Tertiary Andean volcanism in a caldera-graben setting

The Miocene Farellones Formation in central Chile (32°-35°S) is one of several up to 3000 mthick Tertiary volcanic sequences in the Central Andes with ash flows and intercalations of lacustrine sediments in their lower part, and intermediate to basic lavas and rhyolitic domes in their upper part. The Farellones rocks were probably deposited in a volcano-tectonic graben formed through a series of caldera collapses. This is suggested by (a) the fact that the formation frequently is delimited by normal faults towards which the subhorizontal strata pinch out and become upraised, indicating deposition during subsidence, (b) the huge volume of erupted acid magma and (c) a high paleothermal gradient of geothermal field type. Similar Tertiary volcanic sequences in northern Chile and central Peru probably also formed by eruptions in a caldera-graben setting. This setting and the geothermal field type of alteration make these sequences good prospecting targets for epithermal preciousmetal deposits.

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Zusammenfassung Die miozäne Farellones-Formation im zentralen Chile (32°–35°S) ist eine von mehreren bis zu 3000 m mächtigen, tertiären vulkanischen Abfolgen der zentralen Anden, mit Ignimbriten und Zwischenlagerungen von lakustrinen Sedimenten im unteren, und mit intermediären bis basischen Laven und rhyolitischen Staukuppen im oberen Teil der Abfolgen. Die Gesteine der Farellones-Formation wurden wahrscheinlich in einem vulkano-tektonischen, durch eine Reihe von Caldera-Absenkungen entstandenen Graben abgelagert. Für diese Tatsache sprechen (a) häufige Begrenzung der Formation durch Normalverwerfungen gegen welche die subhorizontalen Schichten ausdünnen und aufgebogen werden, was Ablagerung während der Absenkung andeutet, (b) das große Volumen der sauren Vulkanite und (c) der hohe paläothermale Gradient von geothermalem Charakter. Ähnlich ausgebildete, tertiäre vulkanische Abfolgen im nördlichen Chile und zentralen Peru sind vermutlich ebenfalls durch Eruptionen in Caldera-Gräben gebildet worden. Aufgrund der tektonischen Ausbildung und des geothermalen Umwandlungstyp dürften diese Abfolgen für die Prospektion nach epithermalen Vorkommen von Edelmetallen von besonderem Interesse sein.

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Resumen La Formación Farellones de Chile central (32°–35°S), deedadmiocena, es una de las muchas secuencias terciarias de más de 3000 m de espesor que existen en la alta cordillera de los Andes Centrales que contiene depósitos de flujos piroclásticos e intercalaciones de sedimentos lacustres en su parte inferior, y lavas intermedias a básicas y domos riolíticos en su parte superior. Las rocas de la Formación Farellones se depositaron, probablemente, en un graben volcano-tectónico formado a través de una serie de colapsos de calderas. Esta interpretación se basa en: (a) la frecuente delimitación de la formación por fallas normales contra las cuales los estratos subhorizontales se adelgazany se levantan, indicando depositación durante subsidencia, (b) el gran volumen de magma ácido extruido y (c) un gradiente paleotermal alto de tipo campo geotérmico. En el norte de Chile y en Perú central existen secuencias terciarias similares depositadas probablemente también en depresiones volcano — tectónicas tipo caldera — graben. Este marco tectónico y la alteración de tipo campo geotérmico, hace que éstas secuencias sean buenos blancos de prospección para depósitos epitermales de metales preciosos.

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Farellones (32° – 35° ) , 3000 ., , . , , - , . : ) , , ; ) ; ) . , , , , . .. , .

     

Evolution of nappes in the eastern margin of the Bohemian Massif: a kinematic interpretation

The entire pile of nappes in the eastern margin of the Bohemian massif is characterized by two stages of Variscan nappe emplacement each exhibiting a different kinematic and metamorphic evolution.The older emplacement (D1) probably occurred around 350-340 Ma ago and was synmetamorphic. The nappes show a typical systematic superposition of higher grade metamorphic units over lower grade ones. Thus, the crystalline complexes showing a HT-MP Barrovian imprint (Svratka allochthonous unit and Moldanubicum) were thrust over an intermediate unit affected by MTMP recrystallization (Bíte orthogneiss and its country rock), and at the base of the D1 nappe pile the Inner Phyllite Nappe (Biý Potok Unit) is characterized by LT/LP metamorphism.The second stage of tectonic evolution (D2) is characterized by a thin-skinned northward-oriented nappe emplacement that occurred under LT-LP conditions dated at 320-310 Ma. The whole nappe sequence formed during the first tectonometamorphic period (D1) was transported northward over the autochthonous »Deblín polymetamorphic and granitic complex« of Upper Proterozoic age and its Devonian sedimentary cover with very low metamorphism. During this second tectonic event the Brno granite massif (580 Ma) was only marginally incorporated in the Variscan nappe tectonics which resulted in kilometer-scale cover and basement duplexes. The tectonic evolution of the nappe pile ended with stage D3, represented by large- to medium-scale east-vergent folds with limited displacement.

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Zusammenfassung Der Deckenbau am Ostrand der Böhmischen Masse erfolgte in zwei aufeinanderfolgenden Stadien, die sich sowohl in ihrer Kinematik als auch in ihrer Metamorphoseentwicklung deutlich voneinander unterschieden.Die ältere Phase (D1 ca. 350-340 Ma) ist durch synmetamorphe Überschiebungen charakterisiert. Sie führt zu einer metamorphen Inversion der überschobenen Deckeneinheiten, so daß generell hohe metamorphe Einheiten schwach metamorphe tektonisch überlagern. Der Svratka Komplex und das Moldanubikum als hangendste Decken sind durch MP/HT Paragenesen vom Barrow-Typ gekennzeichnet. Beide Einheiten sind auf den MP/MT-metamorphen Bite-Gneis und seine Rahmengesteine überschoben. Die Bílý potok Einheit als liegende Decke zeigt nur noch eine LP/ LT Regionalmetamorphose.Das jüngere Stadium (D2 ca. 320-310 Ma) ist durch eine Thin-skinned Tektonik mit nordvergentem Deckentransport unter LP/LT Bedingungen charakterisiert. Der gesamte, invers metamorphe D1-Deckenstapel wird dabei nach N über den autochtonen Deblín Komplex bzw. seine devonische Sedimenthülle überschoben.Das Brno Granit Massiv (580 Ma) wird nur randlich in diesen variszischen Deckenbau einbezogen. Die tektonische Entwicklung endet mit einem mittel bis großräumigen E-vergenten Faltenbau (D3 phase).

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Résumé L'empilement des nappes a la bordure orientale du Massif de Bohème est caractérisé par deux stades de mise en place présentant différentes évolutions cinématiques et métamorphiques.La tectonique majeure de mise en place des nappes crustales intervient lors d'un métamorphisme de type barrowien, calé autour de 350-340 Ma. L'empilement qui en résulte montre une superposition systématique d'unités à fort degré de métamorphisme sur des unités moins métamorphiques. Ainsi les complexes cristallins, montrant des reliques de métamorphisme de haute à moyenne pression-haute température (unités cristallines de Svratka et du Moldanubien), chevauchent une unité intermédiaire affectée par un métamorphisme de moyenne à basse pression-moyenne température (l'orthogneiss de Bíte et son encaissant). A la base de cette pile édifiée durant la tectonique D1, l'unité des phyllites internes (unité de Bílý potok) est caractérisée par un métamorphisme de basse témperature-basse pression.Le second stade D2 de l'évolution tectonique est caractérisé par une tectonique pelliculaire à vergence nord datée à 320-310 Ma. L'empilement résultant de D1 est ainsi transporté vers le nord, au dessus du complexe autochtone d'âge protérozoïque supérieur (groupe de Deblín) et sa couverture sédimentaire dévonienne très faiblement métamorphisée.Le massif granitique de Brno (580 Ma) n'est que marginalement incorporé à cette tectonique de nappe varisque. Ceci se traduit par des duplex socle-couverture d'échelle plurikilométrique. L'évolution tectonique s'achève lors d'une troisième phase, marquée par de grands plis à vergence est. Le déplacement associé est alors d'amplitude limitée.

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Les Facies de Transgression du Trias sur la Bordure Nord-est du Massif Central Français

Résumé La transgression triasique est suivie d'Est en Ouest sur la bordure du Massif Central français. Les formations sont de plus en plus récentes vers l'Ouest, indépendamment de leur faciès. Les limites du Buntsandstein et du Trias supérieur semblent locales et d'origine tectonique, tandis que la limite du Ladinien supérieur parait plus générale et correspond à la période où le caractère marin de la transgression sur les massifs hercyniens était le plus franc.Le début de la transgression aniso-ladinienne est daté pour l'Anisien par des empreintes de Reptiles et pour les faciès les plus marins du Ladinien par des Foraminifères et des pollens. A cette période, des microfaunes mésogéennes de mer ouverte apparaissent sur les bordures.Dans les faciès de transgression réduits, le Trias est constitué de grès fins silteux à pseudomorphoses de sel gemme et empreintes de Reptiles, étalés par une mer pelliculaire sur une surface plate. Le socle sous-jacent a fourni peu de matériel clastique et les courants sont orientés du Nord au Sud. Les évaporites sont plus concentrées sur la bordure que plus au large, ce qui implique une certaine aridité pendant toute la période de la transgression.Les faciès de bordure les plus avancés sur le socle sont formés d'une dolomie paralique supratidale déposée dans des lagunes évaporitiques. Sur les massifs hercyniens, des fractures et des failles ouvertes ont permis des circulations auxquelles sont liés des remplissages carbonates et des minéralisations.

