Anatomy of a continental subduction zone: The main mantle thrust in Northern Pakistan

The Himalayas form an ideal natural laboratory to study the deformation processes of continental crust during collision orogeny. New information is presented concerning the structural evolution of the Main Mantle thrust zone in the Himalayas of N Pakistan, in the region around Nanga Parbat. The hanging-wall lies at relatively high levels within the Kohistan arc terrane which has been emplaced onto Indian continental rocks. This thrust probably originated as a breakback structure in the hanging-wall to the pre-collisional (oceanic) subduction zone. The present hanging-wall contains a shear zone of about 1 km width developed under amphibolite facies conditions. Simple shear dominant strains have developed new fabrics parallel to the main thrust zone. However, these structures are redeformed by discrete extensional and compressional shears within about 100 m of the thrust contact, again developed under amphibolite facies conditions. The footwall consists of an old basement complex (the Nanga Parbat gneisses) overlain by a distinct suite of metasediments now at amphibolite facies. This cover assemblage of psammites, pelites and marbles with local metabasites consistently lies directly against rocks derived from the Kohistan arc along the MMT. The absence of structures suggestive of consistent rheological contrasts within the cover assemblages suggests that the vast majority of the deformation features they contain were developed only once they experienced substantial tectonic overburdens. Prior to this the Indian cover rocks will have been »passively« subducted beneath the Kohistan arc until into amphibolite facies. We discuss these inferences in terms of evolving shear zone width with time and comment on the implications for predicting the character of mid-deep crustal shear zones, particularly from seismic reflection profiles.

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Zusammenfassung Der Himalaya bildet ein ideales, natrliches Laboratorium für Untersuchungen von Deformationsprozessen in kontinentalen Krustengesteinen während der Kollision bzw. Orogenese. Hier werden neue Daten vorgelegt, die sich mit der strukturellen Entwicklung der Hauptmantelüberschiebung im Himalaya von Nordpakistan im Gebiet um den Nanga Parbat befassen. Die Hangendeinheiten oberhalb der Störung liegen in einem relativ hohen Niveau innerhalb des »Kohistan arc terrane«, das auf die indischen Kontinentalgesteine überschoben wurde. Diese Überschiebung entstand wahrscheinlich als Rücküberschiebungsstruktur im Hangenden der Subduktionszone vor der Kollision. Im Hangenden befindet sich eine ca. 1 km breite Scherzone, die sich unter amphibolitfaziellen Bedingungen gebildet hat. Die durch »simple shear« erzeugten Deformationen sind mit ihren neuen Gefügen parallel zur Hauptüberschiebungszone ausgerichtet. Die Gefüge wurden nachfolgend von Extensionsund Kompressionsbewegungen im Bereich von ca. 100 m um den Überschiebungskontakt erneut unter amphibolitfaziellen Bedingungen erfaßt und deformiert. Das Liegende der Hauptüberschiebung besteht aus einem alten Basementkomplex (den Nanga Parbat Gneisen), die von deutlich abgesetzten, amphibolitfaziellen Metasedimenten überlagert werden. Diese Sedimenthülle bestehend aus Psammiten, Peliten und Marmoren mit lokalen Metabasiten stößt entlang der MMT direkt gegen die Gesteine des Kohistanbogens. Das Fehlen von Strukturen, die auf gleichbleibende rheologische Unterschiede hinweisen würde, läßt vermuten, daß der Großteil der in ihnen enthaltenen Deformationsgefüge auf einmal während beträchtlicher tektonischer Auflast entstanden ist. Vorher wurden die indischen Hüllgesteine »passiv« unter den Kohistanbogen bis in den Bereich der Amphibolitfazies subduziert. Die Folgerungen aus der sich über die Zeit entwickelnden Breite dieser Scherzone werden diskutiert und die Bedeutung für die Vorhersage der Charakteristik von mitteltiefen krustalen Scherzonen, insbesondere in Verbindung mit seismischen Reflektionsprofilen betont.

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Résumé L'Himalaya constitue un laboratoire naturel idéal pour l'étude des processus de déformation de la croûte continentale au cours d'une orogenèse de collision. Les auteurs présentent des informations nouvelles relatives à l'évolution structurale de la zone du Main Mantle Thrust dans la région du Nanga Parbat au nord du Pakistan. Le toit de cet accident occupe un niveau assez élevé dans le «Kohistan arc Terrane» qui a été charrié sur les roches du continent indien. Le charriage doit probablement son origine à une structure en retour apparue au-dessus de la zone de subduction pré-collisionnelle (océanique). Le toit actuel de l'accident contient une zone de glissement (shear zone) épaisse d'environ 1 km et formée dans les conditions du facies des amphibolites. Les déformations engendrées par glissement simple (simple shear) ont développé de nouvelles fabriques parallèles à la surface de charriage. Cependant, dans une tranche d'une centaine de mètres à partir du contact du charriage, ces structures ont été reprises par des cisaillements extensionnels ou compressionnels, toujours dans les conditions du facies des amphibolites.Le mur de l'accident est formé d'un complexe ancien (le gneiss du Nanga Parbat) surmonté d'une série de métasédiments distincts qui présentent aujourd'hui le facies des amphibolites. Cette couverture de psammites, de pélites, de marbres et de métabasites locales est directement en contact le long du MMT avec l'arc du Kohistan. L'absence, dans cette couverture, de structures témoignant de contrastes rhéologiques marqués, suggère que la grande majorité des structures déformatives n'y ont été développées qu'après un enfouissement tectonique important. Avant cela, les roches de la couverture indienne ont dû être subductées passivement sous l'arc du Kohistan, jusqu'au facies des amphibolites. Les auteurs discutent ces conclusions en termes d'évolution temporelle d'une shear zone et en commentant les implications dans le domaine de la prédiction du caractère des shear zones de profondeur crustale moyenne, en particulier à partir des profils de sismique réflexion.

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Archaean and Lower Proterozoic units in Central Brazil

The following main units have been recognized as Archaean basement rocks in central Brazil: a) High-grade granite-gneiss terrain composed predominantly by granodioritic and tonalitic gneisses; these rocks are cut by amphibolite dykes and present several nucleii locally surrounded by an array of Archaean greenstone belts, b) Greenstone belts presenting basal komatiitic ultramafic-mafic lavas with abundant spinifex textures, followed by basalts and chemical sediments such as cherts, limestones and graphitic pelites, that are often interbedded with acid and intermediate volcanics; metamorphism is within greenschist facies. Granulite mobile belt, including the granulitized mafic-ultramafic complexes of Barro Alto, Niquelândia and Brava. The Lower Proterozoic is represented by: a) metasedimentary sequences overlying the granite-greenstone terrains, with several tin bearing granite intrusions. b) Gabbro-anorthosite layered plutons and their associated mafic volcanics which are followed by acid and intermediate volcanics and ocean floor sediments. c) Mafic-ultramafic layered intrusions in the granulite terrain.

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Zusammenfassung Im zentralen Brasilien wurden folgende Haupteinheiten als Archaischer Sockel erkannt: a) hochmetamorphes Granit-Gneis-Gebiet mit vorwiegend granodioritischen und tonalitischen Gneisen; diese Gesteine werden von amphibolitischen Gängen durchschlagen. Sie bilden einzelne Kerne, die von Zonen Archaischer Grünsteingürtel umgeben werden. b) Grünsteingürtel, die basale komatiitische ultramafitische bis mafischen Laven representieren mit häufig auftretenden Spinifex-Gefügen. Diesen folgen Basalte und chemische Sedimente wie Kieselschiefer, Kalke und graphitische Pelite, in die häufig saure und intermediäre Vulkanite eingeschaltet sind. Die Metamorphose liegt in der Grünschiefer-Fazies. c) Mobiler Granulit-Gürtel, der die granulitisierten mafisch-ultramafischen Komplexe von Barro Alto, Niquelândia und Cana Brava einschließt.Das untere Proterozoikum wird durch folgende Einheiten vertreten: a) Metasedimentfolgen, die die Granit-Grünstein-Serien überlagern und die einige zinnführende GranitIntrusionen aufweisen. b) Lagige Gabbro-Anorthosit-Plutone mit dazugehörenden mafischen Vulkaniten, die von sauren und intermediären Vulkaniten und ozeanischen Sedimenten gefolgt werden. c) Mafisch-ultramafische Intrusionen innerhalb des Granulit-Gebietes.

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Resumo As seguintes unidades geológicas principais foram reconhecidas no embasamento da região central do Brasil: a) Terrenos granito-gnáissicos constituídos dominantemente por gnaisses de composição granodiorítica e tonalítica cortados por diques de anfibolito e mostrando vários núcleos graníticos localmente envolvidos por seqüências vulcano-sedimentares do tipo greenstone belt. b) Cinturões arqueanos de rochas verdes apresentando na base lavas komatiíticas com abundantes texturas tipo spinifex, seguidas de basaltos almofadados e de sedimentos químicos tais como chert, calcário e pelitos grafitosos, frequentemente intercalados com vulcânicas intermediárias e ácidas; o metamorfismo é de facies xisto verde. c) Cinturão móvel granulítico incluindo os complexos granulitizados de Barro Alto, Niquelândia e Cana Brava. Proterozóico Inferior é representado por: a) Seqüências sedimentares sobrepostas aos terrenos granito-greenstone, localmente intrudidas por granitos estaniferos; b) Plutões gabro-anortosíticos acamadados; c) Intrusões máfico-ultramáficas alojadas nos terrenos granulíticos.-- : ) - ; , , ) , . , , , , , . ; ) , - Barro Alto, Niguelandia Brava. : ) , - , , ; ) -- , ; ) - .

