An experimental investigation of olivine morphology

Olivine crystals can adopt ten types of shape. Experimental crystallization of eight rock melts shows that there is a systematic change from polyhedral or granular olivines hopper olivines branching olivines randomly oriented chain olivines parallel-growth chain olivines chain+lattice olivines plate or feather olivines, with increase in cooling rate and with increase in degree of supercooling. This sequence involves changes from complete to progressively less complete crystals and from equant habit to elongate bladed habit (c>ab) to tabular habit (ac b). The sequence is not affected by the phase relations of the melt. The larger the olivine content of a melt the slower the cooling rate at which a particular olivine shape grows, whereas the lower the melt viscosity, the greater the cooling rate. Irrespective of the melt composition, comparable crystal shapes grow at the same degrees of supercooling. By comparison of the shapes of olivine crystals in experiments with those in rocks of similar composition, it is possible to deduce the cooling rate through the olivine crystallization interval and the approximate degree of supercooling at which the olivine crystals nucleated and grew in the rocks. The various shapes of skeletal olivines in many picrites, olivine-rich basalts and the Archaean spinifex rocks are not due to rapid cooling, but to rapid olivine growth caused by the high normative olivine content of the magma.     

Petrography,chemistry and distribution of platinum and palladium in ultramafic rocks of the Bird River Sill,SE Manitoba,Canada

The ultramafic portion of the Archean Bird River Sill, a mafic-ultramafic stratiform intrusion in southeastern Manitoba, is divided into a lower and an upper series. These series may be the product of two separate magmatic injection pulses that differ in their chemistry, mode of crystallization and petrography.The lower series consists of 80 m of ultramafic rocks and 10 m of mafic rocks. The ultramafic rocks are subdivided into ten periodic units that exhibit gradational variations in major element, sulfur, platinum and palladium concentrations concurrent with systematically evolved changes of the olivine crystal habits.The upper series is divided into a crackle zone and a massive zone. The 27 m thick crackle zone, consists of a homogeneous olivine cumulate disrupted by a network of conduits containing a fine grained groundmass and olivine crystals that exhibit hopper olivine morphology (Donaldson, 1976). The 38 m thick massive zone comprises mainly subhedral to euhedral olivine crystals hosting PGE enriched layers and chromitite layers near its stratigraphic top.The contrasting petrography, major element, sulfur, platinum and palladium distribution of the lower and the upper series are attributed to different a) parental magmas and b) emplacement mechanisms and crystallization histories.     

Subsolidus phase relations in the system Zr-Fe-Ti-O in equilibrium with metallic iron. Implications for lunar petrology

An experimental study of the system Zr-Fe-Ti-O in equilibrium with metallic iron has been conducted at atmospheric pressure and in the temperature range 950–1300° C, with the purpose of modelling sub-solidus relations between Zr-bearing Fe-Ti oxide phases in lunar rocks. The phase relations are governed by the coexistence of the Fe-Ti oxides with ZrO₂ at temperatures below 1247° C, but with the new cubic ZFT phase at higher temperatures. ZFT, approximately Zr Fe Ti O₅, is probably related to the so-called stabilized cubic zirconia and could represent a synthetic equivalent of some lunar Zr-Fe-Ti rich oxide minerals.The zirconium contents in all Fe-, Ti and Fe-Ti-oxide phases increase with increasing temperature. At each temperature, Zr is incorporated preferentially in the Ti-oxide (up to 11 wt% ZrO₂), followed by ferropseudobrookite (up to 6 wt% ZrO₂), ilmenite (max. 4 wt%) and wüstite (max. 2.5 wt%). Ulvöspinel coexisting with ilmenite (+Fe⁰+ ZrO₂ and/or ZFT) always contains less than 1.2 wt% ZrO₂, whereas the same mineral in assemblage with wüstite-ZrO₂-Fe⁰ displays even higher ZrO₂ contents than ilmenite (above 4 wt%). Considering that the values determined here in the synthetic parageneses represent saturation concentrations at high temperatures in a simple model system, the ZrO₂ concentrations in the corresponding lunar minerals should generally be significantly lower. This is realized, except for the so-called Cr-Zr-Ca armalcolites which display ZrO₂ contents in the range 3.5–7 wt% and are thus probably related rather to Zr-rich oxide minerals than to armalcolite itself.     

Changes in stable isotope ratios of metapelites and marbles during regional metamorphism,Mount Lofty Ranges,South Australia: implications for crustal scale fluid flow

The Mount Lofty Ranges comprises interlayered marbles, metapsammites, and metapelites that underwent regional metamorphism during the Delamarian Orogeny at 470–515 Ma. Peak metamorphic conditions increased from lowermost biotite grade (350–400°C) to migmatite grade (700°C) over 50–55 km parallel to the lithological strike of the rocks. With increasing metamorphic grade, ¹⁸O values of normal metapelites decrease from 14–16 to as low as 9.0, while ¹⁸O values of calcite in normal marbles decrease from 22–24 to as low as 13.2 These isotopic changes are far greater than can be accounted for by devolatilisation, implying widespread fluid-rock interaction. Contact metamorphism appears not to have affected the terrain, suggesting that fluid flow occurred during regional metamorphism. Down-temperature fluid flow from synmetamorphic granite plutons (¹⁸O=8.4–8.6) that occur at the highest metamorphic grades is unlikely to explain the resetting of oxygen isotopes because: (a) there is a paucity of skarns at granite-metasediment contacts; (b) the marbles generally do not contain low-XCO₂ mineral assemblages; (c) there is insufficient granite to provide the required volumes of water; (d) the marbles and metapelites retain a several permil difference in ¹⁸O values, even at high metamorphic grades. The oxygen isotope resetting may be accounted for by along-strike up-temperature fluid flow during regional metamorphism with time-integrated fluid fluxes of up to 5x10⁹ moles/m² (10⁵ m³/m²). If fluid flow occurred over 10⁵–10⁶ years, estimated intrinsic permeabilities are 10^-20 to 10^-16m². Variations in ¹⁸O at individual outcrops suggest that time-integrated fluid fluxes and intrinsic permeabilities may locally have varied by at least an order of magnitude. A general increase in XCO₂ values of marble assemblages with metamorphic grade is also consistent with the up-temperature fluid-flow model. Fluids in the metapelites may have been derived from these rocks by devolatilisation at low metamorphic grades; however, fluids in the marbles were probably derived in part from the surrounding siliceous rocks. The marble-metapelite boundaries preserve steep gradients in both ¹⁸O and XCO₂ values, suggesting that across-strike fluid fluxes were much lower than those parallel to strike. Up-temperature fluid flow may also have formed orthoamphibole rocks and caused melting of the metapelites at high grades.This paper is a contribution to IGCP Project 304 Lower Crustal Processes     

