Zur Trias des Iran

Zusammenfassung In der Faziesentwicklung der iranischen Trias spiegelt sich der tektonische Zustand und die paläogeographische Position der Arabischen-, der Iran- und der Turan Platte wider. Die Iran Platte bildete während des Paläozoikums mit der Arabischen Platte eine Einheit und wurde durch die Paläotethys von der Turan Platte getrennt. Im Jungpaläozoikum bzw. zu Beginn der Trias löste sie sich aus diesem Verband und kollidierte gegen Ende der Mitteltrias mit der Turan Platte. Die ehemaligen Plattengrenzen werden heute durch die Nordiran Sutur markiert.Unter Berücksichtigung neuer paläotektonischer Ergebnisse werden folgende Fazieszonen unterschieden: Trias des Zagros-Gebietes (Arabische Platte), Trias des Alborz und Zentral-Iran (Iran Platte), Trias des südkaspischen Gebietes, des Kopet Dagh und von Nakhlak (Turan Platte). Die Faziesentwicklungen der Iran- und der Turan-Platte unterschieden sich während der Unter und Mittel-Trias erheblich. Auf der Iran-Platte bestand eine Karbonat-Plattform. Auf dem absinkenden Südrand der Turan-Platte hingegen wurden mächtige (1000–3000 m) klastische, zum Teil marine Sedimente deponiert. Nach der Kollision beider Platten erfolgte eine weitgehende Faziesangleichung in der Obertrias.Die kollisionsbedingten Deformationen (frükimmerische Bewegungen) hatten auf der Turan-Platte orogenen Charakter, auf der Iran-Platte bewirkten sie Hebungen und eine verstärkte Erosion.Da die Iran Platte im Jura durch spreading Vorgänge unter partiellen Rotationen in Teilschollen zerlegt wurde, muß zur paläogeographischen Rekonstruktion eine konstruktive Rückformung dieser Dislokationen durchgeführt werden. Hierbei kommt der Zentral-Ost-Iran Mikroplatte besondere Bedeutung zu.Die Iran Platte und der afghanische Block haben in der oberen Trias als Bestandteil Eurasiens zu gelten. Die Neotethy öffnete sich zwischen der Arabischen und der Iran Platte.

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The facies domains of the Iranian Triassic reflect the tectonic stage and paleogeographic position of the Arabian, Iran and Turan plates. In the Paleozoic Iran and Arabian plate formed a coherent unit and were separated from Turan plate by the Paleotethys. In Late Paleozoic or at the beginning of Triassic the Iran plate drifted apart by the opening of the Neotethys and collided with the Turan plate at the end of the Middle Triassic. The former plate margins are marked at present by the North-Iran suture.Considering new paleotectonic results the following facies types have been distinguished: Triassic of Zagros (Arabian plate), Triassic of Alborz and Central Iran (Iran plate), Triassic of South Caspian area, Kopet Dagh and Nakhlak (Turan plate). The Lower and Middle Triassic facies types of Iran and Turan plate are significantly different. On Iran plate cabonate platform conditions dominated whereas thick (1000–3000 m) clastic partly marine sediments were deposited on the subsiding margin of Turan plate.The collision induced deformations of the Turan plate (Early Kimmerian movements) were of orogenetic type, on the Iran plate however this tectonic event caused uplifting and strong erosion. In Jurassic the Iran plate was fragmented under partial block rotations. Therefore paleogeographic considerations require the reconstruction of the original tectonic situation. In this procedure the Central-East Iran microplate is of special interest. In Late Triassic the Iran plate and the Afghan block were constituents of Eurasia. The Neotethys opened between the Arabian and the Iran plate.

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Résumé Le développement des facies du Trias d'Iran reflète la situation tectonique et la position paléogéographique de la plaque turanienne, la plaque iranienne et la plaque arabe. Pendant le Paléozoïque la plaque iranienne et la plaque arabe formaient un ensemble, qui était séparé de la plaque turanienne par la Paléotéthys. A la fin du Paléozoïque, ou au début du Trias, la plaque iranienne se détachait de cet ensemble et entrait en collision vers la fin du Trias moyen avec la plaque turanienne. Les anciens confins des plaques sont aujourd' hui marqués par la suture nord-iranienne.En raison des nouveaux résultats paléotectoniques, on distingue les zones de faciès suivantes: Le Trias de la région du Zagros (plaque arabe), le Trias de l'Alborz et de l'Iran central (plaque iranienne), le Trias de la région sud-caspienne, Kopet Dagh, Nakhlak (plaque turanienne). Pendant le Trias moyen et inférieur le développement des facies des plaques iranienne et eurasienne différait considérablement. Sur la plaque iranienne existait une plate-forme carbonatique. Sur le bord méridional de la plaque eurasienne, qui était en subsidence lente, des sédiments clastiques épais (1000–3000 m), en partie marins, étaient par contre déposes. Après la collision des deux plaques les différences entre les deux faciès se perdaient durant le Trias supérieur.Les déformations produites par la collision (mouvements kimmériens précoces) avaient un caractère orogénique sur la plaque turanienne, alors qu'elles causaient, sur la plaque iranienne, un soulèvement et une accentuation de l'érosion.La plaque iranienne se décomposait en plusieurs fragments durant le Jurassique sous l'influence du spreading accompagné par des rotations partielles. Pour la reconstruction de la paléographie ces rotations doivent être prises en considération. Dans cette procédure le rôle de la microplaque de l'Iran central et oriental est d'une importance particulière. Pendant le Trias supérieur la plaque iranienne et le bloc de l'Afghanistan faisaint partie de l'Eurasie. La Néotéthys s'ouvrait entre les plaques arabe et iranienne.

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Deuterium-Gehalt in Alpenwässern

Zusammenfassung Gewässer der Alpen und des Alpenvorlandes wurden auf ihre Wasserstoff-Isotopenzusammensetzung untersucht. Der Deuterium-Gehalt dieser Wässer weist ihrer Herkunft nach eine deutliche Abhängigkeit von der Höhenlage auf. Dadurch ist es möglich, einzelne Wässer bezüglich der mittleren Seehöhe ihrer Einzugsgebiete zu charakterisieren und u. U. den Anteil eines bestimmten Wassers am Gesamtvolumen eines Gewässers zu ermitteln.

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Waters from the Alps and the foreland were investigated for their hydrogen isotopic composition. The deuterium-content of these waters shows a distinct dependence upon the altitude. It is therefore possible to characterize individual waters with respect to the altitude of their drainage area and under certain circumstances to determine the fraction of a particular water in the total volume e. g. of a river.

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Résumé Des eaux provenant des Alpes et du promontoire sont explorées pour la composition de leur isotopes d'hydrogène. Le contenu de deuterium de ces eaux montre une dépendance distincte de l'altitude. Par conséquent il est possible de caractériser des eaux individuelles à l'égard de l'altitude de leur région de drainage et en certaines circonstances de déterminer la fraction d'une eau particulière dans le volume d'une par example le volume total une rivière.

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

Zur Anchimetamorphose permo-skythischer Sedimentgesteine im westlichen Drauzug,Kärnten — Osttirol (Österreich)

Zusammenfassung An 86 Proben permo-skythischer bis kretazischer Sedimentgesteine des westlichen Drauzuges wurden Metamorphosestudien vorgenommen. Es wurde die Illit-Kristallinität (IK) ermittelt und zusätzlich an Kluftquarzen von 9 Lokalitäten auch die Gas- und Flüssigkeitseinschlüsse untersucht.Die ermittelten IK-Werte belegen eine anchizonale Metamorphose der postvariszischen Sedimente. Diese Prägung ist im Nordteil des Drauzuges signifikant intensiver als im Südteil dieses Bereiches und kann bis in die Raibler Schichten nachgewiesen werden.Die Fluidzusammensetzung der ältesten Einschlußgeneration in den Kluftquarzen besteht aus einer wässerigen Kochsalzlösung. Es konnten weder CO₂, höhere Kohlenwasserstoffe noch Methan in den Einschlüssen festgestellt werden. Diese Fluidzusammensetzung weist in das Wasserfeld der höhergradigen Anchizone. Die PT-Bedingungen der im westlichen Drauzug wirksamen alpidischen Metamorphose lassen sich aufgrund dieser Ergebnisse in Anlehnung an das Modell der Fluidentwicklung in den Externbereichen der Schweizer Alpen bei einer Mindesttemperatur von 270°C und einem minimalen Druck von 1500 bis 2000 bar festlegen (entsprechend einer Gesteinsüberlagerung von 5500 bis 7500 Meter). Dies stimmt mit den Daten der Illit-Kristallinität gut überein.