     

Altersbeziehungen zwischen den Metamorphosezyklen und den orogenen Bewegungen im östlichen Teil des nordrhodesischen Grundgebirges

Zusammenfassung Im Irumiden-Gebirge (E.Ackermann 1950) Nordrhodesiens konnten mit Hilfe von Gefüge-Auswertungen zwei altersverschiedene tektonische Verformungspläne mit jeweils voneinander abweichenden Richtungen herausgestellt werden.Jedem der orogenetischen Abläufe kann ein spezifischer Metamorphose-Zyklus zugeordnet werden.Für die erste Metamorphose ist eine Plagioklas-Blastese mit vermutlicher Natrium- und eventuell auch Kalziumzufuhr, für die letzte eine sehr kräftige Kalizufuhr von größter Bedeutung. Die Plagioklas-reichen Gneise, die Endprodukte der ersten Metamorphose, sind in kleineren reliktischen Komplexen über das gesamte Gebiet verbreitet, während sich die Kalifeldspat-Porphyroblasten-Gneise und Gneis-Granite auf ENE und NE gerichtete und in dieser Richtung vielfach gelängte und durchbewegte Züge verteilen. Zur Sprossung von sehr großen idiomorphen Mikroklinen und zu großen KF-Anreicherungen kommt es zu beiden Seiten der irumidisch-ENE-gerichteten Scheitelzonen (siehe E.Ackermann und A.Forster 1960). Innerhalb dieser hochmetamorphen Gneise und Gneisgranite treten die erstgenannten Plagioklas-betonten Gneise als reliktische, unverdaute Schollen auf. Die Plagioklase und wenigen Kalifeldspäte der älteren Feldspatgeneration werden zusammen mit ihren Biotitsäumen in den bis zu Kinderkopf-großen jüngeren Mikroklinporphyroblasten der sogenannten Mkushi-Gneise eingeschlossen.

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In the Irumide-Mountains of Northern Rhodesia, petrofabric analysis shows two intersecting systems of deformations being of different age. Each orogeny can be traced to a specific cycle of metamorphism. The earlier metamorphism was connected with a blastesis of plagioclase and with probable influx of sodium and calcium, the later-one with a strong addition of potassium. Final products of the first cycle occur (as small relict complexes of plagioclase-gneisses) within the whole area of highly metamorphous gneisses of the second phase. Gneisses containing porphyroblasts of potassium feldspars and granitic gneisses strike ENE and NE. At both flanks of the ENE-striking anticlinoria, blastesis of large euhedral microcline crystals and enrichment of potassium feldspars occur. Plagioclases and potassium feldspars of the older generations are found (as big inclusions) within the porphyroblasts of microcline belonging to the younger generation.

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Résumé Dans le massif des Irumides (E.Ackermann 1950) en Rhodésie du Nord on trouve deux systèmes de déformation d'âge différent avec des directions distinctes et un cycle spécifique de métamorphoses. Pour la première métamorphose on constate une blastèse à plagioclase avec probablement un apport de Na et éventuellement de Ca—pour la dernière un fort apport de K. Les produits finaux du premier cycle, sous la forme de complexes résiduels à base de gneiss plagioclasiques, se rencontrent dans toute le région des gneiss fortement métamorphiques de la seconde phase. Des gneiss à porphyroblastes de feldspath de potasse et des granites gneissiques ont une direction ENE et NE. Une blastèse de grands microclines idiomorphes et de grands enrichissements en feldspath de potasse se sont effectués sur les flancs des zones de crête irumidiques de direction ENE. Les plagioclases avec leurs bordures à biotite de la génération plus ancienne sont entourés par des porphyroblastes à microcline dans les gneiss de Mkushi.

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Late Proterozoic to Early Palaeozoic supracrustal succession of Sierra Leone: an aulacogen at the western margin of the West African Craton

Three parallel zones of Upper Proterozoic to Lower Palaeozoic sedimentary-volcanic cover rocks have been recognized in western Sierra Leone. The Kasila Group m the SW ist metamorphosed to the granulite facies and grades into the Marampa Schist Group, and this in turn grades into the unmetamorphosed Rokel River Group in the NE. Prior to this investigation, these rocks were thought to belong to different ages; the most highly metamorphosed was thought to be the oldest and the unmetamorphosed, the youngest. This view is unrealistic since field mapping has failed to reveal any sharp contacts between them and all available age data indicate their involvement in the Pan-African (ca. 550 Ma) Orogeny A model is proposed involving an intracontinental graben (aulacogen) extending from western Sierra Leone into the adjacent territories developed about 1000 Ma ago. During the Pan-African Orogeny a portion of the aulacogen fill overlying the remobilized basement was subjected to a regional metamorphism and deformation. The grade of metamorphism and the degree of deformation decreased steadily from the centre of the Pan-African domain to the contact with the West African craton. The unmetamorphosed and mildly deformed to undeformed equivalent rests on the craton.

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Zusammenfassung Aus Sierra Leone werden drei Untereinheiten von oberproterozoischen bis unterpaläozoischen vulkano-sedimentären Schichten beschrieben, die nebeneinander liegen und ineinander übergehen.Die Kasila-Gruppe im SW, die bis zur Granulitfazies metamorphisiert ist, geht in die Marampa-Schiefer-Gruppe über, die wiederum in die unmetamorphisierte Rokel-River-Gruppe im NE überleitet. Vor dieser Untersuchung wurden diesen Gesteinen unterschiedliche Alter zugeordnet; die am stärksten metamorphisierten wurden als älteste, die unmetamorphisierten als jüngste Gesteine angesehen. Diese Betrachtung ist unrealistisch, da Geländekartierungen keine scharfen Kontakte erkennen lassen und alle erhältlichen Altersdaten die Einbeziehung in die Panafrikanische Orogenese (ca. 550 Ma) anzeigen. Es wird daher angenommen, da\ sich vor ungefähr 1000 Ma ein intrakontinentaler Graben (Aulakogen) entwickelte, der vom westlichen Sierra Leone bis in die benachbarten Territorien reichte. Während der Panafrikanischen Orogenese wurde ein Teil der dem remobilisierten Basement auflagernden Aulakogenfüllung einer Regionalmetamorphose und Deformation unterworfen. Die Stärke der Metamorphose und der Grad der Deformation nimmt vom Zentrum der panafrikanischen Region bis zum Kontakt mit dem westafrikanischen Kraton hin gleichmä\ig ab. Auf dem Kraton selbst liegen die nicht metamorphisierten, schwach- bis undeformierten Schichten (Rokel-River Gruppe).

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Résumé On a reconnu, en Sierra Leone occidentale, trois zones parallèles de roches volcano-sédimentaires, d'âge protérozoÏque supérieur à paléozoÏque inférieur. Le groupe de Kasila, dans la région sud-ouest, est métamorphisé dans le faciès des granulites; il passe progressivement au groupe des Schistes de Marampa, qui passe lui-mÊme au groupe non métamorphique de Rokel River, dans la région nord-est. Jusqu'ici, ces roches ont été considérées comme d'âges différents, les plus métamorphiques étant les plus vieilles, et les non-métamorphiques les plus jeunes. Ce point de vue s'est avéré incorrect; en effet, la cartographie n'a pas révélé de contacts nets entre ces roches et, par ailleurs, les données disponibles relatives à leur age relient leur évolution à l'oro genèse pan-africaine (ca 550 Ma). Le modèle proposé fait appel à un graben intra-continental (aulacogène) qui s'étend de la Sierra Leone occidentale aux territoires contigus et s'est développé, il y a 1000 Ma environ; lors de l'orogenèse pan-africaine, la partie du remplissage de l'aulacogène qui recouvre le socle remobilisé a été soumise à une déformation et à un métamorphisme régionaux. Le degré du métamorphisme ainsi que l'intensité de la déformation décroissent régulièrement du centre du domaine pan-africain jusqu'au contact avec le craton ouest-africain. Sur le craton lui-mÊme reposent les couches équivalentes non métamorphiques, peu ou pas déformées, du groupe de Rokel-River.

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

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

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

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

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Neue Anschauungen über die Rolle von Schichtfugen und Klüften in der karsthydrographischen Entwicklung

Zusammenfassung Über die Gebundenheit der Karsthydrographie an Klüfte oder Schichtfugen herrschen je nach den Sprachgebieten unterschiedliche Meinungen vor. Allgemein ging man jedoch an der Tatsache vorbei, daß das Wasser bei Druckfließen, also unter phreatischen Bedingungen, kein aggressives CO₂ mehr zur Verfügung hat und daher nicht korrodieren kann. Korrosion war daher nur für die vadose Zone erklärbar, und auch nur dann, wenn das Wasser den Gleichgewichtskalkgehalt von 60 bis 90 mg/Liter, je nach Höhenlage, nicht erreicht, was unter bedecktem Karst kaum jemals der Fall ist. Genaue Untersuchungen im 100 km langen Hölloch (Schweiz) (Bögli 1953, 1960, 1966, 1968) und an andern, vor allem französischen Höhlen (Chevalier 1944), ergeben, daß sich das unterirdische Gewässernetz zum größeren Teil anfänglich unter phreatischen Bedingungen entwickelt, was aber nur durch Mischungskorrosion (Bögli 1963 b, 1964 a, 1964 b) möglich ist, die nicht auf eine CO₂-Zufuhr von außen angewiesen ist. Durch Inkasion (Nachbruch, Einsturz), die an der primären Hohlraumbildung meist nicht beteiligte Kluftflächen herausarbeitet, wird die schichtgebundene Entstehung meist verdeckt, was zu falschen Folgerungen führt. In der vadosen Zone folgt das Wasser vorwiegend offenen Klüften oder einer undurchlässigen Schicht und fließt auf kürzestem Weg dem Karstwasserkörper zu.

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Up to now the connection between the hydrology of karst and joints on the one and bedding planes on the other hand is much discussed. But in every case the corrosion of limestone appeared impossible in the phreatic zone because free CO₂ is missing in waterfilled galleries. Intensive investigations in the 62.2 miles of galleries in the Hölloch (Switzerland,Bögli 1953, 1960, 1966, 1968) and in many other caves, in particular in France (Chevalier 1944), demonstrate that on the base of corrosion by mixed water the pattern of underground watercourses is predominantly formed under phreatic conditions in pressure flows and on bedding planes. This fact is frequently masked by incasion (roof fall, lat. incadere = to break down in a cavity) removing joints and fractures which have never participated on the primary forming of galleries. In the vadose zone the underground watercourses generally follow open joints and flow on the nearest way to the groundwater.

