Epeirogeny,orogeny and the tectonic development of the Kaapvaal basin,Southern Africa

The Kaapvaal intrageosyncline, one of the oldest cratonic basins of the Precambrian shield areas, offers an almost complete record of deposition and diastrophism that occurred between c. 1,4 and 3,0 Ga B.P. Its tectonic development started after the consolidation of the Early Archaean crustal structure when sequences such as the Pongola, Dominion Reef and Witwatersrand accumulated in a tectonically stable environment between c. 2,4 and 3,0 Ga B.P. This early epeirogenic or platformal stage was followed by a period of deposition of the Ventersdorp, Transvaal and Waterberg-Matsap sequences between c. 1,4 and 2,4 Ga B.P. Gravity-induced deformation which culminated in post-Matsap folding in the northern Cape and in post-Waterberg faulting in parts of the northern Transvaal and Botswana, affected portions of the basin situated close to the boundary of the craton with surrounding mobile belts. In Late Precambrian times the tectonic activity was either insignificant or it was again confined to the marginal zones of the craton (e. g. partial tectonic reactivation of the Lower Proterozoic sequences in the foreland of the Namaqua Mobile Belt between c. 0,9 and 1,25 Ga B.P.).Although the Kaapvaal basin represents an epeirogenic feature, the structure of its marginal parts displays some of the characteristics of orogenic belts (e. g. the linearity of fold structures in the Matsap synclinorium in the northern Cape and its uniform vergence towards the axis of the Waterberg-Matsap basin). However, the deformation of sequences in the Kaapvaal basin was not associated with magma generation, and the metamorphism operative in the basin during the Lower Proterozoic was only of burial type.The depositional and deformational history of the platform cover in the tectonically labile marginal zones of the Kaapvaal Craton is related to the tectonic evolution of the adjoining mobile belts. This can be shown by the example of the Namaqua Belt and its foreland in the northern Cape where continuity of certain geological units and tectonic structures exists across the front of the mobile belt. This continuity, together with the similar timing of the tectonic events in the mobile belt and on the craton, points to a common cause for the broad movements of uplift and subsidence on the craton, and for the profound deformation in restricted zones along its margin and in adjoining mobile belts.

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Zusammenfassung Die Kaapvaal-Intrageosynkline ist eines der ältesten bekannten kratonischen Becken, und ihre Entwicklungsgeschichte kann über einen Zeitraum von 1,6 Milliarden Jahren verfolgt werden.Das Becken entstand in einem früh-epigenetischen oder Plattform-Stadium, als die Pongola-, Dominion-Reef- und Witwatersrand-Schichten vor ca. 3,0 bis 2,4 Milliarden Jahren auf die konsolidierte frühpräkambrische Kruste abgelagert wurden. In einem weiteren Sedimentationszyklus folgten die Ventersdorp-, Transvaal- und Waterberg-Matsap-Schichten vor 2,4 bis 1,4 Milliarden Jahren. Gravitationsfaltung, die ihren Höhepunkt mit der Matsap-Deformation in der nördlichen Kapprovinz erreichte, und Störungsbewegungen im nördlichen Transvaal und in Botswana haben das Becken randlich im Grenzbereich zwischen Kraton und den umgebenden mobilen Zonen beeinflußt. Tektonische Bewegungen im Spätpräkambrium waren entweder unbedeutend oder sie spielten sich wiederum im Randbereich des Beckens ab (z. B. tektonische Rejuvenation von frühproterozoischen Gesteinen im Vorland des Namaqua-Mobile-Belt von ca 0,9 bis 1,25 Milliarden Jahren).Obwohl das Kaapvaal-Becken epirogenen Charakter aufweist, so zeigen doch die Strukturen in seinem Randbereich oft orogene Züge. Die Deformation im Beckeninneren war jedoch nicht von Magmaintrusionen begleitet, und während des Frühproterozoikums wurde die Beckenfüllung lediglich von einer geringen Versenkungsmetamorphose erfaßt.Die Sedimentations- und Deformationsgeschichte der Plattform-Serien im tektonisch labilen Randbereich des Kaapvaal-Kratons ist eng mit der strukturellen Entwicklung in den benachbarten mobilen Zonen verbunden. Dies wird am Beispiel des Namaqua-Mobile-Belt und seines Vorlandes in der nördlichen Kapprovinz gezeigt, wo bestimmte geologische Einheiten und Strukturen vom mobilen Bereich in den kratonischen Bereich verfolgt werden können. Diese Kontinuität und der zeitliche Zusammenhang zwischen Deformation immobile belt und auf dem Kraton deuten auf eine gemeinsame Ursache für die weitgespannten epirogenetischen Bewegungen im Beckenbereich und die orogene Tektonik am Rande des Kratons hin.Der Unterschied zwischen stabilen und mobilen Bereichen ist wahrscheinlich auf unterschiedliche Krustendicke und -stärke zurückzuführen, so daß die gleichen tektonischen (orogenen) Bewegungen einerseits zu alpinotypen Strukturen führen, während sie in starken (d. h. schon verfestigten) Krustenteilen germanotype Verformung und Epirogenese zur Folge haben. Orogene oder epirogene Bewegungen hängen daher entweder von verschiedenartiger tektonischer Beanspruchung benachbarter Krustenteile während eines bestimmten Zeitraumes ab, oder sie spiegeln fundamentale Veränderungen in einem bestimmten Krustenbereich im Laufe seiner Entwicklungsgeschichte wider.Ein Beispiel für den ersten Fall ist die in vorliegender Arbeit beschriebene unterschiedliche Entwicklung des Kaapvaal-Beckens und des benachbarten Namaqua-Mobile-Belt im Frühproterozoikum, während letzterer Fall durch die spätarchaische Kratonisierung des Kaapvaal-Grundgebirges und die nachfolgende Evolution der Kaapvaal-Plattform charakterisiert ist.

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Résumé Le Kaapvaal intragéosynclinal, un des plus vieux bassins cratoniques connus des boucliers précambriens, apporte un record presque complet de sédimentation et de diastrophisme qui apparut entre 1400 Ma et 3000 Ma. Son développement tectonique commença après la stabilisation tectonique de la croûte de l'Archéen moyen quand des séries telles que le Pongola, le Dominion Reef et le Witwatersrand se furent déposées dans un milieu tectoniquement stable entre 2400 Ma et 3000 Ma. Cette époque épéiro-génique précoce fut suivie par la période de sédimentation des séries du Ventersdorp, du Transvaal et du Waterberg-Matsap, entre 1400 Ma et 2400 Ma. Le plissement par gravitation qui culmina avec la déformation de Matsap dans le Nord de la province du Cap et par le décrochement post-Waterberg dans certaines parties du Nord du Transvaal et du Botswana, influença les parties du bassin placées en bordure entre le craton et les zones mobiles qui l'entouraient.L'activité tectonique entre 1400 Ma et 600 Ma fut ou insignifiquante ou à nouveau se limita aux parties marginales du craton (c'est à dire une réactivation tectonique partielle des séries du Protérozoïque inférieur dans l'avant-pays de la zone mobile du Namaqualand, entre 900 Ma et 1250 Ma).Bien que le bassin de Kaapvaal montre un caractère épirogénique, les structures des parties marginales montrent cependant quelques traits caractéristiques pour les ceintures orogéniques. La déformation des séries de l'intérieur du bassin du Kaapvaal ne fut cependant pas accompagnée d'intrusions magmatiques, et pendant le Protérozoïque ancien le comblement du bassin fut affecté seulement d'un léger métamorphisme d'enfouissement.L'histoire de la sédimentation et de la déformation des séries de plateforme dans le domaine marginal tectoniquement labile du craton du Kaapvaal est mis en relation avec l'évolution structurale des zones mobiles voisines. C'est ce que montre l'exemple du «Namaqua Mobile Belt» et de son avant-pays dans la province septentrionale du Cap où s'établit la continuité entre la zone mobile et le craton. Cette continuité, et aussi la liaison dans le temps entre la déformation dans la zone mobile et dans le craton, indiquent une cause commune pour les grands mouvements de soulèvement et de subsidence dans le domaine du bassin et pour la déformation profonde en bordure du craton.La différence entre les domaines stables et mobiles est à rapporter vraissemblablement à des épaisseurs et à des résistances différentes de la croûte, de sorte que les mêmes mouvements tectoniques (orogéniques) d'une part conduisent à des structures alpinotypes, tandis que d'autre part dans les parties de la croûtes suffisamment fortes (c'est-à-dire déjà consolidées) ils ont pour effet une déformation germanotype et une épirogenèse. Les mouvements orogéniques ou épirogéniques ou bien dépendent de sollicitations tectoniques de type différent entre parties de la croûte voisines pendant une durée déterminée, ou bien ils reflètent des modifications fondamentales dans un domaine déterminé de la croûte au cours de son développement historique.Un exemple du premier cas est donné par le développement différentiel, décrit dans le présent travail du bassin du Kaapvaal et de la Ceinture mobile du Namaque, voisine, au cours du Protérozoïque ancien, tandis que le dernier cas est donné par la cratonisation, à la fin de l'Archéen, du socle du Kaapvaal et par l'évolution de la plateforme du Kaapvaal qui l'a suivie.

