Rb-Sr- und K-Ar-Altersbestimmungen an Gesteinen und Mineralien des südlichen Ötztalkristallins und der westlichen Hohen Tauern

Zusammenfassung Mehr als 150 Rb-Sr- und K-Ar-Altersbestimmungen wurden an verschiedenen Gesteinstypen und Mineralien aus dem Schneeberger-Zug (Monteneve) sowie dem südlich anschließenden Ostalpinen Altkristallin und aus den westlichen Hohen Tauern durchgeführt.Die ältesten Gesteine im Ötztalkristallin sind die einförmigen Paragesteinsserien des Ostalpinen Altkristallins. Die charakteristischen Einschaltungen in diesen Gesteinen sind langgestreckte,s-parallel eingeschaltete Orthogneise, die einen Isochronenalterswert von 436±17 Mill. Jahren ergaben, bei einem initialen Sr⁸⁷/Sr⁸⁶-Verhältnis von 0,7102±0,0014. Um die Bedeutung dieses Isochronenalterswertes zu klären, wurde ein kombiniertesCompston-Jeffery- undNicolaysen-Diagramm verwendet. Daraus ergibt sich, daß die Schmelzbildung dieser granitischen Gesteine im Ötztalkristallin kaum älter als 450 Mill. Jahre sein kann.Die Auswirkung der variszischen Metamorphose südlich des westlichen Tauernfensters ist an den Mineralien eines pegmatitischen Orthogneises mit dem Rb-Sr-Isochronenalterswert von 299±12 Mill. Jahren ersichtlich. Die Isochrone ergibt ein initiales Sr⁸⁷/Sr⁸⁶-Verhältnis von 0,9657±0,014.Das alpine Geschehen beginnt mit der frühalpinen Metamorphose in weiten Teilen des Ostalpinen Altkristallins. Die Rb-Sr-Hellglimmeralter um 120-110 Mill. Jahre weisen vermutlich auf die mögliche Bildungszeit der Hellglimmer bzw. der frühalpinen Mineralparagenesen im Bereich des Schneeberger-Zuges (Monteneve) und seiner unmittelbaren Umgebung hin. Dagegen fallen die K-Ar-Abkühlalterswerte an Hellglimmern in das Zeitintervall von 90-77 Mill. Jahren, gleichgültig ob Phengite oder Muskovite untersucht wurden. Die Rb-Sr- und K-Ar-Biotitabkühlalter von 80-74 Mill. Jahren weisen auf eine weitspannige, schnelle Abkühlung eventuell im Zusammenhang mit einer Überschiebung hin. Die frühalpine Aufwärmung fehlt nur im Südteil des Altkristallins südlich der westlichen Hohen Tauern.Das jüngste Ereignis im untersuchten Gebiet ist aus dem Bereich des Tauernwestendes durch die Rb-Sr- und K-Ar-Hellglimmeralter von 36-25 Mill. Jahren gegeben. Die Rb-Sr-Phengitalter von rund 30 Mill. Jahren sowie die gleichalten K-Ar-Hellglimmeralter aus dem schwächst temperierten Bereich des Tauernfensters stellen vermutlich Bildungsalter nahe des thermischen Höhepunktes dar. Am Tauernwestende weisen die wenig streuenden Biotitalter darauf hin, daß die Abkühlung auf etwa 300° C durch eine gleichförmige, blockartige Hebung relativ rasch erfolgte.

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More than 150 Rb-Sr and K-Ar age determinations were made on different types of rocks and minerals from the Schneeberger-Zug (Monteneve) and the south lying Eastalpine Altkristallin, as well as from rocks of the western end of the Hohen Tauern.The oldest rocks from the Oetztalkristallin are the monotonous paragneisses of the Eastalpine Altkristallin. Intercalated ands-parallel within these rocks are orthogneisses. They yield an isochron age of 436±17 m. y., with an initial of 0.7102±0.0014. The combination of aCompston-Jeffery with aNicolaysen-diagram shows, that the magmatic stage of these rocks could hardly be older than 450 m. y.A pegmatitic orthogneiss with an Rb-Sr-mineralisochron age of 299±12 m. y. and an initial of 0.9657±0.0140 shows the influence of the Hercynian metamorphic event in the South of the western end of the Hohen Tauern.The alpine orogeny starts with Eo-alpine metamorphism in widespread parts of the Eastalpine Altkristallin. Rb-Sr ages (120-110 m. y.) on white micas probably point to the time of the formation of the white micas as well as to the formation of the Eoalpine mineral-parageneses in the region of the Schneeberger-Zug (Monteneve) and its very near surroundings. The K-Ar cooling ages are in the range of 90 to 77 m. y. for muscovites and phengites. The cooling ages on biotites (Rb-Sr and K-Ar) in the range of 80 to 74 m. y. point to widespread, rapid cooling presumably in connection with an overthrust. The Eo-alpine thermal event is missing only in the southern part of the Altkristallin to the South of the western Hohen Tauern.The youngest event in the area of discussion is given by the white mica-ages (Rb-Sr and K-Ar) of 36 to 25 m. y. found in the region of the Western end of the Hohen Tauern. The Rb-Sr phengite-ages of around 30 m. y., as well as the K-Ar white mica-ages of the same age from the thermally least affected area of the Tauern-window, can probably be interpreted as formation-ages near the thermal climax. The biotite-ages at the Western end of the Hohen Tauern have a very small spread and this points to a relatively quick cooling due to blocklike uplift of the whole region.

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Résumé Plus de 150 déterminations d'âge par Rb-Sr et K-Ar ont été faites sur différentes espèces de roches et minéraux du «Schneeberger Zug» (Monteneve) et de sa continuation vers le sud: le cristallin austroalpin ainsi que du «Hohen Tauern» à l'ouest.Les plus vieilles roches du cristallin d'Oetztal sont les séries monotones des roches de caractère «para» du cristallin austroalpin. Les intercalations typiques dans ces roches sont des orthogneiss allonges ets-parallèles qui montrent un âge d'isochrone de 436±17 millions d'années avec un rapport initial de Sr⁸⁷/Sr⁸⁶ de 0,7102±0,0014.Afin de déterminer la signification de cet âge d'isochrone on utilisa un diagramme combiné deCompston-Jeffery etNicolaysen. Il en résulte que l'âge magmatique de ces roches granitiques dans le cristallin d'Oetztal ne peut pas être plus vieux que 450 millions d'années.L'influence de la métamorphose hercynienne au sud du «westliches Tauernfenster» est bien visible dans les minéraux d'un orthogneiss pegmatitique avec un âge d'isochrone de Rb-Sr de 299 ± 12 millions d'années. L'isochrone donne un rapport initial du sr⁸⁷/Sr⁸⁶ de 0,9657±0,014.L'événement alpin commence avec la métamorphose alpine initiale dans de vastes parties du cristallin austroalpin. Les âges Rb-Sr des micas blancs de 120-110 millions d'années pourraient indiquer le temps de formation possible des micas blancs respectivement des paragenèses des minéraux jeunes-alpins dans la région du «Schneeberger-Zug» (Monteneve) et ses environs directs.Par contre les dates K-Ar de refroidissement des micas blancs tombent dans l'intervalle de 90 à 77 millions d'années, indifféremment si on examine des Phengites ou Muscovites. Les âges Rb-Sr et K-Ar de refroidissement des biotites de 80 à 74 millions d'années indiquent un refroidissement étendu et rapide, peut-être en relation avec un chevauchement. L'échauffement jeune-alpin ne manque qu'au sud du vieux cristallin, situé au sud des «Hohen Tauern» occidentales.L'événement le plus jeune dans le domaine examiné se trouve dans la région du «Tauernwestende» avec un âge Rb-Sr et K-Ar des micas blancs de 36 à 25 millions d'années. L'âge Rb-Sr des Phengites de 30 millions d'années ainsi que les mêmes âges K-Ar des micas blancs de la région du «Tauernfenster» la moindre temperée, indiquent un âge de formation vraisemblablement proche du maximum thermique.Dans la région du «Tauernwestende» les âges des biotites ne différent pas beaucoup; cela nous indique que le refroidissement à 300° C s'effectua rapidement par une élévation en bloc et monotone.

