Neogene and quaternary volcanism in Eastern Azerbaijan (Iran): some K-Ar age determinations and geodynamic implications

The volcano Savalan, located in Eastern Azerbaijan, is a big structure with andesitic to rhyodacitic products long considered to be Quaternary. Four K/Ar whole-rock age determinations on vulcanites point, however, to a long volcanic history, starting at least in the Upper Miocene. Three K/Ar absolute ages of volcanites erupted from other centers in the same province also provide evidence of calc-alkaline activity since Middle Miocene.Calc-alkaline activity of Miocene and later periods is well known in other parts of central-western Iran. It can be chronologically correlated with the rifting and oceanfloor spreading in the Red Sea, which began in the Miocene, and with attendant oceanic-crust subduction of the Arabian plate underneath the Iranian plate. The present-day halt in calc-alkaline magmatism may be explained by collision of the Arabian and Iranian continental masses, with limited underthrusting of Arabian continental crust. It is also suggested that the recent onset of alkali basalt volcanism in several districts of central and western Iran is related to the relaxation of compressional stresses following migration of deformation to the south-western part of the continental-crust prism below the Zagros belt facing the Persian Gulf and Mesopotamian trough edge.

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Zusammenfassung Vier K/Ar Altersbestimmungen von Vulkaniten verschiedener Bildungen des Savalan Vulkans (Ost-Azerbaijan, Iran), der eine große Struktur mit andesitischen bis riodazitischen Produkten ist, und der für lange Zeit als Quaternär betrachtet worden ist, lassen auf eine lange vulkanische Geschichte schließen, die mindestens im oberen Miozän begann. K/Ar Altersbestimmungen von drei Vulkanit-Proben aus anderen Orten derselben Provinz weisen auch kalk-alkaline Aktivität ab Mittel-Miozän auf. Die Aktivität von diesem und späteren Alter, die in anderen Teilen Zentral- und WestIrans bekannt ist, kann kronologisch mit dem Rifting und Ocean-floor spreading im Roten Meer, die im Miozän begannen, und mit der zusammenhängenden ozeanischen Krust-Subduktion der Arabischen Platte unter die Iranische Platte, verbunden werden. Die Kollision der Arabischen und Iranischen Kontinentalmassen mit beschränkter Unterschiebung der Arabischen Kontinentalkruste kann die gegenwärtige Unterbrechung im kalk-alkalinen Magmatismus erklären. Es wird auch vorgeschlagen, daß der jüngste Ansatz vom alkali-basaltischen Vulkanismus in vielen Gebieten Zentral- und WestIrans auf die Entspannung von Stressen zurückzuführen ist, nach Verschiebung der Deformationen zum südwestlichen Teil des kontinentalen Krust-blocks unter die ZagrosKette gegenüber des Persischen Golfs und der Mesopotamischen Tiefebene.

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Résumé Quatre échatillons de coulées laviques appartenant à différentes unités du cortège magmatique du volcan Savalan (Azerbaijan oriental, Iran) ont été daté par la méthode K/Ar sur roche totale. Ces nouvelles données radiochronologiques permettent de définir pour le Savalan (depuis longtemps estimé Quaternaire) une activité volcanique calealcaline qui a commencé au moins pendant le Miocène supérieur. Les âges (K/Ar) de trois échatillons de volcanites d'autres zones dans le même district montrent aussi la présence d'une activité cale-alcaline à partir du Miocène moyen. Ce volcanism, comme le suivant, remarqué dans les autres régions de l'Iran central et occidental, permet d'établir des relations chronologiques avec l'ouverture du rift de la Mer Rouge (qui l'on fait remonter au Miocène) et avec la subduction concomittante du fond océanique de la plaque arabique sous la plaque iranienne. La collision du bloc arabique avec le bloc iranien, suivie du sous-charriage, à un degré limité, de la croûte continentale arabique, pourrait expliquer l'actual arrêt du magmatisme cale-alcalin.De plus, le récent début du volcanisme basique alcalin dans beaucoup de zones centrales et occidentales de l'Iran, permettrait des corrélations avec le relâchement des forces de compression à la suite du déplacement de la déformation vers la partie sud-occidentale du prisme de croûte continentale sous la chaîne du Zagros qui donne sur les Golfe Persique et la dépression mésopotamienne.

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Neue Beobachtungen zur Paläogeographie des Devon auf dem brasilianischen Block

Zusammenfassung Neuere Beobachtungen im Jatobá-Becken (Pernambuco — Brasilien), dem nördlichsten Ausläufer der Reconcavo-Zone von Bahia haben überraschenderweise dort eine Vertretung von Unterdevon und unterstem Unterkarbon ergeben. Das Cariri-Konglomerat im Liegenden der kretacischen Araripe-Serie (West-Pernambuco) muß nach neuen Beobachtungen ebenfalls ins Unterdevon eingereiht werden. Gleiches gilt für den stratigraphisch bisher in der Luft hängenden Tombador-Sandstein im zentralen Bahia, dessen Profil weitgehend dem Unterdevon-Profil von Piaui entspricht. Die Devondecke auf dem nordöstlichen Teil des brasilianischen Blockes war ursprünglich viel ausgedehnter als bisher vermutet werden konnte. Eigenartig ist die auf die weiten Entfernungen gleichförmige grobklastische Fazies auch in offensichtlich küstenferneren Bereichen, die kaum eine andere Deutung als driftglaziale Einflüsse im Unterdevon-Meer zuläßt, was früher auch schonMaack für das Unterdevon in Paraná vermutet hatte. Die aus paläomagnetischen Messungen erschlossene Lage des brasilianischen Blockes während des Devon stimmt damit gut überein.

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Recent observations in the basin of Jatobá (Pernambuco — Brasil), the extreme northern end of the Reconcavo-Zone of Bahia, resulted in the surprising discovery of Subdevonian and lowest Carboniferous. Recent studies also found out that the Cariri-conglomerat in the underlying bed of the cretaceous Araripe-series (West-Pernambuco) must also be classified in the Subdevonian, as well as the Tombador sandstone in central Bahia, whose profil resembles that of the Subdevonian of Piaui. The Devonian nappe on the north-eastern part of the Brasilian block was originally much larger than it has been assumed. The clastic facies even in regions far from the coast, is very strange. It can only be interpreted as glacial deposits in the subdevonian ocean, a suggestion which has already been made byMaack for the Subdevonian in Paraná. This agrees with the situation of the Brasilian block during the Devonian, infered from paleomagnetic measurements.

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Resumen Conforme as observações mais recentes há uma representação do Devoniano inferior e do Carbonífere mais inferior na bacia de Jatobá (Pernambuco — Brasil), a extremidade setentrional da zone de Revoncavo. O conglomerado de Cariri na lapa da série Araripe, deve ser atribuido ao Devoniano inferior conforme observações recentes. O arenito Tombador da Bahia, cujo perfil corresponde muito bem ao do Devoniano inferior de Piaui, tern a mesma posição estratigráfica. No bloco brasileiro, a capa, devoniana era originalmente muito mais extensa do que se supôs até agora. A fácies clástica, muito monótona por todas estas amplas áreas, é um fenomeno muito estranho que pode ser interpretado só pela idéia que no mar devoniano houve gelo flutuante. No Devoniano do Paraná, R.Maack pronunciou a mesma idéia. As medições paleomagnéticas indicam uma posição do bloco brasileiro durante o Devoniano, que bem corresponde a esta interpretação.

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, (, ) . Araripe Tombador. , .

     

Energy sources for mantle plumes

Mantle plumes are the consequence of a focussed transfer of mass from mantle to core and are agents of outgassing from the mantle. The energy of propagation is derived from released energy of their formation, decreases in density, and partial fluidization. This energy is dissipated during distension and rupture of the overlying crust.

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Zusammenfassung Mantelplumes haben ihren Ursprung in einer gezielten Massenverfrachtung vom Mantel zum Kern und führen zur Mantelentgasung. Die Fortpflanzungsenergie entsteht aus frei werdender Bildungsenergie, Dichteverminderung und teilweiser Verflüssigung. Die Energie verflüchtigt sich bei Ausdehnung und Rißbildung der überlagernden Kruste.

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Résumé Plumes en le manteau sont derivées d'un transfert de masse dès le manteau au noyau. Elles sont agents de la dégassification du manteau. L'énergie de la propagation est derivée de l'énergie de la formation liberée, des décroissements de la densité, et de la fluidification partielle. Cette énergie est dissipée pendant la dilatation et la rupture de la croûte s'étendante là-dessus.

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Plumes , . : , . .

     

Precious metals in massive base metal sulfide deposits

Gold and silver are ubiquitous, sometimes minor but economically important metals in massive base metal sulfide ores. Their content, proportions and distribution in the ores depend on complex, interrelated factors of their source, mobilization, transport and deposition.Different types of these deposits are formed by similar seafloor hydrothermal systems operating, however, in widely differing tectono-stratigraphic environments which span a spectrum from ensimatic-oceanic, through continent-margin to ensialic-continental ones. Like those of the base metals, the proportions and distribution of the precious metals in the ores vary regionally with these changing depositional environments. This suggests that precious metal content of the sub-seafloor rocks in which the generative fluids circulate is one factor that governs the amounts and distribution in the ores. The lithology of these source-rocks is also important. Pillowed, tholeiitic basalts have high permeability, golddepleted crystalline pillow interiors and relatively gold-rich palagonitic rims, and are consequently particularly favorable sources.Mobilization of gold from the sub-seafloor rocks may require basalt-water, and/or carbonaceous sediment-water reactions to produce strongly reduced bisulfide, carbonyl or cyanide complexes that promote gold transport. Chloride complexing and transport are less important for gold but more so for silver and the base metals.Seafloor hydrothermal discharge at shallow depth is commonly accompanied by boiling, steamblast explosions in the vent and resulting deep penetration and mixing of cool, oxygenated seawater with rising hot, reduced metalliferous fluid. This results in deposition of both chloride- and isulfide-complexed gold at depth and centrally in the footwall stockwork or in copper ore in the base of the massive body. Chloride-complexed silver, stable to lower temperatures, is carried farther and deposited with higher-level and more distal, massive zinc-lead ores. Boiling in deep water, however, although possible, is rare. This fact minimizes deep fluid mixing and allows transport of lower temperaturestable, bisulfide-complexed gold to the seafloor and outward from the vent. Gold too, is then deposited with the shallower, distal, massive zinc-lead-silver ore. Late-stage changes in fluid Eh, salinity and activity of sulfur during evolution of the generative hydrothermal system, and by discharge through previously deposited, early stage sulfides around the vent also cause diagenetic remobilization of gold, moving it to shallower, more distal locations in the system. In combination, these relationships explain the three associations of gold in primary, in-situ massive sulfide deposits; in central, deep footwall stockwork mineralization with or without copper, in central copper ore in the base of the massive body and in shallow, peripheral pyritic zinclead-silver ore.Primary, in-situ ore near the vent is sometimes reworked by seafloor density flows which transport clasts of the primary sulfides down-slope, mix them with rock and sedimentary detritus and redeposit them to form secondary, transported ore. Gold, like iron and the base metals, is diluted during this clastic transport. But silver and barite may be enriched indicating transport in the density flows not only as clasts of primary ore but partly also m solution in the hydrothermal fluids that, in this case, must have lubricated the density flows.