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Summary The illite-crystallinity index (IC) of some Permo-Scythian to Cretaceous sediments of the western Drauzug had been investigated. In addition, the fluid inclusions of quartz crystals from crosscutting clefts of 9 localities were analyzed.The IC-values indicate an anchizonal metamorphism of the postvariscic sediments. The data also show that metamorphism is of lower intensity in the southern than in the northern part of the Drauzug. In that area the metamorphism is traceable upward into the Carnian Raibler Schichten.The earliest fluid inclusions in cleft quartz consist of a saline water. Neither CO₂, methane nor higher hydrocarbons could be detected. This fluid composition is indicative of the water field of the highgrade anchizone. This implies that a minimum temperature of 270 °C and a minimum pressure of 1500 to 2000 bar were reached during the alpidic metamorphism in the western Drauzug. This corresponds to an estimated overburden of 5500 to 7500 meters. These estimates are in fairly good agreement with our IC-data.

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Résumé Une étude du métamorphisme a été effectuée sur 86 échantillons de roches sédimentaires d'âge permo-scythien à crétacé, provenant de la partie ouest du Drauzug. On a déterminé la cristallinité de l'illite (IC) et étudié les inclusions fluides dans les cristaux de quartz des fentes alpines provenant de 9 localités.Les données IC montrent un métamorphisme anchizonal des sédiments post-varisques. Dans la partie nord du Drauzug ce phénomène est beaucoup plus intense que dans la partie sud où il peut être suivi jusqu'aux couches de Raibler.Les fluides les plus précoces des cristaux de quartz sont composés d'une solution aqueuse légèrement salée contenant moins de mole % de CH₄, de CO₂ ou d'autres gaz. Il n'a été trouvé, dans les inclusions, ni des hydrocarbures plus lourds que le méthane, ni du méthane. Cette composition de fluides est caractéristique pour l'anchizone supérieure et pour l'épizone inférieure. En se référant au modèle de l'évolution des inclusions fluides dans les parties externes des Alpes Suisses, une température minimale de 270 °C et une pression minimale de 1500–2000 bars peut être détérminée. Cette pression correspond à une surcharge de roches de 5500 à 7500 mètres. Ceci est en bon accord avec les données de IC.

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86 , , - . (), 9 . . , , . . ₂, , . . , 270 ° 1500 – 2000 . 5500 7500 . , .

     

Benthonische Foraminiferen aus der Unterkreide des »Deep Sea Drilling Project« (Leg 1–79)

Zusammenfassung In den DSDP-Legs 1, 11, 13, 17, 25, 27, 32, 36, 41, 43, 44, 50 und 62 wurden die Unterkreide-Foraminiferen biostratigraphisch, taxonomisch und paläoökologisch bearbeitet. Eine Übersicht zeigt die in Leg 1–80 erbohrte Unterkreide und ihre Foraminiferen-Bearbeitungen.Im Nordatlantik fehlen regional ab dem Oberen Tithonium im Verlaufe einer Regression und der sie begleitenden Schichtlücken bis in das Valanginium charakteristische Foraminiferenfaunen. In Gebieten ohne Schwarzschiefer-Bedingungen setzen im Valanginium-Barremium mäßig reichhaltige bis sehr spärliche Mikrofaunen mitPraedorothia ouachensis (Sigal) der gleichnamigen Zone ein (Valanginium-Hauterivium). Hauterivium-Aptium gliedern sich in dieGavelinella barremiana-, dieGaudryina dividens- und dieConorotalites aptiensis- Zone.Wo im Albium nicht das ausgedehnte Schwarzschiefer-Milieu herrschte, findet man eine kosmopolitische Fauna aus agglutinierten und kalkschaligen Foraminiferen derPseudoclavulina gaultina- Zone. Für das höhere Albium und Cenomanium wurde dieGavelinella cenomanica- Zone ausgeschieden. Von biostratigraphischer Bedeutung sind im Berriasium-Albium die GattungenPraedorothia, Gaudryina, Pseudoclavulina, von den Kalkschalern nur wenige skulptierte Arten der Nodosariiden (Citharina, Lenticulina) sowieGavelinella, Conorotalites, Pleurostomella, Valvulineria undOsangularia. Die vonMoullade (1984) begründeten Zonen vom Berriasium-Albium der Tethys und des DSDP sind wegen der großen stratigraphischen Reichweite der verwendeten Foraminiferenarten nicht überall anwendbar.Im Indischen Ozean lassen die wenigen, bisher bekannten »australen« Foraminiferenfunde aus dem Neokom von Site 261 mit überwiegend primitiven agglutinierenden Formen eine genaue Datierung kaum zu. Die Kalkschaler sind meist aufgelöst oder auch umgelagert. Man ordnet sie dem Bereich des kühleren Wassers zu.Im Pazifischen Ozean sind die meisten Mikrofaunen wegen der geringen Kerngewinne, Verunreinigungen oder primärer Foraminiferenarmut (Schwarzschiefer) biostratigraphisch und paläoökologisch kaum verwertbar. Erst im Albium findet sich — wie im Atlantik — eine etwas reichhaltigere Kalk- und Sandschalerfauna mit wichtigen Arten derPseudoclavulina gaultina- Zone. Da außerGavelinella cenomanica (Brotzen) keine andere benthonische Foraminiferenart neu einsetzt, wird die Grenze zum Cenomanium in der Regel mit planktonischen Foraminiferen gezogen.Im Albium fallen die einheitlichen, kosmopolitischen Foraminiferenfaunen ohne ausgeprägte Faunenprovinzen auf.

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From the DSDP Legs 1, 11, 13, 17, 25, 27, 32, 36, 41, 43, 44, 50, and 62 the Lower Cretaceous foraminifers have been investigated for biostratigraphical, taxonomical, and palaeoecological purposes. An overview of the cored Lower Cretaceous sections of Leg 1–80 is given.In the Northern Atlantic Ocean characteristic foraminiferal faunas are missing from the Upper Tithonian to the Valanginian due to a marked regression which caused hiatuses. In areas without black shale conditions Valanginian to Barremian medium rich to poor microfaunas withPraedorothia ouachensis (Sigal) of thePraedorothia ouachensis Zone (Valanginian-Hauterivian). The Hauterivian-Aptian interval is characterized by zones ofGavelinella barremiana,Gaudryina dividens, andConorotalites aptiensis. During the Albian a world-wide fauna consisting of agglutinated and calcareous foraminifers of thePseudoclavulina gaultina Zone is established in areas lacking the wide-spread black-shale conditions. The Upper Albian and the Cenomanian are represented by theGavelinella cenomanica Zone. Some ornamented species of the nodosariids (Citharina, Lenticulina), Gavelinella, Conorotalites, Pleurostomella, Valvulineria, andOsangularia are of some importance for the biostratigraphy of the Berriasian-Albian interval. The Berriasian to Albian zones introduced for the Tethys and the DSDP byMoullade (1984) could only be of some local importance due to the long stratigraphical range of the foraminiferal species used.In the Indian Ocean an exact stratigraphical age cannot be assigned to the few Neocomian foraminiferal faunas of a cooler sea water (Site 261). These faunas mainly contain primitive agglutinated foraminifers, because in most cases the calcareous tests are dissolved or redeposited.In the Pacific Ocean most of the Berriasian to Aptian microfaunas are of minor biostratigraphical and palaeoecological importance for reasons of poor core recoveries, contaminations or original foraminiferal poverty (black shales). Since the Albian there are somewhat higher-diverse faunas of calcareous and agglutinated foraminifers with index species of thePseudoclavulina gaultina Zone. As a rule, the boundary Albian/Cenomanian is set by means of planktonic foraminifers because no other foraminifer has its first appearance datum during this interval, exceptGavelinella cenomanica.During the Albian very uniform, world-wide foraminiferal faunas without a marked provincialism are obvious.