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Conditions of the triassic transgression are analysed from East to West across the eastern border of the Central Massif. Formations directly overlying the basement get younger and younger westwards, without relation with the environment. Buntsandstein and upper Triassic boundaries appear to be syntectonic local limits. The upper Ladininian boundary seems to be more general and connected with the main period of the marine environment for the transgression on the variscan basement rocks. The anisoladinian transgression beginns during the anisian age as indicated by fooprints, while ladinian age is supported by mesogean foraminifera and palynology during the climax of the transgression, in an open sea environment.Silty fine sandstones with footprints and salt casts constitute the triassic transgression facies on the flattened border of the Central Massif. The underlying basement supplied only a little arenaceous material and the currents are oriented from Nord to South. Evaporites are more concentrated at the boundary of the transgression than towards the basin, what means aridity.Paralic supratidal dolomite constitutes the most external deposits at the transgression limit, in a syntectonic environment. Dolomite infillings and ore deposits are connected with water circulations along faults and fractures.

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Zusammenfassung Die Triastransgressionsschichten werden von Osten nach Westen am Nordrand des französischen Zentralmassivs beschrieben. Die auf dem Grundgebirge auflagernden Basisschichten werden, unabhängig von ihrer Faziesausbildung, nach Westen stets jünger. Die Begrenzungen der Ablagerungen des Buntsandsteins und der oberen Trias werden nur lokal, wahrscheinlich in Abhängigkeit von synsedimentären, tektonischen Strukturen angetroffen. Die Beckenausdehnung am Top des oberen Ladiniums ist dagegen zusammenhängend zu erkennen. Sie entspricht den eindeutigeren marinen Transgressionsverhältnissen auf dem variskischen Sockel.Die einsetzende Transgression des Aniso-Ladiniums wird durch Reptilienfährten als anisisch und die stärker marinen Ablagerungen durch Foraminiferen und Pollen als ladinisch datiert. In diesem Zeitabschnitt dringen offenmarine, mesogäische Mikrofossilien bis zum Beckenrand vor.Die geringmächtigen Transgressionsablagerungen bestehen aus siltigen Feinsanden mit Steinsalzpseudomorphosen und Reptilienfährten. Diese Sande wurden von einem sehr seichten Meer auf dem stark eingeebneten Grundgebirge verteilt. Das Grundgebirge hat nur sehr wenige klastische Abtragungsprodukte geliefert. Die Strömungen waren von Norden nach Süden ausgerichtet. Evaporite treten stärker in den randlichen Gebieten als zum offenen Becken hin auf. Dies zeigt auf eine ausgeprägte Aridität während der gesamten Transgressionszeit hin.Die am weitesten zum Festland hin vorgeschobenen Transgressionssedimente bestehen aus paralischen, subpratidalen Dolomiten, die sich in evaporitischen Lagunen bildeten. Die in den offenen Spalten und Verwerfungen des Grundgebirges zirkulierenden Lösungen führten zu Dolomitausfällungen und zu schichtgebundenen Vererzungen.

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The eruptive center of the late quaternary Laacher see tephra

About 5 km³ of phonolite magma were erupted 11,000 years ago in the Laacher See area in Plinian and Vulcanian eruptions. The eruptive vents for all tephra, in dispute for over 200 years, must have been located entirely within the Laacher See basin, because: (1) All deposits are thickest in the tuffring surrounding the basin, with one exception: pyroclastic flow deposits are thickest 2 to 6 km away from the rim of the basin having ponded in radial valleys. Three Plinian fallout layers show minor secondary thickness maxima 12 to 16 km east of Laacher See. (2) Axes of all depositional fans and single tephra sheets converge in the Laacher See basin. (3) Diameters of both lithic and pumice clasts reach their maxima in outcrops close to Laacher See volcano. (4) Directions of asymmetric ballistic impact sags indicate the Laacher See basin as source area. (5) The dimension of Laacher See crater roughly corresponds to the erupted volume of phonolitic tephra (5.3 km³ magma DRE) and lithic clasts (0.7 km³). (6) Xenolith types are consistent with an eruptive center within the Laacher See basin. (7) The systematic chemical and mineralogical zonation of the tephra deposits — from highly differentiated aphyric phonolite at the base to highly phyric mafic phonolite at the top — strongly suggests eruption from a single compositionally zoned magma column. (8) Several lines of evidence indicate migration of the main eruptive focus from the south to the north during the later part of the eruption, both vents however being confined within the Laacher See basin.None of the four additional eruptive centers previously postulated (Auf Schruf, Meerboden, Frauenkirch, Niedermendig), located up to 7 km south of Laacher See volcano, is supported by empirical or theoretical evidence.

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Zusammenfassung Mindestens 5 km³ phonolithisches Magma wurde vor ca. 11 000 Jahren im Laacher See Becken durch plinianische und phreatomagmatische Eruptionen gefördert. Die Lage der Eruptionszentren im Laacher See Becken, seit über 200 Jahren umstritten, wird im einzelnen begründet. (1) Alle Schichteinheiten der Laacher See Tephra erreichen ihr Mächtigkeitsmaximum im Tuffring am Beckenrand. Eine Ausnahme bilden pyroklastische Stromablagerungen (Trass) die ihre maximalen Mächtigkeiten in Paläotälern 2 bis 6 km vom Laacher See entfernt erreichen. Drei plinianische Tephralagen zeigen sekundäre Mächtigkeitsmaxima zwischen 12 und 16 km Entfernung vom Laacher See Vulkan. (2) Die Achsen aller Ablagerungsfächer und einzelner Tephralagen laufen im Laacher See Becken zusammen. (3) Die Durchmesser von Bimsklasten und xenolithischen Gesteinsfragmenten nehmen zum Laacher See hin zu. (4) Aus Einschlagsdellen abgeleitete Transportrichtungen ballistischer Blöcke sind Hinweise auf Abschußpunkte im Bereich des Laacher See Bekkens. (5) Die Dimension des Laacher See Kraters steht in Einklang mit dem Gesamtvolumen eruptierten Magmas (5,3 km³) und Nebengesteins (0,7 km³). (6) Xenolithische Gesteinsfragmente in den Tephraablagerungen lassen sich Gesteinskomplexen zuordnen, die vor der Eruption im Bereich des Seebeckens angestanden haben. (7) Die Tephraablagerungen sind systematisch von basalen hochdifferenzierten aphyrischen zu einsprenglingsreicheren mafischen Phonolithen am Top zoniert und sind daher wahrscheinlich von einer einzigen chemisch-mineralogisch zonierten Magmasäule eruptiert worden. (8) Innerhalb des Laacher See Beckens hat sich der Hauptkrater im Verlaufe der Eruption von Süden nach Norden verlagert.Die von früheren Bearbeitern außerhalb des Laacher See Beckens postulierten Eruptionszentren (Auf Schruf, Meerboden, Frauenkirch, Niedermendig), die bis zu 7 km südlich des Laacher Sees liegen, lassen sich weder empirisch noch theoretisch begründen.

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Résumé Il y a 11 000 ans, un volume d'environ 5 km³ d'un magma phonolitique a été émis dans la région du Laacher See lors de manifestations de types plinien et phréatomagmatique. Les emplacements des centres d'émission, objets de controverse depuis plus de 200 ans, doivent se situer exclusivement dans le lac du Laacher See, pour les raisons suivantes: (1) Tous les dépôts présentent leur épaisseur maximale dans l'anneau de tuf qui encercle le lac, à une exception près: les coulées pyroclastiques («Trass») atteignent leur plus grande épaisseur dans des paléovallées situées à des distances de 2 à 6 km du Laacher See. Trois couches de projections pliniennes montrent des maxima secondaires à 12–16 km à l'est du Laacher See. (2) Les axes de tous les cônes du débris et des nappes isolées de tephra convergent vers le bassin du lac. (3) La dimension des fragments de ponce et de roches augmente en direction du Laacher See. (4) L'orientation des creux asymétriques dûs aux impacts ballistiques désignent le Laacher See comme «zone de lancement». (5) Le volume du cratère du Laacher See correspond approximativement au volume total des produits phonolitiques (5,3 km³) et des fragments lithiques (0,7 km³) éjectés. (6) Les divers types de fragments lithiques peuvent être rapportés aux complexes rocheux qui occupaient le bassin du Laacher See avant les éruptions. (7) La zonation chimique et minéralogique systematique de dépôts de tephra — depuis une phonolite aphyrique fortement différenciée à la base jusqu'à une phonolite mafique largement porphyrique au sommet — suggère fortement une éruption à partir d'une colonne de magma unique de composition zonée. (8) Plusieurs faits indiquent la migration du foyer d'éruption principal du sud vers le nord durant la dernière période d'activité, les deux orifices étant cependant localisés à l'intérieur du bassin du Laacher See.Des travaux antérieurs ont admis quatre centres éruptifs situés hors du bassin du Laacher See, jusqu'à 7 km de celui-ci: «Auf Schruf», «Meerboden», «Frauenkirch», «Niedermendig»; il n'existe aucun argument, théorique ou empirique, en faveur de l'existence de ces centres.