Experimental constraints on depths of fractionation of mildly alkalic basalts and associated felsic rocks: Pantelleria,Strait of Sicily

Pantelleria, Italy, is a continental rift volcano consisting of alkalic basalt, trachyte, and pantellerite. At 1 atm along the FMQ buffer, the least-evolved basalt (Mg #= 58.5% norm ne) yields olivine on the liquidus at 1,180° C, followed by plagioclase, then by clinopyroxene, and by titanomagnetite and ilmenite at 1,075°. After 70% crystallization, the residual liquid at 1,025° is still basaltic and also contains apatite and possibly kaersutite. A less alkalic basalt shows the same order of phase appearance. Glass compositions define an Fe-enrichment trend and a density maximum for anhydrous liquids that coincides with a minimum in Mg#.During the initial stages of crystallization at 1 atm, liquids remain near the critical plane of silica-undersaturation until, at lower temperatures, Fe-Ti oxide precipitation drives the composition toward silica saturation. Thus the qtz-normative trachytes and pantellerites typically associated with mildly ne-normative basalts in continental rifts could be produced by low-pressure fractional crystallization or by shallow-level partial melting of alkali gabbro. At 8 kbar, clinopyroxene is the liquidus phase at 1,170° C, followed by both olivine and plagioclase at 1,135°. Because clinopyroxene dominates the crystallizing assemblage and plagioclase is more albitic than at 1 atm, liquids at 8 kbar are driven toward increasingly ne-normative compositions, suggesting that higher-pressure fractionation favors production of phonolitic derivatives.Natural basaltic samples at Pantelleria are aphyric or contain 1–10% phenocrysts of plag olcpx or ol>cpx, with groundmass Fe-Ti oxides and apatite. The lack of phenocrystic plagioclase in two of the lavas suggests that crystallization at slightly higher PH₂O may have destabilized plagioclase relative to the 1-atm results, but there is no preserved evidence for significant fractionation at mantle depths as clinopyroxene is the least abundant phenocryst phase in all samples and contains only small amounts of octahedral Al. The liquid line and phenocryst compositions match more closely the 1-atm experimental results than those at 8 kbar.Although major-element trends in natural liquids and crytals reflect low-pressure fractionation, minor- and trace-element concentrations preserve evidence of multiple parental liquids. Scatter in variation diagrams exceeds that attributable to crystal accumulation in these phenocryst-poor rocks, and the large range in concentrations of P and Ti at high MgO contents cannot be produced by polybaric fractionation nor by mixing with coexisting felsic magmas. Sr and O isotope ratios rule out significant interaction with crystalline upper crust, Mesozoic shelf sediments, or Tertiary evaporites. Positive correlations of compatible and incompatible elements suggest that the basalts are not simply related to one another by closed-system fractional crystallization of a single parental magma. Increasing Ce/Yb with Ce suggests that these relations are not a product of mixing within a replenished magma chamber, nor of mixing with more felsic members of the suite, which have smaller Ce/Yb ratios. Low-pressure fractional crystallization of ol+cpx+ plag±oxides from slightly different parental magmas produced by varying degrees of melting of garnet-bearing peridotite is a possible scenario.Small and infrequently replenished magma reservoirs in this continental rift environment may account for the strongly differentiated nature of the Pantellerian basalts. There is no correlation between Mg# and eruptive frequency, in part because concentration of volatiles in residual liquids offsets the effect of Fe-enrichment on melt density, such that strong Fe-enrichment is no hindrance to eruption.     

Petrology and geochemistry of boninite series volcanic rocks from the Mariana trench

Boninite series volcanic rocks have been recovered from three dredge hauls on the inner slope of the Mariana Trench. These hauls included olivine boninites, boninites, boninitic andesites and boninitic dacites, as well as island arc tholeiitic basalts and andesites. The boninite series volcanics range from 52 to 68% SiO₂, and are characterized by very low abundances of high-field-strength cations and heavy-rare-earth elements. Boninites and olivine boninites have phenocrysts of olivine and orthopyroxene, the andesites phenocrysts of orthopyroxene and clinopyroxene, and the dacites orthopyroxene, clinopyroxene, and plagioclase. Most of the major and trace element variation in the series from boninite to boninitic dacite can be modelled by fractionation of olivine, orthopyroxene, clinopyroxene, and plagioclase in the proportions 2.5412, leaving 47% residual liquid. The fractionation must be in part open-system: reverse zoned phenocrysts, resorbed olivine and plagioclase xenocrysts, and bulk rock compositions which cannot be fit by simple closed system crystallization indicate some magma mixing and phenocryst accumulation. Two boninitic magma stems can be identified, with similar high-field-strength element abundances, but different amounts of Ca, Na, Al and light-rare-earth elements. There is also evidence for a magma stem transitional in chemistry from the boninites to arc tholeiites. The compositions of these boninites are consistent with hypotheses for boninite formation by partial melting of a depleted mantle mixed with an incompatible element enriched fluid. The Mariana forearc boninite series lacks a strong iron enrichment, but produces andesites with lower Ti, Al and Y/Zr, and higher Mg, Ni and Cr than typical calcalkaline arc andesites and dacites. Boninites in the Mariana system were erupted only in the earliest phases of subduction zone activity.     

