutiver Orogenesen verdanken. Resultate neuerer Geländearbeiten in Südostnorwegen mögen zu einem tieferen Verständnis orogener und kratogener Begebenheiten, die während plutonischer Bedingungen stattfinden, beitragen.

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The results of detailed structural analyses of two key areas in Westgreenland are discussed in relation to recent age determination work. Knowledge on the petrologic evolution of the dated rocks is also used in an attempt to establish revised geotectochronologic models. These studies tend to show that even the oldest rock complexes (3100 m. y.) display alpinotype structures, and that they owe their structural complexity to the influence of consecutive orogenies. Results from recent field studies in Southeastern Norway may be of importance in helping to distangle orogenic and cratonic events which took place under plutonic conditions.

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Résumé Les résultats d'analyses structurales détaillées de deux régions clef dans l'Ouest Groenland, sont examinés en relation avec des récentes déterminations d'âge. L'évolution pétrologique des roches datées est aussi employée pour essayer d'établir de nouvelles maquettes géotecto-chronologiques. Ces études montrent que même les roches les plus anciennes (3100 m. a.) possèdent des structures de type «Alpin», et qu'elles doivent leur complexité structurale à l'influence d'orogénies consécutives. Les résultats des travaux de terrain récents, dans le Sud-Est de la Norvège, pourraient être importants pour aider à sérarer les événements orogéniques et cratogènes ayant eu lieu sous des conditions «plutoniques».

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. - . , — 3100 — , . , .

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Herrn LektorMartin Ghisler danke ich für die Überarbeitung des deutschen Textes.     

Orthogneisses of the Spessart crystalline complex,Northwest Bavaria: Indicators of the geotectonic environment?

The orthogneisses of the Spessart crystalline complex are derived from a granitic to granodioritic magma of S-type character which must have formed by anatexis of continental crust. It intruded into a relatively shallow crustal level, 410–420 Ma ago, at the Silurian. Trace element characteristics are consistent with a post-collision geotectonic environment testifying to extensional tectonics at the end of the Caledonian era.

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Zusammenfassung Die Orthogneise des Spessartkristallins lassen sich von einem granitischen bis granodioritischen Magma von S-Typ-Charakter ableiten, das durch Anatexis kontinentaler Kruste entstanden sein mu\ und in ein relativ oberflächennahes Krustenniveau intrudierte. Die Platznahme erfolgte vor 410–420 Ma, d. h. im Silur. Die Spurenelement-Muster der Orthogneise entsprechen denen von Post-Kollisions-Granitoiden, was als Hinweis auf eine Phase der Dehnungstektonik am Ende der kaledonischen ära bewertet werden kann.

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Résumé Les orthogneiss du Spessart sont dérivés d'un magma granitique à granodioritique de type S qui doit s'Être formé par anatexie de la croûte continentale. Ce magma a été intrudé dans un niveau peu profond de la croûte il y a 410–420 Ma c'est-à-dire au Silurien. La distribution des éléments en traces est en accord avec celle des granitoÏdes formés dans un contexte géodynamique de post-collision. Cette observation est en faveur d'une phase d'extension tectonique à la fin du cycle calédonien.

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, — Wojcieszów-Kalke. , — . . , , , , .

     

Microfacies zonation and spatial evolution of a carbonate ramp: Marginal Moroccan phosphate sea during the Paleogene

The paleoenvironment of the southwestern portion of the Paleogene Moroccan phosphate sea has been reconstructed in detail by microfacies studies for a complete transgressive-regressive cycle. In front of the Anti-Atlas, forming the southern border of the Atlantic gulf, a bioclastic and phosphatic carbonate ramp extended to the north. The ramp was a homoclinal, very gentle dipping surface. Four stages of ramp evolution can be distinguished. They are (1) the marginal marine initial stage, (2) the marine transgressive stage, (3) the marine regressive stage and (4) the final silting up stage. The ramp is characterized by a distinct facies zonation. A sabkha plain, documented by mudstones and dolocretes, was situated between the arid hinterland and the ramp. Nearshore, open lagoons existed, populated by chlorophycean algae and miliolid foraminifera. These environments were protected from the open sea by a chain of oyster banks. A belt of echinoid enrichments probably marked the wave base. Sea areas with deeper and only temporarily, highly-agitated water are characterized by a benthic faunal assemblage of varied molluscs, with bryozoans becoming more abundant to the east. The carbonates are intensively bioturbated and interfinger with phosphorite sands, which dominated in the deepest part of the ramp.All phosphorites studied are clastics, poor in matrix and are not associated with phosphate source rocks. A process of extensive reworking, transport and redeposition, which is related to transgressions and regressions, has to be assumed.

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Zusammenfassung Mit Methoden der Karbonatmikrofaziesanalyse konnte das Paläoenvironment im Südwestteil des paläogenen Phosphatmeeres während eines abgeschlossenen Transgressions-Regressions-Zyklus detailliert rekonstruiert werden. Vor dem Anti-Atlas, als südliche Begrenzung eines großen AtlantikGolfs entwickelte sich eine flache, homoklinale, bioklastische und phosphatreiche Karbonatrampe. Vier Stadien ihrer Evolution sind zu unterscheiden: (1) Eine randmarine Initialphase, (2) eine vollmarine, transgressive Phase, (3) eine vollmarine regressive Phase und (4) das Verlandungsstadium. Die Rampe zeigt eine ausgeprägte Fazieszonierung. Zwischen Meer und dem Hochgebiet des Anti-Atlas erstreckten sich Sabkhagebiete, charakterisiert durch Mudstones und Dolocretes. Im Küstenbereich existierten offene Lagunen mit Miliolinen- und Chlorophyceendominanz, die durch Austernbänke vom offenen Meer abgetrennt wurden. Ein Gürtel mit Echinidenanreicherungen markiert den Bereich der Wellenbasis. Tiefere Meeresgebiete mit nur kurzzeitig turbulenten Wasser sind durch eine artenreiche, benthische Molluskenfauna, nach Osten zunehmend auch Bryozoen, gekennzeichnet. Diese Karbonate sind intensiv durchwühlt und verzahnen sich mit Phosphatsanden im tiefsten Teil der Rampe.Alle untersuchten Phosphorite sind klastisch, häufig matrixarm und sind lateral nicht direkt mit Phosphatmuttergesteinen verknüpft. Daher muß in großem Umfang mit Aufarbeitungs- und Transportprozessen gerechnet werden.