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Zusammenfassung Gold- und Silbervorkommen in massiven Metallsulfid-Lagerstätten sind stets ökonomisch wichtige Metalle, auch wenn sie nur in geringen Konzentrationen vorliegen. Der Gehalt an diesen Metallen und ihre Verteilung innerhalb der Lagerstätte hängt von komplexen, sich gegenseitig beeinflussenden Faktoren wie Metallquelle, Art der Mobilisation, Transport und Fällung ab.Unterschiedliche Lagerstättentypen werden von ähnlichen hydrothermalen Systemen auf den Ozeanböden gebildet. Die tektonostratigraphischen Environments unterscheiden sich dabei allerdings beträchtlich; sie befinden sich in ensimatisch-ozeanischen, kontinentalrandlichen und ensialischkontinentalen Bereichen. Innerhalb dieser regional wechselnden Ablagerungsbedingungen variiert Konzentration und Verteilung der Edelmetalle in den Lagerstätten wie bei den einfachen Metallen. Dies bedeutet, daß der Gehalt an Edelmetallen der Gesteine, die den Meeresboden unterlagern und durch die die metallhaltigen Lösungen zirkulieren, ein Faktor ist, der Menge und Verteilung der Metalle in der Lagerstätte steuert. Ebenso ist die Lithologie dieser Gesteine von Bedeutung. Als besonders gut geeignete Quellen gelten kissenartige tholeitische Basalte mit hoher Permeabilität, goldarmen Kisseninneren und relativ goldreichem palagonitischem Rand.Um das Gold aus diesen Gesteinen mobilisieren zu können, bedarf es einer Reaktion zwischen Basalt und Wasser und/oder eines karbonatischen Sediments mit Wasser, um stark reduziertes Bisulfid, Carbonyl-oder Cyanidkomplexe zu bilden, die den Goldtransport ermöglichen. Chlorid-Komplexbildung und -Transport sind zwar wichtig für Silber und einfache Metalle, für Gold spielen sie nur eine untergeordnete Rolle.Der Austritt hydrothermaler Lösungen an Ozeanböden in geringer Tiefe wird in der Regel von Sieden und explosionsartigem Dampfaustritt begleitet und führt deshalb zu einem tiefen Eindringen und Durchmischen von kaltem, sauerstoffreichen Meereswasser mit den aufsteigenden heißen, reduzierten metallischen Lösungen. Daher kommt es zur Fällung von sowohl an Chloridkomplexe als auch an Bisulfidkomplexe gebundenem Gold. Diese Ausfällung findet in größerer Tiefe statt und zwar hauptsächlich im liegenden Stockwerk oder mit Kupfer zusammen an der Basis der massiven Lagerstätte. An Chloridkomplexe gebundenes Silber ist auch bei niedrigeren Temperaturen stabil, wird also weiter transportiert und in einem höheren Niveau in distal gelegenen Blei-Zink-Lagerstätten gefällt. In größeren Wassertiefen kommt es seltener zu dem beobachteten Sieden der austretenden Lösungen. Diese Tatsache reduziert das Durchmischen der Lösungen in größeren Tiefen und ermöglicht den Transport von Gold, das an Bisulfidkomplexe gebunden ist. In diesem Fall ist die Verbindung auch bei niedrigeren Temperaturen noch stabil also transportfähig und kann bis zum Meeresboden oder außerhalb des Schlotes in Lösung bleiben. Dabei kann das Gold zusammen mit Blei, Zink und Silber in mehr distalen Lagerstätten angereichert werden. Späte Änderungen in Eh, Salinität und Schwefelaktivität der Lösungen während der Entwicklung des hydrothermalen Systems, sowie der Austritt durch früher abgelagerte den Schlot umgebende Sulfide, können eine diagenetische Gold-Remobilisation auslösen. Auch dabei kann das Metall zu in geringer Tiefe liegenden, distalen Ablagerungsorten transportiert werden. Berücksichtigt man alle Faktoren, so erklären diese Verhältnisse die drei möglichen Goldvorkommen in primären, in-situ vorliegenden Sulfid-Lagerstätten: Mit Kupfer vergesellschaftet, allerdings nicht unbedingt, zentral im liegenden Stockwerk; an der Basis der Kupferlagerstätte und in geringer Tiefe in Verbindung mit peripheren Blei-Zink-Silber-Vorkommen.Primäre, in-situ neben Schloten vorkommende Lagerstätten werden in einigen Fällen von meeresbodennahen Masseströmen aufgearbeitet. Diese transportieren Sulfidkomponenten, die während des Transports mit Sediment und Gesteinsbruchstücken vermischt und schließlich als sekundäre sedimentäre Lagerstätte abgelagert werden. Durch diesen Transport und die Mischung der Klastika wird die Goldkonzentration in der späteren Lagerstätte stark reduziert. Silber und Barit können dagegen in Ausnahmefällen während des Transports angereichert werden, da diese Komponenten nicht nur als Sulfidbruchstücke transportiert werden, sondern auch in Lösung in den hydrothermalen Lösungen vorhanden sein können. Diese Lösungen dienen in solchen Fällen den Masseströmen als Gleithorizont.

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Résumé Dans les gisements de sulfures métalliques massifs, l'or et l'argent sont des métaux ubiquistes, parfois mineurs, mais toujours d'importance économique. Leur teneur et leur distribution dans les corps minéralisés dépendent de facteurs complexes, en relation les uns avec les autres, tels que: leur source, leur mobilité, leurs modalités de transport et de dépôt.A partir des mêmes systèmes hydrothermaux en action sur le fond de la mer, divers types de gisements peuvent être engendrés, selon leur environnement tectono-stratigraphique: océanique ensimatique, de marge continentale ou continental ensialique. Les teneurs et la répartition des métaux précieux, comme celle des autres métaux varient régionalement selon ces divers milieux. Ceci suggère que le contenu en métaux précieux dans les roches sous-jacentes au fond marin à travers lesquelles circulent les solutions minéralisantes est un facteur qui détermine leurs teneurs et leurs répartitions dans les minerais. La lithologie de ces roches-sources est également importante. Une source particulièrement significative est représentée par les coussins des basaltes tholéiitiques, très perméables, avec leur coeur pauvre en or et leur couronne palagonitique relativement riche.Le lessivage de l'or dans les roches situées sous le fond marin peut impliquer des réactions eau-basalte et/ou eausédiments carbonatés, réactions susceptibles d'engendrer les bisulfures très réduits et les complexes carbonés ou cyanurés qui permettent le transport de l'or. Le transport par complexes chlorurés joue un rôle subordoné dans le cas de l'or, mais important dans le cas de l'argent et des autres métaux.L'arrivée de solutions hydrothermales sur les fonds marins peu profonds est d'ordinaire accompagnée d'ébullitons et d'émissions explosives de vapeur, ce qui provoque la pénétration profonde d'eau de mer froide et oxygénée et son mélange avec les fluides métallifères chauds et réducteurs ascendants. Il en résulte le dépôt de complexes aurifères bisulfurés et chlorurés. Cette précipitation s'opère en profondeur, particulièrement dans les roches sous-jacentes ou dans le minerai de cuivre, à la base des corps minéralisés massifs. L'argent des complexes chlorurés, stables à plus basse température, est transporté plus loin et se dépose, en situation plus distale, dans les minerals massifs de Pb-Zn. Dans les mers profondes, l'ébullition, sans être impossible, est néanmoins un phénomène rare; cette circonstance minimise le mélange des fluides en profondeur et permet le transport de l'or jusqu'à la surface du fond et même loin des évents sous la forme de complexes bisulfurés stables à basse température. L'or est alors déposé en situation distale peu profonde avec les minerals massifs de Zn-Pb-Ag. Des modifications tardives d'Eh, de salinité et d'activité du soufre dans les solutions au cours de l'évolution du système hydrothermal, de même que le lessivage des sulfures déjà accumulés autour des évents entraînent une remobilisation diagénétique de l'or vers des situations distales d'eau peu profonde. La combinaison de ces divers facteurs permet d'expliquer les trois occurrences de l'or dans les dépôts in situ de sulfures massifs primaires: dans les parties centrales des masses sous-jacentes en association ou non avec le Cu, à la base des corps minéralisés en Cu, et à faible profondeur, en liaison avec les gisements périphériques de Pb-Zn-Ag.Les gisements primaires, formés in situ près des évents sont parfois remaniés par des courants de densité, qui emportent des clastes de sulfures, les mélangent aux débris sédimentaires et les redéposent sous forme de minerais secondaires. De tels transports provoquent la dilution de l'or, en même temps que celle du fer et des autres métaux. Par contre, l'argent et la barite peuvent subir un enrichissement car leur transport dans les courants de densité ne s'effectue pas seulement sous forme de clastes, mais également en solution dans des fludies hydrothermaux, lesquels, dans ce cas, contribuent à lubrifier le courant de densité.