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— ; 1,6 . - , , , 3,0 2,4 , - . — 2,4 1,4 — , -. — —, , . , . - 0,9–1,25 .) , , . , , , . . , . , . , , — . , , . , — .

     

Mica beards in three slates: Morphology,formation and bearing on the strain history

Beards are intergrowths of mica, chlorite and quartz or feldspar on detrital grains in weakly metamorphosed sedimentary rocks. The three samples studied contain beards of mica and quartz (or feldspar). Their internal morphology shows a variation in mica orientation related to the external foliation (matrix). Formation occurred during foliation development with a syntaxial growth history. In three dimensions, the beards have oblate shapes, so that they are present in all planes cut parallel to the shortening direction. This indicates flattening strain conditions around the detrital grains during the beard formation.Bulk inhomogeneous shortening, resulting in an anastomosing foliation, can explain the local extension within the plane containing the fold axis and the shortening direction. Concurrently, an approximately constant lenght in the direction of the fold axis is maintained on a regional scale (plane strain). Volume loss probably plays an important role during the formation history.

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Zusammenfassung Glimmerbärte in schwach metamorphen Sedimenten sind syntektonische Verwachsungen von Glimmer, Chlorit, Quarz oder Feldspat auf detritischen Körnern. Die drei hier untersuchten Proben enthalten Bärte aus Hellglimmer und Quarz (oder Feldspat). Die Glimmerorientierung zeigt Variationen in Relation zum umgebenden Schieferungsgefüge (Matrix). Die Bildung der Bärte fand mit syntaxialem Wachstum während der Schieferung statt. Dreidimensional haben die Bärte eine abgeplattete Gestalt, so daß sie in allen Schnittlagen parallel zur Verkürzungsrichtung zu beobachten sind. Dies weist auf plättende Verformung um detritische Körner während der Bildung der Bärte hin.Bulk inhomogeneous shortening führt zu einem linsigen Schieferungsgefüge und kann bei gleichzeitiger Annahme einer nicht volumenkonstanten Deformation als Erklärung für die im Korngefüge beobachtete Dehnung parallel zur Faltenachse herangezogen werden. Im regionalen Maßstab wird aber eine konstante Länge in Richtung der Faltenachse und damit ebene Deformation angenommen.

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Résumé Les barbes de mica sont des intercroissances de quartz (ou feldspath) et de mica sur des grains détritiques dans les roches sédimentaires peu métamorphisées. Elles ont été étudiées dans trois échantillons. Leur morphologie interne montre une variation dans l'orientation du mica en relation avec la schistosité externe (matrice). Leur formation s'est produite pendant le développement de la schistosité, avec une histoire de croissance «syntaxiale». Les barbes ont une forme oblongue en trois dimensions, de sorte qu'elles sont visibles dans toutes les sections parallèles à la direction de raccourcissement. Cela indique, pendant la formation des barbes, l'existence d'un aplatissement autour des grains détritiques.Le raccourcissement non homogène, qui entraîne une foliation anastomosée peut être invoqué, conjointement à une déformation avec perte de volume, pour expliquer l'allongement que présente localement la microstructure parallèlement à l'axe des plis. A l'échelle régionale, toutefois, on admet la constance de la longuer selon la direction des axes et, partant, le caractère plan de la déformation.

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, (Glimmerbärte). Glimmerbärte ( ). — . Glimmerbärte . Glimmerbärte , , . Bulk inhomogeneous shortening , , , . .

     

Les laves spilitiques et leurs gîtes minéraux

Résumé Le texte qui suit présente tout d'abord, un résumé du problème des spilites extrait du chapitre faisant partie du « Basalt-volume », édité en anglais par H.Hess (Wiley, New York, 1967). Le problème de la genèse des spilites est abordé par son côté géométrique. L'auteur montre que les structures primaires ne peuvent pas permettre de conclure à une origine secondaire des spilites, et que « les spilites » à structures dynamométamorphiques conduisent rarement à une interprétation claire.On voit que l'enrichissement en Na des spilites n'est généralement pas réel, mais dû à des erreurs d'échantillonages liées à la différentiation des spilites et des kératophyres. Il ne faut donc pas seulement considérer les compositions chimique et minéralogique, mais on doit également étudier l'ensemble de la structure microscopique, macroscopique et surtout le contexte stratigraphique et paléogéographique.Il est encore plus important de considérer le contexte géologique complet quand on étudie les gîtes minéraux liés aux spilites.Leur association est fréquente et logique puisque la formation des spilites est elle-même un processus qui consiste en une accumulation de la phase volatile dans laquelle les oligoélements sont souvent concentrés.

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After a review of the spilite problem (as such a continuation of the corresponding article in the Basalt-Volume, Wiley, New York, 1967), the following aspects are emphasized:If the fabric relations are considered, it is evident that many spilites and keratophyres must be primary, because, no secondary diffusion process is able to numerically reproduce a primary process. Each independant physical process has its own symmetry. In some metamorphic spilites the primary texture and composition, however, is so much blurred that a separation of primary and secondary properties is difficult if not impossible.The Na-enrichment is considered to be, in general, an illusion caused by a widespread sampling error. In a genetic study the whole of the context has to be considered, including the paleogeography and geotectonic position. It is not enough to consider compositional differences; the mega- and microfabric is just as important.This is even more true in regard to the mineral deposits associated with spilites and keratophyres. This frequent coincidence is but logic because the accumulation of a volatile fraction is by itself often an ore forming process. The spilite-variety of the classicalNiggli-diagram is given, and also an ample tabulation of spilite-theories and a bibliography.

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Zusammenfassung Es wird zuerst versucht, eine Übersicht über das Spilitproblem zu geben, in Weiterführung der kürzlich veröffentlichten Darstellungen im Basalt-Volume (Wiley, New York 1967).Das Problem wird in erster Linie von der geometrischen Seite her beleuchtet und es wird gezeigt, daß viele Primärgefüge kaum eine metasomatische Erklärung zulassen, da ja später (neosomatische) Diffusionsvorgänge stets Verteilungssymmetrien zeigen, die sich von denjenigen des Frühbestandes (Paläosoms) unterscheiden. Dagegen sind die leicht bis stark metamorphen Spilite mehrdeutig und lassen oft eine Zuordnung des Gefüges und des Mineralbestandes zu Primäroder Sekundärvorgängen nicht zu.Insbesondere wird ausgeführt, daß der angebliche Na-Reichtum im allgemeinen nicht real ist, sondern auf einer Fehlbemusterung beruht, die natürlich mit der spilitischen Differentiation (in Albit-, oder Chloritoder Carbonat-reiche Partien) zusammenhängt. Es ist somit wichtig, nicht allein die chemische und mineralogische Zusammensetzung zu betrachten, sondern man muß auch die Gesamtheit des Vorkommens, insbesondere auch das Klein- und Großgefüge betrachten, einschließlich der stratigraphischen, paläographischen und geotektonischen Lage.Die gesamtheitliche Betrachtung ist noch wichtiger, wenn man die mit Spiliten und Keratophyren verbundenen Erzlagerstätten betrachtet. Die Vergesellschaftung ist häufig, was logisch leicht verständlich ist, da sowohl die Spilitbildung wie die Erzbildung mit der Anreicherung leichtflüchtiger Bestandteile zusammenhängt. Mit tabellarischen Übersichten und einem ausgiebigen Literaturverzeichnis wird auf die bestehenden Lehrmeinungen und Arbeiten hingewiesen.

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Dédié au Professeur Dr. A.Rittmann à l'occasion de son 75ème anniversaire     

U/Pb radiochronology of two granitic plutons from the eastern Cordillera (Peru) — Extent of Permian magmatic activity and consequences

Two granitic bodies of the eastern Cordillera (Peru) have been dated by U/Pb method on zircons: 257±3 my and 238±11 my ages are respectively obtained for P 438 Quillabamba and P 381 Coasa granites. P 381 zircon fractions show a degree of discordancy which can be related to their quite high uranium contents (continuous lead loss model, with variable diffusion coefficient Wasserburg, 1963). Recent data and these new radiochronological results allow to define in the eastern Cordillera an extensive magmatic province of nearly 1000 km in length. This activity should be related to a distension phase. Consequently kinematic Hercynian and Andean intrusives are only present in minor proportion in Peruvian eastern Cordillera.

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Zusammenfassung Zwei Granitkörper wurden in der östlichen Kordillere von Peru mit Hilfe der U/Pb-Methode an Zirkonen datiert. 257±3 mill. Jahre wurden für den P 438 Quillamba Granit und 238±11 mill. Jahre für den P 381 Coasa Granit ermittelt. Die P 381 Zirkon Werte zeigen eine Diskordanz, die auf einen erhöhten Urangehalt zurückgeführt werden kann (nach dem Modell für kontinuierlichen Bleiverlust mit variablem Diffusionskoeffizienten, Wasserburg 1963). Zusammen mit weiteren Datierungen kann man in der östlichen Kordillere eine magmatische Provinz von einer Länge bis zu 1000 km definieren. Diese Aktivität sollte im Zusammenhang mit einer Dehnungsphase stehen. Daraus folgt, daß herzynische und andin Intrusionen in der östlichen Kordillere von Peru nur von untergeordneter Bedeutung sind.