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150 Rb/Sr K/Ar -, , - . , - . , S- , 436±17 , 0,7102 ±0,0014. , Compston-Jeffery, , - 450 . , Rb/Sr 299±12 . Sr⁸⁷/Sr⁸⁶ 0,9657±0,014. - . — Rb/Sr 120– 110 — , -, , . — — 90 77 , , - . , Rb/Sr K/Ar, 80–74 , , , , . .

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Erweiterte Fassung eines am 22. und 23. März 1975 im Rahmen des Schwerpunktprogramms der DFG auf dem Internationalen Symposium zur Geodynamik der Ostalpen in Salzburg gehaltenen Vortrages.     

Ein stratiformes Fluoritvorkommen im Zechsteindolomit bei Eschwege und Sontra in Hessen

Zusammenfassung Im Hauptdolomit (Ca₂) und im Plattendolomit (Ca₃) des mittleren Zechsteins bei Eschwege und Sontra in Hessen wurde 1974 erstmals Fluorit entdeckt. Durch Bohrungen, chemische und geochemische Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, daß im Hauptdolomit der Fluorit schichtgebunden, gelegentlich in dunklen Lagen und Linsen bis 0,5 m mächtig, makroskopisch sichtbar auftritt. Häufiger kommt er in 18–20 m mächtigen Zonen vor, die aber wegen des geringen Fluoritgehaltes von unter 10 % CaF₂ sich von dem grauweißen Dolomit ohne Fluorit nicht unterscheiden.In den dunklen bis schwarz gefärbten Lagen schwanken die Fluoritgehalte zwischen 10 und 50 % CaF₂. Einzelproben enthalten bis 80 % CaF₂. Die Dunkelfärbung ist teils durch den Gehalt von violettem Fluorit, mehr noch durch Bitumen bedingt.Fluorit wurde ferner im stratigraphisch höher gelegenen Plattendolomit (Ca₃) der Leine-Serie Z3 gefunden. In Aufschlüssen und Steinbrüchen in der Nähe von Sontra enthält der Plattendolomit lokal 1–4 % CaF₂.Die makro- und mikroskopisch sichtbare Wechsellagerung von Fluorit und Dolomit mit einem deutlichen Lagengefüge und das Fehlen von hydrothermalem Fluorit und anderen Mineralien auf Gängen und Klüften sind Beweise für eine synsedimentäre Bildung des Fluorites im Hauptdolomit (Ca₂) und Plattendolomit (Ca₃) in Hessen. Für den Hauptdolomit wird angenommen, daß er spätdiagenetisch entstanden ist. Dies dürfte auch für den Fluorit zutreffen. Als Bildungsbereich werden flache Lagunen mit salinärer Fazies angenommen. Das Fluor stammt aus dem normalen Gehalt des Meerwassers. Es muß aber angenommen werden, daß der Fluorgehalt des Meerwassers durch Zufuhr von Fluor aus dem Festlande, z. B. aus den fluorreichen Graniten des Harzes merklich erhöht wurde. Nur so sind die großen Fluoritmengen im Zechsteindolomit in Hessen zu erklären. Sie werden auf 5–7·10⁶ + CaF₂ geschätzt.

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In 1974, fluorite was detected for the first time in the Hauptdolomit (Ca₂) and in the Plattendolomit (Ca₃) of the Middle Zechsteinformation near Eschwege and Sontra, Hessia. It was confirmed by means of drilling, chemical and geochemical investigations that the fluorite in the Hauptdolomit is stratabound. It occurs both locally in the form of macroscopic dark layers and lenses of up to 0,5 m thickness and moreoften, as zones up to 18–20 m thick which cannot macroscopically be distinguished from the greyish white dolomite without fluorite because of the low CaF₂ content (less than 10 %).The fluorite contents vary between 10 an 50 % CaF₂ in the dark black layers. Special samples may contain up to 80 % CaF₂. The dark colour derives partly from the lilac fluorite but to a greater degree from bitumous material.Fluorite has also been detected in the stratigraphically higher Plattendolomit (Ca₃) of the Leine-Series Z 3. Outcrops and quarries near Sontra have local contents of 1–4 % CaF₂.The macroscopic and microscopic interstratification of fluorite and dolomite with clear layer textures and the absence of hydrothermal fluorite and other minerals in veins of fissures are evidence for a synsedimentary formation of the fluorite in the Hauptdolomit (Ca₂) and the Plattendolomit (Ca₃). The Hauptdolomit is thought to have developed during late diagenesis. This should be valid for the fluorite, too. Shallow lagoons of a salinar facies are thought to have been the depositional environment. The fluorite precipitated from the sea waters, which were apparently enriched in fluorine by erosion at the fluorine rich granites of the Harz mountains. This is the only obvious explanation of the large amounts of fluorine in the Zechstein dolomite, estimated at 5–7×10⁶ tonnes CaF₂.

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Résumé En 1974, de la fluorine fut découverte dans la dolomie dite »Hauptdolomit« (Ca₂) et dans la dolomie dite »Plattendolomit» (Ca₃) du Zechstein moyen, près d'Eschwege et de Sontra, en Hesse. Les sondages effectués ainsi que les analyses chimiques et géochimiques ont montré que la fluorine se rencontre de façon stratiforme dans la »Hauptdolomit«, quelquefois en couches et lentilles foncées d'une épaisseur maximale de 0,5 m, ou elle est visible macroscopiquement. La fluorine est souvent présente en faibles teneurs (moins de 10% de CaF₂) dans des couches de 18 à 20 m d'épaisseur; de ce fait, ces dernières ne se distinguent pas de la dolomie gris-blanche exempte de fluorine.La teneur en fluorine varie de 10 % à 50% de CaF₂ dans les couches foncées à noires. Certains échantillons renferment jusqu'à 80% de CaF₂. La coloration foncée est due en partie à la fluorine violette, mais plus encore à la présence de bitume.De la fluorine fut également localisée dans la »Plattendolomit« (Ca₃) de la »LeineSerie Z 3«, qui est située à un niveau stratigraphique supérieur. Cette »Plattendolomit« telle qu'on la rencontre dans les affleurements et carrières des environs de Sontra, contient de 1–4% de CaF₂.L'alternance de fluorine et de dolomie qui, avec sa structure en couches nettement développées, est visible tant macroscopiquement que microscopiquement, ainsi que l'absence de fluorine hydrothermale et d'autres minéraux dans les filons et cassures, sont considérées comme preuves de la formation syn-sédimentaire de la fluorine dans la »Hauptdolomit« (Ca₂) et dans la »Plattendolomit« (Ca₃) de la Hesse. On suppose que la formation de la »Hauptdolomit« est diagénétique tardive. Cette hypothèse devrait également s'appliquer à la fluorine. Il est probable que ce processus a eu lieu dans les lagunes peu profondes à faciès salin. Le fluor provient de l'eau de mer à teneur normale. On peut cependant supposer que la teneur en fluor de l'eau de mer s'est accrue suite à l'apport de fluor provenant du continent, p.ex. à partir de granites riches en fluor du Harz. C'est seulement ainsi que peuvent s'expliquer les grandes quantités de fluorine de la dolomie du Zechstein, en Hesse. Elles sont évaluées entre 5 et 7 · 10⁶ de CaF₂.