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

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

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

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

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Strontium — ein Fazies-Diagenese-Indikator im Oberen Wettersteinkalk (Mittel-Trias) der Ostalpen

Zusammenfassung 921 Proben von 18 Standard-Profilen des Oberen Wettersteinkalkes (Ober-Ladin/ Unter-Karn) und seiner stratigraphischen Äquivalente Partnachschichten und Arlbergschichten wurden mit Hilfe der AAS auf Ca, Mg und Sr analysiert. Es wurden die Strontium-Verteilungen in den unterschiedenen Faziesbereichen (Riff-, Rand-, Lagunen- und Beckenfazies) und die Einflüsse von Diagenese, Salinität, Tongehalt und Dolomitisierung auf diese Verteilungen untersucht.Im Vergleich mit rezenten Karbonaten sind die Strontium-Mittelwerte in fast allen Faziesbereichen sehr gering (um 100–200 ppm). Diese intensive Strontium-Verarmung wurde wahrscheinlich durch Frischwasser-Einflüsse während verschiedener Diagenesestufen verursacht. Zum Hangenden (Raibler Schichten/Karn) treten in der Lagunen- und Randfazies Horizonte mit hohen Sr-Gehalten auf (1000–6000 ppm), fallweise auch Coelestin, der als Indikator für evaporitische Sedimentationsbedingungen in arider Umgebung gelten kann.

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921 samples collected from 18 standard profiles of the Upper Wettersteinkalk (Upper Ladinian/Lower Carnian) and the corresponding Partnachschichten and Arlbergschichten were analysed with aid of AAS for Ca, Mg and Sr. Additional the HCl-insoluble was detected. The strontium-distributions in different facies types (i. e. reef, reef-margin, lagunal and basin facies) and the influences of diagenesis, salinity, clay content and dolomitization on these distributions were investigated.In nearly all facies areas the Sr means are very low (100–200 ppm) compared with recent carbonates. This strong diminution of Sr was caused by fresh-water influence during different stages of diagenesis. Approaching the Raiblian Schists (Carnian) the lagunal and reef-margins facies contain horizons with high Sr values (1000–6000 ppm) and sometimes celestite, which indicates evaporitic sedimentary conditions in an arid climatic environment.

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Résumé 921 échantillons provenant de 18 coupes du Wettersteinkalk supérieur (sup. Ladinien/ inf. Carnien) et de ses équivalents stratigraphiques «Partnachschichten» et «Arlbergschichten» ont été analysés à l'aide de l'AAS pour Ca, Mg et Sr. On a examiné la distribution du strontium dans les différents facies lithologiques (p. e. facies récifaux, de bordure, de lagune, de plate-forme carbonatée) et les influences exercées par la diagenèse, la salinité, la teneur en argile et la dolomitisation sur ces distributions.Comparées aux carbonates récents les concentrations en strontium sont très pauvres (de 100 à 200 ppm). Cet appauvrissement intensif en Sr fut produit vraisemblablement par les influences de l'eau douce (eau souterraine ou vadose) au cours des différents stades de la diagenèse. Vers les strates de Carnien (Couches de Raibl) les coupes du Wettersteinkalk supérieur contiennent des horizons avec une grande quantité de strontium (1000–6000 ppm), et quelquefois aussi de la célestine, ce qui indique des conditions évaporitiques de la sédimentation dans un entourage aride.

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The platinum-group element distribution in the Dumont Sill,Quebec. Implications for the formation of ni-sulfide mineralization

Summary The Dumont Sill is an Archaean komatiitic intrusion, whichDuke (1986) subdivided into a mafic (MZ) and ultramafic zone (UMZ). The UMZ comprises an upper (UPZ) and a lower peridotite subzone (LPZ) consisting of olivine + chromite cumulates and a dunite subzone (DZ) between them, consisting of olivine ± sulfide cumulates.Three sulfide-rich layers in the DZ are delineated by anomalously high Ni, Cu, S and Se concentrations (Ni 0.95 wt %, Cu 0.07 wt.%, S 1.0 wt.%, Se 2.7 ppm). They also contain elevated contents of noble metals (Au 31.5 ppb, Pd 210 ppb, Pt 180 ppb, Ir 8.4 ppb, Os 6 ppb). Unmineralized samples contain 3–8 ppb Pd, 1–20 ppb Pt, 0.2–3.6 ppb Au, 0.5–6 ppb Ir, and 1–6 ppb Os.Samples belonging to the LPZ and UPZ and lying above and beneath the mineralized horizons have rather high Ir contents, generally between 2.9 to 4.4 ppb. In contrast, Ir contents of sulfide-free samples from the DZ and UPZ which lie immediately above the mineralized zones have significantly lower Ir concentrations, ranging from 0.1 to 1.5 ppb. This zone of Ir depletion coincides with a zone of Ni-depleted olivine and sulfide which crystallized just above sulfide-rich horizons in the DZ (Duke, 1986). It is suggested that Ir and Ni depletion in cumulates which lie between or above sulfide-rich zones are due to the lower Ir and Ni contents in olivine which crystallized from a silicate magma from which a sulfide liquid had already been segregated. Alternatively, if metal alloys control the distribution of Ir and Os in the DZ, the Ir depletion in the cumulates above the ore' horizons implies that crystallization of the metal phase ceased. This would be the case if, due to the segregation of sulfides, the Ir concentration in the silicate liquid falls below the solubility limit of the metal phase.The sulfide mineralization probably formed by fractional segregation of a sulfide/ oxide liquid, as the PGE concentrations in the sulfide liquid and PGE/Se, or PGE/S ratios tend to decrease from the bottom to the top in the mineralized zones.Duke (1986) proposed that sulfide saturation was caused by mixing of primitive komatiite magma with fractionated interstitial liquid, which was squeezed out of the cumulate pile. Sulfide segregation at the floor of the magma chamber is likely to have been a very localized event implying low R-factors. The small PGE-enrichment in the sulfide horizons of the Dumont Sill and the narrow zones of Ir-depletion just above the sulfide zones are consistent with the proposed process.