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Résumé Le rapport entre l'hydrographie karstique et soit les diaclases d'une part, soit les joints de stratification de l'autre est une question assez discutée, surtout en dehors de la France. Mais en tout cas on ne se rend normalement pas compte qu'en conduit forcé l'eau n'emporte pas du CO₂ aggressif plus loin que quelques mètres à l'intérieur de la terre, sauf dans les réseaux déjà assez élargis. L'élargissement demande alors d'une part des conditions vadoses, c'est-à-dire la présence de l'air avec du CO₂, de l'autre de l'eau qui n'a pas encore atteint la concentration d'équilibre de 60 à 90 mg CO₃Ca par litre selon l'altitude. Mais les recherches avancées dans les 100 km du Hölloch (Muotatal, Suisse,Bögli 1953, 1960, 1966, 1968) et dans maintes autres cavernes, surtout en France (Chevalier 1944), prouvent, que les réseaux souterrains se développent au contraire primairement en grandes parties dans la zone noyée en conduit forcé et sur des joints de stratification. Cela demande alors un autre type de corrosion, la corrosion par mélange des eaux qui ne dépend pas de l'adduction de CO₂ d'en dehors de l'eau (Bögli 1963 b, 1964 a, 1964 b). La naissance des galeries sur des joints de stratification est très souvent cachée par incasion (lat. incadere = s'effondrer dans une cavité) qui fait ressortir des diaclases et le clivage qui ne participent en rien à la naissance de la galerie souterraine, ce qui a provoqué des conclusions eronnées.

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Intrusion of igneous rocks — Physical aspects

Igneous rocks occur in two predominant modes. The plutonic mode is characterized by intrusive emplacement under compressional tectonic stress regimes. The volcanic mode is dominated by the eruption of large volumes of magma through fault controlled dyke structures in extensional tectonic stress regimes.Those typical intrusive phenomena are discussed in the light of the physical parameters like the dynamic-thermal regime of the lithosphere, the nature and source of buoyant forces as well as mechanical aspects of subsolidus flow of rocks.Twodimensional numerical models on the basis of typical parameter specifications and by means of a coupled dynamic-thermal physical approximation are presented. The simulation of buoyantly-driven diapiric intrusions has been adopted to derive parameters which are critically controlling the transport and emplacement of intrusion under surroundings of variable viscosity. Both sill-type and batholith-type structures are presented and discussed with respect to their predominant dependence on mechanical and physical conditions.

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Zusammenfassung Magmatische Gesteine treten in zwei vorherrschenden Erscheinungsformen auf. Die Plutonite sind charakterisiert durch eine intrusive Platznahme unter kompressiven tektonischen Spannungsbedingungen. Die Vulkanite werden beherrscht von gro\en Volumina eruptierten Magmas, das vorzugsweise durch weiträumige Bruchsysteme unter Zugspannungsbedingungen aufsteigt.Derartige magmatische Phänomene werden aus der Sicht physikalischer Parameter wie dynamisch-thermische Bedingungen der Lithosphäre, der Natur und des Ursprungs von Auftriebskräften sowie der Mechanik von Gesteinsformationen diskutiert.Es werden zweidimensionale numerische Modellrechnungen auf der Grundlage typischer Parameterbereiche vorgestellt. Die Rechnungen basieren auf einer dynamisch-thermischen Approximation von Flie\vorgängen. Sie werden eingesetzt zur Untersuchung von diapirartigen Intrusionsvorgängen, die durch Dichteinversionen angetrieben sind. Hierbei sollen die Parameter bestimmt werden, die Aufstieg und Platznahme der Intrusionen bestimmen. Die Umgebung ist charakterisiert durch eine vorgebbare variable Viskosität. Sowohl linsenförmige Sill-Strukturen als auch typische Batholith-Strukturen werden mathematisch simuliert. Ihr Zusammenhang mit den strukturbestimmenden Parametern wird aufgezeigt.

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Résumé Les roches magmatiques se répartissent en deux catégories principales: la catégorie plutonique est caractérisée par une mise en place dans des régimes de contraintes tectoniques compressives; la catégorie volcanique est dominée par l'éruption de volumes importants de magma à travers des systèmes de cassures dans des régimes de contraintes tectoniques d'extension.Ces phénomènes intrusifs sont discutés à la lumière de paramètres physiques tels que: le régime thermique et dynamique de la lithosphère, la nature et l'origine des forces ascensionnelles, ainsi que les aspects mécaniques du fluage sub-solidus des roches.Les auteurs présentent des modèles numériques bidimensionnels basés sur des domaines paramétriques typiques, au moyen d'une approximation dynamo-thermique de phénomène d'écoulement. La simulation d'intrusions diapiriques permet de déduire les paramètres qui déterminent le transport et la mise en place d'une intrusion dans diverses conditions de viscosité de l'encaissant. Les structures de type sill et de type batholite sont discutées en relation avec les conditions mécaniques et physiques dont elles dépendent.

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Dispersal and characteristics of pyroclastic fall deposits from Mt. Misery Volcano,West Indies

Mt. Misery volcano, near the northern end of the Lesser Antilles island arc, produced late Quaternary airfall layers that have different dispersal patterns. These are controlled by: a) the style of explosive activity which determined the heights of the eruption columns and b) a layered atmospheric system with contrasted bipolar wind directions at different altitudes. Isopach and isopleth maps are given for 10 eruptions belonging to the Mansion Series (>41, 730–1, 750 yrs. B.P.). Basaltic strombolian-type scoria-fall deposits were dispersed mainly by surface/lower tropospheric winds to the NW and W. In contrast green and brown andesitic sub-plinian and plinian falls with higher eruption columns were dispersed to the SE and E by upper tropospheric winds. Thinly laminated phreatomagmatic ashes within the Mansion Series are again dispersed to the NW and controlled by surface winds.The green andesite layers most commonly contain microvesicular, angular clasts due to some limited interaction of magma and external water which partly drove these eruption columns. These deposits also contain carbonized wood up to 11 km from the vent. Vegetation is thought to have been ignited by large juvenile bombs of dense green and esite which have been measured up to 15 cm at 8 km from the vent.

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Zusammenfassung Der Vulkan Mt. Misery im Norden des Inselbogens der Kleinen Antillen hat im späten Quartär Aschelagen hervorgebracht, die unterschiedliche Verteilungsmuster aufweisen. Diese werden bestimmt durch a) die Art der Explosionen, die die Höhe der Eruptionssäulen bestimmte und b) durch das geschichtete atmosphärische System mit gegenläufigen bipolaren Windrichtung in verschiedenen Windrichtungen. Es werden Isopachen-Isoplethen-Karten für 10 Ausbrüche dargestellt, die zu den Mansion-Serien (>41, 730-1, 750 Jahre B.P.) gehören. Basaltische Schlackenlagen vom Stromboli-Typ wurden hauptsächlich durch Oberflächen- bis untertroposphärische Winde nach Nordwesten und Westen verteilt. Im Gegensatz dazu vertrifteten grüne und braune andisitische subplinische und plinische Aschen aus höheren Eruptionssäulen nach SE und E durch Winde der oberen Troposphäre. Dünn laminierte phreatomagmatische Aschen innerhalb der Mansion-Serie wurden wiederum nach NW ausgebreitet durch oberflächennahe Winde. Die grünen Andesitlagen enthalten besonders häufig schaumige, eckige Komponenten, bedingt durch die Interaktion von Magma und Oberflächenwasser, die teilweise diese Eruptionssäulen beeinflußt hat. Diese Ablagerungen enthalten außerdem verkohltes Holz bis 11 km Entfernung vom Ausbruchszentrum. Es ist anzunehmen, daß die Vegetation durch große juvenile Bomben von dichtem, grünem Andesit verbrannt ist, die bis zu 15 cm ø in 8 km Entfernung vom Ausbruchszentrum beobachtet wurden.

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Résumé Le volcan Misery, situé dans la partie N de l'arc des petites Antilles a donné lieu, au cours du Quaternaire, au dépôt de couches de cendres, dont la dispersion s'est opérée de diverses manières. Cette dispersion est fonction: a) du style de l'activité explosive du volcan, dont dépend la hauteur de la colonne de projections; b) du système stratifié de l'atmosphère caractérisé par des vents dont la direction varie avec l'altitude. Des cartes d'isopaques et d'isoplethes ont été établies pour 10 éruptions de la série Mansion (>41, 790–1, 750 ans B.P.). Des scories basaltiques de type strombolien ont été dispersées principalement vers le NW et l'W par des vents de surface ou de la basse troposphère. Par contre, des produits andésitiques verts et bruns de type plinien et subplinien, provenant de colonnes d'éruption élevées, ont été dispersés vers le SE et l'E par des vents de la troposphère supérieure. Des cendres finement stratifiées, d'origine phréatomagmatique montrent une dispersion vers le NW provoquée par des vents de surface.Les dépôts andésitiques verts renferment couramment des fragments elastiques, microvésiculaires, anguleux, témoins de l'interaction du magma et des eaux de surface, responsable en partie de la hauteur des colonnes d'éruption. Les mêmes dépôts contiennent du bois carbonisé jusqu'à 11 km du cratère. On pense que la végétation a été incendiée par de grosses bombes d'andésite verte de forte densité, dont la dimension atteint encore 15 cm à 8 km du cratère.

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Mt. Misery , . : ) , , ) . - 10- , (>41,7301,750 ..). - . , - . - . , , . 11 . , 15 , 8 .