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Dedicated to W. von Engelhardt on the occasion of his 75th birthday.     

Paleogeographic and paleotectonic response to magmatic processes: a case history from the Archean sequence in the Chibougamau area,Quebec

The Chibougamau area, Québec, is characteristic of the internal zone of the Archean Abitibi Orogenic Belt. The paleogeographic, paleotectonic and magmatic history of the Archean sequence in the Chibougamau area is subdivided into three stages.In the first stage a submarine volcanic chain formed mainly by the effusion of submarine lava flows composed of primitive, potash-poor, tholeiitic basalt. The volcanic chain gradually grew to sea level. In the second stage, volcanic islands emerged and grew. Mainly pyroclastic eruptions of strongly differentiated, calc-alkaline andesite and dacite concentrated on the volcanic islands, whereas effusion of basalt continued at first in the surrounding basin. A felsic volcaniclastic apron was deposited around the volcanic islands. In the third stage, the volcanic islands were uplifted and were eroded to the level of their subvolcanic plutons. The debris derived from this volcanic-plutonic terrain was deposited in downfaulted marine and continental basins. The contemporaneous volcanism was shoshonitic.The first paleogeographic stage is interpreted as the growth of an immature island arc. During the second stage, the island arc became mature and its crust was thickened by accretion of plutonic material. The third stage is a period of back-arc extension.

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Zusammenfassung Das Gebiet von Chibougamau, Québec, ist characteristisch für die interne Zone des Archaischen Abitibi Orogens. Man kann seine paleogeographische, paleotectonische und magmatische Geschichte in drei Phasen gliedern.Eine submarine Vulkankette formte sich in der ersten Phase, hauptsächlich durch Effusion von submarinen Lavaergüssen aus primitivem, kaliarmen, tholeiitischem Basalt. Die Vulkankette wuchs langsam bis zum Meeresspiegel. Vulkanische Inseln bildeten sich und wuchsen während der zweiten paleogeographischen Phase. Vorwiegend pyroklastische Eruptionen von stark differenzierten, kalk-alkalischem Andesit und Dazit konzentrierten sich mehr und mehr auf den Inselvulkanen, während die Effusion von Basalt zunächst in den Becken noch stattfand. Ein Mantel aus felsitischen vulkanoklastischen Gesteinen wurde um die Inselvulkane abgelagert. Die dritte Phase begann mit einer Hebung der Inselvulkane und mit ihrer Erosion bis zum Niveau ihrer subvulkanischen Plutone. Der Detritus dieses vulkanisch-plutonischen Geländes wurde in marinen und kontinentalen Verwerfungsbecken abgelagert. Der gleichalte Vulkanismus ist shoshonitisch.Wir deuten die erste paleogeographische Phase als Wachstumsphase eines primitven Inselbogens. Während der zweiten Phase reifte der Inselbogen und seine Kruste verdickte sich durch Akkretion plutonischen Materials. Die dritte Phase ist eine Periode der Dehnung im Hinterland eines Inselbogens.

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Résumé La région de Chibougamau, Québec, est caractéristique de la zone interne de la ceinture orogénique archéenne de l'Abitibi. Son évolution paléogéographique, paléotectonique et magmatique se subdivise en trois phases.Lors de la première phase paléogéographique, une chaîne sous-marine de volcans se formait, essentiellement par l'émission de coulées de lave composée de basalte primitif, hypopotassique, tholéiitique. Graduellement cette chaîne volcanique s'élevait jusqu'au niveau de la mer. A la phase suivante, des îles volcaniques émergeaient et croissaient. Des éruptions essentiellement pyroclastiques d'andésites et de dacites calco-alcalines et fortement différenciées se concentraient sur les îles tandis que l'effusion de laves basaltiques continuaient dans le bassin. Un manteau de roches volcaniclastiques felsiques se déposait autour des îles volcaniques. Lors de la troisième phase, les îles volcaniques furent soulevées et furent érodées jusqu'au niveau des masses plutoniques sub-volcaniques. Le débris de ce terrain volcano-plutonique fut déposé dans des bassins de faille marins et continentaux. Des shoshonites dominaient le volcanisme contemporain.Nous interprétons la première phase paléogéographique comme une phase de croissance d'un arc insulaire immature. Lors de la deuxième phase, 1'arc insulaire devenait mature et sa croûte s'epaissît par accrétion de matériel plutoni-que. Enfin, la troisième phase est une période d'extension en arrière d'un arc insulaire.

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Chibougamau, Quebec, Abitibi. , . , . . , , . . , . - , , . . . . , , . , — . — . .

     

Die Entstehung der Schichtung in rhythmisch geschichteten Evaporiten

Zusammenfassung Das wesentliche Merkmal rhythmisch geschichteter Evaporite ist der regelmäßige Wechsel von schwerer und leichter löslichen Schichten. Er ist nur mit entsprechenden rhythmischen Konzentrationsschwankungen, speziell in der Oberflächenlösung erklärbar. Diese Schwankungen sind aber nicht durch Temperaturschwankungen, sondern durch Strömungsvorgänge verursacht. Sie sind bei speziellen Annahmen über die hydrodynamischen Auswirkungen des Klimas mit der Barrentheorie bei kontinuierlichem Nachfluß vereinbar. Die Jahresschichtungshypothese ist aber nur begrenzt gültig. In den Endstadien der Salzausscheidung treten gewöhnlich nur noch diskontinuierliche Überflutungen auf, so daß auch keine angenäherte Zeitbestimmung mehr möglich ist.

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Stratification in rhytmic evaporites is expressed in solubility-degrees of the individual laminae. It can be explained by corresponding changes in concentration of surface solutions. Such changes are not created by temperature changes but by sea-currents. Thus, the Bar-theory appears acceptable if certain presumptions as to the hydrodynamic effects of climate are made. The validity of the hypothesis of seasonal stratification, however, is limited since towards the end-stages of salt precipitation, discontinuous brine floods mask the time record.

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Résumé Le caractère essentiel des évaporites formant des couches rythmiques est constitué par l'alternance régulière de couches facilement et difficilement solubles. Celle-ci ne peut s'expliquer que par des variations rythmiques correspondantes de la concentration particulièrement dans la solution superficielle. Ces variations ne proviennent pas de variations de température, mais de phénomènes dus au courant. Elles peuvent être reliées, en partant de considérations spéciales sur les effets hydrodynamiques du climat avec la théorie des barres sous écoulement continu. Cependant l'hypothèse de stratification annuelle n'est valable qu'à un degré limité. Dans les phases terminales de la précipitation du sel il se produit généralement des submersions discontinues de sorte qu'on ne peut plus parvenir à une évaluation approximative du temps.

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Die Herkunft der „Porphyr“-Gerölle im Rotliegenden Süd-Hessens

Zusammenfassung Mit Hilfe petrographischer und geochemischer Untersuchungsmethoden wurde versucht, die Liefergebiete der Gerölle saurer Vulkanite im Unter-Perm des sdlichen Hessischen Troges zu ermitteln. Dabei zeigte sich, daß Rhyolith-Gerölle, angeliefert von den Rhyolithvorkommen der Odenwald-Spessart-Rhön-Schwelle, nur auf das schmale Gebiet der Schwellenrand-Sedimente beschränkt sind. Im eigentlichen Becken der Wetterau führen die Konglomerate nahezu ausschließlich Keratophyr-Gerölle, die von der nördlich gelegenen Taunus-Schwelle stammen.Die Verteilung der Rhyolith- und Keratophyr-Gerölle in den Rotliegend-Konglomeraten deutet auf eine stete Dominanz der Taunus-Schwelle gegenüber der Spessart-Schwelle. Es läßt sich ferner wahrscheinlich machen, daß die Taunus-Schwelle durch eine N-S-streichende Querdepression gegliedert war, die die spätere Hessische Senke bereits vorzeichnet. Der Spessart-Schwelle war im basalen Unter-Rotliegenden eine Barriere nördlich vorgelagert (Nördliche Gneise), die im Laufe des Rotliegenden in den Ablagerungsraum einbezogen wurde.