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(Ca₂) (Ca₃) . , , , 0,5 . 18–20 , - — CaF₂ 10% — , . 10 50% CaF₂. 80% CaF₂. , . (Ca₃). 1–4% CaF₂. , , ; , . , Ca₂ . . , . . , ., , . . 5–7 × 10⁶ CaF₂.

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Unserem Lehrer, Herrn Professor Dr. Georg Fischer, München, zum 80. Geburtstag gewidmet.     

Altersgliederung und Dichteverteilung im kristallinen Grundgebirge

Zusammenfassung Spätere Durchbewegung löscht häufig ursprüngliche Diskordanzen aus und prägt einem älteren Unter- und dem jüngeren Oberbau homotaktisches Gefüge auf; darüber hinaus kann eine spätere plutonische Metamorphose frühere Mineraldeformationen und selbst Diaphthoresen durch Neukristallisation und metasomatische Vorgänge mehr oder weniger verschwinden lassen. Es beweisen daher weder konkordante Lagerung noch homotaktischer Bau, noch gemeinsame Metamorphose die Einheitlichkeit der Genese im kristallinen Grundgebirge.Die großen negativen Schwereanomalien der Alpen und auch anderer junger Hochgebirge sind zu einem großen Teil auf spättektonische Granitbildung im Untergrund zurückzuführen. An Hand der durchgeführten Dichtebestimmungen von Gesteinen ergibt sich im übrigen für alle Gebirge mit plutonischer Metamorphose ein Normalprofil der Dichteverteilung. Bei vollständiger Erhaltung beginnt dieses mit kleinen Dichtewerten an der Oberfläche; diese nehmen nach der Tiefe hin zu bis zu einem Maximum, um dann wieder abzufallen zu Werten, die denen der Oberfläche gleichen oder nahekommen.

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An originally existing unconformity between an older infrastructure and a younger superstructure can be totally effaced out through subsequent penetrative movements, while a later plutonic metamorphism might even eradicate all traces of former deformations and diaphthoretisation by bringing about neocrystallization and metasomatism. Thus, neither concordance and homotactic fabric, nor even a common phase of metamorphism necessarily mean a uniform history of genesis in crystalline complexes.The huge negative gravity anomalies of the Alps as well as other younger mountain chains are to a large extent due to late-tectonic granitization in the deeper zones. A characteristic trend of variation of specific gravity of rocks is recognisable in areas of plutonic metamorphism. When preserved in its entirety, it starts with lower values near the surface, increasing slowly with depth to attain a maximum, finally to dwindle down to values somewhat similar to those at the top.

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Résumé Des mouvements ultérieurs suppriment souvent des discordances originelles et donnent une nouvelle structure uniforme à une ancienne infrastructure et à une superstructure plus jeune. De plus une métamorphose plutonique ultérieure peut faire disparaître d'anciennes déformations de minéraux et même des diaphtorèses. Ni la disposition concordante, ni la structure uniforme, ni le métamorphisme commun ne prouvent l'unité de la genèse du soubassement cristallin.Les grandes anomalies négatives de la gravité dans les Alpes et d'autres hautes montagnes récentes s'expliquent en grande partie par la formation des granites tectoniques tardifs dans l'infrastructure. Par la détermination de la densité on arrive à une coupe moyenne de la répartition de la densité, pour toutes les montagnes à métamorphisme plutonique. Dans des états de parfaite conservation cette coupe moyenne commence par des valeurs de densité réduite à la surface. Ces valeurs croissent avec la profondeur jusqu'à un maximum, pour recommancer à décroître jusqu'à des valeurs analogues à celles de la surface.

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Meinen Mitarbeitern Dr.Chatterjee und Dr.Plessmann bin ich für zahlreiche Dichtebestimmungen, beiden Herren und Dr.Wunderlich für die Überlassung unveröffentlichter Beobachtungen in den westalpinen Kristallisationshöfen sehr zu Dank verpflichtet.     

On the character of magma differentiation in a volcanic vent

The lavas of the Kljuchevsky volcano which effused first and from higher horizons of the volcano, were somewhat more acid as compared to the following lava flows. Simultaneously, changes occurred in the composition of the minerals of the lavas. Their olivine and pyroxenes correspondingly changed from more ferruginous to less ferruginous, and the plagioclases changed from less basic to more basic. These changes of the composition of the minerals in the lavas were, by the author's supposition, the result of a differentiation due to temperature-diffusion.

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Zusammenfassung Die Laven des Vulkans Klyutschewsky, die als erste ausgeflossen sind und aus einem höheren Stockwerk stammen, sind etwas saurer im Vergleich zu den nachfolgenden Lavaeffusionen. Gleichzeitig änderte sich auch die Zusammensetzung der Minerale in den Laven. Der Eisengehalt von Olivin und Pyroxenen verringerte sich; Plagioklase wechselten von weniger basischen zu stärker basischen Abarten. Nach Meinung des Autors sind solche Veränderungen der Minerale in den Laven das Ergebnis einer Differentiation, die auf einer temperaturabhängigen Diffusion beruht.

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Résumé Les laves du volcan Kljutchevsky qui se sont épanchées au cours de la première effusion et originant des niveaux supérieurs du volcan, sont un peu plus acides comparées aux laves des épanchements suivants. La composition des minéraux de ces laves s'est changée simultanément. L'olivine et les pyroxénes se sont changés conformément: des plus ferrugineux vers les moins ferrugineux, et les plagioclases des moins basiques vers les espèces plus basiques. Selon la supposition de l'auteur, ces changements de la composition des minéraux des laves résultent d'une différentiation qui est la conséquence de la diffusion liée au changement de la température.

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Dedicated to Professor Dr. A.Rittmann on the occasion of his 75. birthday     

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 - , — .

     

Klimazeugen aus dem jüngsten Präkambrium und Unterkambrium in S-Marokko

Zusammenfassung In Gesteinen des jüngsten Präkambriums und Unterkambriums (mit einer Diskordanz nach dem pC III) sind im Antiatlas Marokkos wiederholt Anzeichen für eine Sedimentation bei warmem (semiarid bis arid) Klima zu finden. Klimaindikatoren sind Rotsedimente, CaSO₄- und NaCl-Pseudomorphosen sowie Sedimente vom Sabkha-Typ.Paläomagnetische Daten weisen zu dieser Zeit auf Südpolpositionen in diesem Gebiet hin.Vereisungsrelikte in Nachbargebieten entsprechen möglicherweise einer Sedimentationslücke nach dem pC III im Antiatlas.

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In the Antiatlas region of Morocco rocks of Late-Precambrian and Lower-Cambrian age (with a discordance after the pC III) show evidence for sedimentation under warm (semiarid to arid) climate. Climate indicators are redbeds, sabkha-sediments and pseudomorphoses after CaSO₄ and NaCl.Paleomagnetic data showed that at this time southpole positions were distributed in this area.In nearby regions documents of glaciation are possibly correspondend with a time of non-sedimentation after the pC III in the Antiatlas.