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Die Verteilung von Platingruppen-Elementen im Dumont Sill, Quebec und ihre Bedeutung für die Bildung von Ni-Sulfid MIneralisationen

Zusammenfassung Der Dumont Sill ist eine komatiitische Intrusion, die von Duke (1986) in eine mafische (MZ) und eine ultramafische (UMZ) Zone untergliedert wurde. Die UMZ setzt sich aus einer oberen (UPZ) und einer unteren (LPZ) peridotitischen Subzone, die aus Olivinund Chromft-Kumulaten besteht, und einer dunitischen Subzone (DZ), zwischen diese beiden eingeschaltet, zusammen. Letztere besteht aus Olivin- und Sulfid-Kumulaten.Drei sulfidreiche Lagen innerhalb der DZ sind durch anomal hohe Gehalte an Ni, Cu, S und Se (Ni 0.95 Gew. %, Cu 0.07 Gew. %, S 1.0 Gew. %, Se 2.7 ppm) charakterisiert. Erhöhte Gehalte an Edelmetallen (Au 31.5 ppb, Pd 210 ppb, Pt 180 ppb, Ir 8.4 ppb, Os 6 ppb) sind ebenfalls an diese Lagen gebunden. Unvererzte Proben enthalten < 3–8 ppb Pd, 1–20 ppb Pt, 0.2–3.6 ppb Au, 0.5–6 ppb Ir und 1–6 ppb Os.Proben aus der LPZ und UPZ und solche aus dem Hangenden und Liegenden der Mineralisationshorizonte zeigen relativ hohe Ir-Gehalte; im allgemeinen zwischen 2.9 und 4.4 ppb. Im Gegensatz dazu sind die Ir-Gehalte sulfidfreier Proben unmittelbar über vererzten Lagen deutlich erniedrigt; sie variieren zwischen 0.1–1.5 ppb. Diese an Ir verarmte Zone entspricht einer Zone nickelarmer Olivine und Sulfide, die unmittelbar oberhalb der sulfidreichen Horizonte in der DZ kristallisierten (Duke, 1986). Es wird vermutet, daß die Ir- und Ni-Abreicherung in den Kumulaten, die oberhalb und zwischen den sulfid-reichen Zonen liegen, mit den niedrigeren Ir- und Ni-Gehalten der Olivinen zusammenhängt. Die Olivine kristallisierten aus einem Silikatmagma, von dem sich bereits eine Sulfidschmelze abgeschieden hatte.Soferne metallische Verbindungen die Ir- und Os-Verteilung in der DZ kontrollieren, würde die Ir-Abreicherung in den Kumulaten oberhalb des Erzhorizontes auf ein Ende der Kristallisation einer metallischen Phase hinweisen. Dieser Fall könnte eintreten, sobald durch die Ausscheidung von Sulfiden, die Ir-Konzentration in der silikatischen Schmelze unter die Löslichkeitsgrenze der Metallphase fällt.Die Sulfidvererzung bildete sich wahrscheinlich infolge von fraktionierter kristallisation einer Sulfid/Oxidschmelze, da die PGE Konzentrationen der Sulfidschmelze, und das PGE/S Verhältnis vom Liegenden zum Hangenden hin in den mineralisierten Horizonten abnehmen. Duke (1986) schlug ein Modell vor, in dem die Sulfid-Sättigung der silikatischen Schmelze durch eine Vermischung eines komatiitischen Magmas mit einer fraktionierten, interstitialen, aus den Kumulaten ausgequetschten Schmelze erklärt wird. Die Sulfidausfällung an der Basis der Magmenkammer scheint ein lokal recht begrenztes Phänomen gewesen zu sein, die niedrige R-Faktoren bedingt. Die geringfügige PGE-Anreicherung in den Sulfidlagen des Dumont Sills und die schmale Zone der Ir-Abreicherung unmittelbar oberhalb dieser sulfidischen Zone stehen mit diesen vorgeschlagenen Prozessen im Einklang.

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With 6 Figures     

A new discovery of possible primitive life-forms in conglomerates of the Archaean Pietersburg greenstone belt,South Africa

Spherical aggregates of carbonaceous matter measuring 0.2 to 1.0 mm in diameter were recently discovered in conglomerates of the Achaean Pietersburg greenstone belt in the Northern Transvaal, South Africa. Identical carbonaceous material, the so-called flyspeck carbon, occurs abundantly in the approximately 2'600 m. y. old sediments of the Witwatersrand Basin and has been considered to represent vegetative diaspores of primitive columnar plants. If this interpretation is correct, the occurrence of fly-speck carbon outside the Witwatersrand Basin indicates that differentiated life-forms also existed in other suitable depository environments and probably appeared earlier than previously thought.

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Zusammenfassung Im Nordtransvaal, Südafrika, wurde kürzlich kohlige Substanz in der Form rundlicher Aggregate entdeckt, die Durchmesser von 0,2 bis 1,0 mm besitzen und in Konglomeraten vorkommen, welche zum archaischen Pietersburg Greenstone Belt gehören. Ganz ähnlich ausgebildete kohlige Substanz, das sogenannte fly-speck carbon tritt in den rund 2600 Mio. Jahre alten goldführenden Konglomerathorizonten des Witwatersrand-Beckens verbreitet auf und wird dort als fossile Reste vegetativer Sporen von primitiven Pflanzen gedeutet. Trifft diese Interpretation der rundlichen Kohleaggregate zu, kann aus dem Auftreten von fly-speck carbon im Pietersburg Belt geschlossen werden, daß auch außerhalb des Witwatersrand-Beckens in geeigneten Ablagerungsräumen differenzierte Lebensformen existierten, möglicherweise schon vor der Ablagerung der Wirwatersrand-Sedimente, in denen solche Lebensformen bisher erstmals beschrieben wurden.