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Petrographical and geochemical investigations were carried out to determine the source areas of volcanite pebbles in the Lower Permian Hessischer Trog (southern Chattia, West-Germany). The pebbles of rhyolites have been derived from the Permian rhyolites of the Odenwald-Spessart-Rhön-Uplift in the south. They are restricted to marginal deposits, which accompanied the uplift in a narrow zone. In the corresponding Wetterau-Basin only pebbles of keratophyres have been found, which originated in the Taunus-Uplift in the north.The distribution of pebbles of rhyolites and keratophyres in the Lower Permian conglomerates points out the dominance of the Taunus-Uplift during the Lower Permian. The Taunus-Uplift probably had been devided by a N/S-directed depression which traced out the later Hessische Senke. At the very beginning of the Lower Permian (Unter-Rotliegendes) a barrier had existed in front of the Spessart-Uplift — probably composed of the Nordliche Gneise — which became an area of deposition later on in the Lower Permian.

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Résumé Cette étude a pour but de rechercher la source des cailloux volcaniques du Permien inférieur du bassin méridional d'Hesse à l'aide des méthodes pétrographiques et géochimiques. Les cailloux rhyolithiques, dérivés du haut-fond Odenwald-Spessart-Rhön se rencontrent seulement dans les sédiments d'une zone étroite au bord de ce haut-fond. Dans le bassin de la Wetterau les conglomérats contiennent prèsque exclusivement des cailloux keratophyriques qui proviennent de la partie septentrionale du haut-fond du Taunus.La distribution des cailloux rhyolithiques et keratophyriques démontre que toujours le haut-fond du Taunus a été plus important que le seuil du Spessart. En outre il est probable que le haut-fond du Taunus a été subdivisé par une dépression transversale de direction N-S qui indique déjà la future Hessische Senke. Au début du Rotliegend inférieur une barrière a existé devant le seuil du Spessart qui avait été compris dans la région de la sédimentation au cours du Rotliegend.

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The sedimentary rocks of macaronesia

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

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

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

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Paläogeographie und Landschaftsentwicklung im Weißen (Oberen) Jura der Schwäbischen Alb (Baden-Württemberg)

Zusammenfassung Die Landschaftsformen auf der Hochfläche der Schwäbischen Alb sind zu einem wesentlichen Teil gesteinsbedingt. Bankkalke neigen zur Bildung von Verebnungen, in Riffkalken entwickelt sich bei subaerischer Verwitterung und Abtragung ein kuppiges Relief. Dabei wird in vielen Fällen die Topographie, wie sie zur Jurazeit am Meeresgrund bestand, heute in der Landschaft reproduziert.

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The paleographic pattern of the Upper (White) Jurassic of the Suebian Alb mountain area is characterized by intersecting of algal-sponge-reef and micritic limestone-marl facies. Under certain conditions the submarine topography of the reef complexes is reproduced in the landscape today, mainly because the different limestone types are yielding in different ways towards weathering, denudation and erosion.

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Résumé La morphologie sur le plateau de la « Schwäbische Alb » est donné surtout par des conditions pétrographiques. Les calcaires de banc et les marnes sont le plus favorisé de former des plaines, tandisque les calcaires de récif développent sous l'érosion subaérienne un relief montueux. A ce sujet le paysage d'aujourdhui montre souvent la même topographie comme le fond de la mer était pendant le temps jurassique.

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. . . ; . , .

     

Zur permischen Vereisung der Salt Range (W.-Pakistan)

Zusammenfassung Die unterpermischen Geröll-Packungen der östlichen Salt Range führen fazettierte und geschrammte Geschiebe unzweifelhaft glazialer Entstehung, die zusammen mit anderen Hinweisen eine Deutung der Boulder Beds als fluviatile Konglomerate (nachLotze) nicht überzeugend erscheinen lassen. Die ausgezeichnete Erhaltung der Schrammung schließt zum mindesten einen längeren Flußtransport aus. Das vereiste Gebiet muß sich daher in der Salt Range selbst oder in seiner unmittelbaren Nachbarschaft befunden haben.

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The Lower Permian boulder beds of the eastern Salt Range contain facetted and scratched boulders of unquestionably glacial origin. Their excellent preservation seems to tell in favour of a glacial tillite rather than of a fluviatile conglomerate, as supposed by F.Lotze. At least a fluvial transport of the glacial boulders over a longer distance is to be excluded. The Salt Range itself or its immediate surroundings must have been covered by the Permian glaciers.

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Résumé Les boulder beds du Permien inférieur de la Salt Range orientale contiennent des galets nettement facettés et striés d'origine glaciale. Leur préservation excellente exclut un long transport fluviatile. Par conséquent la Salt Range elle-même ou ses environs immédiats doivent avoir été couverts de glaciers permiens.

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Die vorstehenden Zeilen sind nicht als Selbstverteidigung, sondern in dem Wunsche geschrieben, den von Tübingen ausgegangenen Arbeiten E.Kokens und denen F.Noetlings, der in seinen späteren Jahren gleichfalls in Tübingen wirkte, zur Anerkennung zu verhelfen. Herrn Koll. G.Einsele danke ich verbindlichst für die Durchmusterung der von den abgebildeten Geschieben angefertigten Dünnschliffe. Unsere Bild-Erläuterungen beruhen auf seinen Bestimmungen.     

A dynamic deterministic model of hydrocarbon generation in the Midgard Field drainage area offshore Mid-Norway

The Midgard Field offshore mid-Norway is a gas-condensate accumulation with a thin oil leg reservoired in Early and Middle Jurassic sandstones. There are two potential source rocks in the area; the Late Jurassic Spekk Formation is a marine shale with type II kerogen and a rich potential for oil, and the Åre Formation of Early Jurassic age which is a thick coal-bearing sequence with type III kerogen and potential mainly for gas. Geochemical analyses indicate that both the condensate and the oil leg are sourced mainly from the coal-bearing Åre Formation. Any contribution from the Spekk Formation appears to be of minor importance. Computer simulation of hydrocarbon generation in the drainage area for the Midgard Field indicates that huge volumes are formed, and confirms that hydrocarbon generation from the Åre Formation is volumetrically far more important than from the Spekk Formation. The simulation results also exclude any contribution to the reservoired gas from the Spekk Formation.

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Zusammenfassung Das Midgard Feld vor der Küste Mittelnorwegens ist eine Gas-Kondensat-Akkumulation mit einem nur geringen Ölanteil innerhalb unter- und mitteljurassischer Sandsteine. In diesem Gebiet gibt es zwei mögliche Muttergesteine: Einmal die oberjurassische Spekk-Formation, bei der es sich um einen marinen Schiefer mit Typ II Kerogen handelt und die ein hohes Ölpotential darstellt. Zum anderen gibt es die unterjurassische Åre-Formation, eine mächtige Kohle-führende Folge mit Typ III Kerogen und ein möglicher Gaslieferant. Geochemische Analysen deuten darauf hin, daß sowohl das Gas-Kondensat als auch das Öl des Midgard Feldes auf diese Kohle-führende Åre-Formation zurückzuführen sind. Jede Zufuhr aus der Spekk-Formation scheint von geringer Bedeutung zu sein. Eine durch Computersimulation rekonstruierte Kohlenwasserstofferzeugung im Einzugsgebiet des Midgard Feldes spricht für eine hohe Bildungsrate und bestätigt die Annahme, daß die Kohlenwasserstoff-produktion der Spekk-Formation gegenüber der Åre-Formation zu vernachlässigen ist. Die Simulation ergab ferner, daß keinerlei Gas von der Spekk-Formation dem Reservoir zugeführt wurde.

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Résumé Le champ off-shore de Midgard (Norvège moyenne) est une accumulation de gaz condensé accompagnée d'un mince corps d'huile, accumulation renfermée dans des grès d'âge jurassique inférieur et moyen. Il existe dans le secteur deux sources possibles: la formation de Spekk (shale marins du Jurassique tardif, à kérogène de type II, possédant un riche potentiel en huile) et la formation d'Åre (série épaisse jurassique inférieure, à couches de charbon, à kérogène de type III et potentiel essentiellement en gaz). Les analyses géochimiques montrent que le gaz condensé et l'huile ont tous deux comme origine la formation charbonneuse de Åre. La formation de Spekk ne semble être intervenue que de manière subordonnée. Une simulation par ordinateur de la genèse de l'hydrocarbure dans l'aire d'alimentation du champ de Midgard fait apparaître que des volumes importants ont été formés et confirme la large prépondérance de la formation de Åre parmi les roches-mères. De plus, cette simulation exclut toute expèce de contribution de la formation de Spekk dans la genèse du gaz.

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Midgard / / . : Spekk — , 2, , Are , 3 . . . , Are. Spekk, , . Midgard , Are . , , Spekk .