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Résumé Le paléoenvironnement de la partie sud-ouest de la mer paléogène des phosphates du Maroc a été reconstitué en détail par l'étude des microfacies pendant un cycle complet transgressionrégression. Au front de l'Anti-Atlas, qui formait la rive sud d'un vaste golfe atlantique, s'est installée une rampe bioclastique carbonatée riche en phosphates, de pente faible et régulière. Son évolution est passée par quatre phases: (1) une phase initiale littorale; (2) une phase marine transgressive; (3) une phase marine régressive et (4) une phase finale de comblement. Cette rampe présente une zonation bien exprimée des faciès. Entre la mer et l'arrière-pays aride de l'Anti-Atlas s'étendait un domaine de Sabkha, caractérisé par des mudstones et des dolocretes. Dans la zone litorale existaient des lagunes ouvertes, colonisées par des algues chlorophycées et des foraminifères miliolides et séparées de la pleine mer par des bancs d'huitres. Une ceinture enrichie en échinidés marque la zone de la base des vagues. Les milieux marins plus profonds, où l'eau n'était agitée que de manière sporadique, sont caractérisés par une faune benthique à mollusques d'espèces variées, accompagnés de bryozoaires, de plus en plus abondants vers l'est. Les carbonates sont fortement bioturbés et s'interstratifient avec des sables phosphatiques, de plus en plus abondants vers la grande profondeur.Tous les phosphates étudiés sont clastiques, pauvres en ciment et sans connexion latérale avec des roches-sources. On a donc eu affaire à des processus extensifs de remaniement, de transport et de resédimentation.

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- - . - , , . : 1/ ; 2/ ; 3/ 4/ . . - , mudstones . Milioline , . . , , , . , . ; . , , .

     

Beobachtungen zur mechanischen und zeitlichen Deutung kleintektonischer Trennflächen im Ruhrkarbon

Zusammenfassung Aus Anschliffbildern von Kohleproben und analogen Erscheinungsformen bei Gesteinsklüften wird zur Frage des mechanischen Charakters der bankrechten Schlechten Stellung genommen.Weiterhin werden verschiedene Entstehungsursachen bankschräger, streichender Trennflächen in Kohle und Nebengestein diskutiert und der Zeitpunkt ihres Aufreißens im Ablauf des Faltungsvorganges festgelegt.

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Vertical jointing within the Carboniferous of the Subvariscean Foredeep are analyzed mechanically and, in relation to the general deformation of the belt.

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Resumé D'après des sections polies d'échantillons de houille et des formes analogues dans les fissures de roches, les auteurs déterminent le caractère mécanique des cassures orthogonales.Ensuite ils discutend plusieurs causes de formation des plans de séparations obliques dans la houille et les roches encaissantes et fixent le moment de leur formation dans le cours du plissement.

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. , .

     

Metallogenese präkambrischer Goldvorkommen in den vulkano-sedimentären Gesteinskomplexen (greenstone belts) der Swaziland-Sequenz in Südafrika

Zusammenfassung In den präkambrischen vulkano-sedimentären Gesteinskomplexen, den sogenanntengreenstone belts des Kaapvaal-Kratons in Südafrika können drei Typen von Goldvorkommen unterschieden werden: a) sulfidführende Goldquarzgänge; b) stratiforme massive Sulfiderze; und c) komplexe Sulfidimprägnationen in Porphyrstöcken. Als primäre Hauptquellen des Goldes werden in erster Linie die primitiven peridotitischen und basaltischen Komatiite der Onverwacht-Gruppe angenommen. Sie bilden die Basis der Swaziland-Sequenz und führen durchschnittlich bis zu viermal mehr Gold (0,02 ppm) als besser entwickelte äquivalente, jüngere Gesteine. In drei oder vier Schritten wurden die anfänglich geringen Goldkonzentrationen der Onverwacbt-Gesteine von verschiedenen sedimentären und metamorphen Umlagerungsprozessen angereichert und schließlich die teilweise abbauwürdigen Goldlagerstätten dergreenstone belts gebildet, welche die Primärerze der Witwatersrand-Goldseifen sind.Ultrabasische und basische Gesteine von der Art der Komatiite des Barberton Mountain Land haben aufgrund ihrer Zusammensetzung erhöhte Goldgehalte und sind daher als die Hauptbringer von Gold aus dem Bereich des wahrscheinlich noch wenig differenzierten Erdmantels zu betrachten. Die enge Verknüpfung solcher primitiver, potentiell goldreicher Gesteinsvergesellschaftungen als Repräsentanten der frühesten petrogenetischen und metallogenetischen Prozesse mit der Entwicklung der archaischen Erdkruste ist in dengreenstone belts Südafrikas evident und könnte daher eine Erklärung für die globale Anhäufung von Goldlagerstätten im Präkambrium sein.

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The early Precambrium volcano-sedimentary rock assemblages — greenstone belts of the Kaapvaal Craton, South Africa, contain three different types of gold mineralizations: a) sulfide-bearing gold-quartz veins, b) conformable, massive sulfide ores, and c) disseminated complex sulfide ores in porphyry bodies. It is suggested that the ultimate source of the gold in the vein-deposits has to be sought in the primitive peridotitic and basaltic komatiites of the Onverwacht Group rather than in the intruding granites. The komatiites which form the base of the Swaziland Sequence contain up to four times more gold (0,02 ppm) than younger, less primitive equivalent rock types. The initially minute gold contents of the Onverwacht rocks have been reconstituted and concentrated in three to four stages by a number of sedimentary and metamorphic processes to form sub-economic to economic gold deposits. These deposits, in turn, are the primary ores for the giant Witwatersrand gold placers.Ultramafic and mafic rocks of similar composition as the komatiites of the Onverwacht Group are potentially enriched in gold and, therefore, could be the principal transporters of gold from the mantle, which was probably only little differentiated at these times. The close association of such primitive rock assemblages, which are manifestations of the earliest petrogenic and metallogenic processes, with the formation of the Archean crust is evident in the greenstone belts of South Africa and could explain the global abundance of gold deposits in Precambrian rocks.