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Résumé Des agrégats spheriques de matière carbonée mesurant de 0.2 à 1.0 mm de diamètre ont été récemment découverts dans des conglomérats du Pietersburg Greenstone Belt d'âge archéen dans le Transvaal septentrional en Afrique du Sud. Du matériel carboné identique, connu comme »carbone en tâche de mouche« (fly-speck carbon), est abondant dans les sédiments datés de 2'600 m. a. du Bassin du Witwatersrand, et a été interprété comme les restes de spores végétatives de plantes columnaires primitives. Si cette interprétation est correcte, il s'en suit que la présence de »carbone en tâche de mouche« en dehors du Bassin du Witwatersrand indiquerait que des formes végétales différentiées existaient aussi dans d'autres environments de dépôts favorables et qu'elles ont apparu probablement plus tôt qu'on ne l'avait supposé jusqu'à présent.

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The scale of ore-depositional systems: an important restraint on epigenetic vs remobilized syngenetic origins for Archaean mesothermal gold deposits

There is general consensus that the majority of gold deposits in the important group hosted by volcanic or intrusive host rocks within Archaean granitoid-greenstone terrains have an epigenetic origin. However, there is controversy surrounding those stratabound deposits hosted by Fe-rich sedimentary rocks, such as banded iron formation (BIF), for which epigenetic, syngenetic and remobilized syngenetic (lateral secretion) origins have all been proposed.In Western Australia, such controversial gold deposits in Fe-rich sedimentary units have similar ore mineralogies, ore-element ratios and, in places, alteration assemblages and, on the craton scale, show very similar structural controls to the other deposits: equivalent relationships are recorded for similar deposits in other cratons. All Western Australian deposits occur along kilometre-scale shear or fault zones linked to trans-craton, obliqueto strike-slip shear zones that were a focus for: i) carbonation with a mantle-like isotopic signature, and ii) emplacement of high-level A- and I-type granitoids, felsic porphyries and/or calc-alkaline lamprophyres. The scale of the mineralizing systems and the broad contemporaneity of mineralization, as indicated by radiogenic isotope studies, is much larger than that envisaged in conceptual secretion models which involve volumetrically small, locally-enriched source rocks. Instead, Archaean gold mineralization in Western Australia, at least, is probably the result of high fluid-flux during deformation, hightemperature metamorphism and magmatism which may be related to tectonism at convergent plate margins, as in modern examples. There is strong evidence for similar tectonic and mineralizing processes from the Canadian Shield.

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Zusammenfassung Goldlagerstätten in vulkanischen oder intrusiven Gesteinskörpern innerhalb von Granitoid-Grünstein Regionen archaischen Alters gelten im allgemeinen als epigenetisch. Unklarheit besteht dagegen bei Lagerstätten, die an eisenreiche Sedimentgesteine wie gebänderte Roteisensteine (banded iron formation (BIF) gebunden sind und für die epigenetische, syngenetische sowie remobilisierte syngenetische (laterale Sekretion) Entstehungstheorien diskutiert werden.In West-Australien gibt es diese kontroversen Goldvorkommen in eisenreichen Sedimentgesteinen. Sie haben ähnliche Lagerstättenmineralogien, Elementverteilungen und z. T. auch ähnliche Umwandlungsprodukte wie die zuerst genannten, eindeutig epigenetischen Goldvorkommen, außerdem erkennt man vergleichbare strukturelle Kontrollen der Lagerstätte und Ähnlichkeiten, wenn sie mit Vorkommen in anderen Kratonen verglichen werden. Alle westaustralischen Lagerstätten befinden sich in trans-kratonischen Scher- und Störungszonen mit kilometergroßen Versatzbeträgen. An diesen Störungszonen fand Inkohlung mit einer den Mantel ähnlichen Isotopensignatur und der Aufstieg von A- und I-Typ Granitoiden, felsischen Porphyren und/oder kalk-alkalischen Lamprophyren statt. Das Größenverhältnis des mineralisierenden Systems und die weitreichende, zeitgleiche Mineralisation, auf die Untersuchungen an radiogenen Isotopen hindeuten, ist viel größer als sie durch Sekretions-Modelle, die auf kleinen Volumina und nur lokal angereichertem Gold im Gestein basieren, prognostiziert werden können.In der Zeit des Archaikums resultiert die Goldanreicherung in West-Australien wahrscheinlich aus einem enormen Lösungsdurchfluß während der Deformation, aus Hoch-Temperatur-Metamorphose und Magmatismus, was in möglichem Zusammenhang mit tektonischen Vorgängen an konvergierenden Plattenrändern, ähnlich modernen Beispielen, steht. Es gibt zahlreiche Hinweise auf entsprechende tektonische und mineralogische Prozesse des Kanadischen Schildes.

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Résumé Il existe un consensus général quant à l'origine épigénétique des dépôts d'or contenus dans les ensemble volcaniques ou intrusifs des formations de granitoïdes — greenstones d'âge archéen. Par contre, une controverse subsiste à propos des dépôts stratiformes contenus dans les roches sédimentaires riches en Fe, telle que la «banded iron formation» (BIF), pour lesquels ont été proposées des origines épigénétique, syngénétique et syngénétique de remobilisation (sécrétion latérale).Il existe en Australie occidentale de tels dépôts d'or situés au sein d'unités sédimentaires riches en Fe. Ces dépots présentent, par rapport aux dépôts épigénétiques du premier type, un certain nombre de similitudes: leur minéralogie, les rapports entre leurs éléments, en certains endroits leurs produits d'altération et, à l'échelle du craton, leurs relations avec la structure. Des similitudes analogues peuvent être relevées à propos de gisements de même type situés dans d'autres cratons. Tous les gisements ouest-autraliens sont localisés le long de zones de failles ou de cisaillement d'échelle kilométrique liées à des shear zones transcratoniques à rejet oblique ou horizontal. Ces zones sont marquées par: 1) une carbonisation avec signature isotopique mantélique; 2) la mise en place de granitoïdes peu profonds de type A et I, de porphyres felsitiques et/ou de lamprophyres calco-alcalins. L'échelle du système minéralisant et la simultanéité des minéralisations révélée par la géochronologie isotopique sont bien supérieures à ce qu'impliqueraient les modèles par sécrétion, qui mettent en jeu des sources de faible volume à enrichissement local.En conclusion, les minéralisations de l'Australie de l'ouest ont probablement pour origine l'action d'un flux important de fluide minéralisant au cours de la déformation, du métamorphisme de haute température et du magmatisme, phénomènes que l'on peut mettre en relation avec une convergence de plaques par analogie avec des exemples récents. Il existe de nombreux indices d'une tectonique et d'une minéralisation analogues dans le bouclier canadien.