     

Statistische Untersuchungen an Zirkon und Apatit in Anatexiten des südlichen Bayerischen Waldes

Zusammenfassung In die im südlichen Bayerischen Wald weitverbreitete Serie der Perlgneise ist zwischen Deggendorf und Regen ein granodioritischer Gesteinskörper eingelagert. Feldgeologische und mikroskopische Untersuchungen machen eine metamorphe Entstehung dieses Paragranodiorits wahrscheinlich. Zur Gewinnung weiterer gesteinsgenetischer Kriterien werden die morphologische Ausbildung, das Längen-Breiten-Verhältnis, das Korn-in-Kom-Gefüge und die statistische Verteilung der Korngrößen von Zirkon und Apatit in beiden Gesteinen herangezogen. Hieraus ergeben sich zusätzliche Argumente für eine nichtmagmatische Entstehung des Paragranodiorits. Ein Teil dieser Untersuchungen kann nur am Dünnschliff durchgeführt werden.

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A granodioritic rock and its relationship to the surrounding biotite-gneiss in the metamorphic basement complex of northeastern Bavaria (Moldanubikum) was studied. Field work and microscopic investigations show strong evidence for metasomatic origin of the para-granodiorite. A detailed study of zircon and apatite both in the para-granodiorite and the gneiss is made in order to obtain further criteria. Morphology, elongation ratios, and the grain-in-grain fabric of zircon point to non-magmatic origin of both rocks. Size frequency distribution of zircon in gneiss is lognormal and probably due to sedimentary sorting. The skewed distribution curve of zircon in para-granodiorite is explained by metamorphic growth of sedimentary zircons which may have been lognormally distributed. Apatite in para-granodiorite on the other hand shows lognormal distribution of grain size. As crystallization of apatite is posttectonic, it seems that random growth conditions in the metamorphic stage may also produce lognormal size frequency distributions. Thin section study is emphasized as some data cannot be obtained from mounted zircon concentrates.

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Résumé Dans la série du gneiss en forme de perles, fréquent dans la Bayerischer Wald du Sud (Bavière), on peut trouver entre Deggendorf et Regen un interlit de roche granodioritique. Les recherches géologiques sur le terrain et au microscope rendent vraisemblable l'origine métamorphique de cette Paragranodiorite. Pour obtenir d'autres caractéristiques lithogénétiques on a fait appel à la texture morphologique, aux relations de longueur à largeur, à la texture grain-en-grain et à la granulométrie statistique du zircon et de l'apatite. Il se dégage ainsi d'autres arguments pour une origine non-magmatique de la Paragranodiorite.

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, . , . .

     

Paleogeography and paleomagnetism of the Nubian Sandstone Eastern Desert of Egypt

The present work gives the results of the paleomagnetic investigations carried out on the Cretaceous Nubian Sandstone and associated volcanics and hematitic oolitic iron ores in the Eastern Desert of Egypt. The paleogeography of the Nubian Sandstone especially for the Eastern Desert is discussed in the light of the various geological data as well as the paleomagnetic results, both of which point to certain conceptions. The position of the paleoequator and paleolatitude 20° S were derived from the paleomagnetic data indicating that the Nubian Sandstone was originally deposited in the paleoequatorial to subequatorial zone. The paleomagnetic results corroborate previous African data that there has been no polar wandering and continental drift for Africa during 210 to 110 million years and extend this period to 85 million years.It is concluded that the Nubian Sandstone is deposited under tropical to subtropical climate and that it is formed under various continental conditions excluding eolian merging intermittently into shallow marine.

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Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit ist das Ergebnis paläomagnetischer Untersuchungen, die in kretazischer Nubischer Serie und zugehörigen vulkanischen Gesteinen sowie in hämatitischoolithischen Eisenerzen in der östlichen Wüste in Ägypten durchgeführt wurden. Es wird die Paläogeographie der Nubischen Serie, besonders der östlichen Wüste, diskutiert, einmal anhand verschiedener geologischer Beobachtungen und darüber hinaus anhand der paläomagnetischen Daten; beides weist auf ähnliche Deutungen hin. Die Lage des Paläoäquators und des Paläobreitenkreises 20° S zeigt an, daß die Nubische Serie in der Umgebung des damaligen Äquators abgelagert wurde. Die paläomagnetischen Ergebnisse bestätigen frühere afrikanische Daten, nach denen keine Kontinentaldrift für diesen Raum zwischen 210 und 110 Mill. Jahren stattfand, und erweitern diese Periode bis 85 Mill. Jahre. Es wird angenommen, daß die Nubische Serie in tropischem bis subtropischem Klima abgelagert wurde, und zwar unter den verschiedensten kontinentalen Ablagerungsbedingungen.

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Résumé Le présent travail est le résultat des recherches paléomagnétiques effectuées sur le grès nubien crétacé, les volcanites associées et les minerais de fer hématitiques et oolithiques dans le désert oriental de l'Egypte. La paléogéographie du grès nubien, surtout celui du désert oriental, est discutée à la lumière des différentes observations géologiques variées et, en outre, des données paléomagnétiques; toutes deux concluent a la même signification. La position du paléoéquateur et de la paléolatitude 20° S montre que la série nubienne a été déposée dans le domaine proche de l'équateur relatif à cette époque.Les résultats paléomagnétiques corroborent les données africaines antérieures d'après lesquelles il n'y aurait pas eu, pour ces régions, de dérive continentale entre 210 à 110 millions d'années; ils prorogent cette période jusqu'à 85 millions d'années.On admet que le grès nbien fut déposé sous le climat tropical à sub-tropical et effectivement sous les différentes conditions de dépôt continentales.

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, , - . , , . . 20° , . , 210–110 , 85 . , .

     

The chemical composition of sea water and pore water in the manganese nodule area of the Central Pacific

Analyses for the following elements were made on 118 samples of pore water and 23 samples of sea water from the radiolarian ooze area of the Central Pacific: Na, Ca, Br, Sr (major elements) and Sc, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Se, Rb, Ag, Sb, Cs, Eu, Ta, Hg, U.The average concentration of most of the elements analyzed is higher in the pore water than in the sea water. The enrichment of elements in both the pore water and the bottom near sea water relative to the average composition of the sea water depends on the residence times of the elements in the sea water — the shorter the residence time the greater the enrichment.The enrichment of an element in these sea and pore waters is also dependant on the chemical species in which it occurs in the sea water. The enrichment seems to be greater for hydroxides, less for complex chloride ions and there is no enrichment for simple ions. The enrichment of the elements occuring as hydroxides (Fe, Cu, Cr, Sc, Eu) or complex chlorides (Mn, Ni, Co, Zn, Ag, Hg, Se) results in precipitation from the sea water, which contributes to the growth of the manganese nodules as well as to the genesis of metalliferous sediments in this area. The greater enrichment in the pore water relative to the sea water accounts for the remobilization of these elements from the sediment as the main source of the material for the growth of the manganese nodules.

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Zusammenfassung 118 Porenwasser- und 23 Meerwasser-Proben aus dem Radiolarienschlammgebiet des Mittleren Pazifik wurden auf folgende Elemente analysiert: Na, Ca, Br, Sr (Hauptbestandteile) und Sc, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Se, Rb, Ag, Sb, Cs, Eu, Ta, Hg, U.Die durchschnittliche Konzentration der meisten bestimmten Elemente ist im Porenwasser höher als im Meerwasser. Die Elementaranreicherung sowohl im Porenwie im bodennahen Meereswasser ist im Vergleich zur weltweiten Durchschnittszusammensetzung des Meerwassers abhÄngig von den Verweilzeiten der Elemente im Meer — je kürzer die Verweilzeit, desto grö\er die Anreicherung.Die Anreicherung eines Elements in diesen Meeres- und PorenwÄssern hÄngt auch von der chemischen Spezies ab, in der es im Meerwasser vorkommt. Die Anreicherung scheint grö\er zu sein für Hydroxide, geringer für komplexe Chlorid-Ionen, und es gibt keine Anreicherung für einfache Ionen. Die Anreicherung der Elemente, die als Hydroxide (Fe, Cu, Cr, Se, Eu) oder komplexe Chloride (Mn, Ni, Co, Zn, Ag, Hg, Se) vorkommen, führt zur AusfÄllung aus dem Meereswasser. Diese AusfÄllung trÄgt bei zum Wachstum der Manganknollen und zur Entstehung von metalliferous sediments in diesem Gebiet. Die grö\ere Anreicherung im Porenwasser im Vergleich zum Meereswasser spricht für die Mobilisierung dieser Elemente aus dem Sediment als der wichtigsten Materialquelle für das Wachstum der Manganknollen.

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Résumé Dans la région des boues á radiolaires de l'Océan Pacifique central 118 échantillons d'eau interstitielle et 23 échantillons d'eau de mer ont été prélevés et analysés. Les éléments suivants ont été déterminés: Na, Ca, Br, Sr (éléments principaux) et Sc, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Se, Rb, Ag, Sb, Cs, Eu, Ta, Hg, U.La concentration moyenne de la majorité des éléments analysés est plus grande dans l'eau interstitielle que dans l'eau de mer. L'enrichissement des éléments dans l'eau interstitielle ainsi que dans l'eau de mer près du fond, comparé aux valeurs moyennes dans l'eau de mer, dépend du temps de séjour de l'élément dans l'eau de mer — le plus court est le temps du séjour, plus fort est l'enrichissement.L'enrichissement d'un élément dans ces échantillons d'eau interstitielle et d'eau de mer dépend également de la forme chimique sous laquelle il se trouve dans l'eau de mer. Il semble que l'enrichissement est plus fort pour les hydroxides, et moindre pour les ions chlorurés complexes. Il n'ya pas d'enrichissement en ions simples. L'enrichissement des éléments sous forme d'hydroxides (Fe, Cu, Cr, Sc, Eu) ou de chlorures complexes (Mn, Ni, Co, Zn, Ag, Hg, Se) entraine la précipitation de ces éléments hors de l'eau de mer, ce qui contribut à la croissance des nodules de manganèse ainsi qu'à la genèse des sédiments métallifères dans cette région. L'enrichissement plus fort dans l'eau interstitielle par rapport à l'eau de mer rend compte de la remobilisation de ces éléments à partir du sédiment comme source principale de matière pour la croissance des nodules de manganèse.