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The structural state of the former lower continental crust in Calabria (S. Italy)

In the Northern Serre (S. Italy), a continuous section through a former lower continental crust is exposed (Schenk 1984, 1985). These granulite facies rocks have not been penetratively deformed during their uplift to higher crustal levels. Therefore, they allow to study the structural state of the lower continental crust. Most rockforming minerals, among them ortho- and clinopyroxene and cordierite, show recrystallization structures. Quarz basal subgrain boundaries are developed in lower levels of the lower crust and disappear toward higher levels. In addition to dimensional orientations of the rockforming minerals, the preferred crystallographic orientations of plagioclases, cordierite, amphibole, pyroxenes and, rarely, quartz reflect the strain orientation of the prograde high-T deformation. During this deformation, the stretching direction was constant NNE-SSW throughout the exposed lower crustal section. Shear indicators are rare. This points to the fact that deformation has been homogeneous and coaxial flattening. There is only a small variation in orientation and strength of textures throughout the exposed lower crust. Therefore, neighbouring layers of different composition rather than different deformation might serve as seismic reflectors in the former lower crust.

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Zusammenfassung In der nördlichen Serre (Süditalien) ist ein zusammenhängender Bereich einer ehemaligen kontinentalen Unterkruste aufgeschlossen (Schenk 1984, 1985). Diese granulitfaziellen Gesteine sind bei ihrem Aufstieg in höhere Krustenbereiche nicht durchgreifend überprägt worden. Deshalb läßt sich an ihnen noch der strukturelle Zustand der ehemaligen Unterkruste studieren. Außer in Feldspäten, Quarz und Amphibol tritt auch in Ortho- und Klinopyroxen und in Cordierit Rekristallisation auf. In tieferen Krustenniveaus sind im Quarz basisparallele Subkorngrenzen entwickelt, die in höheren Krustenbereichen nicht auftreten. Sowohl die Gestaltregelungen der gesteinsbildenden Minerale als auch die kristallographischen Plagioklas-, Cordierit-, Amphibol-, Pyroxen- und (seltener) Quarzregelungen spiegeln die Strain-orientierung der prograden hochtemperierten Deformation wider. Während dieser Deformation blieb die Streckung im gesamten Unterkrustenbereich konstant NNE-SSW orientiert. Scherindikatoren sind selten. Beides deutet darauf hin, daß die Deformation homogen und als koachsiale Plättung abgelaufen ist. Im gesamten aufgeschlossenen Unterkrustenbereich variieren weder Intensität noch Orientierung der kristallographischen und gestaltlichen Regelungen der gesteinsbildenden Minerale wesentlich. Deshalb sollten in der ehemaligen Unterkruste Lagen unterschiedlicher Deformation weniger als seismische Reflektoren in Frage kommen als Lagen unterschiedlicher Zusammensetzung.

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Résumé Le Massif de la Serre Septentrionale en Calabre (Sud de l'Italie) représente un tronçon d'une ancienne croûte continentale profonde (Schenk 1984, 1985). Les roches du faciès granulite qui le constituent n'ont pas subi de déformation penetrative lors de leur ascension dans les niveaux plus superficiels de la croûte. Leur étude permet donc de reconstruire les caractéristiques structurales de l'ancienne croûte profonde. Non seulement les feldspaths, le quartz et l'amphibole, mais encore l'orthopyroxène, le clinopyroxène et la cordiérite ont recristallisé. Dans les niveaux les plus profonds de la croûte on observe dans les cristaux de quartz des bordures de sous-grains parallèles à la base. Celles-ci n'apparaissent plus dans les niveaux plus superficiels. L'orientation des cristaux des minéraux constitutifs des roches, de même que l'orientation des réseaux cristallins du plagioclase, de la cordiérite, de l'amphibole, du pyroxène et (mais plus rarement) du quartz réflètent la direction de contrainte de la phase de déformation prograde de haute température. Pendant cette phase de déformation, la direction d'extension est demeurée NNE-SSW. Les témoins de cisaillement sont rares, ce qui montre que la déformation s'est effectuée de façon homogène, en relation avec un aplatissement coaxial. Les textures varient très peu en orientation comme en intensité dans toute la coupe de croûte profonde exposée. En conséquence, l'existence de réflecteurs sismiques devrait refléter des différences dans les compositions minéralogiques des roches plutôt que dans leurs caractéristiques structurales.

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Serre (Schenk, 1984, 1985). . . , , . , , . , , , , () . NNE-SSW. . , . , , . , , .

     

Ammoniten-Ökologie am Beispiel des Oberjura

Zusammenfassung In vielen Fällen beeinflussen äußere Faktoren das Vorkommen der Ammoniten. Im Oberjura spielt die Wassertiefe eine große Rolle, daneben tritt die Wassertemperatur. Voraussetzungen der ökologischen Analyse sind bodenbezogenes Leben der Tiere und postmortale Autochthonie der Schalen. Methoden und Fehlerquellen werden besprochen. Aus der ökologischen Bindung vieler Ammoniten ergeben sich Folgen, vor allem für Stratigraphie, Phylogenie und Ontogenie.

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In many cases external factors determine the occurence of the ammonites. In the Upper Jurassic the depth of the sea is of great importance, as well as the temperature of the water. Ecological analysis requires life of the animals close to the sea floor, and that the shells are autochthonous.Methods and sources of errors are discussed. The dependence on environment of many ammonites has consequences, especially for stratigraphy, phylogeny and ontogeny.

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Résumé Souvent des facteurs extérieurs déterminent la présence des ammonites. Dans le Jurassique Supérieur la profondeur de la mer joue un grand rôle, aussi bien que la température de l'eau. L'analyse écologique doit supposer que les animaux vivent près du fond de la mer et que les coquilles sont autochtones. Les méthodes et les sources d'erreurs sont discutées. La dépendance des ammonites de leur milieu a des conséquences avant tout pour la stratigraphie, la phylogénie et l'ontogénie.

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The transition from amphibolite-facies mylonite to chloritic breccia and role of the mylonite in formation of Eocene epizonal plutons,Bitterroot dome,Montana

The Bitterroot mylonite is a ductile-deformed amphibolitefacies mylonite (A-mylonite), abruptly capped by ductile- to brittle-deformed greenschist-facies mylonite (G-mylonite). The movement picture of the A-mylonite from its lineation and S-C-surfaces is strongly focused; the average orientation for the G-mylonite is similar but much more diffuse.Regional metamorphism, and intrusion of quartz diorite orthogneiss, granodiorite, and granite of the Idaho-Bitterroot batholith between 105 and less than 60 m.y. ago was followed by regional extension, formation of the A-mylonite, and rapid drop in temperature from about 700 °C to about 280 °C, at a time inferred to be about 57 to 53 m.y. ago. Pressure-relief melting of water-undersaturated rocks at deeper crustal levels, in response to the rapid decrease in pressure, may have produced the nearly dry magmas emplaced as very shallow plutons or erupted as the Challis rhyolitic volcanics 52 or 53 m.y. ago.The greenschist-facies mylonite/chloritic breccia formed during further cooling to about 100 °C, during listric normal faulting on the eastern flank of the Bitterroot dome about 40 m.y. ago.

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Zusammenfassung Der Bitterroot-Mylonit ist ein duktil deformierter amphibolitfazieller Mylonit (A-Mylonit), der von einem duktil bis spröd deformierten grünschieferfaziellen Mylonit (G-Mylonit) scharf getrennt wird. Das Bewegungsbild des A-Mylonites ist anhand seiner Lineationen und seiner S-C-Gefüge stark ausgerichtet; die Durchschnittsorientierung für die G-Mylonite ist ähnlich, streut aber breiter. Der Regionalmetamorphose, den Intrusionen von Quarzdiorit, Orthogneis, Granodiorit und dem Granitbatholithen von Idaho-Bitterroot zwischen 105 und mindestens 60 Ma folgte eine regionale Dehnungsphase, dann die Bildung der A-Mylonite, danach ein rascher Temperaturabfall von ungefähr 700 °C auf ca. 280 °C, wahrscheinlich im Zeitraum vor 57 bis 53 Ma. Druckabhängiges Schmelzen wasseruntersättigter Gesteine in tieferen Krustenniveaus könnte als Reaktion auf den rapiden Druckabfall zur Bildung der nahezu trockenen Magmen geführt haben, die dann vor ca. 52 oder 53 Ma als sehr flachliegende Plutone intrudierten oder wie der Challis-Rhyolith eruptiert wurden.Der grünschieferfazielle Mylonit und die Chloritbrekzien bildeten sich während der weiteren Abkühlung bis auf ca. 100 °C mit der Entwicklung von listrisch geformten Abschiebungen auf der Ostflanke des Bitterroot-Domes vor ca. 40 Ma.

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Résumé L'ensemble mylonitique de Bitterroot comporte une mylonite engendrée par déformation ductile dans le facies des amphibolites (mylonite A), en contact brusque avec une mylonite, ductile à cassante, appartenant au facies des schistes verts (mylonite G). L'image cinématique de la mylonite A est définie de manière très précise par sa linéation et la disposition des plans s et c; l'image de la mylonite G est semblabe, mais plus diffuse.Le métamorphisme régional et l'intrusion de méta-diorite quarzique, de granodiorite et de granite formant le batholite de l'Idaho-Bitterroot, entre 105 Ma et moins de 60 Ma, ont été suivis d'une extension régionale accompagnée de la formation de la mylonite A et d'une chute rapide de la température depuis 700 °C jusqu' à ±280 °C, probablement entre 57 et 53 Ma. La fusion de roches sous-saturées en eau, provoquée dans des niveaux crustaux plus profonds par la baisse rapide de la pression peut être à l'origine des magmas presque secs responsables de la mise en place de plutons peu profonds et d'éruptions comme celle des volcanites rhyolitiques de Challis il y a 52 ou 53 Ma.La mylonite de facies schistes verts et la brèche chloritique se sont formées au cours du refroidissement ultérieur, jusqu'à ±100 °C, à l'occasion de la production de failles normales listriques sur le flanc est du dôme de Bitterroot, il y a environ 40 Ma.