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Résumé Dans les Legs DSDP 1, 11, 13, 17, 25, 27, 32, 36, 41, 43, 44, 50 et 62, les foraminifères du Crétacé inférieur ont été étudiés aux points de vue biostratigraphique, taxonomique et paléoécologique. La note présente une vue d'ensemble de la section d'âge crétacé inférieur du Leg 1–80.Dans l'Atlantique nord, les faunes caractéristiques de foraminifères sont absentes depuis le Tithonique supérieur jusqu'au Valanginien, en raison d'une régression importante et des lacunes qui en résultent. Dans les régions dépourvues de milieux à shales noirs, on rencontre une microfaune, pauvre à moyennement riche, valanginienne à barrémienne, àPraedorothia ouachensis (Sigal), appartenant à la Zone àPraedorothia ouachensis. L'intervalle Hauterivien-Aptien est caractérisé par les Zones àGavelinella barremiana, Gaudryina dividens et Conorotalites aptiensis. Au cours de l'Albien une faune d'extension mondiale de foraminifères agglutinés et calcaires appartenant à la Zone àPseudoclavu-lina gaultina, s'est établie dans les aires où ne règnaient pas les conditions de formation de shales noirs. L'Albien supérieur et le Cénomanien sont représentés par la Zone àGavelinella cenomanica. Dans l'intervalle Berriasien-Albien, un rôle biostratigraphique de quelque importance est joué par quelques espèces de Nodosariides à coquilles ornementées (Citharina, Lenticulina) ainsi queGavelinella, Conorotalites, Pleurostomella, Valvulineria et Osangularia. Les zones établies parMoullade (1984) pour le Berriasien-Albien de la Téthys et du DSDP ne sont pas partout utilisables, en raison de l'extension verticale trop grande des foraminifères utilisés.Dans l'Océan Indien, un âge exact ne peut être assigné aux faunes de foraminifères néocomiennes considérées jusqu'ici comme «australes» (site 261): ces faunes renferment surtout des formes agglutinées primitives, car les tests calcaires ont été généralement dissous ou remaniés.Dans l'Océan Pacifique, la plupart des microfaunes berriasiennes à aptiennes sont de faible intérêt biostratigraphique et paléo-écologique, en raison des mauvais rendements des carottes, de contaminations ou de leur pauvreté originelle (facies des shales noirs). A partir de l'Albien, on trouve une faune plus diversifiée de foraminifères agglutinés et calcaires, comportant des espèces caractéristiques de la Zone àPseudoclavulina gaultina. Comme d'ordinaire, la limite Albiencénomanien est définie par les foraminifères planctoniques, aucun autre foraminifère n'apparaissant dans cet intervalle, saufGavelinella cenomanica.A l'Albien, la faune de foraminifères est uniforme à l'échelle mondiale, sans distinction de provinces.

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Modellversuche zur Hangtektonik

Zusammenfassung Das Verformungsverhalten von Felshängen wird einmal durch die geologische Entwicklungsgeschichte, zum anderen durch die zum Zeitpunkt der Beobachtung herrschenden Randbedingungen (Höhe, Neigung des Hanges, eingeprägte Kräfte) und Gebirgseigenschaften bestimmt. Diese Gebirgseigenschaften sind einerseits von den Gesteinseigenschaften (Verformbarkeit und Festigkeit) und andererseits von der Klüftung abhängig.Mit Hilfe zweidimensionaler großmaßstäblicher Modelle, die in einer ersten Serie aus starren Kluftkörpern (Strukturmodelle) und in einer zweiten Serie aus äquivalentem Modellmaterial aufgebaut waren, wird der Versuch unternommen, die innere Kinematik eines ganzen Hangquerschnittes zu studieren. Während im ersten Fall der Einfluß des Trennflächengefüges allein untersucht werden kann, überlagern sich im zweiten Fall Material- und Gefügeparameter.Anhand der Strukturmodelle wird eine Einteilung in verschiedene typische Verformungsverhalten von Hängen in Abhängigkeit von der Kluftstellung und vom Kluftreibungswinkel vorgenommen.Der besonders interessante Fall eines Kluftkörperverbandes mit bergeinwärtsfallender Bankung — hier überlagern sich Rotations- und Translationsbewegungen — wird in seinem gesamten Verformungsablauf beschrieben und nach charakteristischen Verformungsstadien unterteilt. Dabei wird die Entwicklung der Verformungen vom Hakenwerfen der Böschungsfront bis zu einem tiefgreifenden Talzuschub mit der Ausbildung ausgeprägter Schwächezonen erfaßt.Die an den Versuchen durchgeführten Beobachtungen gestatten eine bessere Bewertung des Trennflächeneinflusses auf das Verformungsverhalten von Felsmassen mit regelmäßigem Gefügemuster (H-Typ) und geben Hinweise zur besseren Abschätzung des Verformungsablaufes im Inneren eines Hanges sowie der zu erwartenden Form des Böschungsbruchkörpers.

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The deformation behaviour of rock slopes is influenced by the geological history, by the boundary conditions (height, inclination of the slope, additional forces) acting at the time of observation and the material properties of the rock mass. The properties depend on the rock parameters (deformability and strength) and on the joint patterns.With two-dimensional large scale models which consisted of rigid blocks in the first series of tests (structural models) and of equivalent model material in a second one, it was tried to study the kinematics of a whole slope section.In the first of those cases joint fabric is the only parameter to be investigated while in the second, series of test material and structural parameters have to be considered simultaneously. The structural models allow a classification into different types of deformation behaviour of the slopes. Criteria of classifications are the inclination of the strata and the friction angle.The especially interesting case of a jointed rock system with strata dipping into the mountain (in this case rotational and translational displacements are superposed) is described in its whole deformation history which is divided into characteristic stages of deformation. The development of displacements is studied from a first Hakenwerfen at the front of the slope to a deep Talzuschub with the formation of zones of weakness (latent sliding surfaces).Conclusions drawn from these tests allow a better assessment of the influence of joint sets on the deformation behaviour of a rock mass, the development of displacements in the interior of a slope and the shape of sliding surfaces.

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Résumé Le processus de déformation des versants rocheux est déterminé d'abord par l'histoire géologique, ensuite par les conditions immédiates du milieu régnant au moment de l'observation (hauteur, inclinaison de la pente, forces emmagasinées) et par les propriétés à l'échelle de l'ensemble rocheux. Ces dernières dépendent d'une part des propriétés du matériau rocheux lui-même (déformabilité et résistance) et d'autre part de la fissuration.A l'aide de maquettes bidimensionelles à grande échelle composées, lors d'une première série, de blocs rigides (modèle structural) et lors d'une seconde série, de blocs faits d'un matériau équivalent, on a assayé d'étudier la cinématique interne d'une coupe transversale faite dans un versant. Tandis que dans le premier cas, c'est seulement l'influence de la disposition des plans de division qui a pu être recherchée, dans le second il y a eu superposition des paramètres propres à cette disposition et au matériau.En partant de ces modèles structuraux, on a pu classer les différents types de comportements à la déformation des versants en fonction de la position de fissures et de leur angle de frottement.Le cas particulièrement intéressant d'un complexe fissuré à stratification inclinant vers l'intérieur du versant (ici se superposent en effet les mouvements de rotation et de translation) est décrit intégralement dans le déroulement de sa déformation et subdivisé en stades caractéristiques de déformation. On a pu ainsi saisir le développement des déformations depuis le «Hakenwerfen» du front du talus jusqu'à la poussée en profondeur vers la vallée, avec formation de zones de faiblesse bien marquées.Les observations faites lors des essais permettent de mieux évaluer l'influence des plans de division sur le processus de déformation des masses rocheuses qui ont une structure régulière (type H). Elles donnent des indications pour apprécier plus justement le développement de la déformation dans un versant, et de la forme de la zone de rupture à laquelle il faut s'attendre.

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Petrographie des minerais de fer de la Fosse du Labrador

Résumé Les textures des minerais de fer précambriens de type «jaspilite» sont semblables à celles des calcaires. Les éléments texturels suivants sont décrits: 1. orthochems: a) fémicrite, b) matrice siliceuse, c) ciment siliceux; 2. allochems: a) pellets, b) intraclastes, c) oolithes et pisolithes, d) échardes. Les types pétrographiques sont définis par la combinaison des éléments de texture, comme pour la classification des calcaires. Les types de faciès sont caractérisés par une séquence de bancs correspondant à un ou plusieurs types pétrographiques et par certaines structures sédimentaires. Ils forment la base de l'interprétation des conditions de dépôt et de la paléogéographie du bassin.Les transformations épigénétiques sont les suivantes: 1. dessication, fissuration, cimentation et compaction. 2. Cristallisation du gel de silice: a) quartz à cristallisation primaire, calcédonite et quartzine, b) quartz micropolygonal, c) quartz recristallisé. 3. Cristallisation de la poussière d'hématite, migration du fer et cristallisation de la spéculante et de la magnétite. 4. Cristallisation et recristallisation de la sidérite, de la minnesotaïte, de la stilpnomélane, de la riebeckite et du talc. La migration du fer et la cristallisation de la spécularite, de la magnétite et de la sidérite prennent place avant la compaction complète du sédiment et avant ou pendant la cristallisation primaire du quartz. Le quartz recristallisé, la minnesotaïte et peut-être le talc et la stilpnomélane, sont des minéraux tardidiagénétiques. La riebeckite se forme pendant le métamorphisme. Les phénomènes de recristallisation se poursuivent pendant le métamorphisme régional.