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Oxygen isotopic study of the Cretaceous granitic rocks in Japan

The ( ¹⁸O values of nine Cretaceous granitic rocks from the low P/T type regional metamorphic zone of Japan are +10.0 to +13.2 relative to SMOW, while ten Cretaceous granitic rocks from the non-metamorphic zone are +7.9 to +9.8. The ¹⁸O-enrichment in the former rocks is mainly attributed to oxygen isotopic exchange between the granitic magma and the surrounding metamorphic rocks during regional metamorphism. The assimilation of ¹⁸O-rich country rocks is also possible in the cases such as gneissose granite and migmatite.The oxygen isotopic ratios of quartz-biotite pairs in the granitic rocks indicate that they are isotopically in near-equilibrium with each other. The quartz-biotite isotopic equilibrium temperatures estimated for these rocks range from 550° to 670° C. Feldspar is occasionally isotopically in disequilibrium with other minerals. This may be caused by exchange of oxygen isotopes between feldspar and hydrothermal or meteoric water after crystallization.     

Zur Entstehung der Unterkruste und der Moho-Diskontinuität

Zusammenfassung Im folgenden wird die vorläufige Zusammenfassung einer größeren Untersuchungsreihe vorgelegt, die sich mit dem Aufbau und der Zusammensetzung der Unterkruste befaßt. Wenn man alle jüngeren Veränderungen durch Metamorphose, Anatexis, magmatische Differentiation und Assimilation abzieht, so ist der Primärbestand der Unterkruste charakterisiert durch ein Lagengefüge von Meta-Basiten und Meta-Aziditen. Die Entstehung dieser beiden Gesteinsgruppen wird diskutiert, und eine Theorie der Krustenbildung vorgelegt. Die Moho-Diskontinuität wird als eine primäre Gesteinsgrenze zwischen den ältesten Teilen der Unterkruste und dem Paläo-Mantel gedeutet. Die Schärfe der Grenze wird durch Bewegungen im Zusammenhang mit Mantelströmen erklärt.

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As a summary of some recent investigations, the composition and the structure of the lower crust are discussed mainly from a genetical point of view. If secondary processes, like metamorphism, anatexis, magmatic differentiation and assimilation, are disregarded, the primary composition of the lower crust is characterized by a layered structure mainly consisting of two rock types: a group of metabasitic rocks (of gabbroid composition) and a group of meta-acidic composition (fine- to medium-grained gneisses, leptites, granulites, etc.). The origin of this rock sequence is discussed, and a theory on the formation of the oldest crust is presented. The Moho-discontinuity is explained as a primary boundary between the oldest parts of the lower crust and the paleo-mantle. It is assumed that the relative sharpness of this boundary is due to strong movements probably caused by convection currents in the upper mantle.

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Résumé L'article présente succinctement les premiers résultats des recherches récentes sur la structure et la composition de l'écorce terrestre profonde. Abstraction faite de tous les changements secondaires, tels que le métamorphisme, l'anatexie, la différenciation magmatique et l'assimilation, la composition primaire de l'écorce profonde est caracterisée par une structure litée se composant essentiellement de deux groupes de roches de pétrographie assez différente: les métabasites (ayant la composition des gabbros) et les méta-acidites, roches métamorphiques à grains fins ou moyens, riches en silice (gneiss, leptites, granulites etc.). La génèse de ces deux types de roches est en discussion; une théorie sur l'origine de l'écorce terrestre y est présentée. La Moho-discontinuité est interprétée génétiquement comme une limite primaire entre les parties les plus anciennes de l'écorce profonde et le »paléo-manteau«. Le fait que cette limite soit caractérisée par un changement relativement abrupt de la densité des roches est expliqué par l'action de mouvements forts provoqués par des courants de convection dans le manteau supérieur.

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Vortrag, gehalten auf der Jahresversammlung der Geologischen Vereinigung am 17. Februar 1971 in München.     

Der Spessart als Teilgebiet der Mitteldeutschen Schwelle

Zusammenfassung Ein Teil der Mitteldeutschen Schwelle (R.Brinkmann 1948), der Spessart, wird sowohl bezüglich seines Innenbaues (Tektonik, Stratigraphie, Petrogenese des Grundgebirges), als auch bezüglich seiner Funktion als Lieferant für die jungpaläozoisch-mesozoischen Sedimente des Wetterau-Beckens betrachtet.Über diese Betrachtungen hinaus lassen sich Vergleiche zu anderen Gebieten der Mitteldeutschen Schwelle durchführen.Ganz offenbar ist die Grenzzone zwischen Saxothuringischer und Rhenoherzynischer Zone des Varistischen Gebirges in Mitteleuropa keine zufällige Ortslage für die Mitteldeutsche Schwelle und das Saar-Nahe-(Wetterau-)Becken. - Diese Kristallinzone hat tatsächlich zu verschiedenen Zeiten in der Erdgeschichte umgebungsdifferente Bewegungsimpulse erfahren. Sie ist darüber hinaus ohne Zweifel ein krustenversteifendes Element, was sich bereits mindestens aus ihrer modifizierenden Wirkung auf die großen Bruchsysteme der Mittelmeer-Mjösen-Zone im Bereich des nördlichen Oberrheingrabens und der südlichen Hessischen Senke ablesen läßt.

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The Spessart, as part of the Central German geanticline (Mitteldeutsche Schwelle, R.Brinkmann 1948) is discussed with respect to both its internal structure (tectonics, stratigraphy, petrogenesis of the basement) and its importance as a source region of Upper-Paleozoic-Mesozoic sediments which were deposited in the basin of the Wetterau. This leads to comparisons with other regions of the Central German geanticline.Obviously the regional situation of the Central German geanticline as well as the basins along Saar and Nahe(-Wetterau) between the hercynian zones of Saxothuringia and Rhenohercynia in Central Europe is not chance.The basement belt actually has been affected to vertical movements several times during its geologic history. Apart from this this belt is a consolidating element for the crust. This can clearly be seen by watching the great fault systems which can be traced from the Mediterranean to the Norwegian Lake Mjösen (Mittelmeer-Mjösen-Zone). They are modified by the Central German geanticline in the north of the Upper Rhine Valley and in the southern low-lands of Hesse.