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Résumé Dans les séries précambriennes volcano-sédimentaires, connues sous le nom degreenstone belts, du craton du Kaapvaal en Afrique du Sud, on peut distinguer trois types de gisements aurifères: a) des filons de quartz aurifères à sulfures; b) des minerais sulfurés massifs stratiformes; et c) des imprégnations à sulfures complexes dans des pitons de porphyre. On considère les komatiites péridotitiques et basaltiques «primitives »du Groupe inférieur de l'Onverwacht comme la source primaire principale de l'or. Ces roches forment la base de la série du Swaziland et ont une teneur moyen en or jusqu'à quatre fois (0,02 ppm) plus élevée que les roches équivalentes plus jeunes, mieux dévéloppées. Des processus sédimentaires et métamorphiques ont enrichi en trois ou quatre étapes les concentrations en or originalement très faibles des roches de l'Onverwacht pour former les gisements aurifères partiellement exploitables desgreenstone belts, qui représentent les minerais primaires des alluvions aurifères du Witwatersrand.Des roches ultrabasiques et basiques du type des komatiites du Barberton Mountain Land ont, vu leur composition, des teneurs élevées en or, et sont à considérer comme les principaux fournisseurs d'or, en provenance du manteau, dans un stade probablement encore peu différencié. La liaison étroite, avec le développement de la croûte terrestre archéenne, de ces associations de roches «primitives»potentiellement riches en or, produits de processus pétrogénétiques et métallogéniques les plus anciens, est évidente dans lesgreenstone belts de l'Afrique du Sud, et pourrait fournir une explication à l'accumulation mondiale des gisements aurifères dans le Précambrien.

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Mein Dank richtet sich in erster Linie an meine Kollegen und Freunde in Johannesburg, Dr. C. R.Anhaeusser, Dr. M. J.Viljoen und Dr. R. P.Viljoen, für viele gemeinsame Feldbefahrungen und interessante Diskussionen. Für die kritische Durchsicht des Manuskriptes und für wertvolle Hinweise sei Herrn Prof. Dr. G. C.Amstutz, Heidelberg, herzlich gedankt. Die Arbeit wurde im Rahmen eines Habilitandenstipendiums der Deutschen Forschungsgemeinschaft zusammengestellt.     

Isotopic datings of reddish granitoids in southern Värmland,southwestern Sweden

Three reddish granites from the Gneiss Complex of south-western Sweden have been dated with the U-Pb and one of them also with the Rb-Sr method. The Gneiss Complex consists of two mega-units separated by a tectonic discontinuity. The two granites from the western mega-unit (»the Western Gneiss Segment«) yield zircon upper-intercept ages of 1552 _–36 ⁺³⁸ and 1499 _–36 ⁺³⁶ Ma (2). These ages are minimum estimates of the intrusion ages, but the difference between the obtained and the true age is probably small. This assumption is based on studies of the morphology and internal structures of the zircons and also on air abrasion experiments.The third granite is located in the eastern mega-unit (the »Eastern Gneiss Segment«) and forms a number of small massifs, 50 m in diameter. The U-Pb and Rb-Sr ages agree within the limits of the errors — 1140 _–52 ⁺⁵⁴ Ma (upper intercept) and 1104 ± 100 Ma, respectively — but the obtained age is nevertheless dubious. Thin-section studies reveal that the zircons are heterogeneous with different types of material making up the inner and outer parts. Electron-microscopic studies as well as air abrasion and leaching experiments were performed to establish possible differences in age and chemistry between the inner and outer parts. The central parts are made up of almost pure ZrSiO₄ whereas the outer parts are layered with alternating pure ZrSiO₄ layers and layers rich in trace elements. The leaching and air abrasion data do not indicate any age difference between the inner and outer parts. This supports the validity of the upper-intercept age as an intrusion age.The Rb-Sr age is questionable since the obtained initial⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio is as low as 0.7027. This cannot possibly be true for a felsic, late Proterozoic granite. A plausible explanation could be a rotation of the isochron due to migration of Rb and Sr during a low-grade event. This event is also responsible for the alteration of the biotites and plagioclases.These data provide additional evidence for extensive ensialic magmatism in the period succeeding the lithosphere-forming event.

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Zusammenfassung Drei rötliche Granite aus dem Südwestschwedischen Gneiskomplex sind mit der U-Pb Methode und einer davon zusätzlich mit der Rb-Sr Methode datiert worden. Der Gneiskomplex besteht aus zwei Haupteinheiten, die tektonisch voneinander getrennt sind. Zwei Granite aus der westlichen Haupteinheit (dem sogenannten »Western Gneiss Segment«) ergeben obere Schnittpunktsalter der Zirkone von 1552 _–36 ⁺³⁸ bzw. 1499 _–36 ⁺³⁶ Ma (2). Diese Alter stellen Minimumalter für die Instrusionen dar, die nur geringfügig jünger sind als die wahren Instrusionsaltern. Diese Vermutung stützt sich auf Untersuchungen der Morphologie und der internen Struktur der Zirkone sowie auf Experimente mit Hilfe der Luftabriebstechnik (air abrasion technique).Der dritte Granit stammt aus der östlichen Haupteinheit (dem sogenannten »Eastern Gneiss Segment«), in der er kleine Körper von etwa 50 m Durchmesser bildet. Die U-Pb und Rb-Sr Alter von 1140 _–52 ⁺⁵⁴ Ma (oberer Schnittpunkt), bzw. 1104 ± 100 Ma stimmen innerhalb des Fehlers überein. Trotzdem ist dieses Alter fragwürdig. Dünnschliffuntersuchungen zeigen, da\ die Zirkone heterogen sind, und da\ Rand und Kern unterschiedlich zusammengesetzt sind. Um Unterschiede in Alter und Chemismus zwischen Rand und Kern festzustellen, wurden Untersuchungen mit dem Elektronenmikroskop, Luftabriebsexperimente und Anätzexperimente durchgeführt. Die Kerne bestehen fast aus reinem ZrSiO₄, wogegen die äu\eren Ränder aus Wechsellagerungen von reinem ZrSiO₄ und Lagen mit hohem Spurenelementgehalt bestehen.Die Anätzversuche und die Luftabriebsexperimente brachten keinen Altersunterschied zwischen Rand und Kern. Diese Tatsachen sprechen dafür, da\ das obere Schnittpunktsalter dem Instrusionsalter entspricht.Das Rb-Sr Alter ist fragwürdig, zumal das⁸⁷Sr/⁸⁶Sr-Initialverhältnis einen sehr niedrigen Wert von 0,7027 aufweist, der für einen spätproterozoischen Granit viel zu niedrig ist. Eine mögliche Erklärung ist die Rotation der Isochrone wegen einer Migration von Rb und Sr während eines Ereignisses bei niedriger Temperatur, ein Ereignis, das auch für die Umwandlung von Biotit und Plagioklas verantwortlich zu sein scheint. Die oben aufgeführten Daten geben zusätzliche Hinweise für einen sialischen Magmatismus im Zeitraum des fortschreitenden Ereignisses der Bildung der Lithosphäre.