     

Sediment rejection by recent scleractinian corals: a key to palaeo-environmental reconstruction

26 of the 59 living species of scleractinian corals found in Western Atlantic and Caribbean waters, less than 68 metres deep, and two fungiid genera from the Pacific are analysed in terms of their behaviour, sediment rejecting properties, functional morphology and distribution patterns.The contrasting behaviour and skeletal structure of the two solitary fungiids provides evidence for the construction of a theoretical mechanical model which is applied to the subsequent interpretation of the more complex colonial reef corals from the Atlantic province.Regional distribution patterns, growth forms and calical orientations of the Atlantic species and their associated sediment types were noted in dives across transects in extreme environments in the Caribbean. Representative samples were then selected from the five functional ecological niches in the Florida keys, and subjected to inundations of sized and painted carbonate sand particles in the laboratory. The coral was filmed before the sedimentary influx, on impact and during rejection. The skeletons were then extracted and dissected to construct a mechanical model compatible with their behavioural functions.There are four means of sediment rejection: distension by the stomodeal up-take of water, tentacular action, ciliary beat, and mucus entanglement. Differences in sediment rejection are ascribed to two factors (1) variations in the polyps' distensional capacity, and (2) the geometry of the calice.A theoretical model of characteristic scleractinian distribution patterns on an Atlantic patch reef mirrors regional distribution patterns. The sediment rejecting experiments are used as additional evidence for interpreting other behavioural activities of greater consequence e.g. food gathering and the removal of excrement.Theoretical models are described for the relationship of calical form to polypal function and calcical orientation to distribution patterns on the corallum; and also variations in growth form. Ecological distributions, in local patch reef and regional occurrences, are outlined in terms of the recent scleractinian corals of the Atlantic province. These models are tested against some rugose and tabulate coral distributions in the Irish Carboniferous.

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Zusammenfassung 26 der 59 Korallenarten (Scleractinia), die im westlichen Atlantik und der Karibischen See in weniger als 68 m Wassertiefe leben, und 2 Fungia-Gattungen des Pazifiks werden auf Verhalten, Fähigkeit Sediment abzuschütteln und funktioneller Morphologie untersucht. Aufgrund der Gegensätze in Verhalten und Skelettstruktur der beiden Fungia-Einzelkorallen wird ein theoretisches Modell erarbeitet, das dann auf die komplizierteren koloniebildenden Korallen angewandt wird.Regionale Verteilung, Wuchsformen und Kelchorientierung der atlantischen Korallen und die dazugehörigen Sedimente wurden in Tauchgängen in extremen Bereichen der Karibischen See erfaßt. Repräsentative Korallen-Exemplare wurden dann von fünf ökologisch definierten Bereichen der Florida Keys gesammelt und im Labor mit sortierten und gefärbten Karbonatsandkörnern überschüttet. Die Korallen wurden vor dem Experiment, während des Schüttens und des Abschüttelns gefilmt. Danach wurden die Skelette herauspräpariert und ein mechanisches Modell entwickelt, das die verhaltensbedingten Funktionen berücksichtigt.Das Sediment wird mit Hilfe von vier Mechanismen abgeschütteln: Ausdehnung der Weichteile durch Aufnahme von Wasser, Tentakelbewegungen, Ziliarbewegungen und Schleimumwicklung. Unterschiede in der Fähigkeit, Sediment abzuschütteln, wurden auf 1. Unterschiede in der Fähigkeit des Polypen, sich auszudehnen, und 2. Unterschiede in der Kelchform zurückgeführt.Ein theoretisches Modell der Korallenverteilung auf einem isolierten Riff spiegelt die Grundzüge regionaler Verteilung wider. Die Sedimentabschüttel-Experimente ergeben zusätzliche Anhaltspunkte für die Interpretation anderer Verrichtungen von größerer Bedeutung, z. B. Nahrungsaufnahme und Entfernung von Exkrementen. Theoretische Modelle für das Verhältnis von Kelchform zu Polypenfunktion und von Kelchorientierung zur Position auf dem Korallenstock und zu Wuchformunterschieden werden beschrieben.Ökologische Verteilungen, lokal und regional, werden anhand der rezenten Korallen des Atlantiks aufgezeigt. Diese Modelle werden dann am Beispiel der Verteilung rugosen und tabulaten Korallen im Karbon Irlands getestet.

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Résumé 26 espèces vivantes de coraux scléractiniens sur 59, furent découvertes dans l'Atlantique-Ouest et les eaux des Caraïbes, à moins de 68 m de fond; 2 genera fungiid du Pacifique sont analysés en fonction de leur comportement, des propriétés de rejet des sédiments dont ils font preuve, de leur morphologie fonctionelle et de leurs reséaux de distribution.Le contraste dans le compartement et dans la structure squelettique des deux fungiids solitaires, justifie la construction d'un modèle théorique mécanique qui est appliqué à l'interprétation suivante des coraux de récif coloniaux et plus complexes que l'on trouve dans la région atlantique.Les réseaux de distribution régionale, les formes de croissances d'orientations calicales de l'espèce atlantique et les types de sédiments qui leur sont associés, ont été remarqués lors de plongées aux environs extrêmes de la mer Caraïbe. Des échantillons représentatifs ont ensuite été sélectionnés dans les cinq niches écologiques fonctionelles des cayes de Floride. Puis ont été soumis, en laboratoire à des inondations de particules de sable carbonaté taillées et teintes. Le corail a été filmé avant l'entrée des sédiments, pendant l'opération et pendant le rejet. Les squelettes, ont ensuite été extraits et disséqués pour construire un modèle mécanique compatible avec leurs fonctions de compartement.Il existe quatre modes de rejet des sédiments: dilatation par absorbsion stomodéal d'eau, action tentaculaire, action ciliaire et enveloppement de mucus.Les différences dans le rejet de sédiments sont imputables a deux facteurs (1) les variations de la capacité dimensionelle du polype et (2) la géométrie du calice. Un modèle théorique des réseaux le distribution scléractiniènne, charactéristique sur un petit récif atlantique, réflecte des sébeaux de distribution régionale. Les expériences sur le rejet de sédiments, sont utilisées comme preuve supplémentaire à l'interprétation d'autres activités de comportement, comme par exemple, la recherche de nourriture ou l'émission d'éxcréments.Les modèles théoriques sont décrits pour permettre le rapport entre la forme calicale et la fonction polypale, plus entre l'orientation calicale et les résaux de distribution sur le corallum, ainsi que pour étudier les variations dans les formes de croissance. L'étude des coraux scléractiniens récents de la province atlantique, permet d'établir une ébauche de leur répartition écologique, aussi bien sur les petits récifs locaux qu'au niveau des incidences régionales. Les modèles sont également testés grace à des répartitions de coraux rugueux et tabulates dans le Carbonifière Irlandais.

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Fungia , , . , . . . . , . 4 : 1) ; 2) ; 3) , 4) . : 1) , 2) . . , .: . , . , , .

     

Element profile and origin of the Romeu leucogranite pluton (NE Portugal)

The Romeu Pluton (NE Portugal) comprises two principal leucogranite varieties: the Cernadela Granite, a biotite-bearing, slightly porphyritic leucogranite is crosscut by the Romeu Granite, a pure muscovite granite. The age of these granites is 296±7 Ma (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.727±0.006); the age difference between the two granites lies within the margin of error. Both granites are extremely enriched in Rb (Romeu Granite up to 1200 ppm) and strongly depleted in Sr (less than 5 ppm), Ba, Zr, Ti, La, Ce, and Th. Mild enrichment is shown by P, Sn, and U. The resulting element profile is very characteristic for these and other Iberian leucogranites. Although these granites show S-type characteristics, such as peraluminicity and a high initial Sr isotope ratio, the geochemical evidence supports an origin by fractionation of a granite magma.

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Zusammenfassung Der Romeupluton (NE-Portugal) besteht hauptsächlich aus zwei Granitvarietäten, dem Cernadelagranit, einem biotithaltigen, leicht porphyrischen Leukogranit, der vom Romeugranit, einem reinen Leukogranit, durchschlagen wird. Das Alter des Plutons beträgt 296±7 Ma (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.727±0.006); der Altersunterschied zwischen beiden Granitvarietäten liegt innerhalb der Fehlergrenze. Beide Granite sind extrem an Rb (Romeutyp bis mehr als 1200 ppm) angereichert und stark an Sr (weniger als 5 ppm), Ba, Zr, Ti, La, Ce und Th abgereichert. Leichte Anreicherung zeigen P, Sn und U. Das resultierende Elementspektrum ist sehr charakteristisch für diese und andere iberische Leukogranite. Obwohl diese Granite S-Typ-Charakeristika wie Peraluminität und hohes initiales Sr-Isotopen-Verhältnis zeigen, lassen geochemische Befunde auf eine Genese durch Fraktionierung aus einem Granitmagma schließen.