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Résumé Les roches du Précambrien supérieur et du Cambrien inférieur de l'Antiatlas du Maroc (avec une discordance après le pC III) présentent de nombreuses évidences d'une sédimentation sous des conditions climatiques chaudes (semiarides à arides). Les indicateurs climatiques sont des couches rouges, des sédiments de sabkha et des pseudomorphoses de CaSO₄ et NaCl.Les études paléomagnétiques démontrent que l'emplacement du pôle sud se trouvait à cette époque dans cette même région.Les restes de glaciation dans les régions voisines paraissent corréspondre à une periode de nonsédimentation après le pC III dans l'Antiatlas.

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— III- ( ) . , CaSO₄ NaCl, Sabkha. , . , , — 800–900 .

     

Das tektonische Gefüge der Phyllit-Serie West-Kretas

Zusammenfassung Isoklinalfaltung und Boudinage kompetenter Quarzit- und Kalkbänke haben wesentlichen Anteil an der progressiven Deformation der Phyllit-Serie West-Kretas. Während die Isoklinalfaltung mit der Hochdruck-Metamorphose der Phyllit-Serie in ursächlichem Zusammenhang steht, könnte sich die Boudinage auch später, etwa unter der Auflast eines mächtigen Deckenstapels, ereignet haben. Zwei Systeme tektonischer Faltenachsen sind zu beobachten, die generell rechte Winkel miteinander einschließen (NW-SE und NE-SW). Sie sind wahrscheinlich während derselben tektonischen Gestaltungsphase entstanden. Auf Grund ihrer Gesteinsentwicklung könnten die Schichtglieder der Phyllit-Serie als Bildungen präorogener Geosynklinalstadien betrachtet werden.

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Isoclinal folding and boudinage of competent quartzite and limestone beds are the essential parts of progressive deformation of the Phyllite Series in W-Crete. While there is a genetic causal relation between isoclinal folding and high pressure metamorphism of the Phyllite Series, boudinage could also have happened at a later date, for example under the lithostatic pressure of a thick nappe pile. Two systems of tectonic fold axes — generally intersecting at a right angle — can be seen (NW-SE and NE-SW). Their formation has most probably taken place during the same tectonical phase. On account of their lithologic character, stratigraphic sequences of the Phyllite Series can be regarded as formations of preorogenic geosynclinal stages.

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Résumé La déformation de la Série des phyllades de la Crète occidentale consiste en général en un plissement isoclinal avec boudinage des couches compétentes quartzitiques et calcaires. Le plissement isoclinal se trouve en liaison causale avec le métamorphisme à haute pression de la Série des phyllades tandis que le boudinage s'effectuerait postérieurement, par exemple sous le poids d'un empilement d'épaisses nappes. Les deux systèmes d'axes de plissement observables se croisent généralement à angle droit (NW-SE et NE-SW). Ils datent probablement de la même phase tectonique. On peut mettre en rapport les strates de la Série des phyllades avec stades pré-orogéniques du géosynclinal.

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. ; , . , (- - ). , , , . , - .

     

In situ Spannungsmessungen und tektonischer Beanspruchungsplan in Südwestdeutschland

Zusammenfassung Mit Hilfe des Überbohrverfahrens (Doorstopper-Verfahrens) wurden in situ Spannungsmessungen in Kalksteinen des oberen Jura der mesozoischen Plattform des Gebietes der Schwäbischen Alb (Meßpunkte 1 und 2) sowie im Marmor und Diorit des paläozoischen Grundgebirges des Odenwaldes (Meßpunkt 3) durchgeführt. Meßpunkt 1 lag hierbei innerhalb des Hohenzollerngrabens, Meßpunkt 2 etwa 15 km außerhalb davon und Meßpunkt 3 im Odenwald, etwa 3 km abseits der östlichen Hauptverwerfung des Oberrheingrabens.Die Achse der maximalen Kompression zeigt bei allen Lokalitäten etwa in dieselbe Richtung von 320° (NW-SE). Diese Richtung stimmt gut mit den Richtungen der größten Druckspannungen aus den Herdflächenlösungen flachliegender Erdbeben des Oberrheingebietes überein. Ferner sind die horizontalen Spannungen höher, als es bei der Betrachtung des Gewichtes des überlagernden Gesteins zu erwarten wäre. Dies spricht für das Vorhandensein einer tektonischen Komponente.Die Bruchdeformationen sowie beobachtete Mikrostrukturen des Hohenzollerngebietes wurden hinsichtlich ihrer Aussagekraft bezüglich der Richtung der Hauptspannungen eingehend untersucht.

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In situ stress measurements with the doorstopper strain gauge device have been carried out in Upper Jurassic limestones of the Mesozoic platform of the Schwäbische Alb area (site 1 and 2) and in marbles and diorites of the Hercynian basement of the Odenwald region (site 3) in Southwest Germany. Test site 1 was located within the small rift structure of the Hohenzollerngraben, site 2 about 15 km from it and test site 3 about 3 km from the eastern master fault of the Rhinegraben.The most interesting result is that the axis of maximum compression strikes nearly in the same direction of about 320° (NW-SE) at all the test sites.These results confirm the directions of the maximum compression calculated from fault plane solutions of shallow earthquakes of this region. Furthermore the horizontal stresses are higher than the vertical ones. This means the presence of a tectonic component.Fault pattern and observed microstructures of the Hohenzollern area are analysed with regard to possible conclusions concerning the directions of principal stresses.

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Résumé A l'aide du procédé «Doorstopper», les états de contrainte in situ ont été mesurés dans trois localités différentes du Sud de l'Allemagne, dans les calcaires du Jurassique supérieur de la plate-forme mésozoique (points 1 et 2) du «Schwäbische Alb», et dans le marbre et la diorite (point 3) du socle paléozoïque de l'Odenwald.L'axe de la compression maximale dans toutes les localités montre la même direction de 320° (NW-SE); cette direction concorde bien avec les directions des compressions maximales calculées à partir des séismes plats du Rhin supérieur. En outre les contraintes horizontales sont supérieures à celles qu'on attendrait en considérant le poids des roches surincombantes, ce qui parle en faveur de la présence d'une composante tectonique. Le système de diaclases ainsi que les microstructures observées dans la région de Hohenzollern sont étudiées dans le détail dans le but de rechercher leur témoignage concernant la direction des contraintes principales.

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«Doorstopper» Schwbische Alb 1 2 —, — 3. 1 , 2 — 15 , 3 3 . 320°, - — - — , . , . . .

     

In-situ Gesteinsspannungen und Mechanismen der Kluftöffnung

Zusammenfassung Die Orientierung von post-orogenen Klüften in proterozoischen Sedimentgesteinen des Elliot Lake-Gebietes, Canada, läßt sich mit der meßbaren Gesteinsentspannung in Bohrlöchern in Beziehung bringen. Steile lokale und regionale Kluftscharen ohne Bewegungsspuren streichen in Richtung der elastischen Hauptentformungsachse, also in Richtung der größten in-situ-Kompressionsspannung.Die Klüfte lassen sich deshalb wahrscheinlich als Extensionsfugen erklären, und zwar als Resultat der Wechselwirkung zwischen Oberflächenabtrag des Gesteins und remanenter tektonischer Gesteinsspannung. Der vorgeschlagene Mechanismus sollte auch zum Verständnis von spät-orogenen (ac)-Klüften in gefaltetem Deckgebirge und oberflächenparallelen Klüften in massigen Gesteinen beitragen.

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Orientation of post-orogenic joints in Proterozoic sedimentary rocks of the Elliot Lake area (Canada) seems to be directly related to elastic-strain-recovery as measured in boreholes. Steep local and regional joint sets without displacement are parallel with the axis of maximum elastic-strain-recovery (i. e. the direction of the major principal in situ stress component). Consequently these joints are interpreted as extension joints forming as a result of the interaction between natural (or artificial) erosion of the rock mass and its remanent tectonic stresses. The proposed mechanism should also help to understand late-orogenic (ac)-joints in folded cover rocks and exfoliation joints in otherwise unjointed rocks.