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Résumé Trois granites rougeâtres provenant du complexe gneissique du sud-ouest de la Suède ont été datés par la méthode U-Pb et, pour l'un d'entre eux, également par la méthode Rb-Sr. Le complexe gneissique consiste en deux grandes unités séparées par une discontinuité tectonique. Les zircons de deux granites provenant de l'unité occidentale (»Western Gneiss Segment«) fournissent des âges (intersection supérieure) de 1552 _–36 ⁺³⁸ et 1499 _–36 ⁺³⁶ Ma (2). Ces âges constituent des estimations minimales des âges d'intrusion, la différence entre l'âge mesuré et l'âge véritable étant probablement minime. Cette supposition se base sur l'étude de la morphologie et des structures internes des zircons, ainsi que sur des expériences d'abrasion à l'air.Le troisième granite est situé dans l'unité orientale (»Eastern Gneiss Segment«) et se présente en plusieurs massifs d'une cinquantaine de mètres de diamètre. Les âges U-Pb et Rb-Sr coÏncident dans les limites des erreurs (1140 _–52 ⁺⁵⁴ (point d'intersection supérieur) et 1104±100 Ma) l'âge obtenu étant néanmoins incertain. L'étude en coupes minces montre que les zircons sont hétérogènes, leurs parties centrales et périphériques présentant des constitutions différentes. Des examens au microscope électronique, ainsi que des essais d'abrasion à l'air et de corrosion à l'acide ont eté effectués afin de mettre en évidence des différences éventuelles d'âge et de composition chimique entre les parties contrales et périphériques. Tandis que les parties centrales consistent en ZrSiO₄ pratiquement pur, les parties extérieures se composent de couches de ZrSiO₄ pur alternant avec des couches contenant de multiples éléments en traces. Les données obtenues sur les grains corrodés à l'acide ou soumis à une abrasion à l'air n'indiquent cependant pas de différence d'âge entre les parties centrales et périphériques. Ceci confirme la validité de l'âge obtenu (point d'intersection supérieur) comme âge d'intrusion.L'âge Rb-Sr est douteux, étant donné que le rapport initial⁸⁷Sr/⁸⁶Sr n'est que de 0,7027, valeur improbable pour un granite felsique du ProtérozoÏque supérieur. Il paraÎt raisonnable de supposer une rotation de l'isochrone, due à une migration de Rb et Sr durant un événement à basse température. Cet événement serait également responsable de l'altération des biotites et des plagioclases. Ces données fournissent un argument supplémentaire en faveur d'un magmatisme ensialique pendant la période qui suit la formation de la lithosphère.

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- U/Pb, Rb/Sr. , . — . . Western Gneiss Segments — 1552 _–36 ⁺³⁸ 1499 _–36 ⁺³⁶ (2). . , air abrasion technique. — Eastern Gneiss Segments —, 50 . U/Pb 1140 _–52 ⁺⁵⁴ Ma ( ), Rb/Sr - 1104 ± 100 ; , . . , . , : , air abrasion technique . ZrSiO₄, ZrSiO₄, . air abrasion technique . , ., Rb/Sr, , ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (0,7027), . . - . — , , , . , .

     

Analysis of deformation paths in shear zones

The geometry of ductile shear zones can be used to solve problems of regional tectonics if the deformation path of material in the zones is sufficiently understood. Flow in many shear zones may have deviated from simple shear and consequently data on the final deformation state such as finite strain and volume change are insufficient for reconstruction of the deformation path, even if flow parameters were constant during progressive deformation. Additional information on the flow vorticity number is also needed and can be obtained from fabric elements such as sets of folded-boudinaged veins, rotated porphyroblasts and blocked rigid objects. Mohr circle constructions are presented as a tool to calculate deformation parameters from fabric data, to represent the deformation path graphically and to reconstruct flow parameters from the shape of this path. If the vorticity number or the volume change rate changed during progressive deformation, the deformation path can be partly reconstructed using sets of fabric elements which register mean and final values of these parameters.

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Zusammenfassung Die Geometrie duktiler Scherzonen kann dazu verwendet werden, regionaltektonische Probleme zu lösen, sofern der im Material abgebildete Deformationsweg dieser Zonen genügend verstanden wird. Der Flow in vielen Scherzonen mag sich aus einfacher Scherung ableiten lassen, daher genügen Daten über den letzten Deformationszustand wie z. B. der finite Strain und die Volumenänderung nicht für die Rekonstruktion des Deformationsweges, auch nicht bei konstanten Fließparametern während der fortschreitenden Deformation. Zusätzliche Daten über die Verwirbelungszahl (Rotationszahl) sind nötig. Sie lassen sich ableiten aus verschiedenartigen Gefügeelementen wie Gruppen gefaltetboundinierter Gänge, rotierten Porphyroblasten und »verklemmten«, starren Objekten. Vorgestellt werden anhand von Gefügedaten Konstruktionen am Mohr'schen Spannungskreis zur Bestimmung der Deformationsparameter, um damit den Deformationsweg graphisch darzustellen und daraus die Fließparameter abzuleiten. Änderungen in der Rotationszahl (Vorticity) oder der Geschwindigkeit in der Volumenänderung während progressiver Deformation erlauben den Deformationsweg zumindest teilweise zu rekonstruieren. Verwendung finden hierbei diejenigen Gefügeelemente, die sowohl die durchschnittliche Deformation als auch die letzten Deformationsereignisse registriert haben.