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Résumé Le pluton de Romeu (nord-est du Portugal) est composé de deux variétés principales de leucogranite: le granite de Cernadela, un leucogranite à biotite légèrement porphyrique, intrudé par le granite de Romeu, un leucogranite pur à muscovite. Le pluton est âgé de 296±7 Ma (rapport initial⁸⁷Sr/⁸⁶Sr de 0,727±0,006); la différence d'âge entre les deux variété de granite est inférieure à la marge d'erreur. Les deux granites sont extrêmement enrichis en Rb (le type Romeu de plus de 1.200 ppm) et fortement appauvris en Sr (moins que 5 ppm), Ba, Zr, Ti, La, Ce et Th. Le P, le Sn et l'U montrent un faible enrichissement. Le spectre des éléments qui en résulte est très caractéristique de ces granites, ainsi que d'autres leucogranites ibériques. Bien que ces granites présentent des caractéristiques de type S (peralumineux, rapport initial élevé), les résultats géochimiques indiquent une genèse par fractionnement d'un magma granitique.

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Romeu - : Cernadela, , Romeu, . 295 +7 Ma (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0,727±0,006); . / Romeu 1200 / / 5 / , , , , , . , . . S, ., , .

     

Secular variation of calcium carbonate mineralogy; an evaluation of ooid and micrite chemistries

Three ooid types are recognized from the Lower Tournaisian »Kohlenkalk« shelf facies at Velbert, Germany. Ooids from this unit have a predominantly concentric laminae fabric. Radial-concentric and small radial fibrous ooids are minor components to this oolite. The diagenetic response of Kohlenkalk ooid chemistry is significantly different from that observed in contemporaneous crinoid and brachiopod material. Fabric evidence suggests that radial-concentric and radial-fibrous ooids were probably originally aragonite/high-Mg calcite and high-Mg calcite respectively. Fabric and trace elemental chemistries of the concentric fabric ooids suggests that they were originally precipitated as aragonite and subsequently altered to low-Mg calcite.Recent papers have proposed temporal shifts in the dominant mineralogy of shallow marine non-skeletal carbonates between calcite and aragonite. Changing Phanerozoic atmospheric pCO₂ levels and oceanic Mg/Ca ratios may have been factors controlling the dominant mineralogy. The chemistries of the Kohlenkalk ooids in conjunction with other ooid and micrite data spanning the Mid-Paleozoic to Recent are evaluated in context with these temporal shifts between »calcite« and »aragonite seas«. The strontium chemistries of the ooids (¯x = 1010 ppm, range 145–3010 ppm) and micrites (¯x = 841 ppm, range 3–8800 ppm) suggests they had an aragonite precursor mineralogy. No statistical correlation was observed between ooid/micrite chemistries, their mineralogies and the proposed secular trend. Therefore, we suggest that aragonitic ooids and micrites were dominant components of shallow-marine carbonate environments throughout the Phanerozoic. The distribution and abundance of aragonitic and calcitic ooids in the geologic past was probably dependant on local hydraulic, physicochemical, and environmental conditions, areally constrained by global tectonics, eustatic, climatic and atmospheric effects, with significant diagenetic overprinting of the original geochemical and fabric information.

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Zusammenfassung In der Kohlenkalk-Schelffazies des Untertournais bei Velbert (Bundesrepublik Deutschland) lassen sich drei Ooidtypen unterscheiden. Gemeinsam ist diesen Ooiden ein vorwiegend konzentrischer Lagenbau. Dagegen ist das Vorkommen radial-konzentrischer und radial-fibröser Ooide minimal. Die diagenetische Entwicklung der Kohlenkalkooide ist hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung deutlich von gleichalten Crinoiden- oder Brachiopodenmaterial zu unterscheiden. Strukturelle Beobachtungen lassen darauf schließen, daß radial-konzentrische und radial-fibröse Ooide ursprünglich aus Aragonit/Hoch-Mg-Calcit bzw. Hoch-Mg-Calcit bestanden. Die Zusammensetzung der Spurenelemente und die Struktur der konzentrisch aufgebauten Ooide hingegen deutet auf eine Fällung von Aragonit, der im Laufe der Diagenese zu Niedrig-Mg-Calcit umgewandelt wurde.In letzter Zeit wurde in einigen Veröffentlichungen die These vertreten, daß die Mineralogie von nicht-skelett Karbonaten zwischen Calcit und Aragonit in unbekannten Intervallen wechselt. Wechsel des atmosphärischen CO₂ Drucks und des Mg/Ca Verhältnisses in den Ozeanen während des Phanerozoikums könnten Vorgänge sein, die die vorherrschende Mineralogie dieser Karbonate beeinflussen. In dieser Arbeit wird der Chemismus der Kohlenkalkooide in Verbindung mit anderen Ooiden und Daten über Mikrite des Mittelpaläozoikums bis heute in bezug auf den Wechsel zwischen »Calcit«- und »Aragonit-Ozeanen« diskutiert. Der Strontiumgehalt der Ooide (¯x = 1010 ppm, Spannbreite: 145–3010 ppm) und der Mikrite (¯x = 841 ppm, Spannbreite: 3–8800 ppm) spricht für eine primäre Aragonitfällung. Zwischen der Ooid/Mikrit Chemie und ihrer Mineralogie gab es keine mögliche statistische Korrelation. Daraus schließen wir, daß während des ganzen Phanerozoikums aragonitische Ooide und mikrite große Bedeutung in flachmarinen Schelfregionen mit Karbonatsedimentation hatten und haben. Das Vorkommen aragonitischer und calcitischer Ooide ist wahrscheinlich an hydraulische und physiko-chemische Vorgänge gebunden, die auf globale Tektonik, eustatische-, klimatische- und atmosphärische Veränderungen zurückzuführen sind. Diese führten dazu, daß die ursprüngliche Geochemie und Struktur diagenetisch verändert wurde.

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Résumé Parmi les facies de plate-forme du Tournaisien inférieur, dans le calcaire carbonifère de Velbert (RFA), on distingue trois types d'ooïdes: les plus abondantes présentent une structure lamellaire concentrique; d'autres, en quantité subordonnée, sont radiaires-concentriques et fibro-radiées. En réponse à leur chimisme, les ooïdes du calcaire carbonifère ont connu une évolution diagénétique nettement différente de celle des sédiments à crinoïdes et à brachiopodes de même âge. L'organisation structurale des ooides radiaires-concentriques et fibro-radiées indique que'elles étaient constituées respectivement d'aragonite + calcite magnésienne et de calcite magnésienne. Par contre, la structure et le chimisme des éléments en traces des ooïdes concentriques suggèrent qu'elles ont été d'abord précipitées en aragonite et transformées ensuite en calcite pauvre en Mg.Selon certains travaux récents, la composition minéralogique des sédiments carbonatés non organo-détritiques aurait fluctué au cours du temps entre l'aragonite et la calcite. Des factures déterminants de ce processus auraient pû être les changements, au cours du Phanérozoïque, de pCO₂ dans l'atmosphère et du rapport Mg/Ca dans les océans. Le chimisme des ooïdes du calcaire carbonifère, comparé à celui de micrites et d'autres ooïdes d'âges phanérozoïque moyen à récent est examiné en relation avec ces passages de «mers à calcite» à «mer à aragonite» au cours du temps. Le chimisme du Sr des ooïdes (x = 1010 ppm; intervalle 145–3010 ppm) et des micrites (x = 841 ppm; intervalle 3–8800 ppm) suggère une précipitation primaire d'aragonite. Il n'apparaît aucune corrélation statistique entre le chimisme des ooïdes et micrites, leur minéralogie, et les fluctuations temporelles suggérées. Pour ces raisons, nous pensons que les ooïdes et micrites aragonitiques ont été les composants dominants des milieux carbonatés peu profonds pendant tout le Phanérozoïque. L'abondance et la répartition des ooïdes aragonitiques et calcitiques dans la nature ancienne ont vraisemblablement résulté de conditions locales hydrauliques, physico-chimiques et d'environnement, déterminées par la tectonique globale, et par les changements eustatiques, climatiques ou atmosphériques, qui ont surimposé leur empreinte diagénetique aux caractères structuraux et géochimiques primaires.

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- ( ) , . . ; - - . . , - - , . , , . , . ₂ / , . , . / ¯ 1010 m; : 145–3010 m / / ¯ - 841 ; : 3–8800 m / . / . , , . , - , , . .

     

A model for tectonic activity in West Africa and the Gulf of Guinea during the last 90 m. y. based on membrane tectonics

Tectonic activity in West Africa and the Gulf of Guinea during the last 90 m. y. can be closely related to the palaeocontinental position of Africa. Prior to 90 m. y., during the break up of Gondwanaland and the spreading of the West African rifts, the palaeocontinental position of Africa hardly changed at all. During the last 90 m. y. Africa has moved steadily northwards and rotated slightly in an anticlockwise direction. From 90 m. y. to 40 m. y. tectonic activity in West Africa and the Gulf of Guinea was compressional and from 40 m. y. to present day tectonic activity has been extensional. The change, in West Africa, from peripheral compression of the continental part of the African plate to peripheral extension occurred at approximately the same time as the effective mechanical centre of Africa (localted near Jebel Marra) crossed the equator.Membrane stresses are generated by rigid plates moving on a non-spherical earth. When a plate moves towards the equator it is subjected to peripheral compression and when it moves away it is subjected to peripheral extension. Thus the concept of membrane tectonics provides a possible explanation for the tectonic activity observed in West Africa and the Gulf of Guinea during the last 90 m. y.