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Résumé L'orientation des diaclases post-tectoniques dans des roches sédimentaires protérozoïques de la région du Lac d'Elliot, Canada, peut être mise en relation avec les tensions élastiques des roches telles qu'on peut les mesurer dans les trous de forage. Les systèmes de diaclases redressées, locales et régionales, sans traces de mouvement, sont dirigés parallèlement aux axes principaux de la déformation élastique, c'est-à-dire à la direction de la plus grande compression in situ mesurée par le changement de forme d'un trou de sonde. Par conséquent, les diaclases s'expliquent vraisemblablement comme joints d'extension, et en fait comme le résultat de l'action réciproque entre des tensions tectoniques rémanentes et l'érosion en surface. Le mécanisme proposé explique aussi les diaclase (ac) tardives dans les couvertures plissées et l'exfoliation parallèle à la surface dans les roches massives.

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- Elliot Lake, , . , in situ. , , , , , . - .

     

Klüfte und Talrichtungen im Turon des südöstlichen Münsterlandes

Zusammenfassung Am Südostrand des Münsterländer Kreidebeckens fließen alle größeren Wasserläufe im Bereich der Turonkalke nach NNE oder NE, obwohl das allgemeine Gelände- und Schichtengefälle nach NNW gerichtet ist. Die Ursachen für diese Abweichung sind im Mechanismus der Felserosion zu suchen, der im wesentlichen durch die Eigentümlichkeiten der Karstgerinne und durch die Gesteinszerklüftung bestimmt wird. Bei den Detailuntersuchungen geben sich komplexe Beziehungen zwischen Fließrichtung und Kluftrichtungen zu erkennen.Besonders bedeutend für die Entstehung der NNE gerichteten Täler sind die 170°- und 30°-streichenden Klüfte.

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On the south-east border of the Cretaceous basin of Munster, Westfalia, the current directions of streams in the area of Turon-limestone go to NNE or NE, although the main dipping of land surface as well as bedding planes points towards NNW. This divergence is caused by the mechanism of rock erosion, which is determined by peculiarities of subterranean stream channels and joints in limestone. The investigations show complex relations between flow direction and direction of joints.The 170°- and 30°-striking joints are significant of the origin of the NNE direction of the valleys.

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Résumé Dans le Turonien au bord sud-est du bassin Crétacé de Münster (Westphalie) toutes les rivières coulent en direction nord-nord-est ou nord-est, quoique la surface morphologique générale et les couches soient penchées en direction nord-nord-ouest. Cette divergence est expliquée par le mécanisme de l'érosion qui dépend principalement des fentes et du caractère des ruisseaux karstiques. Pendant ces études on a pu observer des relations complexes entre la direction des courants et la direction des fentes.Les fentes en direction nord-nord-est (30°) et sud-sud-est (170°) ont considérablement influencé l'origine des vallées.

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- - , -. . . , NNE, , 170° 30°.

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Herrn Professor Dr.Roland Brinkmann zum 70. Geburtstag gewidmet.     

The evolution of the Precambrian Shield of Greenland

The Archaean gneiss block of Greenland is made up of gneisses, amphibolites, anorthositic rocks and minor supracrustals. It contains the oldest crustal rocks yet recorded on earth. The Archaean gneiss block is bordered to the north and to the south by Proterozoic mobile belts. The Nagssugtoqidian and Rinkian mobile belts to the north, differentiated on the basis of differences in the tectonic development, consist mainly of reworked Archaean rocks. Early Proterozoic supracrustal rocks are prominent in the Rinkian mobile belt, where they overlie the Archaean basement. The Ketilidian mobile belt to the south consists mainly of Proterozoic supracrustal rocks and granites. After renewed denudation late Proterozoic supracrustal rocks were deposited in North and South Greenland where they are associated with large amounts of late Proterozoic intrusive rocks.

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Zusammenfassung Das Archaische Kraton Grönlands ist aus Gneisen, Amphiboliten, anorthositischen und untergeordneten Suprakrustal-Gesteinen aufgebaut. Es enthält die ältesten bis jetzt gefundenen krustalen Gesteine. Das Archaische Kraton ist gegen Norden und gegen Süden von Proterozoischen Orogenen begrenzt. Die Nagssugtoqidischen und Rinkischen Orogene gegen Norden, die sich durch ihre verschiedene tektonische Entwicklung unterschieden, bestehen hauptsächlich aus aufgearbeiteten Archaischen Gesteinen. Früh-Proterozoische Suprakrustal-Gesteine spielen eine wichtige Rolle im Rinkischen Orogen, wo sie das Archaische Grundgebirge überlagern. Gegen Süden besteht das Ketilidische Orogen hauptsächlich aus Proterozoischen Suprakrustal-Gesteinen und Graniten. Nach erneuerter Denudation wurden spätproterozoische Suprakrustal-Gesteine in Nord- und Südgrönland abgelagert. Diese sind assoziiert mit bedeutenden Mengen von spätproterozoischen Intrusivgesteinen.

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Résumé Le socle archéen du Groenland est composé principalement de gneiss, d'amphibolites et d'anorthosites avec accessoirement des roches supracrustales. Dans ce socle se trouvent les roches les plus âgées de l'écorce terrestre trouvées jusqu'à présent. Au nord et au sud, le socle archéen est flanqué par des ceintures orogéniques protérozoïques. Au nord on trouve le Nagssugtoqidien et le Rinkien qui ont des styles tectoniques différents, et sont composés principalement de roches archéennes transformées. Dans le Rinkien les roches supracrustales du début du Protérozoique jouent un rôle important; elles y recouvrent les gneiss archéens. Au sud du socle archéen, la ceinture orogénique du Kétilidien est composée principalement de roches supracrustales et de granite protérozoïques. Après une période de dénudation intense, des sédiments et des laves d'âge protérozoïque tardif se sont déposées gans le nord et le sud du Groenland en association avec d'abondantes roches intrusives.

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Geologie,Magmatismus und Lagerstättenbildung im ostpontischen Gebirge/Türkei aus der Sicht der Plattentektonik

Zusammenfassung Die Erkenntnisse über den tektonischen Aufbau, die geologische Entwicklung und die Genese der Lagerstätten, sowie über die petrologischen Eigenschaften der Magmatite führen zu der Auffassung, daß das Ostpontische Gebirge (Nordost-Türkei) insgesamt ein (Paläo-)Inselbogensystem darstellt. Daraus folgt die Annahme, daß die südlich benachbarten Anatoliden in der Vortiefenzone dieses Vulkanbogens gebildet wurden. Das Schwarze Meer ist dann entsprechend der Theorie der Plattentektonik als ein aktives Randbecken nördlich des Inselbogens anzusehen; seine kontinentale Kruste wurde in den mittleren Bereichen in ozeanische Kruste (in situ) umgewandelt.Die mit den sauren Vulkaniten zusammen auftretenden Buntmetall-Lagerstätten sind dem Kuroko-Typ im weiteren Sinn zuzuordnen; sie sind die charakteristischen Lagerstätten der Ostpontiden. Dagegen sind Porphyrische Kupferlagerstätten von wirtschaftlicher Bedeutung aufgrund dieses Konzepts kaum zu erwarten.