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Textures of Precambrian cherty ironstones are similar to those of limestones. The following textural elements have been recognized: 1. Orthochems: a) femicrite, b) matrix chert, c) cement chert. 2. Allochems: a) pellets, b) intraclasts, c) oolites and pisolites, d) shards. Textural lithotypes are defined by the combination of the textural elements they contain, analogous to the classification of limestones. Textural faciès consist of beds of one or several lithotypes in characteristic sequence. They commonly contain distinguishing sedimentary structures. Textural facies are the basis of the interpretation of the depositional environment and basin configuration.The following types of epigenetic transformations have been recognized: 1. Dessication, shrinkage, cementation and compaction. 2. Crystallization of silicagel in the following sequence: a) primocrystalline quartz and chalcedony (normal and lengthslow), b) micro-polygonal quartz, c) recrystallized quartz. 3. Crystallization of hematite dust, migration of iron and crystallization of specular hematite and of magnetite. 4. Crystallization and recristallization of siderite, minnesotaite, stilpnomelane, riebeckite and talc. Migration of iron and the recristallization of speculante, magnetite and siderite take place essentially before the complete compaction of the rock and before and during the primo-cristallization of quartz. Recrystallized quartz, minnesotaite, and may be stilpnomelane and talc are essentially late diagenetic minerals. Riebeckite formed during metamorphism. A certain recrystallization occured during regional metamorphism.

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Zusammenfassung Texturen der präkambrischen, kieseligen Eisensteine (Jaspilite) sind ähnlich denen von Kalken. Folgende Texturelemente wurden erkannt: 1. Orthocheme: a) Femikrit, b) Quarzmatrix (matrix chert), c) Quarzzement (cement chert). 2. Allocheme: a) Pellets, b) Intraklasten, c) Oolithe und Pisolithe, d) Scherden. Texturelle Lithotypen werden definiert durch die Kombination ihrer Texturelemente, wie in Kalken. Texturelle Fazies bestehen aus einem oder mehreren Lithotypen in regelmäßiger Folge. Sie besitzen oft kennzeichnende Strukturen. Texturfazien sind die Grundlage der Rekonstruktion der Bildungsbedingungen, Umwelt und Paläogeographie der Eisensteine.Folgende Arten epigenetischer Veränderungen wurden unterschieden: 1. Trocknung, Schrumpfung, Zementation und Kompaktion. 2. Kristallisation von Silikagel in der Reihenfolge: a) Primärquarz, Chalzedon und Quarzin, b) Kristallisation von Hämatitstaub, Wanderung von Eisen und Kristallisation von Spekulant und Magnetit. 4. Kristallisation und Rekristallisation von Siderit, Minnesotait, Stilpnomelan, Riebeckit und Talk. Wanderung von Eisen sowie Kristallisation von Spekulant, Magnetit und Siderit erfolgen im wesentlichen während der Kompaktion der Gesteine und vor (z. T. während) der Primärkristallisation von Quarz. Rekristallisierter Quarz, Minnesotait und vielleicht Stilpnomelan und Talk bilden sich weitgehend im spätdiagenetischen Stadium. Regionalmetamorphe Reaktionen führen zur Entstehung von Riebeckit und gelegentlich zu weiterer Kornvergröberung aller Minerale.

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Publié avec l'autorisation du Ministre, Ministère des Richesses Naturelles du Québec.     

Entwicklung des Sedimentbeckens und Stratigraphie der klassischen Germanischen Trias

Zusammenfassung Für Buntsandstein, Muschelkalk und Keuper markieren Isopachenverläufe und Faziesverteilung lagekonstante Schwellen und Senken.Die bedeutende Altkimmerische Diskordanz im Keuper schafft zusätzliche stratigraphische Probleme für diesen bislang am mangelhaftesten mit der Orthostratigraphie konnektierten Zeitabschnitt.

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Most of the biostratigraphic correlations with the Tethys are preliminary. Keuper stratigraphy is additionally complicated by the Early Cimmerian unconformity which is present in the marginal zones of the basin as well as on rises in the basin.Isopachs and facies distribution of the Bunter, Muschelkalk and Keuper within the Germanic Triassic show a constant position of structural elements.

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Résumé Les connexions entre le Keuper allemand et l'orthostratigraphie dans la Mésogée sont de nature préliminaire. La distribution des faciès et les lignes isopaques indiquent une position inchangée des éléments structuraux pendant la déposition du Grès bigarré, du Muschelkalk et du Keuper. La stratigraphie du Keuper est rendue encore plus compliqué par la discordance documentant la « phase cimmerienne précoce » sur les seuils et dans les zones marginaux du bassin.

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L'âge de granites de l'Anti-Atlas (Maroc)

Résumé Les auteurs d'un article récemment paru dans Geologische Rundschau (55, 1, 1966; 226–237) ont utilisé, comme exemples, des résultats géochronologiques concernant des roches de l'Anti-Atlas (Maroc) publiés parCahen et coll. en 1964. Ils ont réinterprêté ces mesures et aboutissent à des résultats différents de ceux des auteurs de ces déterminations. La présente rectification a pour but de montrer, qu'avec les éléments fournis par la note deCahen et coll. (1964), il n'est possible, même par l'application de la méthode des isochrones, que de retrouver les résultats de ces auteurs.

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The authors of an article recently published in Geologische Rundschau (55, 1, 1966; 226/237) have made use, as examples, of results published byCahen and others (1964), on granitic rocks of the Anti-Atlas (Morocco). They have reinterpreted these results and come to conclusions different from those of the original authors. It is shown here that with the data published byCahen and others (1964) one can but find the same results as were originally published, even if the Rb: Sr isochron method is applied.

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Zusammenfassung In ihrer Arbeit Chronologie au Rubidium — Strontium et Granitologie (Geol. Rdsch.,55, 1, 226–237, Stuttgart 1966) habenAllègre undDars die vonCahen u. a. (1964) veröffentlichten Messungen des Rb/Sr-Verhältnisses für Gesteine des Anti-Atlas (Marokko) benutzt und neu interpretiert. Sie kamen dabei zu grundverschiedenen Ergebnissen. Es soll nun hier gezeigt werden, daß sich die Ergebnisse vonCahen (1964) selbst bei Anwendung der Rb/Sr-IsochronMethode nicht umdeuten lassen.

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- Sr/Rb .

     

Porosity modeling and stress evaluation in the Barbados Ridge Accretionary Complex

Based on sediment physical property data from DSDP/ ODP Legs 78A and 110 (Barbados Ridge Complex), a simple palinspastic reconstruction scheme was employed to study porosity changes during accretion. Undoing the compactional effects caused by imbricate stacking of wedge slices, a synthetic pre-accretion porosity depth profile was developed, which bears strong resemblence to a characteristic profile from a reference drillhole in front of the Barbados accretionary complex. Differences between synthetic and reference profile are interpreted in terms of a semiquantitative estimate of the relative impact of the horizontal stress component on gravitational compaction in accretionary wedge environments. An exponential relationship between depth and porosity divergence for distinct lithologic units is evident. The defined relationship facilitates the analysis of deformational behavior of accreted sediments in general.

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Zusammenfassung Auf der Grundlage sedimentphysikalischer Daten der DSDP/ODP — Legs 78A und 110 (Barbados Ridge Komplex) wurde ein einfaches palinspastisches Rekonstruktionsverfahren zur Untersuchung der Porositätsentwicklung unter den Bedingungen der initialen Akkretion entwickelt. Durch rechnerische Umkehrung der durch imbrikierte Schuppung von Sedimentpaketen bedingten Kompaktionseffekte konnte ein synthetisches prä-akkretionäres Porositäts-Tiefen-Profil modelliert werden, welches weitgehende Übereinstimmung mit dem vor dem Barbados Akkretions-system erbohrten Referenzprofil aufweist. Der Vergleich von synthetischem und Referenz-Profil zeigt für einzelne lithologische Einheiten eine exponentielle Beziehung zwischen Tiefe und Porositätsdifferenz. Dies kann als ein relatives Maß für den Einfluß der horizontalen Streßkomponente auf die effektive Kompaktionsrate in diesem Teil des Akkretionskeils angesehen werden. Darüber hinaus läßt sich durch diese Beziehung das Deformationsverhalten akkretierter Sedimente generell beschreiben.