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Résumé Une partie du bombement de l'Allemagne centrale (R.Brinkmann 1948), le Spessart, est étudiée tant sous l'aspect de sa structure interne (tectonique, stratigraphie, pétrogenèse du socle cristallin) que sous celui de son rôle comme domaine nourricier en sédiments du bassin Wetterau, du Paléozoïque supérieur au Mésozoïque.Partant de ces considérations, on peut faire des comparaisons avec d'autres régions du bombement de l'Allemagne centrale. Il est tout-à-fait évident que la zone limitrophe comprise entre les zones saxothuringienne et rhénohercynienne de la chaîne varisque de l'Europe Centrale n'est pas quelconque par rapport au bombement de l'Allemagne centrale et au bassin de la Sarre et de la Nahe (-basin de Wetterau). Cette zone cristalline a effectivement subi à différentes époques de l'histoire terrestre des mouvements distincts de ceux de son entourage. En outre elle constitue sans doute un élément qui a raidi la croûte terrestre, ce qui apparaît par l'influence modificatrice qu'elle a exercé dans la région septentrionale du Fossé du Rhin supérieur et de la dépression méridionale de la Hesse sur le grand système de fractures tectoniques de la zone Mer Méditerranée-Mjösen.

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Herrn Prof. Dr. Dr. h. c.Erich Bederke zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Die Verteilung der Lanthaniden in basaltischen Gesteinen

Several types of basaltic and related rocks from NW Germany have been analysed for 14 lanthanides and yttrium. Alkali olivine basalts (13 samples) are the most common products of the late Tertiary volcanism in Northern Hessia and Lower Saxony. One basalt intermediate in composition between alkali olivine basalts and tholeiitic basalts has been investigated (intermediate basalt) beside 3 samples of the tholeiitic type. Several rare effusive rock species occur in this area. The number of samples is indicated in brackets: nepheline basanite (1), olivine nephelinites (5), peridotite inclusions (2) from one of the above mentioned alkali olivine basalts. Trachytes (3) and phonolite (1) from the Westerwald area, also Tertiary in age. Three nepheline leucite tephrites from the Eifel area, Pleistocene in age, and pyroxenes from the Recent Stromboli (Italy) have been included in this investigation.The lanthanides and yttrium are analysed after chemical preconcentration controlled by the use of spikes. La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Er, Yb have been determined with good accuracy and precision by X-ray fluorescence, Eu, Tb, Ho, Tm and Lu by optical emission spectrography.Following earlier suggestions the distribution pattern of the lanthanides in basalts has been compared with that of chondrites. Tholeiitic basalts of the area under investigation show only a slight deviation from the relative distribution of the lanthanides in chondrites. The latter contain a twentieth of the absolute concentration in tholeiitic basalts. All other effusive rocks of this volcanic province have higher Y and La-Lu abundances and increasing ratios of La-Eu/Y, Gd-Lu (in brackets) in the following sequence: intermediate basalt (3.7); alkali olivine basalts (7.6); nepheline leucite tephrites (8.8); nepheline basanite (9.1); olivine nephelinites (10.2); phonolite (11.1); trachytes (11.6). The highest concentration of yttrium and of the lanthanides is observed in olivine nephelinites (up to 860 ppm Y, La-Lu).The observed increase in absolute concentration of the lanthanides and in relative accumulation of the light lanthanide elements from chondrites to tholeiitic basalts, to intermediate basalt, to alkali olivine basalts and to nepheline basanite makes a genetic interrelation in this sequence of rock types probable. Chondrites resemble garnet peridotites as potential main constituents of the upper earth's mantle. The pattern of the distribution of the lanthanides confirms a hypothesis that some tholeiitic basalts represent the most primitive of all basaltic magmas. Several models on the origin of both tholeiitic and alkali olivine basalts from potential source rocks or melts in the mantle have been checked with the data on the abundances of the lanthanides. There is still a lack of information on rare earths distribution in abundant rock forming minerals to completely exclude crystal fractionation under different pressures in the mantle as the origin of the different tholeiitic and alkali olivine basalt magmas. Alkali and gas accumulation (including the light lanthanides) in the upper parts of deep seated magma reservoirs should be considered as a potential source of the different alkali basalts. This is a process which has been observed by Richter and Moore (1966) in Hawaiian lava pools.The concentration of all and accumulation of the light lanthanides in the olivine nephelinites of our area is much too high to be explained by assuming an assimilation of sedimentary carbonate rocks in alkali olivine basalt melts.     

Hydrothermal alteration as a control of regional geochemistry and ore formation in the central Baltic Shield

In a geochemical study of the Proterozoic volcano-sedimentary Bergslagen ore province in central Sweden, more than 1000 eruptive rocks were analyzed for main and trace elements. The volcanic rocks form a bimodal suite dominated by rhyolites but deficient in andesites. Igneous geochemical variation bears little relevance to the occurrence and distribution of ores which mostly appear related to secondary alteration patterns. Hydrothermal metasomatic alteration occurs on a regional scale and has affected markedly more than half of the 732 analyzed, macroscopically fresh, porphyritic volcanic rocks. Metasomatism produced extreme Na- and K-differentiation, and Fe-Mg-Si relationships incompatible with igneous variation patterns. Enrichment in Na and Mg, and leaching of ore-forming metals are prominent in the lower parts of the volcanic pile, whereas meta-volcanics enriched in K and volcanogenic sediments associated with ores and marbles dominate the upper levels. The metasomatic alteration of the volcanic rocks and the formation of most ores are two aspects of a comprehensive process of hydrothermal convection which circulated sea water, extracted the ore-forming elements from the lower levels of the volcanic pile and enriched them at or close to the top of the volcanic sequence.