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, Bitterroot (-), (G-), . - , Bitterroot, ; , G- , . , -, , Idaho-Bitterroot 105 60 : , — -, — 700 ° 280 °, , , 57 53 . , , , , 52–53 , , Challis. 100 °, Bitterroot 40 .

     

Datierung der jungpleistozänen Vereisung Lauricocha in den Peruanischen Anden

Zusammenfassung Der Gebirgszug Raura im zentralen Peru (ungefähr 10° 25 südl. Breite und 76° 45 westl. Länge) ist ein wichtiger Gletscherkernpunkt an der Kontinentalwasserscheide. An seiner NO-Seite, wo der Marañon bzw. Amazonas entspringt, lassen sich im Gebiet von Lauricocha eine Reihe alter Gletschervorstöße nachweisen, die der letzten pleistozänen Vereisung der Anden zugeordnet werden (A.Cardich, 1958, 1963, 1964). Eine Radiokohlenstoffdatierung an eingelagertem organischen Material bestätigt das angenommene Alter und legt gleichzeitig ein Interstadial fest (Interstadial Aguamiro, 12 500 Jahre B.P.). Die Gletschervorstöße vor diesem Zeitpunkt waren bedeutender, sowohl in ihrer Ausdehnung und der Eismächtigkeit (bis 300 m) als auch in ihrer Dauer. Die späteren Vorstöße waren kleinräumiger und kurzlebiger, wie aus dem geringeren Volumen der glazialen Ablagerungen hervorgeht. Ein Vergleich mit anderen untersuchten Gebieten unterstützt bei Berücksichtigung der¹⁴C-Datierung größtenteils die früher aufgestellte Systematik.

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The mountain chain Raura in the central region of Peru (about 10° 25 southern latitude and 76° 45 western longitude) is an important center of glaciers at the continental drainage divide. At its NE-side, from where the river Marañon and Amazonas, respectively, originates, in the region of Lauricocha it is possible to identify a series of old advances of glaciers, which are attributed to the last great glaciation of the Pleistocene (A.Cardich, 1958, 1963, 1964). Radiocarbon dating of deposited organic material confirms the assumed age and defines simultaneously an Interstade (Interstade Aguamiro, 12,500 B.P.). The glacial advance prior to this date were more important, not only in their extension and in the thickness of ice (up to 300 m) but also in their duration. The later advances were less extensive and of shorter duration, as may be concluded from the smaller volume of the glacial deposits. A comparison with other regions studied confirms mostly the earlier given classification with regard to the¹⁴C-dating.

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Resumen En la región central del Perú, la Cordillera Raura (alrededor de 10° 25 de latitud sur y 76° 45 de longitud) es un centro de origen de rios y un núcleo de glaciación importantes. En la vertiente que corresponde a las nacientes del río Marañón o Amazonas se encuentra Lauricocha, una zona donde se hallan una serie de rasgos y depósitos originados por antiguos avances del glaciar procedente de Raura. Estas huellas glaciares fueron señaladas por nosotros como correspondientes a la última glaciación del Pleistoceno de los Andes y que luego de otras observaciones y estudios nombramos como Glaciación Lauricocha (A.Cardich, 1958, 1963, 1964). Esta edad estimada se confirma con el fechado por radiocarbono que presentamos en este trabajo y ademas fija un interstadial (interstadial Aguamiro) que tiene la caracteristica de determinar dos momentos diferentes en el proceso de esta Glaciación: los avances del hielo anteriores a esa fecha fueron de mayor importancia tanto por la mayor extensión como por un mayor espesor de los glaciares que habrían alcanzado alrededor de los 300 m, como por la mayor duración de estos estadios. Los avances glaciarios posteriores a la aludida fecha radiocarbónica alcanzaron extensiones algo menores y ante todo han sido de corta duración como se advierte por el mucho menor volumen de los depósitos de origen glaciar. Haciendo un ordenamiento de otros acontecimientos a partir del fechado radiocarbónico y mediante correlaciones con otras zonas estudiadas se confirma en gran parte las sistematizaciones adelantadas anteriormente.

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Résumé La chaîne de montagnes Raura située au centre du Pérou (environ 10° 25 de latitude sud et 76° 45 longitude ouest) est un important centre de glaciers à la ligne de partage des eaux continentales. Du coté Nord-Est, là où le Maranon ou l'Amazonas a sa source, on peut prouver dans la région de Lauricocha, l'existence de vieilles avancées de glaciers, que l'ou peut attribuer à la dernière glaciation pléistocène des Andes (A.Cardich, 1958, 1963, 1964). La méthode radiocarbone¹⁴C appliqué à des matières organiques enclavées, confirme l'âge supposé et définit en même temps un Interstadial (Interstadial Aguamiro). Les avancées des glaciers avant cette époque étaient plus importantes, aussi bien par leur extension que par leur épaisseur (jusqu'à 300 m) et leur durée. Les avancées glaciaires ultérieures furent moins étendues et de plus courte durée, comme le montre le volume moindre des dépôts glaciaires. La comparaison avec d'autres régions déjà étudiées, corrobore, par la méthode¹⁴C, en grande partie la systematique établie antérieurement.

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, ( 10°25 . 76°45 . ), . - , , , . (A. CARDICH, 1958, 1963, 1964). ¹⁴ . (Interastadlei Aguamiro, 12 500 ). , (300 ), . - , , , , , . ¹⁴ .

     

Geothermische Untersuchungen im Bereich der Geotraverse München/Salzburg — Verona/Trieste

Zusammenfassung Sowohl für den gesamten Alpenraum als auch speziell für die angegebene Geotraverse liegen bereits einige Temperaturangaben vor. Die Temperaturen im Bereich der Mohorovicic-Diskontinuität werden zwischen 600° C und 1400° C angegeben.Mit Hilfe von 33 Wärmestromdichtewerten lassen sich vier Gebiete abgrenzen: Voralpen (1,86 HFU), nördlicher Alpenraum (2,04 HFU), Bereich des Tauern-Fensters (1,64 HFU) und der südliche Alpenraum (1,77 HFU). Wird diese Verteilung unter stationären Bedingungen in Abhängigkeit von der Wärmeproduktion im Untergrund untersucht, so ergibt sich eine deutliche Aufwölbung des Übergangs vom sauren zum basischen Material in den Tauern.

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For the entire area of the Alps and especially for the geotraverse some temperature data are already available. For the Mohorovicic-Discontinuity temperatures of 600° to 1400° C are quoted.On the basis of the results of 33 heat flow measurements four areas can be delimited: Lower Alps (1.86 HFU), Northern Alps (2.04 HFU), Tauern-window (1.64 HFU), and the Southern Alps (1.77 HFU). The study of this distribution under stationary conditions as a function of the heat production in the subsurface yields a distinct upwarping of the transition zone between acid and basic material in the Tauern.

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Résumé Tant pour le domaine entier des Alpes que, en particulier, pour la géotraverse indiquée, il existe déjà quelques données de température. Les températures s'appliquant au domaine de la discontinuité de Mohorovii sont indiquées comme se situant entre 600° G et 1400° C.À l'aide de 33 valeurs de la densité de flux de chaleur, il est possible de délimiter quatre domaines: les Préalpes (1,86 HFU), le domaine des Alpes du Nord (2,04 HFU), le domaine de la fenêtre géologique des Tauern (1,64 HFU) et le domaine des Alpes du Sud (1,77 HFU). Cette répartition, conçue dans des conditions stationnaires en fonction de la thermogénèse dans le substratum, conduit, dans les Tauern, à une allure en voûte nettement prononcée pour la zone de transition passant du matériau acide au matériau basique.

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, , . 600 1400° . 33- : (1,86 HFU), (2,04 HFU), (1,64 HFU) (1,77 HFU). , .

     

Über den Westlichen Abschnitt der Betischen Kordillere und Seine Beziehungen zum Gesamtorogen

Zusammenfassung Der W-Abschnitt der Betischen Kordilleren zwischen dem Guadalhorce und dem Campo de Gibraltar stellt ein Übergangsgebiet zwischen der europäischen und der afrikanischen Entwicklung des Gebirgszuges dar, der den westlichen Teil des Mittelmeeres umrahmt.Die Schichtfolgen der einzelnen tektonischen Einheiten unseres Arbeitsgebietes sind durch fazielle Übergänge miteinander verbunden, die bis zum Jura für eine Anordnung der Sedirnentationsräume gemäß der heutigen Abfolge der Einheiten von S nach N sprechen. Durch Bewegungen dürften während des Jura die südlichen Einheiten zu einem Deckenstapel zusammengeschoben worden sein, so daß von da an die höchste dieser Decken den nördlichen Einheiten benachbart war und durch ähnliche Sedimente mit ihnen verbunden wurde. Im Tertiär lebten die Bewegungen wieder auf und verwischten weitgehend die älteren Strukturen.

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The Western portion of Betic Cordillera displays a transitional region between an European and African development of this Western Mediterranean frameorogene. Stratigraphic units show lithological transitions suggesting a primary arrangement of sedimentary basins corresponding to the present distribution (S to N). During Jurassic times the Southern units seem to have been imbricated towards North. Consequently the structurally higher Southern portions approach the Northern region. They are linked to them by lithogically similar beds. Tertiary movements obliterate previous structures.