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Resume Deux massifs de granite appartenant à un vaste cortège magmatique de la Cordillère orientale du Pérou ont été daté par la méthode U/Pb sur zircons; des âges de 257 ± 3 m.A. et de 238 ± 11 mA ont été ainsi déterminés respectivement pour les granites de Quillabamba (P 438) et de Coasa (P 381). Le notable degré de discordance des échantillons P 381 parait être dû à leurs relativement hautes teneurs en uranium (modèle de perte continue, à coefficient de diffusion variable de Wasserburg, 1963). Des travaux récents et ces nouvelles données radiochronologiques permettent de définir dans la Cordillère orientale du Pérou une province magmatique permienne d'environ 1000 km de long, dont la mise en place serait dûe à une phase de distension. Les instrusions hercyniennes et andines ne représentent qu'une proportion mineure des massifs granitoïdes de la Cordillère orientale.

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- . Quilamba 438 257 ±3 , Coasa 381 — 238±11 . 381 , ( : , Wasserburg, 1963). 1000 . . , .

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Contribution C.G.G. n^o 222.     

Structure of the Rajnagar marble band and its bearing on the early Precambrian stratigraphy of central Rajasthan,Western India

The marble band of supposedly Raialo (Precambrian) age around Rajnagar in the Udaipur district of Rajasthan represents a large isoclinal fold with the two limbs coalesced and with the terminations marking the sharp hinges. The arcuate map pattern is due to coaxial refolding of the axial surface of the isoclinal fold, on which open, NNE-trending upright folds have been overprinted. The isoclinal folds of small scale are reclined or inclined in style and plunge gently westward where not involved in the upright folding. The axes of the isoclinal folds have been scattered by superposed folding, so that some of the isoclinal folds now plunge even to the south. The plunge of the upright folds is gentler and steeper in the limb zones of reclined and inclined isoclinal folds respectively. Subvertical upright folds occur only in the hinges of the westerly trending reclined folds. Interference patterns of dome-and-basin type and mirror-image type have formed in zones where both hinges and limbs of the early folds have been affected by upright folding. The structure of the marble band, the stratigraphic relations that the marble bears with the supposedly older Aravalli mica schists and migmatites of the Banded Gneissic Complex engulfing it, and the stratigraphic findings in adjacent terrains indicate that the Banded Gneissic Complex represents migmatized portions of the metasediments of the Aravalli and the Raialo groups, and is not the basement rock in central Rajasthan. Evidence for granitic rocks of at least two generations in the Early Precambrians of central Rajasthan is adduced.

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Zusammenfassung Das Marmorband von vermutlichem Raialo-Alter (Präkambrium) in der Gegend um Rajnagar, Udaipur-Distrikt, Rajasthan, bildet eine große isoklinale Falte, deren beide Flanken sich zu einem scharfen Scharnier vereinigten. Das bogenförmige Muster auf der Karte entstand durch koaxiale Wiederfaltung der Axialfläche der isoklinalen Falte; auf dieser sind offene NNE-streichende senkrechte Falten überlagert. Die kleineren isoklinalen Falten liegen oder sind geneigt und tauchen flach nach W, soweit sie nicht in die senkrechte Faltung eingeschlossen sind. Die Achsen der isoklinalen Falten sind gestört durch überlagerte Faltung, so daß einige der isoklinalen Falten jetzt sogar nach Süden eintauchen. Das Eintauchen der senkrechten Falten ist flach an den Flanken der liegenden Falten und steil an den Flanken der geneigten Falten. Senkrecht abtauchende Falten treten nur in den Scharnieren der nach Westen streichenden, liegenden Falten auf. Überlagerungsmuster vom Dom-und-Becken-Typ und Spiegelbild-Typ bildeten sich in Zonen, wo die Scharniere und die Flanken der früheren Falten durch senkrechte Faltung beeinflußt worden sind. Die Struktur des Marmorbandes wie auch die stratigraphischen Wechselbeziehungen zwischen dem Marmor und dem vermutlich älteren Aravalli-Glimmerschiefer sowie den Migmatiten des gebänderten Gneiskomplexes weisen zusammen mit stratigraphischen Funden aus angrenzenden Gebieten darauf hin, daß die Gneise die migmatisierten Teile der Metasedimente der Aravalli- und der Raialogruppe darstellen und daß sie nicht das älteste Grundgebirge (Basement) von Zentral-Rajasthan sind. Hinweise für das Auftreten von Granitgesteinen von mindestens zwei Generationen des Frühpräkambriums von Zentral-Rajasthan werden angeführt.

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Résumé La couche de marbre du précambrien présumé de la région de Rajnagar, district d'Udaipur, Rajasthan, forme un grand pli isoclinal dont les deux flancs fusionnent en une charnière aiguë. Le dessin en arc de la carte résulte d'un replissement coaxial de la surface axiale du pli isoclinal. Là, se superposent des plis ouverts, perpendiculaires, de direction NNE. Les plus petits plis isoclinaux sont couchés ou sont inclinés en nappes plongeantes vers l'Ouest jusqu'à ce que le pli vertical les englobe.Les axes des plis isoclinaux sont interrompus par un second plissement plus récent de sorte que quelques uns d'entre eux plongent. même aujourd'hui, vers le sud.L'inclinaison des plis verticaux est douce du côté des plis couchés et à pic du côté des plis inclinés. Des plis verticaux plongeants ne se présentent que dans les charnières des plis couchés et dirigés vers l'Ouest. La superposition des dessins de dôme et bassin-type avec le reflet-type se produisit dans les zônes où les charnières et les flancs des plis primitifs subirent l'influence des plis verticaux.La structure de la couche de marbre, les rapports des variations stratigraphiques entre le marbre et le mica-schiste, présumé plus âgé d'Aravalli, ainsi que le matériel métatectique du complexe rubané de gneiss indiquent en accord avec les fossiles de régions limitrophes, que les gneiss représentent les parties migmatisées des métasédiments des groupes Aravalli et Raialo et qu'ils ne forment pas le plus ancien socle du Rajasthan Central.

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, , Raialo ( ) Rajnagar, Udaipur, Rajasthan, , . , , NNE. , , , . ; . , . . , , . , Aravalli, , , blli Raialo; Rajasthan. , - , Kajasthan'e.

     

Archaean tectonics

The characteristic structures of granite-greenstone and high-grade gneiss terrains are reviewed, using the Superior Province and the North Atlantic craton as examples, with the object of finding a suitable tectonic model to explain both. The granite-greenstone terrain exhibits a combination of gravity-driven vertical tectonics and regional horizontal compression, while the high-grade gneiss terrain shows dominantly subhorizontal high-strain foliation affected by later refoldings.A uniformitarian plate tectonic model may not be appropriate to the Archaean in the likely absence of eclogite-driven subduction and because of practical problems in explaining the deformation patterns.Various alternative mechanisms are considered to explain the structure of the high-grade gneiss terrains in particular. It is concluded that the most fruitful model is tectonic underplating, whereby the crust is thickened from beneath by the emplacement of crustal slices detached from their mantle lithosphere — itself underplated independantly. Such a process could have operated in the North Atlantic craton coevally with greenstone formation and subsequent diapirism in the Superior Province.Sub-horizontal N-S compression affected both cratons in the late Archaean, after the above processes had taken place, when the crust had become sufficiently rigid to be able to transmit regional stresses.

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Zusammenfassung Die charakteristischen Strukturen von Granit-Grünschiefern und hochgradigen Gneisgebieten werden zusammenfassend betrachtet, wobei die Superior Province und das nordatlantische Kraton als Beispiele benutzt werden. Es wird versucht, ein geeignetes tektonisches Modell zu finden, um beide Gebiete zu erklären. Das Granit-Grünschiefergebiet stellt eine Kombination der von durch Gravitation verursachter vertikaler Tektonik und regionaler horizontaler Kompression dar, während das hochgradige Gneisgebiet eine hauptsächlich durch starke Beanspruchung verursachte subhorizontale Schichtung zeigt, beeinflußt durch spätere Faltungen.Ein uniformitarisches plattentektonisches Modell dürfte nicht für das Archaikum geeignet sein, wenn durch Eklogite verursachte Subduktion höchstwahrscheinlich nicht vorhanden ist und wenn außerdem praktische Probleme bei der Erklärung der Deformationsstrukturen auftauchen.Verschiedene alternative Mechanismen werden insbesondere für die Erklärung der Struktur des hochgradigen Gneisgebietes in Betracht gezogen. Als bestes Modell fanden wir die tektonische Anlagerung von unten, wobei die Kruste von unten her durch den Aufbau von Krustenscheiben, die vom Lithosphären-Mantel abgesplittert werden, verstärkt worden ist — wobei diese wiederum unabhängig davon Anlagerungen von unten aufweist. Solch ein Prozeß könnte im nordatlantischen Kraton stattgefunden haben, zusammen mit der Grünschieferformation und dem folgenden Diapirismus in der Superior Province.Subhorizontale N-S-Kompression beeinflußte beide Kratone im späten Archaikum, nachdem die obigen Prozesse stattgefunden hatten und als die Kruste genügend stark geworden war, um die regionalen Spannungen weiterzuleiten.