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Résumé La géométrie des shear zones ductiles peut être utilisée pour résoudre des problèmes de tectonique régionale, pour autant que l'histoire de la déformation des matériaux de ces zones soit suffisamment bien comprise. Il peut arriver, dans beaucoup de shear zones, que le processus ductile se soit écarté du modèle du glissement simple et qu'en conséquence, les caractères finals de la déformation, tels que l'ellipsoïde de la déformation finie, ou le changement de volume, s'avèrent insuffisants pour pouvoir reconstruire l'histoire de la déformation et ce, même si les paramètres de fluage sont restés constants au cours du processus. Il est alors nécessaire de disposer d'informations supplémentaires quant à la vorticité; ces informations peuvent être fournies par certains éléments structuraux tels que des groupes de veines plissées-boudinées, des porphyroblastes qui ont toruné et des objets rigides bloqués. Au moyen de constructions appliquées au cercle de Mohr, il est possible de calculer les paramètres de la déformation à partir des données structurales, de représenter graphiquement l'histoire de la déformation et de retrouver les paramètres de fluage à partir de la forme de cette représentation. Si, au cours de la déformation progressive, la vorticité ou le taux de variation de volume se modifient, l'histoire de la déformation peut être reconstituée partiellement par l'utilisation de groupes d'éléments structuraux qui enregistrent les valeurs moyenne et finale de ces paramètres.

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Triassic lacustrine red-beds and palaeoclimate: The „Buntsandstein“ of Helgoland and the malmros Klint member of East Greenland

The playa-lake origin of the Lower Triassic Buntsandstein of Helgoland and the Upper Triassic Malmros Klint Member of East Greenland is suggested by: the continental setting; absence of marine fossils and occurrence of fresh-water trace fossils; evidence of shallow water, fluctuations in water level, frequent subaerial exposure and oxidizing depositional conditions; evidence of low-energy wave-action and absence of evidence for tidal influence. The Buntsandstein contains aeolian dunes and evaporites, but only rare fluvial sandstones and very rare fresh-water trace fossils. In contrast the Malmros Klint Member contains no aeolian sandstones and evaporites, but common fluvial sandstones and numerous fresh-water trace fossils. Wave ripple crest orientation suggests that both sequences were deposited during the influence of alternating NE and SE trade winds. The Buntsandstein appears to have been deposited in a central trade wind region with dominant winds from SE and short rainy seasons; the Malmros Klint Member was apparently deposited in a marginal trade wind region with dominant NE winds and longer rainy seasons.

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Zusammenfassung Der Buntsandstein auf Helgoland und der Malmros Klint Member (Obere Trias) in Ostgrönland werden als Playaseebildungen interpretiert auf Grund von: Vorkommen von Süßwasser-Lebenspuren und Mangel an marinen Fossilien; Beweise für Seichtwasser, Schwankungen in Wassertiefen, häufige Trockenlegung und oxydierende Ablagerungsverhältnisse; Beweise für schwachen Wellenschlag aber Mangel an Gezeiten; der stratigraphischen Einfügung in einer kontinentalen Schichtenfolge. Der Buntsandstein enthält Winddünen und Evaporite, aber nur wenige fluviatile Sandsteine und einzelne Süßwasser-Lebenspuren. Im Gegensatz dazu enthält der Malmros Klint Member keine äolische Sandsteine und keine Evaporite, sondern viele fluviatile Sandsteine und zahlreiche Süßwasser-Lebenspuren. Die Orientierung der Oszillationsrippelkämme beweist vermutlich, daß die beiden Schichtenfolgen während des Einflusses umlaufender Nordost- und Südostpassatwinde abgelagert wurden. Der Buntsandstein wurde wahrscheinlich in einer zentralen Passatwindregion mit vorherrschenden Südostwinden und kurzen Regenperioden abgelagert; der Malmros Klint Member wurde wahrscheinlich in einer Randpassatwindregion mit vorherrschenden Nordostwinden und längeren Regenperioden abgelagert.

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Résumé Le Grès bigarré (Trias inférieur) de Héligoland et le Malmros Klint Member (Trias supérieur) du Groenland oriental sont interprétés comme des formations lacustres éphémères à cause de: présence d'ichnofossiles d'eau douce et l'absence de fossiles marins; évidence d'eau peu profonde, variation de la profondeur d'eau fréquentes dessiccations et conditions sédimentaires oxydantes; évidence d'action calme des vagues, mais absence de marée; 1'emplacement stratigraphique dans une séquence continentale. Le Grès bigarré contient des dépôts éoliens et des évaporites, mais peu de grès fluviatiles et des ichnofossiles rares d'eau douce. Par contre le Malmos Klint Member ne contient ni de grès éoliens, ni d'évaporites, mais plusieurs grès fluviatiles et de nombreux ichnofossiles d'eau douce. L'orientation des crêtes ripplemarks semble prouver que les deux séquences ont été déposées sous l'influence des alizés du nord-est et du sud-est. Le Grès bigarré de Héligoland semble s'être déposé dans une région centrale des alizés avec des vents dominants du sud-est et de brèves saisons pluvieuses. Evidemment le Malmros Klint Member s'est déposé dans une région marginale des alizés avec des vents dominants du nord-est et des saisons pluvieuses plus longues.