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Résumé La portion occidentale de la cordillère bétique entre Guadalhorce et Campo de Gibraltar constitue un domaine de transition entre les développements de type européen et de type africain de ce segment de la chaîne qui contourne la partie occidentale de la Mer Méditerranée.Les successions stratigraphiques dans chacune des unités tectoniques de cette région sont liées les unes aux autres par des transitions de facies qui, jusqu'au Jurassique, plaident en faveur d'une disposition des aires de sédimentation conforme à la succession des unités telle qu'on les trouve aujourd'hui du Sud vers le Nord. A la suite de mouvements, les unités méridionales ont été, pendant le Jurassique, refoulées les unes sur les autres suivant un empilement de nappes, de façon à ce que les plus hautes d'entre elles soient à proximité des unités septentrionales et soient reliés avec elles par des sédiments semblables. Au Tertiaire, les mouvements reprirent et effacèrent de façon définitive les structures anciennes.

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, Guadalhorce Campo de Gibraltar, , . , , , .

     

Der nördliche Harzrand — flache Abscherbahn oder wrench-fault-system?

Zusammenfassung Der nördliche Harzrand stellt eine tektonische Grenze dar zwischen dem varistischen Grundgebirge und dem triassischmesozoischen Deckgebirge des süd-niedersächsischen Berglandes. Der Charakter dieser Störungslinie wurde in der Vergangenheit vielfach diskutiert. Es läßt sich zeigen, daß der nördliche Harzrand keine mehr oder weniger flach nach Süden einfallende Schaufelfläche darstellt. Durch den Vergleich mit ähnlichen tektonischen Elementen, die in den Steinkohlenlagerstätten Nordrhein-Westfalens aufgeschlossen sind, ergibt sich vielmehr das Bild eines bereits varistisch angelegten und saxonisch reaktivierten wrench-fault-Systems.

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The northern margin of the Harz-Mountains is the tectonic border between the Variscan basement and the Triassic-Mesozoic sequence of southern Lower Saxony. The nature of this fault-zone has been controversial. It can be demonstrated by comparison with similar tectonic features exposed in the coal-mining areas of Northrhine-Westphaha that it is part of a wrench-fault-system rather than a shallow dipping décollement-structure. This fault system has been generated during the Variscan orogeny and has been reactivated by Saxonian movements.

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Résumé Le bord du nord du Harz se présente comme une limite tectonique entre le soubassement varisque et les couches de couverture mésozoïques-triasiques du pays vallonné de la Basse-Saxe du Sud. Le caractère de cette ligne de dislocation a fait l'objet de discussions multiples dans le passé. On peut montrer que la limite nord du Harz n'est pas un décollement à pendage sud plus ou moins faible. Au contraire, par comparaison avec des structures tectoniques analogues, exposées dans le district houiller de la Rhénanie du Nord-Westphalie, le modèle s'impose d'un système de failles de décrochement (wrench-faults), engendrées pendant l'orogenèse varisque et réactivées par les mouvements saxoniens.

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Zusammenhänge in der Strukturgenese des Rheinischen Schiefergehirges

Zusammenfassung Ausgehend vom Maß der Inkohlung organischer Substanz in den Gesteinen des nördlichen Schiefergebirges einschließlich der Eifel können nach der Bestimmung der Beziehungen Aussagen zur tektonischen Evolution und zur Paläogeothermie des betrachteten Gebietes getroffen werden. Es bestätigen sich frühere Ansichten, daß die Großsättel aus Bereichen verminderter Absenkungsgeschwindigkeit in der Geosynklinale mit gleichzeitig relativ höheren geothermischen Gradienten hervorgehen. Obgleich Absenkung und Wärmefluß derart miteinander verbunden scheinen, ist das in den Inkohlungsdaten abgebildete Wärmefeld wahrscheinlich der Effekt einer Überlagerung eines präkinematischen, durch Absenkungsdifferenzen mitbestimmten Wärmefeldes mit einer während der Heraushebung in der Geosynklinalfüllung nordwärts wandernden Abkühlfront. Alle im Kartenbild deutlichen Großstrukturen des nördlichen Schiefergebirges sind auf ein kongruentes synsedimentäres Absenkungsmuster im Verein mit einer — möglicherweise ebenfalls vom thermischen Regime beeinflußten — differentiellen Heraushebung zurückzuführen. Der eigentlichen Faltung kommt dabei nur die Rolle eines die vorhandenen Strukturen überprägenden Faktors zu.

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The coal rank of organic matter dispersed in sediments of the northern Rhenish Massif including the Eifel permits — having determined the relationship — an evaluation of the tectonic and paleogeothermic evolution of the considered area. Earlier views on this subject are confirmed: Anticlinoria develop from geosynclinal zones of relatively lesser subsidence with, at the same time, elevated geothermal gradients opposite to the synclinoria. Although subsidence and heat flow appear to be related in this way, the observed temperature field — frozen in the vitrinite reflectance data — probably is due to the effect of the superposition of a prekinematic, differentiated temperature field, influenced by differential subsidence, with a cooling front moving northwards in the géosynclinal filling during uplift. All greater structures visible in the geologic map of the Rhenish Massif result from a congruent synsedimentary pattern of subsidence coupled with an equally differentiated pattern of postkinematic uplift, the latter also being influenced by the geothermal regime. The proper process of folding does not cause more than an overprinting of the preexisting structures.

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Résumé La dégradation thermique de la matière organique dispersée dans les sédiments du Schiefergebirge septentrional, y compris l'Eifel, permet, après détermination des relations, d'évaluer l'évolution tectonique et paléogéographique de la région considérée. Les vues antérieures sur ce sujet sont vérifiées: les anticlinaux de premier ordre résultent de zones géosynclinales à subsidence relativement réduite avec, en même temps, des gradients géothermiques élevés relativement aux synclinaux. Quoique subsidence et flux thermique paraissent liés de cette façon, le champ de température observé-attesté par les données de réflectance du vitrin-est probablement l'effet de la superposition d'un champ de température précinématique, codéterminé par des différences de subsidence, et d'un front de refroidissement se déplaçant vers le Nord pendant le soulèvement. Toutes les grandes structures que la cartographie a mis clairement en évidence dans le Schiefergebirge septentrional, sont à rapporter à un modèle de subsidence synsédimentaire associé à un soulèvement postcinématique différentiel, ce dernier peut-être aussi influencé par un régime géothermique. Au plissement proprement dit revient seulement le rôle d'un facteur se superposant aux structures déjà présentes.

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Wandel auf dem Gebiet der Gesteinsmetamorphose

Zusammenfassung Der Konzeption der metamorphen Tiefenzonen vonBecke undGrubenmann wurde im Jahre 1915 die Konzeption der metamorphen Fazies vonEskola gegenübergestellt. Während die Fazieslehre neutral und hypothesenfrei ist, postuliert die Tiefenzonengliederung vonGrubenmann feste Korrelationen zwischen Temperatur, allseitigem Druck und Stress bei der Metamorphose. Es wird gezeigt, daß diese Abhängigkeit nicht besteht, daß die Intensität der Metamorphose nicht von der Tektonik abhängig ist, und daß es keine Stress- und Antistressminerale gibt.Ein überblick über den heutigen Stand der metamorphen Fazies wird gegeben, wobei insbesondere Angaben über die Temperaturgrenzen von Fazies aufgrund der neuesten Experimente gemacht werden. Es wird nachgewiesen, daß die maximalen Drucke sowohl bei niedrigtemperierter als auch bei hochtemperierter Metamorphose um 10 000 Atmosphären betragen haben. Regionale Metamorphosen können bei jeweils sehr verschiedenen Temperatur-Druckverteilungen erfolgt sein, wodurch verschiedene Typen, verschiedene metamorphe Faziesserien entstanden sind.

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The concept of depthzones byBecke andGrubenmann is contrasted withEskola's concept of metamorphic facies. While the concept of metamorphic facies is neutral and free from any hypotheses, the concept of depthzones postulates a firm correlation between temperature, pressure and directed pressure (stress) during metamorphism. It is shown that this correlation does not exist, that the grade of metamorphism is not dependent on tectonics, and that stress minerals and antistress minerals do not exist. A brief survey is given of the present state of metamorphic facies. Physical conditions, based on most recent experimental investigations, are stated and graphically represented in Fig. 3.The maximum pressures in metamorphism of crustal rocks have been about 10 000 atmospheres, both when very low temperatures and rather high temperatures were effective. Regional metamorphism has taken place under the condition of very different pressure-temperature relations (geothermal gradients) thus having produced different types of metamorphism, or different metamorphic facies series.--qr (Becke Grubenmann) (Eskola). . , , , - , , . .

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Résumé En 1915 la conception du faciès métamorphique d'Eskola fut opposée à celle des zones métamorphiques de profondeur deGrubenmann. Le système du faciès ne part pas de suppositions hypothétiques tandis que la division en zones de profondeur queGrubenmann établit postule pour le métamorphisme des correlations invariables entre température, pression isotrope et stress. On démontre qu'un tel rapport fixe n'existe pas, que l'intensité du métamorphisme ne dépend pas de la tectonique et que des minéraux de stress et d'antistress n'existent pas.Une vue d'ensemble sur la situation actuelle des recherches portant sur les faciès métamorphiques est présentée et par là des données sur les limites de température des faciès sur la base des expériences très récentes sont fournies. Il est démontré que les pressions maximales qui sont atteintes au cours du métamorphisme non seulement à basse température mais encore à haute température se montent à 10 000 atmosphères environ. La métamorphisme régional s'est produit sous des conditions très différentes de pression et de température. Ainsi naissent des types différents de faciès métamorphique.

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Plenarvortrag auf der Geowissenschaftlichen Tagung in Berlin am 8. Oktober 1967.     

Plate motions in the Alpine region and their correlation to the opening of the Atlantic ocean

The plate tectonic evolution of the Alps is intimately related to the stepwise protrusion of the Atlantic ocean to the north. The South Penninic oceanic basin of the Alps is part of the spreading system of the early Atlantic ocean in the Jurassic. In the Lower Cretacous, the North Peeninic basin forms as an appendix of the Atlantic in its second stage of evolution, connected with it via the Pyrenees trough and the Bay of Biscay. Subduction in the South Penninic ocean by convergent motion of the Briançonian and the Adriatic plates leads to a first continental collision in about mid-Cretaceous time. In the Upper Cretaceous, when the Atlantic ocean protrudes between North America and Greenland, Eurasia and Africa move divergently, and there is relative quiescence in the Alps. In the Tertiary, the Atlantic ocean spreads between Greenland and Scandinavia which results in convergent motion between Eurasia and Africa and important compressional events in the Alps.