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118 23 : Na, , Br, Sr ( ) Sc, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Se, Rb, Ag, Sb, Cs, u, , Hg, U. , . , , — , . - , : , . — Fe, Cu, Cr, Sc, u -, — Mn, Ni, , Zn, Ag, Hg, Se - . , . 3 , , .

     

Cretaceous synsedimentary tectonics in the Atlas system of Central Morocco

Cretaceous sediments in Central Morocco were deposited in various depositional environments and comprise an undetermined Lower Cretaceous base up to Maastrichtian. The sedimentary columns show a similar facies evolution. Basal unconformities, conglomeratic layers and significant differences in thicknesses reflect pre- and synsedimentary vertical tectonic movements. These tectonic movements took place along large NE/SW striking fault systems, one of the major features of the present tectonic framework. Permanent displacement of the subsidince maxima in time and space indicate the development of small tectonic blocks which were tilted and/or compressed between the fault zones. High sedimentation rates in areas of strong subsidence, however, prevented the evolution of intraplatformbasins. Although tectonic influence was important, eustatic sea level changes ruled the whole sedimentary regime.

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Zusammenfassung Im Mittleren Atlas und der Haute Moulouya reichen die Kreidesedimente von nicht genauer datierbarer Unterkreide bis ins Maastricht. Sie entstanden unter ständig wechselnden Ablagerungsbedingungen. Die einzelnen Sedimentsäulen weisen jeweils große Ähnlichkeiten in ihrer Faziesentwicklung auf, welche hauptsächlich den eustatischen Meeresspiegelschwankungen folgten. Basale Diskordanzen, Konglomeratlagen und signifikante Unterschiede in den Sedimentmächtigkeiten zeigen ständige synsedimentäre Vertikalbewegungen an. Diese erfolgten hauptsächlich an ausgedehnten, NE-SW streichenden Störungssystemen. Die ständigen, sowohl räumlichen als auch zeitlichen Verschiebungen der Subsidenzmaxima deuten auf die Entstehung von kleinräumigen tektonischen Blöcken hin, die zwischen den Störungszonen entweder gefaltet oder gekippt wurden. Dabei verhinderten die hohen Sedimentationsraten und die geringe räumliche Ausdehnung der Subsidenzzonen die Entstehung von tieferen Becken. Trotz der permanenten tektonischen Bewegungen waren eustatische Meeresspiegelschwankungen bestimmend für die Faziesentwicklung im gesamten Sedimentationsraum.

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Résumé Dans le Moyen Atlas et la Haute Moulouya, la sédimentation crétacée s'est effectuée dans des environnements variables depuis l'Eo-Crétacé jusqu'au Maastrichtien. Les colonnes sédimentaires dans les différentes localités sont caractérisées par une grande analogie d'évolution de faciès. Les discordances basales, les niveaux conglomératiques et la différence des épaisseurs d'une localité à une autre traduisent les mouvements verticaux pré- et synsédimentaires; ceci est surtout clair le long des failles de direction NE-SW qui ont constamment influencé la sédimentation. Les variations de la subsidence dans le temps et dans l'espace trouvent leur explication dans un modèle de basculement ou de plissement de petits blocs entre les zones de failles. Dans les zones à subsidence élevée, le taux de sédimentation était également élevé, ce qui a empêché la formation de bassins profonds. Ainsi, en dépit de l'action tectonique, les changements eustatiques du niveau de la mer ont déterminé tout le régime sédimentaire.

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Haute Moulouya , . . , . , . , . ., , NESW. , , , , . . , .

     

Tectonic ideas derived from the Valley and Ridge Province of the Appalachin Mountains

In the late 1830's and 1840's, the brothersWilliam andHenry Rogers (1843) explored the extraordinarily regular fold system of the Central Appalachian Valley and Ridge Province, the first such system to be accurately described, and showed that all the folds formed together within a single, tangential field of force. Their (hand-colored) cross sections, made with no vertical exaggeration and published in 1844, are of astonishing accuracy even today.William Rogers (1884) discovered several of the parallel thrust faults farther south in the province, although he interpreted them as steep upthrusts.Henry Rogers (1845) showed that slaty cleavage has the same trend as the associated folds and formed in the same force field, and he correctly interpreted an angular discordance between Ordovician and Silurian strata as evidence for an earlier period of deformation, although the importance of such precocious orogenies was not then understood. Somewhat later,James Hall (1859, 1883) recognized that the belt of folding was prefigured by a belt of exceptionally thick sediments, andJames D. Dana (1873) called the latter geosynclinal, attributing both belts to lateral compression caused by contraction of the Earth's crust over a cooling and shrinking interior.Late in the 19th century, studies in the Southern Appalachians produced several additional concepts, roughly contemporaneous with similar ideas in Europe: erosion thrusts (Hayes, 1891), underthrusting (Smith, 1893), competence and incompetence of deforming strata, and prefiguring of folds during sedimentation (Willis, 1893). In our own century, John L. Rich's article on the Pine Mountain (Cumberland) thrust sheet established the principle that much folding results from the stepping (ramping) of thrust faults from one incompetent layer to another.

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Zusammenfassung In den dreißiger und vierziger Jahren des neunzehnten Jahrhunderts erkundeten die BrüderWilliam undHenry Rogers (1843) das außerordentlich regelmäßige Faltensystem der Valley and Ridge Provinz der Zentralappalachen. Es war das erste genau beschriebene System dieser Art. Die Brüder Rogers zeigten, daß alle Falten zusammen in einem einzigen tangentialen Kraftfeld erzeugt worden waren. Ihre nicht überhöhten, handgefärbten Profile, 1844 veröffentlicht, sind selbst heute noch von erstaunlicher Genauigkeit.William Rogers (1884) entdeckte mehrere der parallelen Überschiebungen weiter südlich in der Provinz, deutete sie jedoch als steile Aufschiebungen.Henry Rogers (1845) zeigte, daß die Schieferung das gleiche Streichen, wie die verwandten Falten hat, und in dem gleichen Kraftfeld entstanden sind. Richtig deutete er eine Winkeldiskordanz zwischen ordovizischen und silurischen Lagen als Zeugen einer früheren Deformationsepisode, obwohl die Bedeutung solcher vorlaufenden Gebirgsbildungen damals noch nicht erkannt war. Etwas später erkannteJames Hall (1859, 1883), daß der Faltengürtel von einer Zone außerordentlich mächtiger Sedimentablagerungen vorgezeichnet war; J. D.Dana (1873) nannte diese Geosynklinale, indem er beide lateraler Kompression zuschrieb, verursacht durch Kontraktion der Erdkruste über einem abkühlenden und schrumpfenden Erdinneren.Im späten 19. Jahrhundert zeugten Forschungen in den Südappalachen mehrere weitere Konzepte, ungefähr gleichzeitig mit ähnlichen Ideen in Europa: Reliefüberschiebungen (Hayes, 1891); Unterschiebung (Smith, 1893); Kompetenz und Inkompetenz bei der Deformation von Schichtgesteinen; und Vorzeichnung von Falten während der Sedimentation (Willis, 1893). In unserem Jahrhundert hat J. L. Rich in seiner Arbeit über die Pine Mountain (Cumberland) Überschiebungsdecke den Grundsatz festgelegt, daß ein großer Anteil der Faltung durch stufenartiges Aufsteigen (ramping) von Überschiebungen von einer inkompetenten Lage zur nächsten entsteht.

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Résumé Dans les années 1830 á 1850, les frèresHenry etWilliam Rogers (1843) explorèrent le système des plis si réguliers de la province des Vallées et Crêtes dans les Appalaches centrales, le premier système de tels plis qui ait été exactement décrit, et ils montrèrent que tous ces plis se sont formés dans un seul champ de force. Leurs coupes (coloriées à la main), publiées en 1844 sans exagération verticale, possèdent une exactitude étonnante encore de nos jours.William Rogers (1884) découvrit quelques-uns des chevauchements parallèles, plus au sud dans la province, bien qu'il les interprétât comme des failles inverses de soulèvement.Henry Rogers (1845) reconnut que la schistosité (ardoisière) montre la même direction que les plis associés, ayant été formée dans le même champ de forces, et il interpréta correctement une discordance angulaire entre des strates ordoviciennes et siluriennes comme indiquant une période d'orogenèse antérieure, quoique la signification de telles orogenèses précoces ne fût pas comprise à cette époque. Un peu plus tard,James Hall (1859, 1883) reconnut que la zone de plissement appalachienne avait été préfigurée par une zone de sédimentation particulièrement épaisse, et D.Dana (1873) dénomma cette dernière zone «géosynclinale». Il attribua la formation des deux zones à la compression latérale due á la contraction de l'écorce terrestre au-dessus de l'intérieur en voie de refroidissement et de rétrécissement.Vers la fin du 19e siècle, des études dans les Appalaches méridionales aboutirent a des conceptions additionelles, sensiblement au moment de la découverte d'idées semblables en Europe: chevauchements épiglyptiques, (Hayes, 1981), sous-charriages (Smith, 1893), compétence relative des strates en cours de déformation, et anticipation des plis pendant la sédimentation (Willis, 1893). Dans notre siècle, les travaux de L.Rich sur le chevauchement de Pine Mountain (Cumberland) établirent le principe que beaucoup de plis résultent de la montée en rampe des surfaces de chevauchement d'un horizon peu compétent à un autre.

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William Henry Rogers (1843) 30- 40- Vallea Ridge . . , , , 1844 , . William Rogers (1884) , . Henry Rogers (1845) , , . , . James Hall (1859, 1883) , ; J. D. Dane (1873) , , . 19- , : (Hayes, 1891); (Smith, 1893); , , , , (Willis, 1893). J. L. Rich , , , .