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Résumé Les structures caractéristiques des domaines à granites et roches vertes, et à gneiss de haut degré de métamorphisme, sont passées en revue; les exemples utilisés sont ceux de la Province Supérieure et du craton de l'Atlantique nord, et ce, dans l'intention de trouver un modèle tectonique approprié à l'explication des deux. Le domaine à granites et roches vertes témoigne de la combinaison d'une tectonique verticale mue par la pesanteur et d'une compression horizontale régionale, tandis que les formations à gneiss de degré de métamorphisme élevé montrent principalement une foliation subhorizontale sous forte tension, affectée par des replissements ultérieurs.Un modèle de tectonique de plaque basé sur la théorie de l'actualisme ne peut pas être appropriée à l'Archéen, étant donné l'absence probable de subduction actionée par des éclogites et en raison des difficultés pratiques à expliquer les structures de déformation.Plusieurs autres mécanismes sont envisagés pour expliquer la structure des régions à gneiss de degré de métamorphisme elevé. On en arrive à conclure que la modèle le plus efficient est le «sous-placage tectonique» suivant lequel la croûte s'épaissit par la mise en place, par en-dessous, de tranches de croûte détachées de leur »manteau-lithosphère«, elles-mêmes des sous-plaques indépendantes. Un tel processus aurait pu fonctionner dans le craton de l'Atlantique nord à la même époque que la formation de roches vertes et que le diapirisme subséquent dans la Province Supérieure.La compression sub-horizontale nord-sud a agi sur les deux cratons vers la fin de l'Archéen, et après qu'eurent lieu les processus ci-dessus, quand la croûte était devenue assez rigide pour pouvoir transmettre des efforts régionaux.

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A gravity-derived model for the steinheim impact crater

The gravity survey of the Steinheim impact crater comprises about 500 gravity stations resulting in aBouguer anomaly map of the crater and its surroundings. From this map aBouguer residual anomaly of the impact structure was deduced which shows considerable character. A central negative anomaly with an amplitude of about -2 mgal and a halfwidth of 3 km is surrounded by ring-like relative positive and negative anomalies which extend to a radial distance of about 5–6 km. The interpretation is based on nine radial profiles with close station spacing. Model calculations were performed suggesting the Steinheim crater to be much larger and of different formation than has been assumed. Based on the gravity interpretation, on a morphological analysis, and on additional geological and geophysical observations a model of the Steinheim crater and its development is proposed. The main characteristics are a 500–600 m deep primary excavation and a final, apparent, diameter of roughly 7 km, contrasting to an up to now favoured shallow excavation and a 3.5–4 km final diameter. The model considerations include mass and energy calculations and references to the Ries impact crater.

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Zusammenfassung Im Gebiet der Impakt-Struktur Steinheimer Becken wurden in Ergänzung zu früheren Untersuchungen neue Schweremessungen durchgeführt. Mit den nunmehr etwa 500 vorliegenden, nachBouguer reduzierten Schwerewerten wurde eine Karte derBouguer-Anomalien konstruiert, aus der nach Abzug eines Regionalfeldes eine Restfeld-Anomalie für den Impakt-Krater gewonnen wurde. Sie ist grob rotationssymmetrisch und zeigt außerhalb eines zentralen Schwereminimums von –2 mgal ringförmig angeordnete, relative positive und negative Schwereanomalien. Die Interpretation stützt sich auf neun radiale Profile erhöhter Stationsdichte, von denen vier für Modellrechnungen ausgewählt wurden. Auf Grund der berechneten Dichtemodelle, einer ergänzenden morphologischen Analyse der Kraterstruktur sowie zusätzlicher geologischer und geophysikalischer Befunde wird ein Modell für den Aufbau und die Entstehung des Steinheimer Beckens vorgeschlagen. Danach ist das heutige Becken mit einem Durchmesser von rund 3,5 km der Ausdruck einer primären Kraterstruktur, die in einer Exkavationsphase entstand und eine Tiefe von 500–600 m besaß. Ausgleichsbewegungen führten zu einer Massenkonvergenz und Anhebung in der Kratermitte und einer Absenkung außerhalb des primären Kraters, die die endgültige Struktur auf grob 7 km Durchmesser vergrößerte. Die Modell-Betrachtungen schließen Massen- und Energieabschätzungen sowie Vergleiche zum Ries-Krater ein.

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Résumé La recherche gravimétrique dans le cratère d'impact de Steinheim et ses environs (Allemagne du Sud) comprend environ 500 stations de mesure qui ont été utilisées pour construire une carte des anomalies deBouguer. Un champ régional a été tracé pour obtenir l'anomalie résiduelle du cratère. On observe une anomalie négative (–2 mgal) au centre de la structure cernée d'anomalies positives et négatives relatives de faible amplitude, jusqu'à une distance radiale de 5–6 km. Pour l'interprétation neuf profils radiaux, où les stations sont à faible distance, ont été utilisés. Les modèles calculés pour quatre profils radiaux suggèrent que la structure de Steinheim est plus grande qu'on ne l'a supposé jusqu'à présent. En partant de l'interprétation des mesures gravimétriques, d'une analyse topographique du cratère et d'observations géologiques et géophysiques complémentaires un modèle de la structure Steinheim et de son développement est proposé. On en conclut que le bassin actuel avec un diamètre de 3,5 km est l'expression d'une structureprimaire du cratère qui s'est formée au cours d'une phase d'excavation et possédait une profondeur de 500–600 mètres. Des mouvements d'égalisation conduisirent à une convergence de masses avec soulèvement dans le centre du cratère et un affaissement à l'extérieur du cratère primaire, lequel s'accrut jusqu'à la structure finale de quelque 7 km. Le modèle inclut le calcul des masses déplacées et des énergies d'impact ainsi qu'une comparaison avec le cratère d'impact du Ries.

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, . 500 , , , , . – 2 , . 9- , 4 . . 3,5 , 500 – 600 . , , , 7 . , .

     

Die seismische Aktivität in Venezuela im Zusammenhang mit den wichtigsten tektonischen Bruchzonen

Zusammenfassung Einem kurzen Überblick über die geologischen und tektonischen Zusammenhänge in den wichtigsten venezolanischen Erdbebengebieten folgt eine standardisierte Betrachtung der Einzelbeben, deren Magnitude gleich oder größer als 5,5 war. Die aus makroseismischer Intensität und/oder Magnitude (Richter) berechnete, ausgelöste Erdbebenenergie, summiert über 440 Jahre bekannter Erdbebengeschichte Venezuelas, wurde graphisch dargestellt. Die Neigung der so erhaltenen Energietreppen ist ein Maß für die Seismizität, i.e. der Vertikalabstand der Parallelen zwischen Maxima und Minima ist ein Maß für die größtmögliche Magnitude eines Erdbebens aus der entsprechenden Herdregion, und aus den zeitlichen Abständen der Energietreppen lassen sich Schlüsse ziehen über Erdbebenhäufigkeit bzw. Erdbebenerwartung. Schließlich wurde für alle Beben das der ausgelösten seismischen Energie unter gegebenen Voraussetzungen entsprechendeErdbebenvolumen berechnet, an die Erdoberfläche projiziert und als Epizentralgebiete in einer Isoseistenkarte dargestellt, in welchen Wellenbewegungen und Krustendeformationen zu erwarten sind. Besonders Brucherscheinungen sollten dann sichtbar sein, wenn eine der Oberflächen des Volumens mit der Erdoberfläche zusammenfällt. Mittels einer für alle größeren venezolanischen Erdbeben aus makroseismischen Beobachtungen berechneten Intensitäts-Abklingkonstanten c wurde schließlich eine Isoseistenkarte für Venezuela entworfen, in welcher mögliche Überlagerungen aus allen seismischen Zonen des Landes berücksichtigt wurden. Diese Karte kann als Grundlage für die Planung erdbebensicherer Bauten und für geotektonische Zwecke benutzt werden.

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A brief synopsis of the geological and tectonical context of the most important Venezuelan earthquake regions is followed by a standardized treatment of the single earthquakes with magnitudes greater then 5,5. From intensity and/or magnitude (Richter), the earthquake energy released was calculated, added up for the 440 years of known earthquake history of Venezuela, and presented in graphs. The slope of such cumulative energy histogram is a measure of the seismicity, i.e. the distance between the two parallel lines, which connect the maxima and the minima, gives an idea of the possible maximum magnitude in each region; from the time intervals of the steps one may draw conclusions concerning earthquake frequency and earthquake expectation. Finally the earthquake volume for each single quake, which under given conditions corresponds to the energy released, was calculated, its surfaces were projected on the earth's surface and mapped as epicentral regions of an isoseismal map, in which wave motion and crustal deformations may be expected. Special fracture features should be visible where one of the surfaces of the volume intersects the earth's surface. By means of an intensity decay constant c, which was determined from macroseismic observations for each greater earthquake, the isoseismal map for Venezuela was drawn, in which possible intensity superpositions of all seismic regions were taken into consideration. This map may be used as a base for earthquake engineering and geotectonical purposes.