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Zusammenfassung Die plattentektonische Entwicklung in den Alpen steht mit dem etappenweisen Vorstoß des Atlantischen Ozeans nach Norden in engem Zusammenhang. Das ozeanische Südpenninische Becken der Alpen ist Teil des frühen Atlantik im Jura. In der Unterkreide bildet sich das Nordpenninische Becken als Fortsatz des Atlantik in dessen zweitem Entwicklungsstadium und steht mit diesem über den Pyrenäentrog und die Biscaya in Verbindung. Annäherung der Briançonischen und der Adritischen Platte führt zu Subduktion im Südpenninischen Becken und zu einer ersten Kontinentkollision in der Mittelkreide. Zur Zeit des atlantischen Vorstoßes zwischen Nordamerika und Grönland werden Eurasien und Afrika auseinanderbewegt, und es herrscht relative Ruhe in den Alpen. Im Tertiär bahnt sich der Atlantik seinen Weg zwischen Grönland und Skandinavien; dies führt Eurasien und Afrika gegeneinander und hat bedeutende Einengung in den Alpen zur Folge.

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Résumé Le développement de la tectonique de plaques dans les Alpes est rapport étroit avec la poussée par etapes de l'Océan Atlantique en direction du Nord. Le bassin océanique piémontais des Alpes est une partie de l'Atlantique originel au moment du Jurassique. C'est au Crétacé inferieur que se forme le bassin valaisan en tant qu'appendice de l'Atlantique dans son deuxième stade de développement; il se trouve par là en relation avec la fosse pyrénéenne et le Golfe de Gascogne. Le rapprochement de la plaque briançonnaise et de la plaque adriatique conduit à une subduction dans le bassin piémontais et à une premiére collision continentale au Crétacé moyen. A l'époque de la pénétration atlantique entre l'Amérique du Nord et le Groenland, l'Eurasie et l'Atlantique s'écartérent, tandis qu'il règne une période d'accalmie relative dans les Alpes. C'est au Tertiaire que l'Atlantique se fraie son passage entre le Groenland et la Scandinavie. Cela mène à la rencontre de l'Eurasie et de l'Afrique, ce qui entraîne un rétrécissement important dans les Alpes.

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On the origin of orogenic volcanism

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

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

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

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Facies and paleogeographic importance of the pre-rift limestones from NE-Egypt/Sinai

The depositional environments of the Phanerozoic limestones of northeastern Egypt were reconstructed, based on microfacies and fossil content of the following limestonedominated sequences: Late Carboniferous, Late Anisian/ Ladinian (Carnian?), Bajocian/Kimmeridgian, Aptian/ Albian, Late Cenomaman/Early Turonian, Late Coniacian, Maastrichtian, Late Paleocene/Early Eocene. The African Craton in the south and the Tethyan sea in the north mainly controlled the sedimentation of most Phanerozoic strata; they increase in thickness towards the north, due to the gentle north/northwest dip of the Precambrian cratonal basement. Different subsiding areas enabled the filling of different depocenters since Jurassic times (with a maximum during the Cretaceous).The Early/Middle Cretaceous sediments were deposited along the broad North-African shelf system, with nearshore depositional environments, characterized by the interfingering of siliciclastics with marls and limestones; maximum thicknesses were encountered in several shallow depocenters. The Mid-Cretaceous platform was destroyed during Late Cretaceous times: Synsedimentary folding in the northern areas and vertical block fault movements further south (along rejuvenated pre-existing fault systems) are due to a N/NW-ward drift of the African Plate. Broad areas of North Africa were covered by chalks and marls in Senonian times, while phosphates and platform carbonates were locally deposited, due to synsedimentary structural unrest. The synsedimentary tectonic movements came to an end in Late Cretaceous times and were rejuvenated in Early Tertiary. The beginning Red Sea/Gulf of Suez rift influenced the sedimentation processes of the neighbouring Early Tertiary strata. Carbonates were mainly formed close to the uplifted areas, while the sedimentation of marls, clays and chalks prevailed in most other areas.

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Zusammenfassung Im Oberkarbon, Oberanis/Ladin (Carn?), Bajoc/Kimmeridge, Apt/Alb, Obercenoman/Unterturon, Oberconiac, Maastricht und Oberpaleozän/Untereozän treten kalkbetonte Abfolgen in Nordostägypten auf, deren Charakteristika mit Hilfe der Mikrofazies und des Fossilinhaltes beschrieben werden. Die Sedimentationsmuster der meisten phanerozoischen Ablagerungen können in einer stark vereinfachten Annäherung auf das Zusammenwirken festländischer Ablagerungsprozesse (Afrikanischer Kraton) im Süden und mariner Sedimentation (Tethys) weiter im Norden zurückgeführt werden. Die Sedimentmächtigkeiten nehmen generell nach Norden zu, was auf ein sanftes Einfallen des präkambrischen kristallinen Grundgebirges nach N/NW zurückzuführen ist. Daneben ist eine unterschiedlich starke Absenkung und Sedimentauffüllung verschiedener Depocenter seit dem Jura festzustellen.Die unter-/mittelkretazischen Sedimente wurden im Bereich des breiten, nordafrikanischen Schelfsystems abgelagert, das in verschiedene, überwiegend küstennahe Ablagerungsbereiche untergliedert werden kann; diese sind durch die Verzahnung von Siliziklastika mit Mergeln und Kalken gekennzeichnet und erreichen maximale Mächtigkeiten innerhalb der flachen Depocenter. Die mittelkretazische Plattform zerbrach in der Oberkreide: Synsedimentäre Faltung im Norden und Blockverwerfung weiter südlich (entlang reaktivierter alter Störungssysteme) werden auf die N/ NW Drift der Afrikanischen Platte zurückgeführt. Weite Gebiete Nordostafrikas wurden im Senon von ausgedehnten Kreide- und Mergelablagerungen bedeckt; die lokalen Vorkommen von Phosphaten und Plattformkarbonaten sind an synsedimentäre Strukturen gebunden. Im Alttertiär sind erneut synsedimentäre tektonische Bewegungen festzustellen (die auch im Zusammenhang mit dem beginnenden Rifting von Rotem Meer und Golf von Suez stehen). In der Umrandung herausgehobener Horstblöcke fand Karbonatsedimentation statt, während in den übrigen Gebieten Mergel, Tonsteine und Kreide (Chalks) abgelagert wurden.

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Résumé Les conditions de dépôt des calcaires phanérozoïques du nord-est de l'Egypte ont été reconstituées à partir des microfaciès et du contenu en fossiles des séries suivantes à dominante calcaire: Carbonifère supérieur, Amsien supérieur/Ladinien /(Carnien), Bajocien/Kimmeridgien, Aptien/Albien, Cénomanien supérieur/Turonien inférieur, Coniacien supérieur, Maestrichtien, Paléocène supérieur/ Eocène inférieur. La sédimentation de la plupart des couches phanérozoïques s'est organisée en fonction de la présence du craton africain au sud et de la Téthvs au nord; leur épaisseur augmente vers le nord, en relation avec la descente progressive vers le nord-nord-ouest de la surface du craton pré-cambrien. Des phénomènes de subsidence différentielle sont à l'origine de diverses aires d'accumulation importante à partir du Jurassique (avec un maximum au cours du Crétacé).Les sédiments d'âge crétacé inférieur et moyen se sont déposés le long du shelf nord-africain dans divers milieux littoraux, caractérisés par l'interdigitation de siliciclastites, de marnes et de calcaires, avec une puissance maximale dans les aires d'accumulation subsidentes. La plate-forme du Crétacé moyen a été détruite au cours du Crétacé supérieur: des plis syn-sédimentaires dans les parties septentrionales et des mouvements verticaux de »block faulting« plus au sud (le long du système de failles anciennes réactivées) traduisent la dérive vers le nord/nord ouest de la plaque africaine. Au Sénonien, de larges surfaces de l'Afrique du Nord ont été recouvertes de craies et de marnes, simultanément à des déôts locaux de phosphates et de carbonates de plate-forme, cette diversité traduisant l'instabilité structurale syn-sédimentaire. Les mouvements syn-sédimentaires ont pris fin au Crétacé supérieur puis ont été réactivés au début du Tertiaire. Le commencement de l'ouverture de la Mer Rouge et du Golfe de Suez a influencé la sédimentation du Tertiaire inférieur dans les régions voisines. Les carbonates se sont formés essentiellement dans les régions soulevées, tandis que le dépôt de marnes, argile et craies prévalait dans la plupart des autres endroits.

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Die Trias Australiens,ihre tektonische Stellung und wirtschaftliche Bedeutung

Zusammenfassung Die Triasablagerungen Australiens wurden primär von zwei tektonischen Ereignissen beeinflußt: Von der permo-triadischen Hunter-Bowen-Orogenese am Ostrande des Kontinents und von Riftbewegungen, welche den Westrand des Festlandes erfaßten. Syneklisen entwickelten sich unmittelbar westlich der Orogenzone.Die Sedimente der Orogenzone wurden in Rand- und Vortiefen abgelagert, und umfassen meist untere und mittlere Trias. Es sind überwiegend fluviatile Ablagerungen, an deren Basis Rotsedimente auftreten. Kohleführende Schichten sind vom Ladin ab häufig. Auch Vulkanite sind weit verbreitet. Die Syneklisen zeigen eine ähnliche Tendenz, doch kamen in den westlichen Becken nur obertriadische Schichten zur Ablagerung.Am Westrand Australiens erstrecken sich die Triasvorkommen über die gesamte Küstenregion, vom Perth Becken bis zum Bonaparte Gulf. Ihr Auftreten ist an Gräben und Halbgräben gebunden, welche das im Perm eingeleitete Aufbrechen Gondwanas verstärkt fortsetzen.Die Sedimentation wird hier durch eine im frühen Skyth vom Norden vordringende Transgression eingeleitet. Im Anis einsetzende Regression führt zu paralischen Ablagerungsbedingungen, welche mehr oder minder für den Rest der Trias herrschten.Die geologischen Abläufe während der Trias haben zur Bildung von wichtigen Lagerstätten beigetragen. Tektogene Vorgänge der frühen Trias sind für die Bildung von Erzlagerstätten (Au, Ag, Pb, Zn, Cu, Sn) entlang der Ostküste verantwortlich. Bei weitem die wichtigste Rolle kommt der Trias Australiens jedoch in der Bereitstellung fossiler Energiequellen zu. Bauwürdige triadische Kohlevorkommen finden sich in Tasmanien, Queensland und Südaustralien. Erdgaslagerstätten gigantischer Dimensionen sind im Dampier Becken am Nordwest-Schelf nachgewiesen, doch liefert die Trias wichtige Kohlenwasserstofflagerstätten auch in Queensland und in Südaustralien.