     

Tholeiite derivative dyke swarms near Erkowit,Red Sea Hills,Sudan

Extensive dyke swarms have been identified in basement rocks inland from Suakin with NW, N-S, and E-W trends. Petrographic examination and the results of ten XRF analyses of dykes near Erkowit indicate that they belong to a tholeiitic hornblende microgabbro-microdiorite suite. Eight whole rock K-Ar isotopic analyses suggest two possible periods of emplacement at 616±18 Ma. and 660±19 Ma. ago. These are the first geochemical-geochronological data for Sudanese dykes, and suggest an association with the N.E. African igneous ring-complex province.

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Zusammenfassung Ausgedehnte Ansammlungen von Gängen in nordwestlichen, nord-südlichen und ostwestlichen Richtungen wurden im Grundgebirge landeinwärts von Suakin festgestellt. Eine petrographische Überprüfung und die Ergebnisse von zehn XRF-Analysen von Gängen in der Nähe von Erkowit deuten auf eine tholeiitische Homblende-Mikrogabbro-Mikrodiorit-Gruppe hin. Acht K/Ar-Isotopenanalysen legen zwei mögliche Entstehungsperioden um 616±18 Millionen Jahre und 660±19 Millionen Jahre nahe. Dies sind die ersten geochemisch-geochronologischen Daten für sudanesische Gänge; sie weisen auf eine Verbindung mit der nordostafrikanischen plutonischen Ringkomplex Region hin.

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Résumé On a compilé de grands ensembles de dykes dans le socle de l'intérieur de Suakin. Ils sont orientés N.O.-S.E., N-S et E-O. Les examens pétrographiques et les résultats de dix analyses par fluorescence X, des dykes dans la région d'Erkowit indiquent leur apparartenance à une suite tholéiitique de microgabbro ou microdiorite à hornblende. Huit analyses isotropiques de la roche totale par la méthode K-Ar suggérent deux possibilités de la période d'emplacement, 616±18 Ma et 660±19 Ma. Ces premiers éléments d'information géochimiques et géochronologiques concernant les dykes soudanais suggérent une association avec la province du ring-complex du N.E. Africain.

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-, - - Suakin'a. Erkowit'a . - : 616±18 660±19 . ; .

     

The Hercynian gabbro-tonalite-granite-leucogranite suite of Iberia: Geochemistry and fractionation

Detailed geochemical and geochronological study of Hercynian granites and related rocks in Portugal and W Spain (the Ibergranite Project) has inspired new ideas about their origin: formerly regarded as the sole products of crustal anatexis, trace element petrology shows descent by crystal fractionation from mantle-derived parent magmas of basic composition.Four main groups are distinguished: gabbros, tonalites (with minor diorites), granites (including granodiorites) and leucogranites. There are three principal stages of fractionation. First, by labradorite and pyroxene fractionation, gabbroic magmas yield tonalitic rest magmas, as intercumulus liquids. This is witnessed by the occurrence of gabbro plutons — large in S Portugal, small in N Portugal -, of gabbro inclusions in tonalites and granites and of labradorite and pyroxene relics in the andesines and hornblendes, resp., of the tonalites. The tonalites are hornblende-biotite-andesine-quartz rocks containing varying amounts of potash feldspar. Fractionation of hornblende, biotite and andesine yields granitic magmas. Lastly, the granite magmas by fractionation of biotite, oligoclase, potash feldspar and quartz produce leucogranitic liquids in which Rb, U, Sn, W, Ta, Nb, P and Ga are enriched and Ba, Sr, Zr, light REE, Y, Th, Ti and V are depleted.The role of crustal contamination and recyling is discussed.

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Zusammenfassung Ausführliche geochemische und geochronologische Untersuchungen an herzynischen Graniten und assoziierten Gesteinen in Portugal und Westspanien im Rahmen des Ibergranit-Projektes lie\en neue Ideen zu ihrer Genese aufkommen: obwohl sie bisher als Produkte der krustalen Anatexis betrachtet wurden, weist die Spurenelement-Petrologie auf eine Entstehung infolge Kristallisationsfraktionierung basischer Stamm-Magmen, die im oberen Erdmantel gebildet wurden.Es werden vier Hauptgruppen unterschieden; Gabbros, Tonalite (und untergeordnet Diorite), Granite (einschlie\lich Granodiorite) und Leucogranite. Die Fraktionierung lä\t sich in drei Stufen unterteilen: Zuerst trennen Schmelzen gabbroider Zusammensetzung durch Fraktionierung von Labradorit, Pyroxen und Olivin tonalitische Restmagmen als Interkumulus-Schmelzen ab. Zeugen dafür sind Vorkommen von Gabbroplutonen, die in Südportugal gro\e, in Nordportugal kleine Ausdehnung zeigen, und weiterhin das Auftreten von Gabbro-Einschlüssen in Tonaliten und Graniten sowie von Labradorit- und Pyroxen-Relikten in den Andesinen bzw. Hornblenden der Tonalite. Die Tonalite sind Hornblende-Biotit-Andesin-Quarz-Gesteine, die wechselnde Mengen Kalifeldspat führen. Durch die Fraktionierung von Hornblende, Biotit und Andesin erzeugen die Tonalitmagmen granitische Schmelzen. Zuletzt werden Leukogranitschmelzen durch Fraktionierung von Biotit, Oligoklas, Kalifeldspat und Quarz aus Granitmagmen gebildet, wobei Anreicherung an Rb, U, Sn, W, Ta, Nb, P und Ga auftritt sowie Abreicherung an Ba, Sr, Zr leichten Seltenen Erdelementen, Y, Th, Ti und V.Zusätzlich wird auf die Rolle krustaler Kontamination und von Recycling-Prozessen eingegangen.

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Résumé L'étude géochimique et géochronologique détaillée des granites hercyniens et roches associées au Portugal et en Espagne occidentale (le Projet Ibergranite) a inspiré des idées nouvelles sur leur genèse: alors qu'ils étaient jusqu'ici considérés comme provenant uniquement de la fusion de matériel crustal, la géochimie des éléments en trace montre une différenciation par cristallisation fractionnée à partir de magmas basiques d'origine mantélique.On peut distinguer quatre groupes principaux: gabbros, tonalités (avec diorites subordonnées), granites (y compris granodiorites) et leucogranites. Le fractionnement se divise en trois stades principaux. D'abord, par fractionnement de labrador, de pyroxene et d'olivine, les magmas gabbroÏques produisent des magmas résiduels tonalitiques, disposés en liquides inter-cumulat. En témoignent: la présence de plutons de gabbrode dimensions considérables dans le sud du Portugal et petites dans le Nord-, les enclaves gabbroÏques dans les tonalites et granites, les reliques de labrador et pyroxene dans les andesites et de hornblende dans les tonalites. Les tonalites sont des roches à hornblende, biotite, andésine, quartz, accompagnés de feldspath potassique en quantité variable. En second lieu, le fractionnement de hornblende, de biotite et d'andésine conduit aux magmas granitiques. Finalement, par fractionnement de biotite, d'oligoclase, de feldspath potassique et de quartz, les magmas granitiques donnent des magmas leucogranitiques enrichis en Rb, U, Sn, W, Ta, Nb, P, Ga et appauvris en Ba, Sr, Zr, terres rares légères, Y, Th, Ti et V.Le rÔle de la contamination crustale et du recyclage est discuté.

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, - , : , , , , . : , ( ), ( ) . : , , , . , , , , . — , , , . , . , , , Rb, U, Sn, W, Ta, Nb, P Ga , a Ba, Sr, Zr, , Y, Th, Ti V .B Recycling'a.

     

Provenance and diagenesis of organic matter in Late Cretaceous and Tertiary sediments from the southern Black Sea margin

The organic matter in the Late Cretaceous and Tertiary sediments from the southern Black Sea margin is assigned to the terrestrial-marine/terrestrial range of organic facies. Within this range, the stratigraphic section yields different organic facies types in response to different accumulation and preservation controlling processes. During the Late Companian-Maastrichtian, organic material from the shelf and slope was re-deposited in the deeper oxic parts of the basin. Rapid transport and sedimentation resulted in a higher degree of preservation of lipid-rich, terrestrial components (sporinite, cutinite, resinite) in comparison to the autochthonous sediments. The increase in organic carbon with increasing silt/clay content together with low carbon concentrations in the allochthonous sediments suggest that the accumulation of organic matter in the source areas was controlled by terrigenous influx and that the accumulation conditions were not favorable.In the Eocene (fore-arc basin), the higher content of marine organic matter can be explained by progressive shallowing of the environment and by reduced oxygen content in the bottom waters (reduced bioturbation).In the Miocene and Pliocene (back-arc basin), the organic fraction of the sediments from the basin margin is purely terrestrial and consists mostly of inertinite and reworked terrigenous liptinite indicating oxidative conditions. The dominance of inertodetrinite in the Miocene and of semifusinite in the Pliocene point to a change in the source area or to a higher energy transport or deposition conditions for the Miocene marginal sediments. In the basin interior, the higher content of marine organic matter is due to an oxygen deficiency or anoxic conditions in the bottom waters. Mineral associations indicate complete sulfate reduction and consequent methanogenesis. This is also implied in the hydrocarbon distributions. Periodic oxic conditions lead to a decrease in the marine liptinitic component. In the basin interior, however, the terrigenous fraction is still dominant, implying a continuous influx from the basin margins.The Late Cretaceous to Pliocene sediments are thermally immature (Rm<0.5%, T_max<435 °C).