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Résumé Les propriétés physiques des sédiments fournies par les Legs 78A et 110 du programme DSDP/ODP (Barbados Ridge Complex) ont servi de base à une reconstitution palynspastique: celle-ci a été utilisée à son tour pour l'étude des changements de porosité au cours de l'accrétion. Par élimination des effets de compaction dûs à l'empilement des écailles de sédiments, il a été possible d'établir un profil de la porosité selon la profondeur; ce profil présente de grande similitudes avec le profil caractéristique d'un forage de référence situé en avant du complexe d'accrétion des Barbades. La comparaison du profil reconstitué avec ce profil de référence montre, pour des unités lithologiques déterminées, une relation exponentielle entre la profondeur et les écarts de porosités. On peut de là estimer l'influence de la composante horizontale des contraintes sur la compaction gravifique dans cette partie du prisme d'accrétion. Ces relations sont de nature à faciliter, d'une manière gènérale, l'analyse du processus déformatif dans les sédiments accrétionnés.

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, DSDP/ODP - Legs 78 110 / Barbados Ridge Komplex / . , , - , , , . . , . , .

     

Paleogeography as a climatic forcing factor

The cause of warm, equable ice free climates which dominate Phanerozoic earth history and the cause of the transition to glacial epochs are fundamental problems in paleoclimatology. Based on several criteria, paleogeography is one of the most likely mechanisms of climatic change on this time scale. Paleogeography modifies climate by inducing changes in atmospheric and oceanic circulation patterns, and by modifying the global albedo because of the contrasts in the albedo of different surfaces (e. g. ocean, land and snow) and because incoming solar radiation is a strong function of latitude. Using both simple and state-of-the-art planetary albedo models, the importance of this second hypothesis is tested as a mechanism of climatic change. It is concluded that paleogeography, by directly altering the planetary albedo, operates in the correct sense to explain the Tertiary global cooling and close to the correct order of magnitude to explain the contrast between warm, equable Mesozoic climates and the present glacial climates.

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Zusammenfassung Die Ursache des warmen, ausgewogen eisfreien Klimas, das in phanerozoischer Erdgeschichte dominiert, und die Ursache des Übergangs zu glazialen Epochen sind fundamentale Probleme in der Paläoklimatologie. Aufgrund mehrerer Kriterien wird Paläogeographie als einer der wahrscheinlichsten Mechanismen für Klimaänderungen auf dieser Zeitskala angesehen. Paläogeographie verändert das Klima durch Änderungen atmosphärischer und ozeanischer Zirkulationssysteme, durch Modifizierung der weltweiten Albedoverteilung auf Grund unterschiedlicher Albedo über verschiedenen Oberflächen (Ozean, Land, Schnee) sowie durch die starke Abhängigkeit der einfallenden Sonneneinstrahlung von der geographischen Breite.Die Benutzung einfacher und — beim heutigen Stand der Theorie — fortgeschrittener Modelle erlaubt eine Überprüfung der Bedeutung dieser zweiten Hypothese für klimatische Änderungen. Es wird gefolgert, daß Paläogeographie, durch die direkte Modifizierung planetarischer Albedo, den globalen Kühlungstrend im Tertiär vorzeichenrichtig andeutet und größenordnungsmäßig den Unterschied zwischen dem warmen, ausgewogenen mesozoischen Klima und dem derzeitigen glazialen Klima erklärt.

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Résumé La cause de l'existence de climates chauds, dépourvus de fluctuations extrêmes et de glaciations, qui ont dominé l'histoire de la Terre durant le Phanérozoique et la cause de la transition à des périodes glaciaires posent des problèmes fondamentaux à la paléoclimatologie. Basée sur plusieurs évidences, la paléogéographie est un des méchanismes les plus probables qui soit à l'origine des changements climatiques considérés sur cette échelle de temps. La paléogéographie introduit des changements de climat en induisant des perturbations dans les modèles de circulation atmosphérique et océanique et en modifiant l'albedo global à cause des contrastes dans l'albedo des différentes surfaces (ex: océan, continent et neige), et parce que la radiation solaire reçue est en étroite relation avec la latitude. A partir de deux modèles, l'un simple et le second le plus éllaboré à l'heure actuelle, l'importance de la seconde hypothèse est testée comme un méchanisme de changement climatique. On arrive à la conclusion que la paléogéographie, en modifiant d'emblée l'albedo à l'échelle du globe, joue dans le bon sens pour expliquer le refroidissement général durant le Tertiaire, et est très voisin de l'ordre de grandeur correct pour expliquer l'opposition entre les climats chauds, dépourvus d'extrêmes fluctuations durant le Mésozoique, et les climats glaciaires d'aujourd'hui.

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Triassic-Liassic basins and climate of the Atlantic passive margins

As the Laurasian Plate tracked north over the New England hotspots in the LateTriassic, the heated and stretched crust failed along re-activated basement structures including micro-plate sutures, and continental extensions of transforms. This created the rifted passive margins of the Atlantic and established the tectonic and climatic setting of wrench-generated coastal ranges and detrital basins bordering vast salt flats that were overlain with waters from the Tethys Sea.In tracking north from an equatorial position in the Late Triassic to a subtropical latitude in the Middle Jurassic, the plate transgressed first humid, then savanna and finally arid climatic zones, which were then bordered by a transgressing epeiric Tethyan Sea. Within these climatic zones, monsoonal circulation profoundly affected patterns of sedimentation as tropical air masses cooled and warmed adiabatically as they crossed the coastal ranges and broad salt flats.Where the basement had been pulled apart as in the Newark-Gettysburg Basin or the Argana Basin of Morocco, plutons intruded the axis of the basin in the form of dikes, lava flows and subaqueous fissure flows. Differential horizontal shear along strike-slip faults created assymetric basins with an upthrown leading plate and a subsiding trailing plate. Strata within the basins record a history of recurrent, but alternating, transtentional and transpressional episodes in an overall wrench-tectonic regime. While the borderfault facies is marked by complex unconformities, young basin sediment, volcanics, en-echelon folds, fanglomerates, turbidites and deep-water lacustrine deposits with organic-rich black shale, sediments on the trailing plate are marked by an older suite of gently inclined fluvialdeltaic sands that rest with profound unconformity on the Hercynian — Variscan basement.Where shallow marine waters of the Tethys Ocean transgressed sagged pull-apart basins (as in the Khemisset and Berrichid Basins of Morocco) or where the basement was faulted by straignt, non-branching transforms (as in Grand Banks), vast salt flats occurred forming thick, deposits of halite and potash salt. The extent of Tethyan transgression and concomitant subsidence of these basins is marked by salt diapirs in the Baltimore Canyon Trough and in the Aaiun Basin of Africa.