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Triassic deposition in Australia was controlled primarily by two tectonic events: The eastern margin of the continent was affected by the Permo-Triassic Hunter-Bowen-Orogeny, whereas rift movements were experienced along the west coast of Australia. Syneclises developed adjacent to the orogenic belt.Within the orogenic belt the sediments were laid down in foredeeps and intramontane grabens. They generally comprise the lower and middle Triassic and are composed dominantly of fluviatile deposits. Red beds occure in the lower parts of the sequences. From the Ladinian onwards coal measures developed. Volcanics are widely distributed in some of the northern basins. Similar depositional trends existed in the syneclises, but only upper Triassic strata were laid down along their western limit.On the western margin of Australia Triassic deposits extend along the entire coastal region from the Perth Basin to the Bonaparte Gulf. The Sediments were laid down in a complex taphrogen system which continued the distensional development, initiated in the Permian. Deposition began with a marine transgression which advanced from the north in the early Skythian. In the Anisian regression commenced and led to paralic environments which remained more or less dominant for the rest of the Triassic.Geologic events of the Triassic led to the formation of important economic deposits. Tectogenesis is thought to be responsible for development of some mineral deposits along the east coast. By far the most important role play various fossil fuel deposits contained within Triassic strata. Economic coal deposits of Triassic age accure in Tasmania, Queensland and South Australia. Giant gas fields have been discovered within Triassic sandstones of the offshore Dampier Basin of the Northwest Shelf. Other important hydrocarbon deposits have been found in the Triassic of Queensland and South Australia.

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Résumé Les dépôts triasiques de l'Australie ont été influencés initialement par deux évènments tectoniques: l'orogenèse permotriasique de Hunter-Bowen sur le bord oriental du continent, et des mouvements suivant des fractures affectant la bordure ouest du continent. Des synéclises se sont développées immédiatement à l'ouest de la zone orogénique. — Les sédiments de la zone orogénique se sont déposés dans des zones de bordure et avantfosses, le plus souvent du Trias inférieur et moyen. Ce sont surtout des sédiments fluviatiles avec des sédiments rouges à la base. Les formations houillères sont fréquentes au commencement du Ladinien. Les volcanites sont largement répandues. Les synéclises montrent une tendance analogue; pourtant dans les bassins de l'ouest, seuls des sédiments du Trias supérieur se sont déposés. — Sur la bordure occidentale de l'Australie les occurrences triasiques se sont étendues sur toute la région côtière du bassin de Perth au golfe de Bonaparte. Leur présence est liée à des fossés et demi-fossés qui accentuent le Gondwana qui a débuté au Permien. — La sédimentation a débuté par une transgression qui vient du Nord, au début du Skythien. La régression qui a commencé à l'Anisien a conduit à des conditions sédimentaires paraliques, qui ont plus ou moins pedduré pendant le reste du Trias. — Les apports géologiques pendants le Trias ont contribué à la formation de gisements importants. Des mécanismes tectoniques du Trias inférieur sont responsables de la formation de gisements de minerais (Au, Ag, Pb, Zn, Cu et Sn) le long de la côte de l'Est. Le rôle de loin le plus important du Trias australien est sa contribution aux sources énergétiques fossiles. Des formations houillères triasiques exploitables se trouvent en Tasmanie, au Queensland et au South Australia. Des gisements de gaz naturel de dimensions «gigantesques» sont pouvées dans le bassin de Dampier, au nord-est du plateau continental; en outre le Trias fournit aussi des formations hydrocarburées importantes au Queensland et au South Australia.

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: - Hunter-Bowen'a , . . , . , . . . , . . , , . . , . . (Au, Ag, Pb, Zn, Cu, Sn) . . , , — Dampier - , — .

     

Die Karbonatsedimente der Obertrias in den nördlichen Kalkalpen

Zusammenfassung Die Karbonatsedimente des Nor und des Rät in den nördlichen Kalkalpen verteilen sich auf zwei großräumige Faziesbereiche. Im Südosten weist die Dachsteinkalk-Fazies im Nor und im Rät eine mächtige Folge von Flachwasserkalken auf, denen randlich Riffkomplexe angegliedert sind. Zwischen den Dachstein-kalk-Plattformen wird in einzelnen, flachen Becken die Hallstätter Fazies mit geringmächtigen Kalken und Mergeln abgelagert. Die im Norden und Westen anschließende Hauptdolomit-Fazies zeigt im Nor eine einheitliche, lagunäre Entwicklung, die sich im Rät in Schwellen mit kalkiger Sedimentation und in Senken mit mergliger Sedimentation differenziert. Dieser Ablagerungsraum ist nicht mit einer Geosynklinale zu vergleichen, es ist besser für die Zeit der Trias von einem alpinen Schelf zu sprechen.

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The Late Triassic (Norian-Rhaetian) carbonate sediments in the Northern Limestone Alps are spread between two large facies of a shelf. To the south-east the Dachsteinkalk-Formation in the Norian and Rhaetian shows a thick series of shallow-water limestones, to which reef complexes are marginally annexed. Between the Dachstein-limestones the Hallstätter Formation was deposited in single, shallow basins, showing limestones and marls of little thickness. The Hauptdolomit Formation, following to the north and to the west, shows a uniform lagoonal development in the Norian, which is differentiated in the Rhaetian by ridges of limestone sedimentation and by basins of marl sedimentation.

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Résumé Les sédiments carbonatées du Norien et du Rhétien dans les Alpes calcaires du nord se trouvent dans deux larges faciès d'un plateau continental. Au sudest la Dachsteinkalkformation montre au Norien et au Rhétien une énorme suite de calcaires d'eau basse; à leurs bords on trouve des récifs. Parmi la Dachsteinkalkformation le Hallstätter faciès s'est déposé dans quelques bassins bas; elle se compose de marnes et de calcaires de peu de richesse. La Hauptdolomit-formation suivant au nord et au ouest montre au Norien une évolution uniforme de lagon qui se développe au Rhétien en dorsales avec des sédiments calcaires et en bassins avec des sédiments marneux.

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Vortrag, gehalten auf der 56.Jahrestagung der Geologischen Vereinigung am 26. Februar 1966 in Wien. Die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft unter-stützte Arbeit wurde am Institut für Geologie und Paläontologie der Technischen Universität Berlin ausgeführt. Herrn Dr. W.Schlager, Wien, verdanke ich eine kritische Überprüfung der paläogeographischen Karte. Für die Unterstützung der Arbeit möchte ich hier allen danken.     

Bamus volcano,Papua New Guinea: Dormant neighbour of Ulawun,and magnesian-andesite locality

Bamus and Ulawun are more than 400 m higher than all other major composite volcanoes in the 1000-km-long Bismarck volcanic arc. The two cones are immediately adjacent to each other and have partly coalesced. This close proximity, their similarity of form, and their positions over the same depths (70–160 km) to the New Britain Benioff zone, could be indications that Bamus and Ulawun have had related, or at least similar, eruptive histories. But there are important differences between the two volcanoes. Bamus is thought to have last erupted some time between 1878 and 1894, whereas Ulawun has erupted at least 17 times since the late nineteenth century. In addition, the rocks of Bamus are distinctly different from those of Ulawun. Mafic rocks are found in the older part of Bamus (including a boninite-like, or magnesian-andesite, lava flow), and the younger rocks of Bamus are low-MgO andesites (the most recent products have the highest SiO₂ contents of all the analysed rock samples). In contrast, Ulawun appears to be a uniform pile of basalts and some andesites that have consistently lower amounts of CaO and Zr compared to Bamus rocks. Ulawun basalts are unlikely to represent the parental magmas from which Bamus andesites were derived by simple crystal fractionation, judging by the results of least-squares mixing calculations and the relatively high Zr contents of the Bamus andesites. The magmatic histories of Bamus and Ulawun appear to be unrelated, but because both volcanoes are the highest of all volcanoes in the Bismarck volcanic arc, both may now be susceptible to large-scale gravitational slumping or cauldron subsidence. North- and east-trending lineaments and escarpments on both volcanoes may represent the tectonically controlled scars of former gravitational collapses. Ulawun, in particular, may be at a critical stage because of its great height and steep slopes, and because eruptions in 1978 took place from a new, east-trending (possibly tectonically controlled) fissure low on the eastern flank of the volcano.