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Résumé Un bref aperçu sur les rapports géologiques et tectoniques dans les régions de tremblements de terre les plus importantes au Vénézuéla est suivi d'une étude standardisée des tremblements individuels, dont la magnitude était égale ou supérieure à 5,5. L'énergie sismique dégagée, calculée à partir de l'intensité macro-sismique et/ou de la magnitude (Richter), accumulée pendant 440 ans d'histoire connue des tremblements au Vénézuéla, est représentée à l'aide d'esquisses graphiques. L'inclinaison des «escaliers d'énergie» qui en résultent est la mesure de la sismicité, c'est-à-dire la distance verticale des lignes parallèles entre maxima et minima est la mesure de la magnitude la plus grande possible d'un tremblement de la région sismique en question, et on peut déduire des intervalles de temps entre les escaliers d'énergie des conclusions sur la fréquence et la prévision des tremblements. Enfin, pour tous les tremblements le volume de tremblement correspondant sous des conditions données à l'énergie sismique dégagée est calculé, projeté sur la surface de la terre et représenté sur une carte isoséiste comme régions épicentrales où l'on peut prévoir un mouvement d'ondes et des déformations de l'écorce. En particulier, des phénomènes de fraction doivent être visibles quand l'une des surfaces du volume coincide avec la surface de la terre. Finalement, à l'aide d'une constante d'intensité diminuée «c», calculée pour tous les tremblements de terre majeurs du Vénézuéla par des observations macrosismiques une carte isoséiste est dessinée pour le Vénézuéla, dans laquelle il est tenu compte des superpositions possibles de toutes les zones sismiques du pays. Cette carte peut servir de base pour le projet de bâtiments résistant aux séismes et à des buts géotectoniques.

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5,5 , . , 440 . , , , , , , , . , . .

     

Die Tektonik der Dolomiten im Rahmen des Südalpinen Baues

Zusammenfassung Die Struktur der Dolomiten paßt ausgezeichnet in das tektonische Bild der südlichen Alpen, wenn auch das Vorhandensein der permischen Porphyrplatte stellenweise häufig Brüche verursacht hat.Die Dislokationen der Dolomiten folgen im allgemeinen Falten und Faltenverwerfungen, die von Westen nach Osten verlaufen und vorwiegend eine Vergenz nach Süden aufweisen.Die permische Porphyrplatte und die markanten Linsen der Dolomitriffe machen diese Gegend zu einem klassischen Beispiel selektiver Tektonik.Die Tektonik der Dolomiten beruht z. T. auf Ablösungs- und Gleiterscheinungen an geneigten Flächen. Es gibt zahlreiche Falten und Brüche im kristallinen Unterbau, die anscheinend durch Druck entstanden sind.

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The structure of the Dolomite-unit easily fits into the tectonic framework of the Southern Alps even if the Permian porphyry plate locally produced more fracturing.The dislocations of the Dolomites, in general, corresponds to West-Eastorientated folds and faulted overfolds. The porphyry plate mentioned and the rigid lenses of the Dolomites reefs have produced classic examples of selective tectonics.Tectonic of the Dolomites is due in part to decollements and sliding from inclined planes, but decollement surfaces of a regional nature are excluded, and the dislocations of the Dolomites-region are not only epidermic.Numerous folds and fractures intersect the basement as well and seem compressive.

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Résumé La structure des Dolomites s'intègre remarquablement bien dans le plan tectonique des Alpes Méridionales, bien que la présence de la dalle porphyrique permienne ait fréquemment, par endroit, provoqué des ruptures. Les dislocations des Dolomites font suite en général à des plis et à des plis-failles avec axes allant d'Ouest en Est et montrant de façon prédominante un déversement vers le Sud.La dalle porphyrique permienne et les lentilles des récifs des Dolomites font de cette région un exemple classique de «tectonique sélective». La tectonique des Dolomites repose en partie sur des phénomènes de décollement et de glissement le long de surfaces inclinées. Il y a de nombreux plis et fractures dans le soubassement cristallin qui, semble-t-il, résultent d'une compression.

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Paläoklimatische Information im Isotopengehalt14C-datierter Saharawässer: Kontinentaleffekt in D und18O

Zusammenfassung In den¹⁴C-Altern der Saharawässer spiegelt sich die wechselnde Abfolge von Feucht- und Trockenphasen während des späten Pleistozäns und Holozäns wider. Außerdem zeigt sich ein West-Ost-Gefälle in ihrem D- und¹⁸O-Gehalt, das als Kontinentaleffekt im Grundwasser gedeutet wird. Dieser Kontinentaleffekt setzt voraus, daß das nordafrikanische Klimageschehen vergangener Feuchtphasen von der Westdrift bestimmt wurde, die regenbringende atlantische Luftmassen weit ins Saharainnere getrieben hat. Ein einfaches mathematisches Modell, das den Kontinentaleffekt durch eine Rayleigh-Kondensation beschreibt, ergibt die beste Anpassung an die Meßwerte, wenn für die Sahara (ähnlich wie heute in Europa) ein West-Ost-Gefälle in den Paläo-Winterniederschlagsmengen von –30% pro 1000 km angenommen wird. Unter der Annahme ehemaliger Winterniederschläge (Sept.-März) von 600 mm (entspricht Lissabon heute) für das Gebiet an der nordafrikanischen Atlantikküste ergibt diese Modellrechnung z. B. 250 mm für die Paläo-Winterniederschläge im Gebiet des Murzuk-Beckens.

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The¹⁴C-age distribution of Saharian groundwaters shows the alternating sequence of humid and arid periods in the late Pleistocene and Holocene. The observed west-east decrease of the D- and¹⁸O-content of the Sahara waters is interpreted to be the Continental Effect in rain and groundwater. The paleoclimatic situation during ground-water formation therefore was controlled by the western drift carrying wet Atlantic air masses across the Sahara. The best fit of a simple Rayleigh condensation model of the continental effect to the experimental data is obtained with a west-east decrease of the Saharian paleo-winter precipitation of –30% per 1000 km (similar to the one in Europe today). With an annual winter precipitation rate (Sept.-March) of 600 mm (corresponding to the one of Lisboa today) for the Northafrican coastal area at the Atlantic Ocean a previous winter precipitation rate of 250 mm is obtained for the Murzuq Basin.

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Résumé Une succession de périodes humides et arides à la fin du Pléistocène et à l'Holocène se réflète dans la distribution des âges¹⁴C d'eaux souterraines du Sahara. Les teneurs en D et¹⁸O diminuent d'Ouest en Est, ce qui est interprété comme un effet continental dans l'eau souterraine. Celui-ci signifie que la climatologie des phases pluviales passées, dans l'Afrique du Nord, était déterminée par des vents d'Ouest qui apportaient des masses d'air atlantique humide à l'intérieur du Sahara. Un modèle mathématique simple décrivant l'effet continental par une condensation du type Rayleigh, reproduit avec la meilleure conformité les valeurs expérimentales, pour autant qu'on admette que les pluies hivernales au Sahara diminuaient anciennement d'Ouest en Est de 30% par 1000 km (comme à présent en Europe). En supposant qu'autrefois la quantité de pluie hivernale, de septembre à mars à la côte atlantique de l'Afrique du Nord était de 600 mm (comme aujourd'hui à Lisbonne), on obtient à l'aide de ce modèle une précipitation hivernale ancienne de 250 mm dans le bassin du Mourzouk.

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, ¹⁴C, . , ¹⁸O, , . , , , , . , Rayleigh, — , — — 30 % 1000 . , - , . . , 600 , — —, 250 .

     

Variszische duktile Tektonik im Böhmischen Massiv

Zusammenfassung Die Verformungsanalyse und Richtungsverteilung der Streckungslineationen in den duktilen Bereichen des Böhmischen Massiv zusammen genommen mit der Lage der Foliationsflächen deuten darauf hin, daß die Blattverschiebungen während der variszischen Deformation die entscheidende Rolle gespielt haben. Die Kompatibilität der Deformation im Gesamtbereich wurde durch Überschiebungen und Transpression in den durch die Blattverschiebungen begrenzten Blöcke erreicht. Das variszische Tektogen wurde als Blattverschiebungsorogen auf einer kontinentalen oberproterozoischen Kruste angelegt. Die Zonen mit intensiver Krustenverkürzung und damit größter Krustenmächtigkeit sind durch weiträumige Anatexis und granitische Intrusionen gekennzeichnet.

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The strain analysis and synthesis of the orientation distribution of stretching lineations and of foliations in the ductile domains of the Bohemian Massif reveals the prominent role of the strike-slip tectonics in the Variscan orogeny. The compatibility of the deformation in the whole area was reached through the thrusting and transpression and/or transtension within the blocks divided by the ductile strikeslips. The Variscides of the Bohemian Massif were superposed on the Upper Proterozoic crust. The zones of the largest crustal shortening and of the greatest crustal thickness are characterised by the extensive anatexis and granite intrusions.

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Résumé L'analyse des déformations finies et la répartition des linéations d'étirement et des surfaces de foliation dans le Massif de Bohème révèlent le rôle important joué par les mouvements de décrochement dans le développement tectonique varisque. La compatibilité des déformations dans l'ensemble du domaine a été realisée par des chevauchements au sein des blocs délimités par les décrochements. Le tectogène varisque dans le massif de Bohème s'est superposé à une croûte continentale héritée du Protérozoïque supérieur. Les zones d'intense raccourcissement et par conséquent d'intense épaississement crustal sont caractérisées par une anatexie importante et contiennent les plus grands plutons granitiques.