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Zusammenfassung Die organische Substanz in den Sedimenten der Oberkreide und des Tertiärs der südlichen Schwarzmeerregion ist dem terrestrischen bis marin-terrestrischen Bereich organischer Fazies zuzuordnen. Innerhalb dieses Bereiches weisen die stratigraphischen Abschnitte unterschiedliche organische Faziestypen auf, die auf unterschiedliche, die Akkumulation und den Erhaltungsgrad der organischen Substanz kontrollierende Prozesse zurückzuführen sind.Während des Obercampan-Maastrichtiums und des Paläozäns (fore-arc Becken) wurde organisches Material des Schelf/-hanges in den tieferen oxischen Beckenbereichen resedimentiert. Die rasche Zufuhr und Ablagerung führte zu einem gegenüber den autochthonen Sedimenten höheren Erhaltungsgrad an lipidreichen, terrestrischen Komponenten (Sporinit, Cutinit, Resinit). Die Zunahme an organischem Kohlenstoff mit steigendem Silt-/Tonanteil bei insgesamt niedrigen Kohlenstoffkonzentrationen in den Resedimenten läßt vermuten, daß die Akkumulation organischer Substanz in den Liefergebieten durch terrigene Zufuhr bestimmt wurde und die Akkumulationsbedingungen ungünstig waren.Für das Eozän ist ein erhöhter Eintrag an marinem organischem Material zu verzeichnen, der mit der zunehmenden Verflachung des Ablagerungsraumes (fore-arc Becken) und einer Reduzierung im Sauerstoffgehalt des Bodenwassers (abnehmende Bioturbation) erklärt wird.Für das Miozän und Pliozän (back-arc Becken) ist die organische Fraktion der Ablagerungen des Beckenrandes rein terrestrisch und besteht zum größten Teil aus Inertinit und wieder aufgearbeitetem terrigenem Liptinit, die oxidative Verhältnisse anzeigen. Die Dominanz von Inertodetrinit im Miozän und Semifusinit im Pliozän indiziert eine Änderung im Liefergebiet oder ein höheres Energieniveau beim Transport bzw. im Ablagerungsraum der miozänen Randsedimente. Im Beckeninneren ist ein erhöhter Anteil an mariner organischer Substanz festzustellen, der auf Sauerstoffverarmung oder anoxische Verhältnisse im Bodenwasser zurückgeführt wird. Die Mineralassoziationen in den Sedimenten weisen auf vollständige Sulfatreduktion und nachfolgende Methanogenese hin, die sich auch mit den Kohlenwasserstoffverteilungen nachvollziehen läßt. Periodisch oxische Bedingungen führen zu einer Reduzierung der marin-liptinitischen Komponente. Im Beckeninneren dominiert jedoch auch die terrigene Fraktion (Huminit/Vitrinit, Inertinit), was auf kontinuierliche Zufuhr vom Beckenrand schließen läßt.Die Sedimente der Oberkreide bis Pliozän sind thermisch unreif (Rm<0.5%, T_max<435 °C).

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Résumé La matière organique contenue dans les sédiments du Crétacé supérieur et du Tertiaire de la partie sud de la Mer Noire est à rapporter au domaine de facies organique terrestre à marin-terrestre. La série stratigraphique présente, dans les limites de ce domaine, divers types de facies organiques qui traduisent les divers processus qui régissent l'accumulation et la préservation.Au cours du Campanian supérieur-Maastrichtien, des matériaux organiques provenant du shelf et du talus continental ont été redéposés dans les parties oxygénées plus profondes du bassin. La rapidité du transport et de la sédimentation a entraîné la préservation de composants terrestres riches en lipides (sporonite, cutinite, résinite), dans une mesure plus élevée que dans les sédiments autochtones. L'augmentation de la teneur en carbone organique corrélative à celle de la fraction fine (boue et silt), de même que la faible concentration en carbone des sédiments allochtones indique que, dans la région-source, l'accumulation de matières organiques était régie par un afflux terrigène et que les conditions d'accumulation n'étaient pas favorables.A l'Eocène (bassin d'avant-arc) le contenu en matière organique marine est plus élevé, ce qui s'explique par la diminution progressive de la profondeur et par la réduction de la teneur en oxygène des eaux du fond (bioturbation réduite).Au Miocène et au Pliocène (bassin d'arrière-arc), la fraction organique des sédiments de la bordure du bassin est purement terrestre et consiste principalement en inertinite et en liptinite terrigène remaniée, ce qui indique des conditions oxydantes. La prédominance d'inertodétrinite au Miocène et de semifusinite au Pliocène indique soit une source différente, soit un transport ou un dépôt dans les conditions de plus haute énergie des sédiments miocènes marginaux. Vers l'intérieur du bassin, le contenu plus élevé en matière organique marine est dû à une déficience en oxygène ou à des conditions anoxiques dans les eaux de fond. Les associations minérales indiquent une réduction complète des sulfates et en conséquence une méthanogenèse, ce qui ressort également de la distribution des hydrocarbures. Des conditions oxydantes périodiques provoquent une diminution du composant liptinitique marin. Dans l'intérieur du bassin, toutefois, la fraction terrigène reste dominante, ce qui implique un afflux continu depuis les marges du bassin.Les sédiments d'âge crétacé supérieur à pliocène sont thermiquement immatures (Rm<0,5%; Tmax<435 °C).

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, , - . , , . - , . , ( , , ), . , , . , (force-arc Basin) ( ). (back-arc Basin) , . , , . , , . , . . ( , ), . : (Rm<0,5 %; T_max<435° ).

     

Sedimentologische Untersuchungen im Golf von Manfredonia (Südadria)

Zusammenfassung Der Golf von Manfredonia spielt als Mündungsgebiet der Flüsse Ofanto, Carapelle und Cervaro im meeresgeologischen Geschehen der Südadria eine wichtige Rolle. Die charakteristische, durch den vulkanischen Komplex des Monte Vulture geprägte Mineralgesellschaft der Ofanto-Sedimente läßt sich über den Golf hinaus in der gesamten Südadria nachweisen.Zwischen 1966 und 1969 wurden im Golf und in seinem Küstenbereich 305 Proben genommen, 540 km Echographprofile gefahren, an 80 Tagen Strömungsmessungen durchgeführt und ausgedehnte Tauchbeobachtungen gemacht.In der sog. Scogliera, einer Untiefe im Südteil des Golfes, unterscheidet sich der Meeresboden durch seine Morphologie und Lithofazies deutlich von dem des übrigen Golfes.Anhand von Schwermineral-Untersuchungen wurde festgestellt, daß sich innerhalb des Golfes zwei Schwermineral-Gesellschaften unterschiedlicher Herkunft und Paragenese miteinander vermischen.Durch Strömungsmessungen ließen sich innerhalb des Golfes Strömungen in vorwiegend nordwestlicher bis nordöstlicher Richtung nachweisen.

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305 sediment samples were taken from the Gulf of Manfredonia during the years 1966–1969. About 540 km echo-sounding profiles were run in the gulf. More than 20 km² of the seafloor were examined byScuba-divers. For 80 days bottom currents were measured by self-recording current meters.The Gulf of Manfredonia is supplied with sediments by the Apennine rivers Cervaro, Carapelle, and mainly by the river Ofanto, transporting clastic material from the volcanic complex of the Mount Vulture into the gulf.These sediments have a characteristical heavy mineral association (augitbasaltic hornblende - melanit), called the Ofanto-heavy mineral association. They are mainly redistributed to the North and Northwest by a clockwise (anticyclonic) eddy from the mouth of the river Ofanto.The Ofanto-heavy mineral association prevails in the sediments of the Southern Adriatic. Yet in the northern part of the gulf, the sediments with this mineral association are mixed with other sediments which are transported along the Italian coast of the Adriatic to the South-East by the SE flowing gradient current (Zore-Armanda, 1964). The provenance of these northerly sediments is assumed to be from the Apennine and the Po-River (padanic-apenninic heavy mineral association: garnet-epidote-hornblende-glaukophane).In the southern parts of the gulf a shoal, called scogliera, was observed. The scogliera morphologically and litologically is very different from the surrounding muds and silty muds; it probably represents a paleo-coastline from a time of lowered sea-level.

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Riassunto Sono riportati i primi risultati delle ricerche sedimentologiche e mineralogiche sopra i sedimenti recenti del Golfo di Manfredonia. I indagini sono stati eseguiti durante i anni 1966–1969.Sulla base dell' esame delle caratteristiche di questi sedimenti e di uno sguardo d'insieme sulla costituzione litologica della regione del golfo vengono prospettate le probabili origini e la distribuzione di detti sedimenti. Col aiuto dieRichardson-correntometri e stata provata l'influenza delle certe correnti marine nel golfo alla distribuzione delle sedimenti portati al golfo dai fiumi Ofanto, Carapelle, e Cervaro.

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Manfredonia, Ofanto, Carapella Cervaro, 1966–1969 305 . , , . 540 , , 80 . , , - -.

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Die Untersuchungen wurden mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (Schwerpunktprogramm Sedimentforschung Fa 46/7-10) durchgeführt. Wir danken dem Leiter des Forschungsvorhabens, Herrn Dr. F.Fabricius, für Anregung und Kritik. Herrn Dr. U.von Rad sind wir für seinen wissenschaftlichen Beistand und seine unermüdliche Hilfsbereitschaft sowohl im Gelände als auch bei der Auswertung der Ergebnisse besonders verpflichtet. Außerdem danken wir Herrn Dipl.-Geol. K.Braune für seine Hilfe.     

Paläomagnetische Untersuchungen im Schilfsandstein (Trias,Km2) Westeuropas

Zusammenfassung Von insgesamt 46 beprobten Profilen aus dem Schilfsandstein (Trias, Km2) Westeuropas wurden bislang 41 Profile mit 343 Einheiten und 870 Handstücken mit 1897 Einzelkernen auf ihren paläomagnetischen Inhalt untersucht.Thermische Entmagnetisierungsversuche an 277 Proben zeigen, daß die natürliche remanente Magnetisierung (NRM) von mehreren, an verschiedene Magnetisierungsträger gebundenen Komponenten getragen wird.Als charakteristische remanente Magnetisierung (CARM), von der angenommen wird, daß sie das zur Ablagerungszeit herrschende Paläofeld abbildet, kristallisiert sich für die Sedimentationsräume Weserbergland und Franken eine Deklination (DR=Deklination rotiert) von 60° und eine Inklination (IR=Inklination rotiert) von 30° (DR/IR 60/30) und für Schwaben und die Nordschweiz DR/IR 240/–30 heraus.Neben der stabilen Paläofeldrichtung werden auch sedimentäre und tektonische Gefüge als weitere stabile Magnetisierungsrichtungen abgebildet. Diese Richtungen liegen der Achse maximaler Suszeptibilität (K1 max) parallel.Unter Annahme einer normalen Polarität des Erdmagnetfeldes zur Zeit der Schilfsandsteinablagerung im Weserbergland und Franken und einer reversen Polarität zur Zeit der Ablagerung in Schwaben und der Nordschweiz errechnet sich ein Paläonordpol bei 111 E 28 N; er fällt damit in die Nähe des Triaspoles der Europäischen Polwanderungskurve (McElhinny, 1973).Für den Ablagerungszeitraum des Raibler Sandsteins in den Südalpen wird ein Paläonordpol bei 128 W 48 N errechnet.Die magnetostratigraphische Zeitskala der Trias (Burek, 1970) kann um die Einstufung des Schilfsandsteins in das höhere obere Karn mit beginnender normaler Polarität und dann reverser Polarität ergänzt werden.