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Age determinations on lead ores

The isotopic abundances of about 150 samples of lead minerals from Africa and Europe have been measured. pb²⁰⁷/Pb²⁰⁶ model ages are calculated, the Pb²⁰⁸ content is used as a check for this model age. The usefulness and the limits of this common lead dating method are discussed.The results, including model ages higher than 3×10⁹ years are presented. It is pointed out that ages, determined by the common lead method, are in principle defined differently from ages obtained by other methods. In the case of a secondary mineral argon, lead, and strontium may be lost. Thus the Pb-Th-U, A-K, and Sr-Rb ages will give the time of the secondary formation in the idealized case. On the other hand, the common lead method principally gives the time of the first mineralization of the material involved. Thus, by means of the common lead method a geochemical important event, the first mineralization can be investigated, which is impossible by using the other methods.The common leads with anomalous isotopic composition similar to Joplin lead (J-type) are discussed. Criteria for recognizing anomalities are summarized and preliminary results in connection with these are given. Volcanism is recognized as one possible source of this anomaly, according to measurements of lead sublimates from Vesuvio and the Island of Volcano in the Mediterranean sea.

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Zusammenfassung Die Isotopenhäufigkeit von ungefähr 150 Bleimineral-Proben aus Afrika und Europa wurden untersucht.Pb²⁰⁷/Pb²⁰⁶-Modell-Alter wurden berechnet, der Pb²⁰⁸-Gehalt diente als Kontrolle dieses Modellalters. Brauchbarkeit und Grenzen der Methode werden diskutiert.Es wurden Modell-Alter bis zu mehr als 3×10⁹ Jahren gefunden. Modell-Alter von Bleimineralien sind prinzipiell anders definiert als solche, die mit anderen Methoden bestimmt werden. Im Falle eines Sekundärminerals können Argon, Blei und Strontium verloren gehen. Deshalb ergeben Pb-Th-U, A-K und Sr-Rb Alter, im idealisierten Fall, den Zeitpunkt der letzten Mineralisation. Die gewöhnliche Bleimethode ergibt das Alter der ersten Mineralisation des Materials.Bleie mit anomaler Isotopenzusammensetzung, ähnlich dem Joplin-Blei (J-Typen), werden diskutiert. Kriterien zur Identifikation der Anomalien sowie vorläufige Resultate werden aufgeführt. Auf Grund von Messungen an Bleisublimaten des Vesuves und der Insel Vulcano im Mittelmeer kann der Vulkanismus als eine mögliche Ursache dieser Anomalien betrachtet werden.

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Résumé On a mesuré la fréquence des isotopes dans environ 150 échantillons de minerai de plomb provenant d'Afrique et d'Europe. Les âges ont été calculés suivant la méthode du Pb²⁰⁷/Pb²⁰⁶; la teneur en Pb²⁰⁸ a servi de contrôle pour cette formule. Les auteurs discutent l'utilisation et les limites de la méthode. On trouve des âges de plus de 3×10⁹ années. Il est établi qu'avec des méthodes normales au plomb les âges obtenus sont différents de ceux obtenus par d'autres méthodes.Lors de déterminations d'âge sur des «minéraux secondaires» il a pu se produire une déperdition d'argon, de plomb et de strontium. La méthode ordinaire au plomb donne l'âge de la première minéralisation du matériau.L'auteur discute le cas du plomb ayant une composition isotopique anormale semblable à celle du plomb de Joplin.

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This paper has been read by one of us (J. G.) at the International Geological Congress in Mexico City 1956. We are informed only now that the publication of the proceedings of this congress had to be interrupted for technical reasons, as far as geochemistry is concerned. Though this paper has been distributed to a limited number of interested laboratories we take the opportunity to publish our paper in its original form in the Geologische Rundschau.     

Aufgaben geomorphologischer Kontinentkarten und ein Ansatz zu ihrer Lösung

Zusammenfassung Es wird vorgeschlagen, als Hauptgliederungsprinzip in kleinmaßstäblichen geomorphologischen Karten die genetische Gliederung nach exogenen Formungsprozessen zu benutzen. Dabei sind für die Morphogenese eines einheitlichen Gebietes im allgemeinen die Wirkungen mehrerer Formungsphasen zu berücksichtigen, für jede Formungsphase die Wirkungen mehrerer Formungsprozesse. Jedes morphogenetisch gleichartige Gebiet läßt sich durch eine Formel beschreiben, in der jede Formungsphase durch die Aneinanderreihung von Kennbuchstaben für die wirksamen Prozesse, die Abfolge der Formungsphasen durch ihre Anordnung zu einer Spalte gezeichnet wird.

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The author proposes a new classificatory principle for geomorphological maps of a small scale: it is the application of a genetic classification derived from exogenous processes. In general the effects of several morphogenetic periods must be considered for the morphological evolution of a homogenous region, as well as the effects of several morphodynamic processes during each morphogenetic period. Each morphogenetically similar region can be specified by a formula in which each morphodynamic period is characterized by a set of indicating letters, each representing a single effective process; the succession of the morphogenetic periods is signified by their multi-lined arrangement.

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Résumé L'auteur propose de se servir, comme principe fondamental de classification sur des cartes géomorphologiques à petite échelle, de la classification génétique d'apres les processus exogènes. Dans la morphogénèse d'une région homogène on doit alors en général distinguer des phases de façonnement différentes, chaque phase représentant un groupe de plusieurs processus. On peut caractériser toute région d'une même morphogénèse par une formule dans laquelle chaque phase morphogénétique est signifiée par une série de lettres-clés pour les processus efficaces. et dans laquelle la succession des phases morphogénétiques est exprimée par un arrangement de ces séries l'une en dessous de l'autre.

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Erweiterte Fassung eines Vortrages auf der 58. Jahrestagung der Geologischen Vereinigung, Göttingen 1968. - Die Ausführungen gehen zurück auf Arbeiten an einem geomorphologischen Atlas, die seit längerer Zeit am Geographischen Institut der Universität Göttingen unter der Gesamtleitung von Prof. Dr. H.Poser durchgeführt werden. Herrn Prof.Poser und meinen Kollegen und Mitarbeitern möchte ich für alle die Anregungen, die sich in diesem Aufsatz niedergeschlagen haben, ohne daß sie im einzelnen zitiert werden können, herzlich danken.     