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Geologische Vorgänge in den Alpen ab Obereozän im Spiegel vor allem der deutschen Molasse

Zusammenfassung Die vorquartäre Geschichte des Molassebeckens nördlich der Alpen läßt sich in 3 Großabschnitte unterteilen, in deren Ablauf sich umrißhaft die jeweils zugehörigen Entwicklungsstadien des aufsteigenden Gebirges widerspiegeln, die bisweilen umgekehrt auch von Ereignissen im Vorland beeinflußt werden. Der 1. Abschnitt (Obereozän bis Aquitan/ Ober-Eger) ist von der in den Westalpen beginnenden Hebung sowie von Bewegungen der savischen Dislokationsphase geprägt, in besonderem Maße ferner an der Rupel/ChattGrenze von der größten Meeresspiegelsenkung seit dem Kambrium. Im 2. Abschnitt (Burdigal/Eggenburg bis Unterpannon) verlagert sich die Hebungsaktivität zu den Ostalpen, womit im Vorland die große, E-W gerichtete Flußschüttung der Oberen Süßwassermolasse ausgelöst wird. In ihr verursacht die gewaltige Erderschütterung des Riesmeteoriten-Einschlags im höheren Baden vermutlich die Flußverlegung der Enns, eines ihrer beiden Hauptzubringer, zum Grazer Becken und damit eine sich u. a. im Schwermineralbestand (als A-Grenze) abzeichnende Änderung der Materialzufuhr aus dem Gebirge. Im 3. Abschnitt (Unterpannon bis Pliozän) geht infolge weiteren Aufsteigens der Alpen samt Vorland bei gleichzeitiger Verlagerung des Hebungszentrums wieder zur Westschweiz die bisherige Akkumulation in Denudation über, die von dem sich nun von Niederösterreich aus ins Molassebecken hineinfressenden Donausystem besorgt wird.Die während des 2. Großabschnitts von der Auflast der vorrückenden kalkalpinen Dekken aus ihrem Ablagerungsraum herausgequetschte ältere Molasse ist zu den alpenparallelen Mulden des gefalteten Bereichs zusammengeschoben, mit einer wohl erst im 3. Abschnitt entstandenen Achsendepression zwischen Iller und Mangfall. In diesen Zeitraum vor allem fällt auch die Verformung der jüngeren ungefalteten Molasse zu einer alpenparallelen Großmulde, deren Achse nach SW und E aushebt.

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The pre-Quaternary history of the Molasse basin north of the Alps can be subdivided into three major phases, in the course of which the respective associated evolutional stages of the rising mountains are reflected in outline. On the other hand, these stages are occasionally also influenced by events in the foreland. The first phase (Upper Eocene to Aquitanian/Upper Egerian) ist characterized by the uplifting beginning in the Western Alps and movements of the Savic dislocation phase, and in particular also at the Rupelian/Chattian boundary by the greatest eustatic lowering of the sea level since the Cambrian period. During the second phase (Burdigalian/Eggenburgian to Lower Pannonian) the uplifting shifts to the Eastern Alps, bringing about in the foreland the large E-W directed fluvial accretion of the Upper Fresh-water-Molasse. During its progress the enormous earth-tremor of the Ries meteoric impact in the upper Badenian presumably leads to the diversion of the Enns river, being one of the two main tributaries, to the Graz basin, resulting in a change in the material supply from the mountains, which is reflected in the heavy mineral content (designated as A-boundary). In the third phase (Lower Pannonian to Pliocene) the previous accumulation, as a result of the continuing uplifting of the Alps and the foreland with simultaneous shifting of the uplift centre back to Western Switzerland, turns to denudation which is effected by the Danube system extending from Lower Austria into the Molasse basin.The older Molasse squeezed out of its deposition area by the overburden of the advancing Austroalpine nappes has been compressed to the throughs of the folded zone along the Alps, with an axis depression between the rivers Iller and Mangfall, which has presumably not developed until the third phase. Above all, during this period the deformation of the younger unfolded Molasse to a large trough paralleling the Alps also took place; its axis rises to the SW and E.

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Résumé L'histoire préquaternaire du bassin molassique au nord des Alpes peut se diviser en trois périodes principales dont le déroulement reflète à grands traits les phases de développement corrélatives de la chaîne en voie de soulèvement. D'autre part, ces phases de développement sont de temps en temps influencées par des événements intervenus dans le bassin. La première période (Eocène supérieur à Aquitanien/Egerien supérieur) est marquée par le soulèvement commençant dans les Alpes occidentales, ainsi que par des mouvements de la phase de dislocation savique et, en particulier à la limite du Rupélien/Chattien, par le plus grand abaissement eustatique du niveau de la mer depuis le Cambrien. Pendant la seconde période (Burdigalien/Eggenburgien à Pannonien inférieur) l'activité de soulèvement se déplace vers les Alpes orientales, provoquant dans le bassin préalpin la grande accrétion fluviale de la Süßwassermolasse (Molasse d'eau douce) supérieure dirigée de l'est vers l'ouest. Le violent ébranlement terrestre produit dans celle-ci par l'impact de la météorite dans le Ries pendant le Badénien supérieur mène probablement le détournement de l'Enns, l'un des deux fleuves tributaires principaux, vers le bassin de Graz, donnant lieu à un changement dans le transport de matériaux venant des montagnes, ce qui se reflète dans la teneur en minerais lourds (dénommé « limite A »). Pendant la troisième période (Pannonien inférieur à Pliocène), l'accumulation antérieure, par suite du soulèvement continu des Alpes et du bassin préalpin, accompagné de la retraite du centre du soulèvement vers la Suisse occidentale, tourne à la dénudation qui est effectuée par le système danubien s'étendant dès lors de la Basse-Autriche au bassin molassique.La Molasse plus ancienne expulsée pendant la seconde période principale de son milieu de sedimentation par la pression des nappes austroalpines susjacentes en progression a été comprimée en auges de la zone pliée le long des Alpes, avec un abaissement axial entre l'Iller et le Mangfall, qui ne s'est probablement formé que dans la troisième période. Dans cette période surtout intervient la déformation de la Molasse plus récente non plissée qui prend la forme d'une grande auge parallèle aux Alpes, dont l'axe s'élève vers le sud-ouest et l'est.

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Herrn Dr. Dr. h. c. Artur Roll (Tübingen) gewidmet

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Nach einem Vortrag auf der 73. Jahrestagung der Geologischen Vereinigung in Berchtesgaden am 25. Februar 1983.     

Der geologische Aufbau des Zentralkatalanischen Molassebeckens

Zusammenfassung Die Sedimentationsgeschichte und der tektonische Aufbau der Molassesedimente im nordöstlichen Ebrobecken sind Gegenstand dieser Abhandlung. Die Gesteinsfolgen sind vielfältig ausgebildet und durchschnittlich fossilarm. Es ist nur eine lithofazielle Gliederung möglich. Sieben Faziesgebiete werden unterschieden.Die Transportwege der klastischen Sedimentanteile sind in drei Übersichtskarten dargestellt. Der Detritus wurde von den Pyrenäen und den katalanischen Küstenketten aus in mäandrierenden Flußrinnen und Bachsystemen beckenwärts verteilt. Im Beckenzentrum herrschte limnische Sedimentation.Die tektonischen Hauptstrukturen befinden sich auffälligerweise in der Beckenmitte. Es sind langgestreckte Salinaraufwölbungen. Ihr Aufbau ist in mehreren Karten und Profilen aufgezeigt. Die Salzwanderungen sind vermutlich durch Halokinese verursacht, aber von Schollenbewegungen im Gebiet der Pyrenäen eingeleitet worden.

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The sedimentation history and tectonic build-up of the molasse sediments in the north eastern Ebro basin have been studied. Due to the lack of fossils this highly variable rock series was distinguished by lithology only. Seven areas of differing rock facies were mapped. Originating from the Pyrenees and the Catalan coastal ranges the detritic material was distributed by meandering channels of various size towards the basin. The coincidence of tectonic main structures with the center of the basin with its limnic sedimentation is striking. These main structures represent elongated saltrock uplifts. They are shown in several maps and sections. The salt movement probably originated from halokinesis which was initiated by crustal movements in the Pyrenean area.

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Resumen En este trabajo se estudia la historia de la sedimentación y la estructura tectónica de los sedimentos de la molassa en el NE de la cuenca del Ebro. Esta formación comprende sedimentos muy variados y contiene normalmente muy pocos fósiles. La escasez de fósiles no permite más que un estudio de unidades definidos con criterios litologicos. Se distingue siete areas con diferentes facies. Con tres mapas de pequeño escala se da un esquema de la evolución del transporte del material clastico a través de la cuenca. El material detritico procedente de los Pireneos y de las Cordilleras Catalanes ha sido llevado hacia la cuenca por sistemas fluviatiles. En el centro de la cuenca se nota el predominio de sedimentos formados en un ambiente limnico.Las estructuras tectónicas principales se encuentran sobre todo en el centro de la cuenca. Se trata de anticlinales diapiricos muy estirados. Estas estructuras se presenta con mapas y cortes. La migración de sal probablemente fué producido por procesos halokineticos iniciados por movimientos de bloques en la zona pirenaica.

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- . , . . 7 . . , , . . , . . . , - , , .

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Herrn Professor Dr. R.Brinkmann zum 80. Geburtstag gewidmet.     