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In the Schilfsandstein (Triassic, Km2) of Western Europe 41 sections with 343 units and 1897 cores were sampled for palaeomagnetic investigations. By thermal demagnetization experiments different magnetic minerals were determined as carriers of the natural rémanent magnetization (NRM).The characteristic remanent magnetization (CARM) reflecting the palaeofield direction is described in the Weserbergland and Franken by DR/IR 60/30 (DR = declination after tectonic correction/IR=inclination after tectonic correction) and in Schwaben and Northern Switzerland by DR/IR 240/–30.In addition stable directions are reported which are related to sedimentary and tectonic fabric. These directions are parallel to the axis of maximum susceptibility (Klmax).Assuming normal polarity for the magnetic field during deposition of the Schilfsandstein in the Weserbergland and Franken and assuming reversed polarity in Schwaben and Northern Switzerland a palaeonorthpole is estimated at 111 E 28 N. This poleposition fits near the Triassic poleposition of the European polar wandering curve (McElhinny, 1973).The poleposition of the Bergamasker Alps (Raibler Sandstein, Southern Alps) is figured out at 128 W 48 N.The triassic magnetostratigraphic time scale ofBurek (1970) can be completed as far as the Schilfsandstein is to arrange into the highest Upper Carnian starting with normal polarity going on with reversed polarity.

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Résumé Dans le Grès à roseaux (Trias, Km 2) de l'Europe occidentale, 343 prélèvements provenant de 41 profils et 1897 carrottes extraites de 870 échantillons ont fait l'objet de recherches paléomagnétiques. — Des essais de démagnétisation thermique sur 277 échantillons ont révélé différents minéraux magnétiques comme étant les porteurs de l'aimantation rémanente naturelle (NRM). — L'aimentation rémanente caractéristique (CARM) reflétant la direction du paléochamp magnétique au moment de la sédimentation donne des valeurs de 60/30 pour DR/IR (DR=déclinaison après correction tectonique, — IR=inclinaison après correction tectonique) dans le Weserbergland et en Franconie et 240/– 30 pour DR/IR en Souabe et dans la Suisse septentrionale. — En plus de la direction stable du paléo champ, on a trouvé d'autres directions d'aimentation stables reliées aux structures sédimentaires et tectoniques. Ces directions sont parallèles à l'axe de la susceptibilité magnétique maximale (K1 max). — En supposant une polarité normale du champ magnétique terrestre au moment de la sédimentation du Grès à roseaux dans le Weserbergland et la Franconie, et une polarité inversée pendant sa formation en Souabe et en Suisse septentrionale, il en résulte une position géographique de 111 E et 28° N pour le paléopôle Nord, ce qui coïncide à peu près avec la position du pôle triasique sur la courbe polaire de l'Europe (McElhinny, 1973). Pendant la sédimentation du Grès de Raibler dans les Alpes bergamasques, le paléopôle Nord se trouvait à 128° O 48° N. — L'echelle magnétostratigraphique pour le Trias (Burek, 1970) peut maintenant être complétée en datant le Grès à roseaux dans la partie supérieure du Carnien supérieur, débutant par une aimantation normale et continuant par une aimantation inversée.

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343 41 ( ) 1897 870 . 277 , — NRM — . — CARM —, , , , , (DR = Deklination rotiert) 60°, (IR = Inklination rotiert) 30° (DR/IR 60/30), DR/IR 240/-30. , . /_1makc. , 111 E 28 N, . ., . 128 W 48 N. (Burek, 1970) . . , .

     

Biogenic and lithogenic magnetic minerals in Atlantic and Pacific deep sea sediments and their paleomagnetic significance

The carrier of the natural magnetization of deep sea sediments was characterized by mineralogical, electron microscopic, and rock magnetic investigations. Magnetic single domain (SD) and pseudo single domain (PSD) particles which are most important for the stable remanent magnetization were separated from the magnetic »coarse fraction« and concentrated as magnetic »fine fraction«. The magnetic coarse fraction consists of lithogenic magnetite and titanomagnetite, which often contains exsolution-lamellae of ilmenite. Both minerals are partially maghematized and occur isolated in the sediment or embedded in rock particles, in regionally different concentrations. The magnetic fine fraction consists of lithogenic magnetite and titanomagnetite and biogenic magnetite (magnetofossils = fossil bacterial magnetosomes), the latter generally maghematized.A graphical method is described which allows the classification and characterization of the magnetic fine fraction by demagnetization of the anhysteretic remanent magnetization (ARM) of whole sediment samples. Three groups with different magnetic properties can be distinguished, characterized by three ARM type-curves: Type A curves are associated with sediments from abyssal plaines. They show nearly identical ARM properties and are typical for magnetofossils.Type B curves are produced by sediments from the vicinity of volcanic regions. Their shapes are variable to a certain degree and indicate two lithogenic magnetic phases.Type C curves are found for sediments from submarine ridges and regions with input of terrigenous detritus. These curves have the largest deviations among each other indicating a magnetic multi-phase assemblage including magnetofossils.

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Zusammenfassung Die Träger der Magnetisierung von Tiefseesedimenten wurden mineralogisch, elektronenmikroskopisch und gesteinsmagnetisch untersucht. Magnetische Eindomänen (SD) und Pseudo-Eindomänen (PSD) Partikel, die für eine stabile remanente Magnetisierung wichtig sind, wurden als magnetische »Feinfraktion« von der magnetischen »Grobfraktion« abgetrennt. Die magnetische Grobfraktion besteht aus lithogenem Titanomagnetit und Magnetit die teilweise maghemitisiert sind und teilweise auch Ilmenit-Entmischungslamellen aufweisen. In regional unterschiedlichen Konzentrationen liegen sie frei im Sediment oder in silikatischer Matrix eingebettet vor. Die magnetische Feinfraktion besteht sowohl aus lithogenem Titanomagnetit und Magnetit, als auch aus biogenem Magnetit (Magnetofossilien = fossile bakterielle Magnetosomen); letzterer ist größtenteils maghemitisiert.Es wird eine grafische Darstellungsmethode beschrieben, die anhand von Untersuchungen der anhysteretischen remanenten Magnetisierung (ARM) von Sedimentproben eine Charakterisierung der magnetischen Feinfraktion erlaubt. Es lassen sich dadurch drei Gruppen mit unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften unterscheiden, die durch drei Gruppen von ARM-Kurventypen charakterisiert sind.Kurventyp A wird bei Sedimenten aus Tiefsee-Ebenen beobachtet. Die ARM-Daten sind nahezu identisch und zeigen ein Verhalten, wie es für Magnetofossilien typisch ist. Kurventyp B tritt bei Sedimenten aus dem Einzugsbereich vulkanischer Gebiete auf. Er zeigt eine größere Variation und die Form der Kurven spricht für ein System aus zwei lithogenen magnetischen Komponenten.Kurventyp C gehört zu Sedimenten aus submarinen Rücken und dem Einzugsgebiet terrigener Schüttungen. Die Kurvenverläufe sind uneinheitlich und sprechen für ein magnetisches Mehrkomponenten-System mit Beteiligung von Magnetofossilien.

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Résumé Les minéraux porteurs du magnétisme dans les sédiments de mer profonde ont été explorés par les méthodes de la minéralogie, de la microscopie électronique et du magnétisme des roches. Les particules qui correspondent à un domaine magnétique unique (SD) et pseudo-unique (PSD), significatives pour un magnétisme rénanent stable, ont été concentrées comme «fraction magnétique fine» après séparation de la «fraction magnétique grossière». Cette dernière consiste en magnétite et titanomagnétite lithogéniques, qui renferment souvent des lamelles d'exsolution d'ilménite. Ces deux minéraux sont partiellement maghémitisés; ils se présentent isolés ou inclus dans des fragments de roches, avec des concentrations régionales diverses. La fraction magnétique fine consiste en magnétite et titanomagnétite lithogéniques, ainsi qu'en magnétite biogénique (magnétofossile = magnétosome fossile bactérien), cette dernière ordinairement maghemitisée.Les auteurs présentent une méthode graphique qui permet de caractériser la fraction magnétique fine à partir de l'examen du magnétisme rémanent anhystérique (ARM) de l'échantillon de sédiment. Cette méthode permet de distinguer trois groupes de propriétés magnétiques différentes, caractérisés par trois types de courbes ARM. Les courbes de type A caractérisent les sédiments de plaines abyssales; elles montrent des propriétés ARM presque identiques et sont typiques pour les magnétofossiles. Les courbes de types B sont fournies par les sédiments voisins des régions volcaniques; leurs formes varient dans une certaine mesure et indiquent un système à deux composants magnétiques lithogéniques. Les courbes de type C correspondent aux sédiments des crêtes sous-marines et des régions à apports terrigènes; ces courbes présentent entre elles des différences plus marquées, ce qui indique un système magnétique à composants multiples, comportant des magnétofossiles.

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, - . (SD) (PSD) , , » « » «. . . , . , , . » « , , — , , ; . (ARM) , . , ARM. , . - , .

     

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

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

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

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

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. , , 70, . , , .