Instrumentelle Aufnahme und elektronische Auswertung von tektonischen Flächen und Linearen

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird kurz über die Möglichkeit berichtet, tektonische Untersuchungen auf der Grundlage detaillierter geologisch-tektonischer Kartierungen durch eine eingehende elektronische Bearbeitung von statistisch erhobenen tektonischen Daten sowie gegebenenfalls auch durch eine stereographisch-photogrammetrische Aufnahme derartiger Daten zu ergänzen.

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This paper deals with the possibility to complete tectonic investigations, which are based on detailed geological field mapping, by electronic computation of statistically obtained tectonic data as well as by stereographic-photogrammetric plotting of such data.

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Résumé L'auteur démontre la possibilité de compléter des recherches tectoniques basées sur des levés géologiques, par une computation électronique des dates tectoniques obtenues par des méthodes statistiques, ainsi que par un levé stéréographique-photogrammétrique de telles dates.

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Die vorliegende Arbeit stellt die erweiterte Fassung eines Vortrages dar, den der Verfasser auf der Frühjahrstagung der Geologischen Vereinigung in Karlsruhe am 20.2.1969 gehalten hat.     

Die Thule-Landbrücke als Wanderweg und Faunenscheide zwischen Atlantik und Skandik im Tertiär

Zusammenfassung Die Auffassung, daß die nordatlantischen Inseln mögliche Relikte einer känozoischen Landbrücke zwischen Europa und Amerika darstellen, wird heute durchweg abgelehnt. Dennoch lassen sich von paläontologischer und biogeographischer Seite zahlreiche Belege sammeln, die eine solche Brücke bis ins jüngere Känozoikum bezeugen. So sind beispielsweise sowohl die heutigen Landbiota dieser Inseln als auch die litoralen marinen Faunen paläogäisch orientiert.Anhand tertiärer, quartärer und rezenter mariner Molluskenfaunen, vor allem der detaillierten historischen Analyse einzelner Gruppen, wird gezeigt, daß ihre Entwicklungen im Atlantik und Skandik getrennt abliefen und folglich beide Meeresgebiete während der längsten Zeit des Känozoikums voneinander vollkommen isoliert waren. Vor dem Pleistozän bestanden nur mittelbare Verbindungen über kurzzeitig existierende epikontinentale europäische Meeresstraßen zur Tethys. Wahrscheinlich war eine solche auch im Paläozän über Mittelgrönland zur Baffin-Bucht vorhanden.Bestehende Differenzen zwischen europäisch-nordatlantischen und amerikanischen Landbiota lassen sich durch die frühe Existenz eines Davis-Baffin-Golfes erklären. Die Ellesmere-Nordgrönland-Landbrücke wirkte mindestens seit dem Oligozän als Filter. Es lassen sich Wanderbewegungen im Neogen über diese Route nachweisen.Die Trennung in zwei Ozeanteilbecken und die gegenüber dem heutigen Zustand geänderten Meeresströmungen haben weitreichende paläoklimatische Folgen. Im subpolaren Raum sind neogene Vereisungen bzw. Abkühlungen nachweisbar, die sich auf West- und Mitteleuropa kaum auswirken. Über Meeresströmungen im Skandik lassen sich aufgrund von Schwermineral-Assoziationen im isländischen Raum Aussagen machen. Nach Wanderbewegungen von Meeresmollusken ist ein Zerbrechen der nordatlantischen Thule-Brücke seit der Wende Plio-Pleistozän nachweisbar.Diese Brücke entwickelte sich syngenetisch zur Aufweitung des Ozeanbeckens und überspannte seit dem ausgehenden Mesozoikum die auseinanderstrebenden Ufer. Ihr Zerfall erfolgte wahrscheinlich durch das Zusammenwirken von kontinentnahen Absenkungsvorgängen, Aufweitungsprozessen und erosiven Vorgängen.

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The view that the islands of the North Atlantic are the possible relicts of a Caenozoic land bridge connecting Europe and North America is today ordinarily rejected. In spite of this, however, abundant evidence of a palaeontological and biogeographical nature can be assembled to bear witness to the existence of such a bridge into the younger Caenozoic. As an example may be quoted the palaeogaeic land biota and littoral marine faunas of these islands.The study of Tertiary, Quaternary and recent marine molluscan faunas, and above all the detailed historical analyses of single groups, indicates that faunal development in the Atlantic and Norwegian Sea followed separate courses. From this it follows that the two areas were completely isolated during most of the Caenozoic. Before the Pleistocene only indirect and short-lived channels of epicontinental nature linked the North European and Tethyan seas. It seems not unlikely that similar Palaeocene passage stretched across the middle part of Greenland to connect with Baffin Bay.Existing differences between European, North Atlantic and American land biota can be explained on the assumption of the early existence of a Davis Strait/Baffin Bay gulf. The Ellesmere/North Greenland land-bridge operated from at least the Oligocene, as a filter barrier. In the younger Tertiary (Neogene) the existence of a migration route over this link can be detected.The separation into two basins and the consequent differences in the oceanic current regimes then as compared with now have far-reaching palaeoclimatic implications. In the sub-polar areas evidence for the existence of late Tertiary (Neogene) glacial and cool periods can be satisfactorily demonstrated, but virtually no traces of such changes can be detected in Western and Central Europe. Heavy mineral suites from the Icelandic region have provided indications of oceanic circulations. The migrations of oceanic molluscs support the breaching of the North Atlantic Thulean bridge at the Plio-Pleistocene boundary.This Thulean bridge developed syngenetically with the moving apart of the oceanic basins and spanned the separating shores from the close of the Mesozoic onward to its break-up, probably as the result of a combination of factors — offshore sinking, widening of the sea floor and erosive processes.