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Zusammenfassung Die tektonischen Ereignisse in Westafrika und dem Golf von Guinea können währendder letzten 90 Millionen Jahre mit der paläokontinentalen Position von Afrika in Zusammenhang gebracht werden. Vor diesen 90 Millionen Jahren, während des Zerreißens von Gondwanaland und der Dehnung des westafrikanischen Grabenbruchs, veränderte sich die paläokontinentale Position von Afrika kaum. Während der vergangenen 90 Millionen Jahre hat sich Afrika stetig nach Norden bewegt und drehte sich leicht entgegen dem Uhrzeigersinn. Zwischen 90 Millionen Jahren und 40 Millionen Jahren wurde Westafrika und der Golf von Guinea tektonisch eingeengt und von 40 Millionen Jahren bis heute herrscht Dehnung. In Westafrika fand der Wechsel von peripherer Pressung des kontinentalen Teiles der Afrikanischen Platte zu peripherer Dehnung etwa zur selben Zeit statt als der mechanische Mittelpunkt von Afrika (in der Nähe von Jebel Marra) den Äuator überquerte.Membrandruck (Turcotte, 1974) wird durch die Bewegung von festen Platten auf einer nicht ganz sphärischen Erde ausgelöst. Wenn sich eine Platte auf den Äquator zubewegt, wird ein peripherer Druck auf sie ausgeübt, und wenn sie sich vom Äquator wegbewegt, wird sie von einer peripheren Dehnung betroffen. Das Konzept der membrane tectonics (Turcotte, 1974) bietet daher eine mögliche Erklärung für die tektonischen Erscheinungen in Westafrika und dem Golf von Guinea während der vergangenen 90 Millionen Jahre.

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Résumé Les événements tectoniques en Afrique occidentale et dans le Golfe de Guinée au cours de ces 90 derniers m. a. peuvent être mis en relation étroite avec la position paléocontinentale de l'Afrique. Avant cette période, pendant la fragmentation du Gondwana et pendant l'ouverture du fossé africain occidental, la position de l'Afrique n'a guère changé. Pendant les derniers 90 m. a., l'Afrique s'est continuellement avancée vers le nord avec une légère rotation sinistrogyre. Entre 90 m. a. et 40 m. a., un état de compression tectonique a existé en Afrique occidentale et dans le Golfe de Guinée, et, depuis ce moment jusqu'à présent, règne un état de distension. Le changement, dans la partie continentale de la plaque africaine, d'une compression périphérique en une distension périphérique s'est produit sensiblement au moment du passage à l'équateur du centre mécanique effectif de l'Afrique (lequel se trouve à proximité du Jebel Marra).Des contraintes de membrane (Turcotte, 1974) se produisent par suite du mouvement de plaques rigides sur une Terre qui n'est pas exactement sphérique. Lorsqu'une plaque se rapproche de l'équateur, elle subit une compression périphérique, et, lorsqu'elle s'en éloigne, une distension périphérique. Donc le concept de «membrane tectonics» (Turcotte, 1974) fournit une explication plausible de l'activité tectonique en Afrique occidentale et dans le Golfe de Guinée au cours de ces 90 derniers m. a.

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90 . , - , , . 90 , . 90 40 , 40 . , , Jebel Marra . — (Turcotte, 1974). , ; — . « » (Turcotte, 1974) , 90 .

     

Geotektonische Verknüpfung von Plutonismus und Vulkanismus im südwestdeutschen Variscicum

Zusammenfassung Die variscische Orogenese wurde in Südwestdeutschland von einem intensiven palingenen Magmatismus begleitet. Dabei folgte der Vulkanismus als eigenständige Entwicklung den granitischen Intrusionen in einem Abstand von ca. 20 Ma. In den felsischen Vulkaniten läßt sich das Auftreten von primärem Tiefquarz als Geobarometer verwenden und spricht für eine besonders große Bildungstiefe der Magmen. Sie setzen damit die Entwicklungsreihe der granitischen Schmelzen fort, die zunehmend aus größerer Tiefe kamen. Als heißeste und trockenere Bildung entstanden die Vulkanite im Zuge der stärksten Krustenverkürzung und damit-verdickung und stiegen nach dem Durchlaufen der orogenen Einengungswelle zur Erdkruste auf.

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A widespread palingenetic magmatism accompanied Hercynian orogenesis in SW-Germany. Thereby, felsic volcanism occupied a specific place in the tectonic evolution of the Hercynian orogen following about 20 m. y. after the granitic plutonism. The finding of primary low quartz as intratelluric phenocrysts in these volcanics can be used for geobarometry and demonstrates a rather deep origin of the melt. They continue the development of the granitic melts which originated from a progressively deeper and hotter source. The felsic volcanics represent the hottest and driest crustal magmatism which originated in areas of strong crustal shortening and reached the surface after the Hercynian orogenic compressional wave had passed the region.

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Résumé L'orogenèse hercynienne dans le sud-ouest de l'Allemagne a été accompagnée d'un magmatisme palingénétique intense. Dans le développement de ce processus, le volcanisme felsitique a succédé aux intrusions granitiques après un intervalle de 20 Ma. La présence de quartz alpha primaire dans les volcanites peut être utilisée comme géobaromètre et indique que les magmas ont été engendrés à grande profondeur dans des conditions de plus en plus profondes et de plus en plus chaudes au cours du temps. Les volcanites felsitiques représentent le magmatisme le plus chaud et le plus sec, qui a été engendré consécutivement au raccourcissement et à l'épaississement de la croûte et qui est monté dans l'écorce terrestre après le passage de l'onde compressive orogénique hercynienne.

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Chemical models of vitrinite reflectance evolution

A global kinetic model of vitrinite reflectance evolution is developed to illustrate a new approach to vitrinite reflectance modelling. The method utilizes quantitative pyrolysisgas Chromatographic data from isolated vitrinite kerogens to derive the concentrations of structurally specific moieties (alkylphenol precursors) in vitrinite kerogens as a function of rank. This data set is used to calibrate a gaussian distributed activation energy model for phenol-precursor loss from vitrinites using published burial histories. Phenol yield is then correlated with vitrinite reflectance. The predictive vitrinite reflectance model based on this phenol system is tested against a well from the US Gulf Coast area, the results being compared with a Lopatin model of the same well. This type of vitrinite reflectance model is numerically compatible with current generation kinetic models of hydrocarbon production from source rock kerogens, and has a better heating rate independence than Lopatin's method.

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Zusammenfassung Um eine neue Annäherung an das Modellieren der Vitrinit-Reflexion zu demonstrieren, wurde ein global-kinetisches Modell der Entwicklung der Vitrinit-Reflexion erstellt. Die Methode verwendet Daten von quantitativer Pyrolyse-Gas Chromatographie isolierten Vitrinitkerogens, um die Konzentration von strukturspezifischen Moieten (Alkylophenol-Vorläufer) in Vitrinitkerogen als Funktion der Reihenfolge zu erhalten. Verwendet werden diese Daten, um ein nach Gauss verteiltes Aktivierungsenergiemodell zu kalibrieren, das mit Hilfe von veröffentlichten Ablagerungsgeschichten den Phenol-Vorläuferverlust von Vitriniten beschreibt. Die Phenol-Ausbeute wird dann mit der Vitrinit-Reflexion korreliert. Das auf dem Phenolsystem basierende Vitrinit-Reflexionsmodell wird in einem Test einem Bohrloch an der amerikanischen Golfküste gegenübergestellt. Die Ergebnisse werden mit dem Lopatinmodell des selben Bohrlochs verglichen. Diese Art eines Vitrinit-Reflexionsmodells ist numerisch wettbewerbsfähig mit der heutigen Generation kinetischer Modelle der Kohlenwasserstofferzeugung aus Trägergesteinskerogenen. Außerdem ist seine Unabhängigkeit von der Erhitzungsrate größer als mit der Lopatin-Methode.

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Résumé L'auteur présente un modèle cinétique global de l'évaluation du pouvoir réflecteur de la vitrinite, afin d'illuster une approche nouvelle dans la modélisation de ce pourvoir réflecteur. Cette méthode utilise des données quantitatives fournies par la pyrolyse combinée à la Chromatographie en phase gazeuse et relatives à des kérogènes de vitrinite. A partir de ces données, on exprime les concentrations des fractions à structure spécifique dans les kérogènes vitrinitiques en fonction du degré d'évolution. A partir de cet ensemble de données, on établit un modèle de l'énergie d'activation selon une distribution gaussienne, applicable à la perte de phénol-précurseur dans les vitrinites, en se référant à cet effet aux déroulements historiques de l'enfouissement fournis par la littérature. La production de phénol est alors mise en relation avec le pourvoir réflecteur de la vitrinite. Le modèle du pouvoir réflecteur prévisible, basé sur ce système des phénols a été contrôlé dans un forage de la côte du golfe du Mexique (USA), et les résultats comparés à ceux du modèle de Lopatin appliqué au même forage. Le modèle présenté est numériquement compatible avec les modèles cinétiques habituels qui rendent compte de la production d'hydrocarbure à partir des kérogènes des roches-mères; il présente une meilleure indépendance que la méthode de Lopatin par rapport au taux d'échauffement.