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Present knowledge about the tectonical structure, geological development, genesis of ore deposits as well as about petrological characteristics of magmatites supports the concept of an (paleo) island arc system for the Eastern Pontic Mountains (NE Turkey). Consequently, the Anatolides in the southern neighbourhood would have been formed within the foredeep of that volcanic arc. According to the theory of plate tectonics the Black Sea is to be considered as an active marginal basin north of the island arc, its continental crust in the central zone being transformed (in situ) into oceanic crust.The base metal ore deposits associated with acid volcanics can be classified as Kuroko types, these are the characteristic ore deposits of the Eastern Pontides, Economic porphyry copper ore deposits, however, would hardly be expected according to this concept.

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Résumé Les acquisitions sur les structures tectoniques, le développement géologique et la génèse des gisements, de même que sur les propriétés pétrologiques des magmatites permettent d'interpréter génétiquement les Montagnes Pontiques Orientales comme un système de (paléo) arc insularie. En conséquence on peut considérer que les Anatolides, qui les avoisinent au sud, se sont formées dans l'avant — fosse de cet arc volcanique. La Mer Noire peut être donc considérée — selon la théorie de la »tectonique des plagues« — commé un bassin marginal actif au Nord de l'arc insulaire, so croûte continentale étant transformée dans la zone centrale (in situ) en croûte océanique.Les gisements des métaux non-ferreux associés avec les volcanites acides peuvent être rapportés aux types »Kuroko« (sensu lato), représentant les minéralisations caractéristiques pour les Pontides Orientales. Quant aux gisements type »Porphyry Copper«, il n'y a guère de chance, selon notre hypothèse, pour qu'il en existe avec une importance économique.

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, , , - (- ) . , . , , ; in situ . , , «Kypoko» . . - «» .

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Herrn o. Prof. Dr.-Ing. A. Wilke zum 65. Geburtstag gewidmet!     

Some critical differences between orogenic-plutonic and gravity-stratified anorthosites

A comparison of plutons containing anorthosite as a major or minor constituent, in North America, West Greenland, West Europe, Africa and India, shows that there are two essentially different environments in which this rock occurs: There are orogenic-plutonic anorthosites which are temporally and spatially related to orogeny and belong to the plutonic class of rocks; there are gravity-stratified anorthosites which developed under stable cratogenic conditions and belong to the volcanic class of rocks. The environment, age, form, internal structures, textures, mineralogical composition, gravity fields, associated salic rocks and contact effects characteristic of these two great classes of anorthosite are compared, contrasted and tabulated. There are certain anorthosite-bearing plutons which have features more or less typical of both classes. An Anorthosite Series is proposed:

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Zusammenfassung Plutone, die Anorthosite als Hauptoder Nebenbestandteile enthalten, werden verglichen, und zwar aus Nordamerika, Westgrönland, Westeuropa, Afrika und Indien. Dieser Vergleich zeigt, daß es sich hier um zwei grundsätzlich verschiedene Umgebungen handelt, in denen diese Gesteine vorkommen. Es gibt Orogen-plutonische Anorthosite, die zeitlich und räumlich an Orogenesen gebunden sind und zu den plutonischen Gesteinen gehören; anderseits gibt es Anorthosite, die durch Schwerkraft gebändert sind und die sich unter stabilen, kratogenen Bedingungen bildeten und zu den vulkanischen Gesteinen zu zählen sind. Diese beiden großen Klassen werden in bezug auf ihre Umgebung, Alter, Form, Internstrukturen, Texturen, mineralogische Zusammensetzung, Schwerefelder, vergesellschaftete saure Gesteine und Kontakteffekte verglichen, gegenübergestellt und in Tafeln erläutert. Es gibt gewisse Anorthosit-führende Plutone, die Charakterzüge tragen, die mehr oder weniger für beide Klassen typisch sind. Es wird eine Anorthosit-Serie vorgeschlagen:

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Résumé Une comparaison de plutons contenant de l'anorthosite comme constituant majeur ou mineur, en Amérique du Nord, Groenland occidental, Europe occidentale, Afrique et Inde montre qu'il y a deux environments essentiellement différents dans lesquels cette roche se présente. Il y a les « anorthosites plutoniques-orogéniques » qui sont temporairement et spatialement reliées à une orogène et appartiennent au groupe des roches plutoniques. Il y a les « anorthositiques stratiphiés par gravité » qui se sont développésent dans des conditions cratogènes stables et qui appartiennent au groupe des roches volcaniques. L'environment, l'âge, la forme, les structures internes, les textures, la composition minéralogique, les champs de gravité, les roches saliques associées et les effets de contact, caractéristiques de ces deux grandes classes d'anorthosites sont comparés, opposés et classés. Il y a certains plutons riches en anorthosite qui ont des caractères plus ou moins typiques des deux groupes. Une « série Anorthositique » est ainsi proposée:

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, , , , , . : 1) - 2) .

     

Beziehungen zwischen Calciumgehalt und Bildungsbedingungen der Dolomite

Zusammenfassung Nach einer kurzen Gegenüberstellung der Eigenschaften frühdiagenetischer und spätdiagenetischer Dolomite wird der Zusammenhang des Ordnungsgrades mit Ca-Überschuß und Kristallgröße des Dolomits empirisch dargestellt (Abb. 2 und 3). Untersuchungen im Alttertiär Libyens sowie im Malm und Zechstein Norddeutschlands ergaben, daß der Ca-Überschuß der Dolomite Rückschlüsse auf den Salinitätsgrad des Bildungsmilieus erlaubt (Abb. 4), daß jedoch vor allem in porösen Gesteinen ein allmählicher Gitterumbau zum stöchiometrischen Dolomit erfolgt (Abb. 7 und 8).

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As an introduction, penecontemporary dolomites are compared with epigenetical ones. The relationship between ordering degree and Ca-excess as well as crystal size are represented empirically (fig. 2 and 3). Investigations in the Lower Tertiary of Libya, and in the Upper Jurassic and Upper Permian of Northern Germany led to the conclusion, that the Ca-excess of dolomites may be indicative of the environment (fig. 4). The data however point to a gradual lattice adjustment towards an ideal 11 composition, especially in porous rocks (fig. 7 and 8).

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Résumé Après une rapide comparaison entre les caractéristiques des dolomies pénécontemporaines et epigénétiques, on donne des relations empiriques entre le degré d'ordre, l'excès de calcium et le diamètre des cristaux (fig. 2 et 3). Les recherches exécutées dans le Paléocène libyen, le Malm et le Zechstein de l'Allemagne du Nord ont montré que l'excès de calcium contenu dans les dolomies permet des conclusions sur le milieu (flg. 4), mais que toutefois un ajustement graduel des réseaux à une composition idéale 11 se produit tout particulièrement dans les roches poreuses (fig. 7 et 8).

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, . .

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Für die Ermöglichung dieser Arbeiten und die Genehmigung ihrer Veröffentlichung danken wir der GewerkschaftElwerath, Erdölwerke Hannover und besonders Herrn Direktor Dr.Roll.     