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Résumé La théorie faisant des îles de l'Atlantique-Nord des restes d'un pont continental cénozoique entre l'Europe et l'Amerique demeure aujourd'hui généralement rejetée. Cependant, on peut quand même assembler de nombreuses preuves paléontologiques et bio-géographiques démontrant l'existence d'un tel pont jusqu'au cénozoique supérieur. Ainsi la vie continentale et la faune du littoral marin de ces îles sont encore aujourd'hui de caractère paléogéeique.On démontre, surtout grâce à l'analyse détaillée des différents groupes que le développement de la faune mollusque marine du tertiaire, du quaternaire et de l'époque actuelle s'est déroulé séparément dans le Scandique et l'Atlantique et que par conséquent ces deux régions maritimes étaient complètement isolées l'une de l'autre pendant la plus grande partie du Cénozoique. En dehors du pléistocène, il n'y avait que des contacts indirects avec l'Atlantique par des routes maritimes Européennes épicontinentales qui étaient ouvertes seulement à court terme et qui allaient vers le Téthys. Pendant le paléocène une telle route maritime allait probablement par le Groenland moyen vers la baie de Baffin. Les différences entre la vie continentale Européenne-Atlantique et la vie continentale américaine s'expliquent par l'existence précoce du golfe de Davis-Baffin. Le pont continental entre la terre d'Ellesmere et le Groenland du nord jouait un rôle de filtre au moins depuis l'oligocène. Malgré celà, il est possible de prouver qu'il y a eu des mouvements de migration sur cette route pendant le néogène.La séparation en deux bassins océaniques et les courants marins différents de ce qu'ils sont actuellement ont des effets paléoclimatiques étendus. Dans la région subpolaire (actuelle) il y a déjà des traces des glaciations néogènes respectivement des refroidissements, qui n'ont guère d'effet sur l'Europe occidentale et l'Europe centrale. On peut expliquer grâce aux associations de minéraux lourds dans la région de l'Islande les courants marins Scandinaves. En observant la migration des mollusques marins, on peut démontrer la rupture du pont de l'Atlantique-Nord depuis la limite pliocène-pleistocène. Le pont de Thule s'est développé parallèlement à l'élargissement du bassin océanique reliant depuis la fin du mésozoique les côtes qui s'étaient éloignées. Sa destruction se déroula relativement vite, elle fut probablement causée par des affaissements à proximité du continent, et par des processus d'élargissement et d'érosion.

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Erweiterte Fassung eines Vortrages auf der 60. Jahrestagung der Geologischen Vereinigung in Kiel am 26. Februar 1970. Diese Zusammenstellung stellt ein wesentliches Teilergebnis eingehender Untersuchungen an holarktischen känozoischen Meeresmollusken dar, die als Habilitationsschrift vorgelegt worden sind. Es muß auf zahlreiche, noch nicht publizierte Details verzichtet werden, die im Rahmen einer weiteren Veröffentlichung in Druck gegeben werden und dort einzusehen sind. Den zahlreichen Freunden und Kollegen im Ausland wie in der Heimat sei aber bereits hier gedankt für jede mir bisher erwiesene Hilfe. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit aber bin ich wegen wertvoller Anregungen und Diskussionen besonders den Herren Prof. Dr. M.Schwarzbach, Köln, und Prof. Dr. K.Rothausen, Mainz, verpflichtet. Die notwendigen Reisen konnten mit Hilfe der Deutschen Forschungsgemeinschaft durchgeführt werden.     

Deep-sea carbonates: Reading the carbon-isotope signal

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

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

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

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The plutonism in the North Chilean Coast-Range and its geodynamic significance

Extended deep plutons of the Chilean Coast-Range can, according to their composition, age and spatial distribution, be assigned to the following three Superunits, each of which represents a closed magmatic cycle. Albayay-Superunit approximately 300-200 m. a. Cifuncho-Superunit approximately 190-130 m. a. Esmeralda-Superunit less than 130 m. a.Structurally we distinguished five large batholithic complexes, which are tectonically displaced along vertical fault-planes. The petrographie composition ranges from gabbronoritic through dioritic up to granitic rocks with predominance of granitoids.Methodical investigation led beyond the explanation of the origin of the magma, and opened the way for new geogynamic interpretations. We postulate a model of repeated crustal thickening caused by continental collision, which is opposed to the schematic plate-tectonics model.

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Zusammenfassung In der Küstenkordillere Nordchiles lassen sich ausgedehnte Tiefengesteinskörper nach Stoffbestand, Alter und rÄumlicher Verteilung folgenden drei Superunits zuordnen, die jeweils einem abgeschlossenen magmatischen Zyklus entsprechen. Albayay-Superunit ca. 300-200 m. a. Cifuncho-Superunit ca. 190-130 m. a. Esmeralda-Superunit jünger als 130 m. a.Strukturell haben wir fünf grö\ere, durch Tektonik entlang vertikaler Brüche zerlegte Baholith-Komplexe ausgeschieden. Die petrologische Zusammensetzung reicht von gabbro-noritischen über dioritische bis zu granitischen Gesteinen, wobei der Schwerpunkt bei den Granitoiden liegt.Die methodische Untersuchung führte über die KlÄrung der Magmengenese hinaus und eröffnete den Zugang zu neuen geodynamischen Vorstellungen. Wir postulieren ein Modell einer mehrphasigen Krustenverdickung durch kontinentale Kollision, das im Gegensatz zu dem schematischen Modell der Plattentektonik steht.

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Resumen En la Cordillera de la Costa del Norte de Chile existen extensos cuerpos intrusivos que se queden asignar, sobre la base de su composición, edad y distribución espacial, a las tres Superunidades siguientes, las que a su vez corresponden a ciclos magmáticos completos. Superunidad-Albayay approximadamente 300-200 m.a. Superunidad-Cifuncho approximadamente 190-130 m.a. Superunidad-Esmeralda más jóvenque 130 m.a.Estructuralmente hemos distinguido cinco complejos batoliticos mayores recortados por una tectónica de fallas verticales. La compositión petrográfica va desde rocas gabronoríticas hasta graníticas pasando por las dioríticas, con predominio de granitoides.El análisis metódico de los datos obtenidos orientado a la petrogénesis de estos cuerpos dió lugar a nuevas interpretaciones geodinámicas. Postulamos un modelo de fases sucesivas de acumulación cortical mediante colisión continental, el cual se opone al esquemático modelo de la Tectónica de Placas.

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