Spurenelemente in den Unterrotliegend-Sedimenten der Saar-Nahe-Senke

Zusammenfassung Die Schichten des Unterrotliegenden wurden im Raum Kusel auf ihre Spurenelementführung untersucht. Es ergab sich für einige Elemente eine Abhängigkeit der Gehalte von der petrographischen Ausbildung der Sedimente. Eine stratigraphische Gliederung mit Hilfe der Geochemie war nicht möglich. Ein 10 km im Streichen verfolgbarer bituminöser Schieferton zeigte Anreicherungen von U, Cu, Mo, V. Eine Uranvererzung in Kohlen der Wahnweger Schichten konnte als epigenetisch deszendent bestimmt werden.

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The contents of trace elements in Unterrotliegend sediments have been investigated in the area of Kusel. The amount of some trace elements depended on petrographic composition of the sediments. The results of geochemical research did not show any correlation to stratigraphy. A bituminous shale extending about 7 miles showed enrichment of U, Cu, Mo, V. A mineralisation of uranium in coal seams could be proved as epigenetically descendent.

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Résumé Les sédiments de l'Unterrotliegende dans la région de la ville de Kusel sont examinés pour leurs éléments en traces. Certains éléments dépendent de la composition pétrographique des sédirnents, mais la géochimie ne permet pas une classification stratigraphique. Des schistes bitumineux sont enrichis en U, Cu, Mo et V sur une dizaine de km. La minéralisation en uranium d'une couche de charbon apparaît comme épigénétique et descendante.

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(U, , , V) . , .

     

Zur Paläogeographie der Glassande in der subalpinen Molasse Südbayerns

Zusammenfassung Die Reinheit der vom Moldanubikum stammenden subalpinen Glassande wird nur verständlich, wenn man fluviatilen Transport bis in unmittelbare Nähe ihres Ablagerungsraumes annimmt. Er erfolgte vermutlich über ein Festland, das sich im höheren Chatt in Ostbayern zwischen der Sedimentation der Chattsande und der der Hangenden Chattmergel herausbildete.

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The Glassande (vitreous sands) in the Subalpine Molasse derived from the Bayrischer Wald (in the NE) without any contamination by Molasse material. This required fluviatile transportation immediately to the site of deposition, which was made possible by temporary regression in upper chattian time.

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Résumé Les Glassande (sables vitrieux) dans la molasse subalpine provenaient du Bayrischer Wald (NE) sans aucune impureté par matériel molassique. Cela rendait nécessaire le transport fluviatile jusqu'au point de dépôt, qui était possible à cause d'une régression temporaire en Chattien Supérieur.

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Glassande . , , .

     

Pennsylvanian stratigraphic reefs in Kansas,some modern comparisons and implications

Broad platformlike buildups in the Stanton Limestone in southeastern Kansas are composed primarily of lime mud and phylloid algae and are rimmed with skeletal calcarenite composed largely of echinoderm and algal debris. Bordering the buildups are large (1×30 km) channels, lined or filled with similar calcarenite, and a broader basin containing shaly skeletal calcilutite.Grain abrasion and spar cement in the rimming calcarenites indicate water agitation and suggest wave resistance of the buildups during growth. Wave resistance may have been provided by 1) stalked echinoderms, which are resilient when alive and bind sediment with their roots, and also by 2) early drusy cementation of loose sediment to a coherent mass.Comparison to modern channel-separated buildups in the Persian Gulf and the Great Barrier Reef complex brings out the relative significance of organic frameworks in these different geologic settings. Recognized organic frameworks range from absent or insignificant in the Pennsylvanian examples through locally present but insignificant in the Persian Gulf, to apparently important in maintaining the buildups in the Great Barrier Reef. All three examples, however, exhibit patterns of original hydrodynamic control over initiation and gross form of the buildups. Determining significance of organic frameworks to overall buildup growth involves examining both their positions relative to evidence of wave action and the nature of binding in contemporaneous talus produced by wave action on the buildup.

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Zusammenfassung Die ausgedehnten plattformartigen Strukturen im Stanton-Kalk des südöstlichen Kansas bestehen hauptsächlich aus Kalkschlamm und phylloiden Algen, am Rand jedoch aus Kalkareniten, die weitgehend aus Echinodermen- und Algendetritus zusammengesetzt sind. An die Strukturen grenzen breite Vertiefungen (1×30 km), die von Kalkareniten gesäumt oder gefüllt sind, und ein größeres Becken mit mergeligem skeletalem Kalklutit.Kornabrasion und Sparitzementierung der randlichen Kalkarenite sind Zeichen für Wellenbewegung und lassen auf entsprechende Festigkeit während des Wachstums schließen. Diese Festigkeit könnte zwei Ursachen haben: 1. gestielte Echinodermen, die elastisch sind, wenn sie leben, und Sediment mit ihren Wurzeln binden, 2. frühe sparitische Zementierung von Lockersedimenten.Vergleiche mit rezenten, durch ähnliche Vertiefungen getrennte Strukturen im Persischen Golf und im Great-Barrier-Riffkomplex zeigen die relative Bedeutung des organogenen Gerüstes unter verschiedenen geologischen Bedingungen. Organogenes Gerüst, soweit beobachtet, ist nicht vorhanden oder doch unbedeutend im karbonischen (Pennsylvanian) Beispiel, örtlich vorhanden, aber unwichtig im Persischen Golf, dagegen wichtig als aufbauendes Strukturelement im Great-Barrier-Riff. Gemeinsam ist den drei Beispielen die ursprüngliche Kontrolle der hydrodynamischen Verhältnisse auf den Wachstumsbeginn und die allgemeine Form dieser Strukturen. Die Bedeutung des organogenen Gerüstes für die Gesamtstruktur ergibt sich aus der Analyse ihrer Lage in bezug auf nachgewiesene Wellenbewegung und der Verfestigung gleichaltrigen Vorriffschuttes, der von den Wellen an der Struktur gebildet wurde.

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Résumé Les larges «buildups» (presque «élévations»), en plate-forme, que l'on trouve dans le calcaire de Stanton, au sud-est du Kansas (E. U. A.), sont essentiellement composés de bourbe calcaire et d'algues calcaires phylloïde. Ils sont entourés de calcarenites coquillières composées surtout de débris d'échinodermes et d'algues. En bordure de ces «buildups» se trouvent de grands passages (1×30 km) bordés ou remplis de cette même calcarenite, ainsi qu'un bassin plus vaste contenant de la calcilutite coquiilière argilifère.L'usure du grain et le spath ciment observés dans les calcarenites environnantes, indiquent l'agitation de l'eau et suggèrent une résistance des « buildups » aux vagues pendant le développement. La résistance aux vagues a pu venir soit 1) des échinodermes pelmatozoaires, élastiques lorsqu'ils sont vivants et stabilisant les sédiments avec leurs racines, soit 2) d'une précoce cimentation en druse des sédiments libres pour en faire une masse cohérente.La comparaison avec les « buildups » modernes, séparés par des passages dans le Golfe Persique et dans le Récif de la Grande Barrière, fait ressortier la signification relative des structures organiques rigides dans ces divers sites géologiques. Les structures organiques rigides reconnues comprennent d'une part, celles qui sont absentes ou insignifiantes (dans le calcaire de Stanton), celles qui sont présentes localement mais insignifiantes (dans le Golfe Persique) et d'autre part celles qui sont apparemment importantes et maintiennent les «buildups» (dans le Récif de La Grande Barrière). Cependent ces trois exemples montrent des formes de contrôle hydrodynamique originel, exercées sur l'instauration et la forme générale des « buildups ». Si l'on veut déterminer la signification de ces structures organiques rigides à propos de la constitution d'ensemble d'un «buildup», il faudra examiner, et leur position relative à l'évidence de l'action des vagues, et la nature de leur constitution en pente d'éboulis, ceux-ci étant contemporains et produits par l'action des vagues sur le «buildup».

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, Stanton, , , — , . , 1 х 30 , , , . — Great Barrier. , , ; , , , Great Barrier. .

     

Hypotheses on the origin of the Ries Basin,Germany, from 1792 to 1960

Hypotheses preceding the establishment of the impact theory in 1960 tried to rely the origin of the Ries Basin on endogenic or exogenic forces and models which at the time of the authors were successfully applied for the explanation of geologic phenomena. This comprehensive review on the history of Ries hypotheses provides a prospect of the succession of some geologic ideas from the end of the 18th century until the middle of the 20th.

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Zusammenfassung Vor der im Jahre 1960 begründeten Impakttheorie aufgestellte Hypothesen versuchten die Entstehung des Riesbeckens auf diejenigen endogenen oder exogenen Kräfte und Modelle zurückzuführen, die zur Zeit ihrer Autoren jeweils mit Erfolg zur Erklärung geologischer Phänomene angewendet wurden. Die zusammenfassend dargestellte Geschichte der Ries-Hypothesen bietet daher ein Abbild der Abfolge einiger geologischer Ideen vom Ausgang des 18. Jahrhunderts bis zur Mitte des 20sten.