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Zusammenfassung Während sich die Laurasische Platte in der späten Trias nordwärts bewegte über die Hotspots Neuenglands hinweg, brach die erwärmte und gedehnte Kruste entlang reaktivierter Strukturen des Basements, sowie entlang von Mikroplatten-Rändern und entlang der Fortsetzungen von Querstörungen auf den Kontinenten. Dieser Vorgang schuf die abgesenkten passiven Ränder des Atlantik und etablierte die tektonische und klimatische Situation der Küstenketten und Sedimentationsbecken, die weite mit Tethys-Meerwasser bedeckte Salzpfannen säumten.Während der Drift der Platte von einer äquatorialen Lage zur späten Triaszeit hin in eine subtropische Breite zur mittleren Jurazeit durchlief sie zunächst humide, dann Savannen- und schließlich aride Klimazonen. Diese wurden gerahmt von dem transgredierenden epirischen Tethys-Meer. Innerhalb dieser Klimazonen wurde die Sedimentation nachhaltig durch Monsum-Zirkulation beeinflußt dadurch, daß tropische Luftmassen sich abkühlten und adiabatisch erwärmten beim Überqueren der Küstenketten und der breiten Salzebenen.Dort, wo das Basement aufriß, wie etwa im Newark-Gettysburg Becken oder im Argana Becken von Morocco, drangen Plutone in die Achse des Beckens ein in Form von Gängen, Lavaergüssen und subaquatischen Spaltenergüssen. Differentielle horizontale Schubspannungen entlang Blattverschiebungen sorgten für asymmetrische Becken mit aufgeschobener Leitplatte und abgesenkter Schlepp-Platte. Die Ablagerungen innerhalb der Becken bilden eine Geschichte periodischer aber alternierender durch Zug- und Druckspannungen beherrschte Episoden ab.Die Fazies des Randstörungssystems ist durch komplexe Diskordanzen markiert, durch junge Beckensedimente, vulkanische Gesteine, girlandenartige Faltenzüge, Fanglomerate, Turbidite und Tiefwasser-Seesedimente mit organogen-reichen Schwarzschiefern. Dagegen sind die Sedimente der Schlepp-Platten gekennzeichnet durch eine ältere Folge von schwach geneigten fluviatil-deltaischen Sanden, die mit markanter Diskordanz auf dem herzynisch-variskischen Basement ruhen.Dort, wo der flache Tethys-Ozean über die sich absenkenden Dehnungs-Becken (wie etwa die Becken von Khemisset und Berrichid von Morocco) transgredierte oder wo das Basement durch geradlinige, nicht verzweigte Querstörungen zerschnitten wurde (wie im Gebiet der Great Banks), breiteten sich weite Salzebenen aus, die dicke Halit- und Kalisalzlager bildeten. Die Ausdehnung der Tethys-Transgression und die einhergehende Absenkung dieser Becken wird durch Salz-Diapire im Baltimore Canyon Graben und im Becken von Aaiun in Afrika markiert.

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Résumé Tandis que la plaque laurasiatique se déplaçait à la fin du Trias vers le nord sur les points chauds de la Nouvelle Angleterre, il s'est produit dans la croûte échauffée et sous tension, des ruptures le long de structures réactivées du socle ainsi que le long de bordures de microplaques et des prolongements de dérangements transversaux sur les continents. Ce processus conduisit à l'affaissement des bords de l'Atlantique, et à fixer la situation tectonique et climatique des chaînes cotières et des bassins de sédimentation qui bordaient de vastes dépressions salées couvertes par les eaux de la Téthys.Pedant sa dérive, à partir d'une position équatoriale à la fin du Trias jusqu'à une latitude subtropicale au Jurassique moyen, la plaque traversa des zones climatiques d'abord humides, puis à savannes et finalement arides, qui se trouvaient en bordure des transgressions épiriques del a Thétys. Dans ces zones climatiques, la sédimentation fut fortement influencée par la mousson sous l'effet des masses d'air tropical qui se refroidissaint et se réchauffaient adiabatiquement à la traversée des chaînes côtières et des plaines salifères ouvertes.Là où le socle apparaissait, comme dans le bassin de Newark-Gettysburg ou dans le bassin d'Argan au Maroc, des plutons pénétraient dans l'axe des bassins sous la forme de dikes, de coulées de lav et de coulées fissurales subaquatiques. Des poussées différentielles horizontales suivant des failles conduisirent à des bassins asymétriques, la plaque motrice en voie de soulèvement entraînant la plaque en voie d'affaissement. Les dépôts dans les bassins représentent une histoire faite d'épisodes périodiques et alternants dominés par des tensions et compressions.Le facie dans le système en bordure des dérangements, est marqué par des discordances complexes, des sédiments de bassin jeunes, des roches volcaniques, des faisceaux de plis en guirlande, des fanglomérats, des turbidites, et des sédiments de mer profonde avec des schistes noirs riches en matières organiques. Par contre les sédiments des plaques entraînées sont caractérisés par une série plus ancienne de sables fluvio-deltaïques faiblement inclinés qui reposent avec une discordance bien marquée sur le socle hercynovarisque.Là où la Thétys, de faible profondeur, transgressait sur les bassins d'extension en voie d'affaissement (comme les bassins de Khemisset et de Berrichid au Maroc), ou là ou le socle était recoupé par des fractures transversales rectilignes sans bifurcation (comme dans les Great Banks), s'étendaient de vastes aires salées avec formation d'épaisses couches de halite et de sels potassiques. L'extension de la transgression thétysienne et la continuelle dépression de ces bassins est marquée par des diapirs salins dans le Graben de Baltymore et dans le bassin d'Aaiun en Afrique.

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Über Hiatus-Konkretionen (dargestellt an Beispielen aus dem Lias)

Zusammenfassung Als Hiatus-Konkretionen werden Kalk-Konkretionen aus dem nord- und süddeutschen Lias (Domerien) beschrieben, welche ein durch Sedimentationsunterbrechungen bedingtes mehrphasiges Wachstum erkennen lassen oder durch das Zusammenwachsen verschieden alter, durch Diskontinuitätsflächen getrennter Konkretionen entstanden sind.Der Hiatus wird dadurch bewiesen, daß die frühdiagenetisch im Sediment gebildeten Konkretionen ausgewaschen, korrodiert, angebohrt oder von Austern, Serpuliden, Bryozoen oder anderen sessilen Organismen besiedelt wurden. Nach erneuter Einbettung setzt die Konkretionsbildung wieder ein, wobei sich die jüngeren Toneisensteine um die älteren, die ihnen als Ansatzstellen dienten, herum gebildet haben.

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Calcareous concretions from the middle Lias (Domerian) of Northern and Southern Germany revealing growth in several phases conditioned by interruptions of sedimentation or by coalescence of concretions of different age are called Hiatus Concretions. The hiatuses are proved by the fact that these concretions, which were formed in the sediment by early diagenetic processes, were washed out and are corroded or bored on the surface and encrusted by oysters, serpulids, bryozoans or other sessile benthonic organisms.After a new beginning of sedimentation the growth of the concretions started again. By this process the younger concretions included the older ones which often were the starting point for a new generation of concretions.In section the ancient surfaces with incrusting shells can be observed.

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Résumé Des concrétions de CaCO₃ du lias moyen (Domérien) de l'Allemagne du Nord et de Sud laissant reconnaître une croissance en plusieurs phases conditionnées par des interruptions de la sédimentation ou qui sont formées par une fusion des concrétions separées par des surfaces de discontinuité sont appelées des «concrétions à hiatus».Le hiatus est reconnu par le fait que les concrétions formées dans le sédiment pendant la première phase d'une diagénèse sont erodées, corrodées, envahies par des organismes perforants, ou recouvertes en partie par des Huîtres, Serpulides, Bryozoaires ou autres animaux sessiles. Après une sédimentation nouvelle la croissance des concrétions s'est poursuivie. Les concrétions nouvelles ont enveloppées les anciennes qui leur ont servi de noyaux. On peut observer sur les sections des surfaces de discontinuité marquées par des organismes encroûtants.

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Drift tectonics — The fundamental rhythm of crustal drift and deformation

Several years of research on deformational history of the Alps and their Central European foreland led to the development of new models for the driving mechanism of continental drift and intraplate tectonics. It was found that a global rhythm of continental drift exists, which causes the phases of epeirogeny by regular deformation of lithospheric structures. This approach was made possible by the development of a new method of comparing and analysing paleomagnetic and tectonic data.A new map projection provided for the first time the order necessary to analyze on a global scale the relations between the direction of drift and all essential geological and geophysical data. This led to the identification of drift fields as the largest lithospheric structural units. Their geometry controls a narrowing lithospheric flow and thus the direction of plate movements. By redistributing upper mantle isotherms, the drift fields simultaneously control the course of asthenospheric counterflows, whose internal flow patterns can trigger asthenospheric upwellings and epeirogenic uplifts.Thus, besides providing a synthesis of horizontal- and vertical-tectonic hypotheses, the discovery of drift tectonic rules offers a promising framework for the understanding of the Proterozoic tectonomagmatic cycles.