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Zusammenfassung Bamus und Ulawun überragen mit mehr als 400 m alle anderen Hauptvulkane im 1000 km langen Bismarck-Vulkanbogen. Beide Kegel liegen sich unmittelbar gegenüber und sind teilweise miteinander verbunden. Die enge Nachbarschaft, die Ähnlichkeit in der Morphologie und die gleiche Entfernung (70–160 km) von der New Britain Benioff-Zone können Anzeichen dafür sein, daß Bamus und Ulawun in Beziehung miteinanderstehen oder letztendlich die gleiche eruptive Geschichte haben. Aber es gibt wichtige Unterschiede zwischen beiden Vulkanen. Man nimmt an, daß Bamus zum letzten Mal zwischen 1878 und 1894 ausgebrochen ist, im Gegensatz dazu brach Ulawun 17 mal im späten neunzehnten Jahrhundert aus. Darüber hinaus sind die Gesteine von Bamus deutlich unterschieden von denen Ulawuns. Mafische Gesteine findet man im älteren Teil von Bamus (einschließlich eines Boninit-ähnlichen Gesteins oder magnesiumreiche Andesite und Lavaausflüsse). Die jüngeren Gesteine von Bamus sind magnesiumarme Andesite (die meisten der jüngsten Produkte haben die höchsten SiO₂-Gehalte aller analysierten Gesteinsproben). Im Gegensatz dazu scheint Ulawun eine einheitliche Anhäufung von Basalten und einigen Andesiten zu sein, diese haben durchgehend geringere Gehalte an CaO und Zr verglichen mit den Bamus-Gesteinen. Es gilt als unwahrscheinlich, daß Ulawun-Basalte ursprünglich Magma repräsentieren, von dem die Bamus-Andesite durch einfache Kristallfraktionierung stammen, bei der Beurteilung der Ergebnisse von least squares Mischungsberechnungen und den relativ hohen Zr-Gehalten der Bamus-Andesite. Die magmatische Geschichte von Bamus und Ulawun scheint beziehungslos, aber da beide Vulkane die höchsten im Bismarck-Vulkanbogen sind, mögen beide für einen weiträumigen gravitativen Kollaps oder für ein calderaartiges Einsinken empfänglich sein. Nord- und ostverlaufende Lineamente und Steilhänge an beiden Vulkanen können tektonisch kontrollierte Merkmale früherer gravitativer Zusammenbrüche sein. Besonders Ulawun könnte in einem kritischen Stadium sein wegen seiner Höhe und seiner steilen Hänge, und aufgrund jener Ausbrüche, die 1978 von einer neuen ostverlaufenden (möglicherweise tektonisch kontrolliert) Kluft tief an der östlichen Flanke des Vulkans stattfanden.

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Résumé Les monts Bamus et Ulawun s'élèvent à plus de 400 m d'altitude au-dessus de tous les autres volcans importants composites de l'archipel volcanique de Bismarck, qui s'étend sur plus de 1000 km en long. Les deux cônes sont contigus et en partie se confondent. Leur contiguité, leur conformation semblable et leur position à l'aplomb de la même profondeur (70–160 km) de la zone de Benioff de la Nouvelle-Bretagne pourraient indiquer que le Bamus et l'Ulawun ont eu une histoire éruptive apparentée ou au moins semblable. Mais il existe des differences importantes entre les deux volcans. On croit que la dernière éruption du Bamus a eu lieu entre 1878 et 1894, tandis que l'Ulawun a fait éruption au moins 17 fois depuis les dernières années du 19ème siècle. De plus, les roches du Bamus sont de composition nettement differénte de celles de l'Ulawun. On trouve des roches mafiques dans la partie plus ancienne du Bamus (y compris une coulée volcanique qui ressemble à une boninite ou andésite magnésienne) et les roches les plus récents du Bamus sont des andésites à faible teneur en MgO (les produits les plus récents contiennent plus de SiO₂ que tous les échantillons jusqu'ici analysés). Par contre, l'Ulawun parait être un amas uniforme de basaltes avec quelques andésites qui contiennent regulièrement moins de CaO et de Zr en comparaison avec les roches du Bamus. Il est peu probable que les basaltes de l'Ulawun représentent les magma-mères d'ôu proviennent les andésites du Bamus par une simple cristallisation fractionnée, à en juger par les calculs du mélange des «moindres carrés» et la quantité relativement élevée de Zr dans les andésites du Bamus. Il n'y a apparemment aucun lien de parenté entre les histoires du magmatisme du Bamus et de l'Ulawun; mais étant donné qu'ils sont les deux volcans les plus hauts de l'archipel volcanique Bismarck, il est possible qu'ils soient maintenant susceptibles d'effondrements par gravité de grande dimension ou de subsidences en caldera. Les linéaments et les escarpements qui s'étendent vers le nord et l'est des deux volcans représentent peut-être les sutures contrôlées par la tectonique d'anciens effondrements par gravité. Surtout l'Ulawun a peut-être atteint une phase critique à cause de sa hauteur et de ses pentes raides, et parce que l'éruption de 1978 dans le flanc inférieur du volcan est sortie d'une fissure en direction de l'est (peut-être sous une influence tectonique).

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Bamus Ulawun , 400 , , 1000 . . , (70– 160) , , , , , . . , Bamus 1878 1894 , a Ulawun 17 19- . Ulawun'a. — , — Bamus. — ; . Ulawun, , , , , . , , Ulawun , Bamus . , , , , . . , , , , . , , . , . , 1978 , .

     

Lateritic concentrations of manganese oxyhydroxides and oxides

Latentes result from the weathering of a variety of rocks under humid tropical conditions. When developed at the expenses of Mn²⁺-bearing parent rocks, laterite consists of a thick mantle made up of manganese oxides and hydroxides. Two main examples are described from tropical Africa. The first example displays a lateritic profile on metamorphic rock; the second example deals with lateritic profiles developed on a Precambrian sedimentary rock. From the base to the top of the studied profiles, different Mn hydroxide and oxide sequences have differentiated. Their composition depends on (i) the constitutive parent minerals with vary ing weathering rates, (ii) the intensity of weathering which progresses towards the profile top permitting pseudomorphic replacement of Mn⁴⁺ oxides for early formed Mn³⁺ hydroxides. Most of the manganese ore result from a relative accumulation. However, Mn can also be mobilized in different places of weathering profiles leading to accumulations in other places, mainly at the base of weathering profiles. That absolute accumulation can occur in non-Mn-bearing weathering horizons (kaolinitic horizons) to form Mn nodules in which kaolinite is dissolved. This process provides Al which combines to Mn³⁺ forming Al-Mn hydroxides (lithiophorite).From these petrographical observations, stability field diagrams are proposed to explain the general evolution of Mn components under chemical lateritic conditions. These diagrams illustrate interactions between ions and manganese species.

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Zusammenfassung Latente entstehen durch Verwitterung verschiedener Gesteine in tropisch-feuchten Klimaten. Bildet sich Laterit aus Mn²⁺-führenden Ausgangsgestein, so besteht er aus einer dicken Schicht von Mangan-Oxiden und -Hydroxiden. Hier sollen zwei Beispiele aus tropischen Regionen Afrikas beschrieben werden:Das erste Beispiel ist ein Lateritprofil, daß das Hangende von Metamorphiten bildet; das zweite Laterite, die sich auf einem präkambrischen Sedimentgestein entwickelt haben. Von der Basis bis zu dem Top der jeweiligen Profile haben sich unterschiedliche Mangan-Hydroxid und -Oxid-Sequenzen herausgebildet. Die Zusammensetzung hängt ab von:(i) Den wesentlichen Ausgangsmineralien unter wechselnden Verwitterungspenoden und (ii) der Verwitterungsintensität, die zum Top des Profils zunimmt und damit die pseudomorphe Substitution von Mn³⁺-Hydroxiden zu Mn⁴⁺-Oxiden ermöglicht. Der Hauptanteil der Manganlagerstätte resultiert aus einer relativen Anreicherung. Allerdings kann Mn auch in verschiedenen Teilen des Verwitterungsprofiles mobilisiert werden, was zu einer Anreicherung in anderen Bereichen führt und zwar hauptsächlich an der Basis eines Profiles. Diese absolute Anreicherung kann in Mangan-freien Verwitterungshorizonten (Kaolinithorizonte) zur Bildung von Mangankonkretionen führen, in denen Kaolinit gelöst wird. Bei diesem Vorgang wird Al frei, das sich mit Mn³⁺ verbindet, um Al-Mn-Hydroxide (Lithiophorite) zu bilden.Mit Hilfe dieser petrographischen Beobachtungen werden Stabilitäts-Diagramme erstellt, die die allgemeine Entwicklung der Mn-Komponenten unter lateritischen Bedingungen zu erklären versuchen. Diese Diagramme erleutern die zwischen Ionen und Mangan stattfindenen Reaktionen.

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Résumé Les latérites résultent de l'altération chimique de roches de types variés, sous conditions tropicales humides. Les latérites se développent sur roches-mères à minéraux manganésifères à Mn²⁺ sous forme de cuirasses épaisses constituées d'oxydes et d'hydroxydes de manganèse. Deux exemples d'Afrique tropicale sont étudiés. Le premier exemple montre un profil d'altération latéritique développé sur roche métamorphique; le deuxième exemple traite de profils latéritiques développés sur une roche sédimentaire précambrienne. De la base vers le sommet des profils étudiés, se différencient des séquences d'oxydes et hydroxydes de manganèse. Elles sont fonction (1) des minéraux primaires dont les vitesses d'altération varient d'une phase à une autre, (2) de l'intensité de l'altération qui est d'autant plus forte que l'on monte dans le profil et qui permet le remplacement pseudomorphique d'hydroxydes à Mn³⁺ formés précocement par des oxydes à Mn⁴⁺. La plupart des gisements de manganèse résultent d'une accumulation relative; cependant, Mn peut être mobile à différents niveaux dans les profils d'altération et s'accumuler de manière absolue à d'autres, et en particulier à la base des profils. Cette accumulation absolue peut se produire dans des horizons non manganésifères (horizons kaolinitiques) et former des nodules de manganèse dans lesquels la kaolinite est dissoute libérant de l'aluminium qui se combine avec Mn³⁺ pour former un hydroxyde alumineux et manganésifère: la lithiophorite.A partir de ces observations pétrographiques, et après les avoir comparées avec celles d'autres gisements africains et brésiliens, des diagrammes de champs de stabilité sont proposés pour expliquer l'évolution générale des phases manganésifères sous conditions d'altération latéritique. Ces diagrammes illustrent les interactions entre ions en solution et minéraux manganésifères.

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