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Résumé Avant la théorie de l'impact conçue en 1960, des hypothèses proposées tentaient de ramener la genèse du bassin de Ries à des forces endogènes ou exogènes et à des modèles qui, à l'époque de leurs auteurs, furent appliquées chaque fois avec succès pour l'explication de phénomènes géologiques. L'exposé historique ici présenté, concernant les hypothèses sur le Ries, fait voir quelques-unes des idées géologiques émises depuis la fin du 18^e siècle jusqu'à la moitié du vingtième.

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, 1960 ., . . , , . . 18- 20- .

     

Zur Morphogenese im Ostteil der Süddeutschen Scholle

Zusammenfassung Die epirogenetischen Bewegungen scheinen gegenüber der klimatischen Prägung große Bedeutung zu haben. In vielen Teilgebieten ist die Variabilität der epirogenen Bewegungen der Motor der Morphogenese, die ab der Jura-Kreide-Wende einsetzt und noch die jüngste Talgeschichte beeinflußt. Die süddeutsche Schichtstufenlandschaft trägt sehr verschieden alte Formenelemente: Karst seit der Unterkreide, im Westen Schichtstufen und z. T. enge Täler des Tertiärs (Oligozän bis Pliozän) und in der Nördlichen Frankenalb mittelbis jungpleistozäne Engtäler neben ganz jung exhumiertem Kreidekarst.Sedimentation, germanotype Tektonik und Morphogenese scheinen von epirogenen Bewegungen gleicher Größenordnung oder Geschwindigkeit gesteuert zu sein. Die heutige Deckgebirgsverteilung folgt Struktur-Elementen, die seit der tiefen Trias in der Sedimentation kenntlich sind und auf Blöcke des variskischen Unterbaues zurückgehen.

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It seems that Mesozoic and Neozoic sedimentation, germanotype orogenesis and morphogenesis depend on similiar epirogenetic movements. The recent distribution of the sedimentary cover in the eastern part of the South German Platform is connected with structures, which influence the sedimentation since the Triassic time.In many regions the variabilities of epirogenetic movements had greater influence than climatic effects.Morphogenesis started in the Jurassic time. The recent cuesta landscape shows landforms of different ages: karst of the Lower Cretaceous, cuestas and valleys of Tertiary time (Lower Oligocene to Pliocene) and narrow valleys (Franconian Alb) of the Middle and Younger Pleistocene.

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Résumé A part de la morphogénèse par le climat il paraît que les mouvements épirogéniques ont de grande importance. A la plupart des régions la variabilité tectonique était le moteur de la morphogénèse. La morphogénèse commence à la fin du Jura. La région des couches alternantes d'Allemagne du Sud montre à tout près des éléments du Jura (karst), de l'ère tertiaire (vallée vieille) et de l'ère quaternaire (vallée étroite).La sédimentation, l'orogénèse saxonienne et la morphogénèse sont limitées par des mouvements épirogéniques du même volume à peu près. La distribution des strates de couverture d'aujourd'hui suit à des éléments qui sont à reconnaître dans la sédimentation depuis l'ère triassique.

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Correlations entre les mineralisations du Sud-Peruvien et les teneurs en elements traces desroches eruptives

Résumé L'étude géochimique par dosages des éléments traces métalliques (Cu, Zn, Pb, Ni, Co, V, Cr, Mo, Sb, Li, Rb.) dans les roches éruptives du Sud-Péruvien a été menée afin d'établir une corrélation entre ces éléments traces et les minéralisations exprimées. Les variations des teneurs en éléments traces de certains types de roches suivent la répartition des gites métallifères correspondants. Des considérations géochimiques nous ont amené à diviser les Andes en deux provinces majeures, une province occidentale où dominent les effets du magmatisme en relation avec la subduction de la plaque de Nazca qui induit une zonalité transverse à l'orogène, et une province orientale où domine en revanche l'influence de zones de fusion crustales génératrices de minéralisations à dominante acide et poly-métallique. Une zonalité longitudinale à la chaîne andine se superpose à la précédente et s'explique par l'enfouissement graduel de la zone de fusion crustale vers le Nord.

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The relationships between mineralisations in S-E Peru, and the eruptive country rocks have been studied by means of quantitative trace element determination (Cu, Zn, Pb, Ni, Co, V, Cr, Mo, Sb, Li, Rb). The variations of trace element content in the rocks is in good accordance with the repartition of the ore deposits. We have divided the Andean orogen in two principal provinces according to geochemical considerations: in the occidental one the Nazca plate subduction plays an important role in mineralizations zoning, but in the oriental one, the control of acid and poly-metallic mineralisations can be attributed to crustal fusion zones. Nevertheless, a longitudinal zoning appears in this zone and can be related to northward depth's increase of crustal fusion zone.

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Zusammenfassung Die Analyse von verschiedenen Metallen (Cu, Zn, Pb, Ni, Co, V, Cr, Mo, Sb, Li, Rb) in magmatischen Gesteinen der süd-peruanischen Provinz zeigt eine Wechselbeziehung zwischen Geochemie und Lagerstättenbildung. Die Veränderungen der Gehalte folgen der Verteilung der entsprechenden Lagerstätten. Es folgt daraus, daß die Anden in zwei geochemische Provinzen einzuteilen sind. In der westlichen Provinz sind die Lagerstättenbildungen durch die Nazca Subduktion Platte kontrolliert; dieser Platte zugeordnet ist eine Einteilung in Zonen. In der östlichen Provinz haben die krustalen Aufschmelzungen einen sauren Charakter der Lagerstättenbildungen zur Folge. Eine weitere Teilung der östlichen Provinz in Zonen erklärt sich aus der Vertiefung der krustalen Aufschmelzungszonen in nördlicher Richtung.

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Resumen El estudio geoquemico de Cu, Zn, Pb, Ni, Co, V, Cr, Mo, Sb, Li, Rb, en rocas igneas del Sur-Este del Peru ha llegado a relacionar estos elementos en trazas y los yacimientos explotados. Las variaciones de contenido en elementos metallicos de ciertos tipos de rocas igneas siguen la abundancia de los indicios superficiales corespondientes. Consideraciones geoquemicas permiten dividir la Cordillera de los Andes en dos provincias de major importancia: una provincia oriental donde esta predominante el efecto del magmatismo relacionado a la subduction de la placa de Nazca, lo que induce una zonalidad transversal a los Andes; una provincia oriental donde zonas de fusion hundidas dentro de la corteza continental producen en general paragenesis de tipo acido y polimetalico.Una zonalidad longitudinal a los Andes esta sobrepuesta a la precedente y se explica por el hundimiento progresivo de la zona de fusion hacia el Norte, entre Bolivia y el Peru del Sur.

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, - : , Zn, Pb, Ni, , V, Cr, Mo, Sb, Li, Rb. . , . Nazca; . . , , , .

     

Die Stellung der nordnorwegischen Eisenerzlagerstätte Andörja in der kaledonischen Geosynklinale

Zusammenfassung Die Magnetiterzlager der Insel Andörja/Nordnorwegen liegen in einer Serie mesozonal metamorphisierter Sedimente des Kambro-Silurs der Kaledoniden: Granatglimmerschiefer Hangender Kalkmarmor (max. 5 Horizonte, die bis 9 m mächtig sind) Amphibolitschiefer (83–175 m mächtig, mit marin-sedimentären Magnetiterzen) Liegender Kalkmarmor (0–4 m mächtig) Granatglimmerschiefer, z. T. Quarzit.Diese Gesteinsfolge hat typisch miogeosynklinalen Charakter. Da sie westlich des Verbreitungsgebiets der eugeosynklinalen kaledonischen Sedimente und nahe dem Westrand des Verbreitungsgebiets kambro-silurischer Gesteine überhaupt auftritt, könnte es sich hier um den Westrand der Kaledoniden handeln. Westlich davon auftretende präkaledonische Gesteine könnten dann zur irischen Plattform gehören.

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The magnetite layers on the island of Andörja lie in a series of metamorphosed cambro-silurian sediments with the following sequence: garnet mica schist upper marble (max. 5 layers with up to 5 m thickness) amphibolite schist (83–175 m thickness, with marine sedimentary magnetite ore) lower marble (0–4 m thickness) garnet mica schist, partly quartzite.This rock sequence is of typically miogeosynclinal character. As it is situated to the west of the extension of the eugeosynclinal Caledonian rocks and near the western border of the cambro-silurian rocks on the whole, we might have here the western boundary of the caledonian geosyncline. Precaledonian rocks to the west of Andörja might then belong to the Irish platform.

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Résumé Les couches de magnétite du gisement d'Andörja se trouvent dans une série de sediments cambro-siluriens métamorphiques avec la séquence suivante: marbre supérieur (max. 5 horizons qui ont une épaisseur jusqu'à 9 m) amphibolite (83–175 m d'épaisseur, avec gisements de magnétite) marbre inférieur (0–4 m d'épaisseur) schistes de grenat et mica, en partie quartzites.La séquence est d'un caractère typiquement miogeosynclinal. Parce qu'elle apparaît à l'ouest de l'extension des roches eugéosynclinales calédoniennes et à la bordure des roches cambro-siluriennes en général, on y a probablement la frontière occidentale de la géosynclinale calédonienne. Les roches précalédoniennes plus à l'ouest pourraient alors appartenir à la plateforme d'Irlande.

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Andörja ( ), - : (9 ), (83–175 , ), (0–4 ), - , . . , .