Bergfußflächen und das System der Flächenbildung in den ariden Subtropen und Tropen

Zusammenfassung In den Trockengebieten sind in der Fußregion von Bergen und Gebirgen ausgedehnte Fußflächen entstanden. Sie sind Ausgleichsflächen zwischen den in Abtragung befindlichen höheren Reliefteilen und den tiefer liegenden Vorlandebenen. Zerschnitten oder unzerschnitten haben sie entscheidenden Anteil am gesamten Flächenrelief. Die Tendenz zur Erhaltung älterer Flächenteile prägt das Gesamtbild des Flächenreliefs der ariden Zone. Bereiche der Zerschneidung und solche der Flächenerhaltung schließen sich klimazonal nicht aus. Die Morphogenese aller Fußflächen beginnt mit der ersten syn- bzw. posttektonischen Anlage einer Initialfläche.Fußflächen mit mehreren Niveaus und Terrassen bilden auf morphologisch weichen (wechselharten) Sedimentgesteinen ein Glacis-System, während besonders auf Kristallingestein ausgedehnte Pedimentflächen entstanden sind. Mit zunehmend ariderem Klima sind alle Fußflächen wenig oder nicht mehr zerschnitten. Morphogenetisch sind Glacis und Pedimente gleichartige Bildungen desselben klimatisch-geomorphologischen Systems der ariden Zone, morphographisch zeigen sie Unterschiede.Die ariden Subtropen und Tropen bilden klimatisch-morphologisch ein eigenes morphodynamisches und genetisches System der Flächenbildung auf der Erde.

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In arid regions wide piedmont plains (Fußflächen) have been formed as the glacis of higher mountains. They are compensation levels (Ausgleichsflächen) between higher parts of relief which are at present eroded, and the lower foreland plains. Whether they are dissected or not, they constitute a large part of all plains. The trend to conserve older parts of the relief is reflected in the whole appearance of the arid zone. Regions of erosions and of plain conservation do not exclude each other in the same climatic zone. The morphogenesis of all piedmont plains begins with a first syntectonic or posttectonic disposition towards an Initial plain (Initialfläche).Piedmont plains with various levels and terraces may develop as a glacissystem on alternatively soft and hard sediments, while on crystalline material extensive rock pediments are formed.In a climate becoming more arid, dissection of all piedmont plains decreases. From a morphogenetic point of view, glacis and rock pediments are similar formations of the same climatic-geomorphological system of the arid zone. Only morphographically they show differences.With regard to climatic morphology, the arid subtropics and tropics have their own morphodynamic and genetic system of plain formation.

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Résumé Dans les zones arides, des glacis étendus se sont formés dans les régions de piémont. Ils représentent des « surfaces d'aplanissement » entre les régions élevées du relief et les plaines de piémont en contre-bas. Les glacis, qu'ils soient entaillés ou non, ont une part importante dans le relief des surfaces d'érosion de la zone aride. La tendance à la conservation d'aplanissements anciens est caractéristique dans cette zone dans laquelle l'érosion linéaire et la conservation des glacis d'érosion sont de la même efficacité. La morphogenèse de tous les glacis dérive d'une « surface initiale » syntectonique ou post-tectonique, qui est la surface de départ.Les glacis sur roches sédimentaires (peu résistantes ou tendres) présentent une morphologie typique comportant plusieurs niveaux de glacis et terrasses (système de glacis). Dans le domaine des roches résistentes et moins hétérogènes, surtout sur roche cristalline, dominent souvent des surfaces pédimentaire étendues et moins inclinées. Les glacis et les pédiments sont de moins en moins entaillés en fonction de l'aridité croissante du climat. Génétiquement, tous les deux sont des unités du relief très voisines du système zonal aride, morphographiquement ils présentent des différences.Le système morphodynamique et génétique de la zone aride (subtropicale et tropicale) constitue, à côté de la zone tropicale humide, l'un des grands ensembles morphoclimatiques du globe.

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Eine zusammenfassende, bisher unveröffentlichte Darstellung der Flächenbildung in ariden Klimagebieten hat der Verfasser erstmalig auf einem Symposium über Fragen der Flächenbildung in den Tropen und Subtropen in Saarbrücken im Oktober 1967 gegeben. Auf der Jahrestagung der Geologischen Vereinigung in Göttingen im Februar 1968 wurde ebenfalls über diesen Fragenkreis der klimageomorphologischen Forschung referíert. Dieser Beitrag gibt den Inhalt der genannten Vorträge wieder.     

Sediment compaction in large scale systems

The classical partial differential equation for compaction proves to provide a rather singular model, if the deformations caused by overload become reasonably large. An alternative model for compaction is derived by adapting an Eulerian view and by deriving the model equations from integral equations rather than from a priori differentiability assumptions. The result is not — as usual — a single partial differential equation, but an infinite set of differential equations, interesting in both mathematical and geological terms.Although there are still several simplifications and linearizations in the derived model, the model illustrates at least that the classical Terzaghi equation and mathematical models in its vicinity are highly idealized and probably instable, if applied to large scale systems.

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Zusammenfassung Die klassische partielle Differentialgleichung für die Kompaktion stellt ein sehr vereinfachtes Modell dar, zumindest für den Fall, daß die Deformationen infolge Auflast sehr groß werden. Hier wird ein alternatives Modell entwickelt, das nicht von der Voraussetzung der Differenzierbarkeit ausgeht, sondern über Integralgleichungen entwickelt wird, wobei die Eulersche Sicht des Raum-Zeitbezuges zur Anwendung kommt. Das Resultat ist dann nicht mehr eine einfache partielle Differentialgleichung, sondern ein unendliches System solcher Gleichungen.Obwohl auch das entwickelte Modell vereinfachte Annahmen erfordert und stark linearisiert, so verdeutlicht es doch zumindest, daß die klassische Therzaghi Gleichung und modifizierte Modelle, die auf diese Gleichung aufbauen, sehr wahrscheinlich instabil sind, wenn sie auf Systeme mit großen Deformationen angewandt werden.

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Résumé L'équation classique aux dérivées partielles de la compaction fournit un modèle très simplifié, particulièrement dans le cas où les déformations dues à la surcharge deviennent considérables. L'auteur propose en alternative un modèle, adapté des conceptions eulériennes, qui repose sur les équations intégrales plutót que sur la présomption de différenciabilité. Le résultat n'est plus une simple équation aux dérivées partielles, mais un système infini de telles équations.Bien que le modèle présenté implique des hypothèses simplificatrices et des linéarisations, on peut néanmoins en déduire que l'équation classique de Terzaghi, ainsi que les modèles modifiés qui en découlent, sont très probablement instables s'ils sont appliqués à des systèmes à forte déformation.

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Great circles — The leading lines for jointing and mineralization in the upper earth's crust

The state of our knowledge today of the problems of jointing is very unsatisfactory. No clear explanation exists for the origin of joints. Observations available indicate, however, the importance of these phenomena for the morphology and for the distribution of mineralization in the earth's crust. The dependence of the surface features on jointing and on mineralization is indicated and examples of a close relationship of the great circles with jointing, morphology and the distribution of deposits of nickel, platinum, tin and diamonds are described. The paper deals essentially with Africa.

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Zusammenfassung Unser Wissen über die Entstehung der Klüftung ist unbefriedigend. Dabei erscheint dieses Problem wichtig genug, um sich eingehender damit zu befassen. Es werden einige Fälle der Spezialklüftung erörtert und auf die Bedeutung der großräumigen rhegmatischen Klüftung hingewiesen. Die charakteristischen Eigenschaften der letzteren werden ausführlich beschrieben. In einem Versuch, die GedankenSpurrs über eine lineare Anlage der Erzlagerstätten zu erweitern, wird auf die große Ähnlichkeit im Verhalten hingewiesen, die zwischen der Klüftung und den Erzlinien besteht.Die auf einem Großkreis liegende Linie der Nickel- und Platinlagerstätten der Alten Welt, die sich von Südafrika bis nach dem Nordpolarmeer hinzieht wird beschrieben, und es wird auf ihre Beziehungen zur Klüftung und zur Morphologie hingewiesen. Eine noch ganz ungeklärte morphologische Beziehung zum Aufbau des Bodens des Indischen Ozeans scheint zu bestehen.Weiterhin wird die Verteilung der Lagerstättenfelder von Zinnerz und Diamanten in Afrika kurz beschrieben und auf das lineare Prinzip ihrer Lage und Form hingewiesen. Das Netzwerk der Erzlinien und der Unterbrechungslinien einzelner Zonen mit einer Nord-West- und Nord-Ost-Orientierung folgt wieder den Großkreisen. Auch hier ist wieder eine deutliche Beziehung zwischen Mineralisation, Klüftung und Morphologie zu beobachten. Damit wird auf einige Grundlagen für eine mögliche künftige Großprospektion hingewiesen.