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Zusammenfassung Mehrjährige Untersuchungen der Deformationsgeschichte der Alpen und ihres europäischen Vorlands führten zur Entwicklung neuer Modelle für den Antrieb der Kontinentaldrift und zum Problem der intraplate tectonics. Es konnte nachgewiesen werden, daß ein weltweiter Bewegungsrhythmus der Kontinentaldrift existiert, der sich durch gesetzmäßige Deformation von Lithosphärenstrukturen in den Phasen der Epirogenese auswirkt. Dieser Nachweis wurde durch die Entwicklung einer neuen Methode zur vergleichenden Analyse paläomagnetischer und tektonischer Daten ermöglicht.Durch den Entwurf einer neuen Kartenprojektion gelang es erstmals, alle wesentlichen geologischen und geophysikalischen Daten in einer übersichtlichen Abbildung auf ihre Beziehung zur Driftrichtung hin zu untersuchen. Dies führte zur Identifizierung der Driftfelder als größte Bewegungseinheit der Lithosphäre. Ihre Geometrie regelt ein konvergierendes Fließen der Lithosphäre und damit die Richtung der Plattenbewegungen. Zugleich beeinflussen die Driftfelder über die Temperaturverteilung im oberen Mantel den Verlauf asthenosphärischer Gegenströmungen, deren interne Strömungsmuster zur Entwicklung von Aufströmen (plumes) und zu epirogenetischen Aufdomungen führen.So bietet die Entdeckung der drifttektonischen Gesetzmäßigkeiten über eine Synthese horizontal- und vertikaltektonischer Hypothesen hinaus ein vielversprechendes Bezugssystem zum Verständnis der tektonisch-magmatischen Zyklen des Proterozoikums.

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Résumé Des recherches de plusieurs années sur l'histoire déformative des Alpes et de leur avant-pays européen, permettent de développer un nouveau modèle qui répond aux problèmes de la tectonique intra-plaque et du moteur de la dérive continentale. On montre l'existence, à l'échelle mondiale, d'un rythme dans le mouvement de dérive, qui se traduit par une déformation ordonnée des structures lithosphériques aux cours des phases de l'épirogenèse. Cette conclusion résulte de l'emploi d'une méthode nouvelle d'analyse comparée des données paléomagnétiques et tectoniques.Grâce à une nouvelle projection cartographique, on a pu, pour la première fois, mettre toutes les données géologiques et géophysiques actuelles en relation avec la direction de dérive, ce qui a conduit à identifier les champs de dérive comme les unités structurales majeures de la lithosphère. Leur géométrie définit un écoulement convergent de la lithosphère et, partant, la direction des mouvements des plaques. En raison de la distribution de la température dans le manteau, les champs de dérive définissent en même temps la position de contrecourants asthénosphériques, dont la disposition interne conduit au développement de »plumes« et de bombements épirogéniques.La découverte du caractère ordonné de la dérive permet une synthèse des hypothèses »verticalistes« et »horizontalistes« en tectonique et, de ce fait, une meilleure compréhension des cycles tectono-magmatiques du Protérozoïque.

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On the ascent and emplacement of granitoid magma bodies dynamic-thermal numerical models

The intrusion of granitoid magmas is understood as a lower and mid crustal process. Field observations and laboratory experiments give strong reason that most granitoid plutons are formed by diapiric ascent and emplacement of large magma bodies.On this basis, the ascent and emplacement of granitoid magmas is modelled by two-dimensional finite element calculations. The physical concept for this process provides convective transport of matter and heat, an isolated finite source region, variable source temperatures as well as variable density and viscosity contrasts.The model calculations show that the structural development of the model intrusion bodies is highly dependent on the physical properties of the magma and its surroundings. The most important among them are density and viscosity. Due to the different initial conditions, stocks of several plutons in the case of high viscosity contrast or flat magma sources as well as nappe-shaped intrusion structures as a result of low viscosity contrast can be understood by the intrusive mode of emplacement. The enlargement of the negative density contrast leads to an increase of the rate of ascent, so that more advanced intrusion structures are developed.

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Zusammenfassung Die Intrusion granitoider Magmen ist ein Prozeß der unteren und mittleren Kruste. Feldbefunde und Laboruntersuchungen geben Hinweise darauf, daß die meisten granitoiden Plutone durch diapirischen Aufstieg und Platznahme ausgedehnter Magmenkörper entstehen.Auf dieser Grundlage werden der Aufstieg und die Platznahme granitoider Magmen mit Hilfe von zweidimensionalen Finite Elemente Rechnungen modelliert. Das physikalische Konzept beinhaltet den konvektiven Transport von Masse und Energie, eine isolierte finite Quellregion, veränderliche Quelltemperaturen sowie einen variablen Dichte- und Viskositätskontrast.Die Modellrechnungen zeigen, daß die strukturelle Entwicklung der Modellmagmenkörper in hohem Maße von den physikalischen Parametern des Magmas und seiner Umgebung, vor allem Dichte und Viskosität, abhängt. Gemäß den unterschiedlichen Anfangsbedingungen können sowohl einige stockförmige Plutone im Falle eines hohen Viskositätskontrastes oder flacher Magmaquellen als auch deckenförmige Intrusionsstrukturen als Folge eines geringen Viskositätskontrastes mit Hilfe des intrusiven Einlagerungskonzeptes verstanden werden. Die Erhöhung des negativen Dichtekontrastes führt zu einer Erhöhung der Aufstiegsrate, so daß fortgeschrittenere Platznahmestrukturen erreicht werden können.

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Résumé L'intrusion des magmas granitoïdes est un processus qui intéresse la croûte inférieure et moyenne. Les observations de terrain et les expériences en laboratoire fournissent des arguments très sérieux en faveur de la formation des plutons par montée diapirique et mise en place de corps magmatiques de grandes dimensions.Sur base de cette conception, la montée et la mise en place de magmas granitoïdes a fait l'objet d'une modélisation par éléments finis à deux dimensions. Un tel modèle fait appel à un transport convectif de matière et de chaleur, à une région-source isolée de dimension finie, à une source de température variable ainsi qu' à divers contrastes de densité et de viscosité.Les calculs montrent que le développement structural des corps intrusifs ainsi modélisés dépend essentiellement des propriétés physiques du magma et de son encaissant, en particulier de la densité et de la viscosité. Etant données diverses conditions initiales, la modélisation rend compte de plusieurs types de culots plutoniques dans le cas de contrastes de viscosité élevés ou de sources de magma d'extension horizontale, ainsi que d'intrusions en forme de nappe dans le cas de faibles contrastes de viscosité. L'accroissement des contrastes de viscosité négatifs contribue à augmenter la vitesse d'ascension, ce qui permet le développement de structures d'intrusion plus évoluées.

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Notation a thermal expansion coefficient - C_p specific heat capacity - Di dissipation number (model specific) - g gravity acceleration - dynamic viscosity - h heigth of model - thermal diffusivity - Q heat flow - Ra Rayleigh number - R(v) differential operator - p density - t time - T absolute temperature - v velocity - V volume - w vertical component of velocity - x horizontal coordinate - stream function - z vertical coordinate     

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

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

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

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

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

     

Sediment dispersal from Vogelsberg Basalt,Hessen, West Germany

Volcanic detritus in sand size stream sediment spreading outward from Vogelsberg extrusive and hypabyssal rocks decreases in abundance from percentages exceeding 90 % to less than 5 % within 20 km of the source area. The rapid decrease results largely from dilution of the stream sediment resulting from disintegration of friable Bunter Sandstone on the plains surrounding the crystalline rocks. The effect is more pronounced in the fine sand fraction of the stream sediment because the Bunter sand is fine grained.If a geologist of the post-Holocene were to sample this stream sand in outcrop, he would have to be located within about 10 km of the present Vogelsberg mass to infer its existence.

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Zusammenfassung Vulkano-klastische Flußsedimente im Korngrößenbereich von Sanden, die sich aus den Ergußgesteinen und hypabyssischen Gesteinen des Vogelsbergs herleiten, nehmen die Häufigkeit von mehr als 90 % bis auf weniger als 5 % innerhalb von 20 km vom Ursprungsgebiet ab.Die starke Abnahme ist als Folge einer Verdünnung der Flußsedimente entstanden. Die Verdünnung ist durch die Zersetzung des leicht verwitterbaren Buntsandsteins auf den Ebenen, die diese vulkanischen Gesteinen geben, verursacht.Da der Buntsandstein von feinkörniger Natur ist, wird der Verdünnungseffekt in der Feinsandfraktion der Flußsedimente besonders deutlich beobachtet.Würde ein Geologe einst Gesteinsproben entnehmen, die aus diesen Sedimenten entstanden sind, so müßte er sich in einem Umkreis von 10 km des heutigen Vogelsberggebietes befinden, um dessen Existenz nachweisen zu können.