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Die Rolle der Strukturänderung und Mischkristallentwicklung bei der Deutung der Differentiation und Kristallisation vulkanischer Gesteine

Zusammenfassung Es wird ein Überblick über die Änderung des Gefüges und der Mischkristalle einer Generation vulkanischer Gesteine gegeben. Die Gesteinsproben lassen sich nach ihren Einsprenglingen in eine genetische Reihenfolge der Schmelzentwicklung gliedern und zeigen dabei eine kontinuierliche Veränderung der Mischkristallphasen der Grundmasse. An Meßreihen für Olivin, Plagioklas und Sanidin und an der Verschiebung der Röntgenreflexe ist dieser Phasenwandel nachgewiesen. Zwölf Abbildungen zeigen den Übergang des Mineralbestandes und des Gefüges in der Grundmasse von Probe zu Probe.

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A survey of the changes of the structure and of the mixed crystals in a generation of volcanic rocks is given. According to their accessory minerals (Einsprengunge) the rock samples can be arranged in a genetic sequence of the melting-process; in this they show a continuous change in the phases of mixed crystals of the ground-mass. This change of phase is demonstrated by measuring sequences for Olivine, Plagioclase and Sanidine and by shift of the X-ray reflexes. Twelve figures show the transition of the mineral stock and of the structure in the ground-mass from sample to sample.

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Résumé Une vue d'ensemble sur les changes de structure et des cristaux composés d'une génération de roches volcaniques est présentée. Les spécimens de roches peuvent être organisés — selon leurs phénocrystaux — dans une série génétique du procès de fusion; ils montrent une change continuelle des phases de cristaux composés de la matrice. La change des phases ist prouvée par mesurages en séries et par le déplacement des reflexes radiographiques. Douze figures montrent la transition du dépót de minéraux et de la structure dans la matrice d'un spécimen à l'autre.

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Certain problems of structure and conditions of evolution of transition zones between continents and oceans

A third type of transition zones from oceanic to continental crust here called Columbian, is proposed, in addition to the two more commonly known types. Subsidence of the Earth's crust, typical of all transition zones, is shown to be connected (by geophysical properties) with the transformation of continental crust into intermediate crust and later into oceanic. The most likely mechanism of such changes is the basification of continental crust, its foundering, block by block, into the heated upper mantle, and its substitution by the new oceanic crust. The evolution of transition zones of Pacific type is largely influenced by deep faults, which reach down to the level of undepleted mantle; from this level to the surface the volatile products rise as the essential means of formation of calc-alkali magmas on island arcs. Benioff zones are deep faults whose inclination is secondary and connected with the density contrast in the upper mantle on either side of the Benioff zone. The denser mantle flows under less dense mantle, whereas the subduction phenomenon, as depicted by plate tectonics, is nonexistent.On the whole, the evolution of transition zones tends towards growth of the oceans at the expense of the continents, but oceanic crust thickens by addition of volcanogenic layers of andesitic composition in transition zones of Pacific type, on island arcs of the Second type.

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Zusammenfassung Den Übergangszonen zwischen ozeanischer und kontinentaler Kruste, die bisher in zwei Typen eingeteilt wurden, wird eine dritte hinzugefügt. Diese wird hier Kolumbische Übergangszone genannt. Es wird gezeigt, daß Subsidenz der Erdkruste, typisch für alle Übergangszonen, verbunden ist mit der Transformation kontinentaler Kruste in intermediäre und schließlich in ozeanische Kruste. Der wahrscheinlichste Mechanismus für diese Veränderungen ist die Sockelbildung der kontinentalen Kruste, ihr blockweises Eingehen in den heißen Oberen Mantel und schließlich ihre Umwandlung in neue ozeanische Kruste.Die Evolution der Übergangszonen vom pazifischen Typ ist stark beeinflußt durch tiefgreifende Störungen, die bis in den Mantel reichen. Von diesem Niveau steigen die beweglicheren Produkte als die wesentlicheren Anteile der Kalkalkali-Magmen an Inselbögen auf bis hin zur Oberfläche.Benioff-Zonen sind tiefgreifende Störungen, deren Einfallen sekundär und an die Dichte Unterschiede innerhalb des Oberen Mantels auf ihren beiden Seiten gebunden ist. Die dichteren Mantelanteile fließen unter die weniger dichten, wohingegen das Phänomen der Subduktion, wie es im Rahmen der Plattentektonik dargestellt wird, nicht existiert.Die Evolution der Übergangszonen tendiert im großen und ganzen zur Ausbreitung der Ozeane auf Kosten der Kontinente. Die ozeanische Kruste verstärkt sich in den Übergangszonen des pazifischen Typs durch Anbau vulkanogener Lagen mit andesitischer Zusammensetzung.

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Résumé Aux zones de transition entre la croûte continentale et la croûte océanique, jusqu'à présent ramenées à deux types, s'en ajoute une troisième, ici dénommée»Zone de transition colombienne«. On montre ici que la subsidence de l'écorce terrestre, typique pour toutes les zones de transition, est reliée (par des propriétés géophysiques) à la transformation de la croûte continentale en une croûte intermédiaire et ensuite océanique. Le mécanisme le plus probable de ces changements consiste dans la basification de la croûte continentale, son effondrement bloc après bloc dans le manteau supérieur rechauffé, et sa substitution par la nouvelle croûte océanique. L'évolution des zones de transition de type Pacifique est largement influencée par des failles profondes descendant jusqu'au niveau du manteau intact, niveau à partir duquel les produits volatiles montent vers la surface, en temps qu'éléments essentiels pour la formation des magmas calco-alcalins dans les arcs insulaires. Les zones de Benioff sont des failles profondes dont l'inclinaison est secondaire, et en liaison avec les contrastes de densité dans le manteau supérieur de chaque côté de la zone Benioff. Le manteau plus dense s'écoule sous le manteau moins dense, étant entendu que le phénomène de subduction, tel que le décrit la tectonique de plaques, est inexistant. — Dans l'ensemble, l'évolution des zones de transition tend vers la croissance des océans aux dépens des continents, tandis que la croûte océanique s'épaissit par addition des couches volcanogènes de composition andésitique dans les zones de transition de type Pacifique, sur les arcs insulaires du second type.

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Palaeomagnetic investigations of the tertiary and quaternary igneous rocks: VIII a palaeomagnetic and petrologic study of volcanics of the valley of Mexico

The basin of Mexico lies in the center of the Trans-Mexican Volcanic Belt, an east-west structure which dissects the North American Continent along the 19th parallel. Paleomagnetic measurements suggest that two of the seven eruptive phases —Guadalupe Group and Chichinautzin Group — that formed the basin, probably were of short duration; the Chichinautzin Group, which finally closed the basin to the south, must have been formed principally in the last 700,000 years.The volcanic activity which began in Oligocene time and has continued until the present, has been proved to be essentially andesitic in composition.

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Zusammenfassung Das Becken von Mexiko befindet sich im Zentrum des Transmexikanischen Vulkangürtels, einer Ost-West-Struktur, die den nordamerikanischen Kontinent entlang des 19. Breitengrades durchschneidet.Paläomagnetische Messungen legen die Vermutung nahe, daß 2 (Guadalupe- und Chichinautzin-Gruppe) der 7 vulkanischen Phasen, die das Becken formten, von wahrscheinlich kurzer Dauer waren. Die Chichinautzin-Gruppe, die das Becken im Süden abschnürte, muß sich grundsätzlich in den letzten 700 000 Jahren gebildet haben.Die vulkanische Tätigkeit, die im Oligozän begann und sich kontinuierlich bis in dic heutige Zeit fortsetzte, förderte nachweislich im wesentlichen andesitische Produkte.

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Résumé Le bassin de Mexico se trouve au centre de la ceinture volcanique de Mexico, une structure est-ouest qui recoupe le continent nord-Americain près du 19^e parallèle. Les mesures paléomagnétiques conduisent à supposer que deux des sept phases d'activités volcaniques, celles de la Guadaloupe et du Chichinautzin, étaient courtes. Les roches du Groupe de Chichinautzin, fermant le bassin au sud, ont été formées pendant les derniers 700,000 ans.L'activité volcanique, qui a débuté à l'Oligocène et se continue encore actuellement a une charactère essentiellement andésitique.

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— , - 19- . , , Guadalupe Chichinautzin, , , . Chichinautzin, , 700000 . , , .