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Résumé L'état de nos connaissances d'aujordhui sur les problèmes des diaclases n'est pas satisfaisant. Il n'y a pas d'explications claires et definies sur leur origine. Les observations faites indiquent cependant l'importance de ce phénomène sur la morphologie et sur la distribution de la minéralisation de la croûte de la terre. La dépendance des traits de surface sur les diaclases et sur la minéralisation est indiquée. Les examples des relations très proches des grands cercles avec les diaclases, la morphologie et avec la distribution des gisements de nickel, de platine, d'étain et des diamants sont donnés. Ce travail est écrit surtout avec raport sur l'Afrique.

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Aufgaben geomorphologischer Kontinentkarten und ein Ansatz zu ihrer Lösung

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

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

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

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

Sédimentation cyclothèmatique et distribution géochimique de l'uranium et du cuivre dans la série miocène marine du bassin du Tage (Portugal)

Résumé Le bassin néogène du Tage présente une différenciation en 5 épisodes sédimentaires déterminés par le diastrophisme. L'environnement géochimique du bassin confère à l'uranium et au cuivre une valeur de traceurs. L'unité de sédimentation étudiée correspond à la séquence ou cyclothème.Les résultats obtenus traduisent à l'échelle des séquences, une évolution inverse dans la distribution de l'uranium et du cuivre. La teneur en uranium croît tandis que la teneur en cuivre décroît. A l'échelle de l'épisode sédimentaire les concentrations en cuivre sont élevées à la base des cycles et décroissent vers le sommet; l'uranium évolue inversement. La valeur du rapport Cu/U apparait ici liée à l'environnement de sédimentation: rapport élevé pour le milieu paralique à affinités continentales; faible pour le milieu marin. A l'échelle de la série il en découle un comportement géochimique inverse entre le cuivre et l'uranium. Ce dernier se concentre préférentiellement dans les dépots fins, le premier se piégeant au contraire dans les dépots grossiers à affinités continentales discordants sur les formations sous-jacentes liant les occurences de cuivre à l'activité diastrophique.

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The neogene basin of the Tage river shows a differenciation in five sedimentary periods of different facies.The geochemical environment allows to use Copper and Uranium as tracers.The sedimentary unit studied here corresponds to a cyclotheme.The results show an opposite behaviour of copper and uranium inside of a cyclotheme. The grade of uranium increases while that of copper decreases. According to the scale of a sedimentary cycle the grade of copper decreases toward the top, at the base, the grades are higher. Uranium shows an opposite behaviour. The ratio Cu/U is apparently bound here to the particular environment. It is higher in a paralic environment.According to the scale of the sedimentary series an opposite behaviour of copper and uranium results. The latter enriches preferably in the very finegrained sediments, the former is to be found in the coarse deposits which show continental alluvial deposits and which appear discordantly on the underlaying beds. Thus the copper shows a clear connection with the diastrophic processes.

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Zusammenfassung Das Becken des Tajo, neogenen Alters, zeigt eine Differenzierung in fünf sedimentären Episoden, die verschiedenen Fazies entstammen. Die geochemischen Verhältnisse der Umgebung gestatten es, Kupfer und Uran als Leitelemente zu benutzen. Die hier untersuchte sedimentäre Einheit entspricht einer Abfolge (einem Cyclothem).Die erhaltenen Resultate zeigen innerhalb einer sedimentären Abfolge ein gegenläufiges Verhalten des Kupfers und des Urans. Der Urangehalt nimmt zu während der Kupfergehalt abnimmt. Im Maßstab eines sedimentären Zyklus nimmt die Konzentration des Kupfers nach oben hin ab, an der Basis sind die Gehalte höher. Das Uran zeigt ein umgekehrtes Verhalten. Der Quotient Cu/U ist hier offensichtlich an das spezielle Milieu gebunden — er ist höher im paralischen Milieu. Im Maßstab der gesamten Sedimentserie folgt daraus ein gegenläufiges Verhalten von Cu und U. Letzteres reichert sich vorzugsweise in den Feinstkorn-Sedimenten an, das erstere ist vor allem in gröberen Ablagerungen zu finden, die stärkere kontinentale Zufuhr zeigen und diskordant über den darunter liegenden Schichten auftreten — das Kupfer zeigt damit deutliche Bindung an diastrophische Vorgänge.

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Tajo 5 . (U, u) . a.

     

History of the terrestrial planets

A time table showing the history of the terrestrial planets is submitted in this paper. The planetary evolution is presented within the framework of global tectonics, whereby a distinction is made between exogenous and endogenous processes. Beginning with the age of 4.5 × 10⁹ years and extending to the age of 3.0 × 10⁹ years all terrestrial planets are characterized by a primordial-meteoric-vulcanic period. The development of the Moon and Mercury had been terminated with the end of this primordial period. Even until most recent times endogenous mantle processes and exogenous erosion processes shape the lithospheres on Mars, Venus, and the Earth. The Earth represents here the extreme case with highly dynamic plate tectonics. The degree of evolution of a planet is proportional to its mass. This leads to the following evolutionary scheme:

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Zusammenfassung Eine Zeittafel zur Entwicklungsgeschichte der terrestrischen Planeten wird vorgelegt. Die Planetengeschichte wird in den Rahmen einer globalen Tektonik gestellt, wobei exogene und endogene Prozesse unterschieden werden. Von ca. 4.5 bis 3.0 × 10⁹ Jahre werden alle terrestrischen Planeten von einer ur-meteorischen-vulkanischen Periode geprägt. Damit ist für den Mond und den Merkur die Entwicklung im wesentlichen abgeschlossen. Bei dem Mars, der Venus und der Erde formen bis in die jüngste Zeit endogene Mantelprozesse und exogene Erosionsprozesse die Lithosphäre, wobei die Erde den Extremfall mit einer hochdynamischen Plattentektonik repräsentiert. Der Entwicklungsgrad eines Planeten ist proportional seiner Masse. Das führt zu folgendem Entwicklungsschema:

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Résumé Une table chronologique décrivant l'évolution des planètes terrestres est proposée dans cette publication. L'évolution des planètes est présentée dans le cadre de la tectonique globale, où distinction est faite entre processus exogènes et endogènes. Entre environ 4.5 et 3.0 × 10⁹ années toutes les planètes terrestres sont caractérisées par une période primordiale-météorique-volcanique. Le développement de la Lune et de Mercure s'est terminé vers la fin de cette période primordiale. Dans Mars, Vénus et la Terre, les processus endogènes du manteau et une érosion exogène ont formé la lithosphère jusque dans les périodes les plus récentes; la Terre représente le cas extrème avec une tectonique de plaques à caractère dynamique très prononcé. Le degré d'évolution d'une planète est proportionnel à sa masse. Ceci conduit au schéma d'évolution suivant:

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. , . 4,5 3,0×10^–9 - . . , , , , . , . . :