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Résumé Les débris volcaniques dans les sédiments fluviaux de granularité sableuse provenant des roches extrusives et hypabyssales du Vogelsberg voient leur proportion décroÎtre de 90 % à moins de 5 % sur une distance de 20 km. à partir de leur origine. Cette décroissance rapide provient principalement de la dilution du sédiment fluvial par suite de la désintégration des grès bigarrés sur les plaines avoisinant les roches cristallines. L'effet est encore plus prononcé dans la fraction fine du sédiment fluvial à cause de la finesse du sable bigarré.Un géologue des temps futurs qui aurait à échantillonner ce sable fluvial dans ses affleurements devrait rester dans les 10 km. de l'actuel Vogelsberg pour en présumer l'existence.

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- , Vogelsberg'a, 20 90% 5%. . . .. , . , , Vogelberg'a 10 , .

     

A sulfur isotopic study of alunites from Latium and Tuscany,central Italy

Sulfur isotope analyses were made on 14 alunites from volcanic and sedimentary rocks widely different in chemistry and age from southern Tuscany and northern Latium, central Italy. The ³⁴S values range from +0.7 to +9.6, and appear not to be related to the nature of the host rock. Geological and isotopic evidence suggests that all the alunites formed by supergenic oxidation of sulfides. Sulfides occurring with alunites in the volcanic rocks of Latium can be divided into an isotopically light group of probably magmatic origin (³⁴S=–1.5 to +3.4) and a heavy one with ³⁴S=+6.0 to +10.3, tentatively interpreted as deposited by hydrothermal fluids that leached sulfides of similar ³⁴S/³²S from the deep basement. Such an interpretation is consistent with recent studies indicating that in the perityrrhenian belt of Latium exists a continuation, at depth, of the Tuscan stratigraphic series, rich in sulfides with ³⁴ from +6 to +12.     

Outline of the Somalian basement

A sequence of events which has been recognized in the two basement regions of Somalia is outlined on the basis of new field and petrographic data and pre-existing published and unpublished reports. The evolution of the Somalian basement took place during the Pan-African event, However, much detailed work is necessary before the history of the basement can be integrated into the more detailed Pan-African picture recognized in the neighbouring regions.

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Zusammenfassung Eine Folge von Ereignissen, die sich in den zwei Basement-Regionen Somalias erkennen lie\en, wird auf der Basis neuer GelÄnde- und petrographischer Daten und früherer publizierter und nicht publizierter Berichte umrissen. Das Basement von Somalia entwickelte sich wÄhrend des Panafrikanischen Ereignisses.Viel Detailarbeit ist jedoch noch zu leisten, bis die Geschichte des Basements in das detailliertere Bild Panafrikas, wie es aus den Nachbarregionen gewonnen wurde, integriert werden kann.

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Résumé Dans les deux régions de la Somalie ou le socle affleure, on a reconnu une succession d'événements sur la base de nouvelles données géologiques et pétrographiques et de travaux pré-existants, publiés et non publiés. L'évolution du socle de la Somalie se déroula pendant l'événement Pan-Africain. Toutefois, beaucoup de travail doit Être encore fait avant que l'histoire du socle somalien puisse Être intégrée dans un cadre Pan-Africain plus détaillé, tel qu'on le connait dans les régions voisines.

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Form und Schichtungsgefüge periodischer Sandkörper im Strömungsfeld des Außenelbewatts

Zusammenfassung Periodisch gescharte Sandkörper auf den Sandwattflächen (große Rippeln und- hier besonders - Sandwellen) geben durch ihre im Luftbild erkennbare Asymmetrie Indizien für den Sandtransport. Diese Sandwellen sind, im Gegensatz zu Groß- und Riesenrippeln, aus einer Kreuzschichtung aufgebaut, die durch wandernde Kleinrippeln entstanden ist. Dadurch entsteht auch die Asymmetrie der Großformen. Die aus der Luftbildanalyse resultierende Richtungsverteilung stimmt mit einer Stromvektorenkarte (Göhren), die von normalen Tideverhältnissen abgeleitet ist, gut überein.Die Gesamtheit der auftretenden Strömungen spiegelt sich in der Schichtung nicht wider, sondern es dominiert diejenige Strömung, die am häufigsten mit einer relativ großen Geschwindigkeit eintritt. Extreme Bedingungen haben so geringere Chancen, im Sediment dokumentiert zu werden.

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The asymmetric character of periodic sedimentary sand bodies found on tidal flats (largescale ripples and here particularly sand waves) can be mapped on aerial photographs to give an indication of sand transport directions. These sand waves, in contrast to largescale and giant ripples, exhibit cross-lamination which formed from migrating smallscale ripples. The asymmetry of the large form is established through the migration of the smallscale ripples. The vector distributions obtained from aerial photograph analyses show good agreement with a map of current vectors (Göhren) based on normal tidal conditions.Not every current is reflected in the sediment; dominant are the frequently occurring currents having a moderately high velocity. Extreme conditions (which are infrequent) have a smaller chance to be recorded in the sediment.

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Résumé Dans la zone intertidale, on trouve des mégarides et d'autres crêtes sableuses, groupées periodiquement, qui sont appelées ici «Sandwellen» (vagues de sable). L'asymmetrie de ces formes, bien reconnaissable sur les photographies aériennes, donne des indications sur le mouvement du sable. Les vagues de sable montrent, au contraire des mégarides ordinaires, une stratification croisée de rides à l'intérieur. La migration de ces rides cause l'asymmetrie. La distribution des directions concorde avec une carte des vecteurs de courants (Göhren) dérivée des conditions ordinaires de marée.La totalité des courants présents dans la zone intertidale n'est pas réflétée dans la stratification, mais ce sont les courants, qui ont lieu le plus fréquemment avec des vélocités relativement fortes qui dominent. Les conditions extrêmes n'ont pas une grande chance d'être fossilisées.

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Granites and thermal structures in the lithosphere

The production of melts of the granite clan on a significant scale requires participation of continental crust. Such crust will melt when heated from below by a mantle thermal anomaly, or when thickend to 40 km or more. Sites of melting, and the time sequences of melting associated with subduction and underplating processes, and collision processes, are complex. In both these processes, at least six melting sites may be involved. The final chemical and isotopic composition of granitic melts depends on a very complex array of processes, which include: source composition, composition of subducted materials, magma mixing, magma underplating, assimilation-fractionation-cooling processes. Resolution of granite melt dynamics requires an integrated attack, using modern seismic and electrical measurements, in regions where the continental crust is abnormally thick or hot.

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Zusammenfassung Die Produktion von Granitschmelzen im grö\eren Ausma\e erfordert die Beteiligung kontinentaler Kruste. Die Kruste wird aufgeschmolzen, wenn sie von unten durch eine Wärmeanomalie des Mantels aufgeheizt wird oder wenn sie mächtiger als 40 km wird. Der Ort des Aufschmelzens und die Zeitabfolge des Schmelzens, die im Zusammenhang mit Subduktion Plattenstapelung und Kollisionsprozessen ablaufen, sind äu\erst komplex. Diese Prozesse sind mindestens auf sechs verschiedene Areale zu lokalisieren, in denen Aufschmelzung möglich ist. Die endgültige chemische und isotopenchemische Zusammensetzung von Granitschmelzen hängt von einer sehr komplexen Proze\abfolge ab, wobei zu berücksichtigen sind: Die Zusammensetzung des Ausgangsmaterials, die Zusammensetzung subduzierten Materials, Magmenmischung, Magmenunterströmung und Proze\e der Assimilation, Fraktionierung und Abkühlung. Um die Dynamik einer Granitschmelze zu erkennen, bedarf es moderner seismischer und geoelektrischer Methoden in Gegenden, wo die kontinentale Kruste ungewöhnlich dick oder hei\ ist.

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Résumé La production en quantité importante de liquides de la famille granitique requiert la participation de la croûte continentale. Celle-ci fond lorsqu'elle est chauffée d'en bas par une anomalie thermique du manteau, ou quand son épaisseur s'accroÎt jusqu'à 40 km ou plus. Les endroits où se développe la fusion, ainsi que son déroulement temporel, associé aux processus de subduction et d'underplating, sont complexes. Pour chacun de ces deux processus, six sites de fusion ou moins peuvent Être définis. Les compositions chimique et isotopique finales des liquides granitiques dépendent d'un ensemble de processus très complexes, qui comportent: la composition de la source, la composition des matériaux subductés, le mélange de magmas, les processus d'assimilation, de fractionement et de refroidissement.La compréhension de la dynamique de la fusion granitique requiert une approche intégrée qui comporte la mise en oeuvre de méthodes sismiques et géoélectriques modernes dans des régions où la croûte continentale est anormalement chaude ou anormalement épaisse.

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Based on a lecture presented at the Granit Symposium, Gie\en 1986. London