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Zusammenfassung Über 1000 proterozoische Eruptivgesteine der vulkanisch-sedimentären Erzprovinz in Mittelschweden wurden auf Haupt- bzw. Spurenelemente analysiert. Die Gesteine bilden eine Folge mit Schwerpunkt auf basaltischen und insbesondere rhyolitischen Zusammensetzungen, während Andesite nur schwach vertreten sind. Die primärmagmatische Zusammensetzung hat wenig Bezug zu den Erzen, die genetisch größtenteils an sekundäre Veränderungen gebunden sind. Hydrothermale Metasomatose hat eine regionale Verbreitung. Auch von den makroskopisch intakten, 732 analysierten, sauren porphyrischen Eruptivgesteinen sind mehr als die Hälfte durchgreifend verändert. Die metasomatischen Prozesse führten zu extremer Natriumund Kaliumdifferenzierung und zu Fe-Mg-Si-Beziehungen, die nicht auf magmatische Differentiation zurückzuführen sind. Anreicherung von Na und Mg und Auslaugen der erzbildenden Metalle treten in den tieferen Teilen der vulkanischen Schichtenfolge auf. Die höheren Lagen werden von kalireichen Metavulkaniten, Karbonatgesteinen und vulkanogenen, erzassoziierten Sedimenten beherrscht. Metasomatische Gesteinsumwandlung und Erzbildung sind zwei Teilprozesse einer großräumigen hydrothermalen Konvektion, durch die Meereswasser durch die Schichtenfolge getrieben wurde. Die erzbildenden chemischen Bestandteile wurden dabei den tieferen Teilen des Vulkanitpaketes entzogen und an oder nahe der Oberfläche angereichert.

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Résumé Dans le cadre d'une étude géochimique de la province protérozoïque volcano-sédimentaire minéralisée de Bergslagen (Suède centrale), plus de 1000 échantillons de roches magmatiques ont été analysés (éléments majeurs et traces). Ces roches volcaniques forment une suite dominée par les rhyolites et les basaltes, tandis que les andésites sont peu représentées. Les variations géochimiques montrent peu de relation avec la distribution des minerais, ceux-ci étant surtout engendrés lors de processus d'altération secondaires. En effet, une métasomatose hydrothermale s'est manifestée à l'échelle régionale au point d'affecter plus de la moitié des 732 porphyres volcaniques acides analysés, en dépit de l'aspect de fraîcheur qu'ils présentent macroscopiquement. La métasomatose se traduit par un fractionnement extrême de Na et K, ainsi que par des relations entre Fe-Mg-Si incompatibles avec la différenciation magmatique. La partie inférieure de la série volcanique stratifiée montre un enrichissement en Na et Mg ainsi qu'un lessivage des métaux des minerais. Dans la partie supérieure de la série, les termes dominants sont des métavolcanites riches en K, des marbres et des sédiments volcanogènes associés aux minerais. La modification métasomatique et la genèse des minerais sont deux aspects d'un vaste processus de convection hydrothermale qui a fait circuler l'eau de mer à travers la pile stratifiée, en enlevant les métaux des minerais dans la partie inférieure pour les concentrer dans la partie pouche du sommet.

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Ultramafic and mafic xenoliths from Hierro,Canary Islands: evidence for melt infiltration in the upper mantle

Three groups of ultramafix xenoliths were collected from alkali basalt in the island of Hierro, Canary Islands: (1) Cr-diopside series (spinel harzbugite, lherzolite, dunite); (2) Al-augite series xenoliths (spinel wherlite, olivine clinopyroxenite, dunite, olivine websterite); (3) gabbroic xenoliths. The main textures are granoblastic, porphyroclastic and granular, but poikilitic textures, and symplectitic intergrowths of clinopyroxene (cpx) + spinel (sp)±orthopyroxene (opx)±olivine (ol) (in rare cases cpx+opx), occur locally. Textural relations and large inter- and intra-sample mineral chemical variations testify to a complex history of evolution of the mantle source region, involving repeated heating, partial melting, and enrichment associated with infiltration by basaltic melts. The oldest assemblage in the ultramafic xenoliths (porphyroclasts of ol+opx±sp±cpx) represents depleted abyssal mantle formed within the stability field of spinel lherzolite. The neoblast assemblage [ol+cpx+ sp±opx±plagioclase (plag)±ilmenite (il)±phlogopite (phlog)] reflect enrichment in CaO+Al₂O₃+Na₂O+ FeO±TiO₂±K₂O±H₂O through crystal/liquid separation processes and metasomatism. The Al-augite-series xenoliths represent parts of the mantle where magma infiltration was much more extensive than in the source region of the Cr-diopside series rocks. Geothermometry indicates temperature fluctuations between about 900–1000 and 1200°C. Between each heating event the mantle appears to have readjusted to regional geothermal gradient passing 950°C at about 12 kbar. The gabbroic xenoliths represent low-pressure cumulates.     

Die Diabasvorkommen des Amazonasgebietes und das Problem des Intrusionsmechanismus

Zusammenfassung Unter Bezug auf die beobachteten großräumigen Diabasvorkommen im Gebiet des Amazonasbeckens wird der Versuch unternommen, den Intrusionsmechanismus basaltischer Schmelzen prinzipiell zu erklären. Es läßt sich zeigen, daß das Problem der Magmenbewegung von dem der Magmaentstehung nicht zu trennen ist. Beide bedürfen der Anwendung sowohl hydrostatischer als auch hydrodynamischer Gesetzmäßigkeiten.Die Beachtung der hydrostatischen Gesichtspunkte erfordert einerseits eine Herdlage in den oberen Teilen des Erdmantels, wo aber andererseits die Entstehung der Schmelze aus thermischen Gründen nicht ohne Konvektionsströmungen denkbar ist.Die Annahme eines konvektiven Zirkulationssystems im Mantel, dessen Auswirkung gelegentlich durch Schweremessungen beobachtbar sein können, beantwortet viele wichtige offene Fragen im Problemkreis des Intrusionsmechanismus basischer Gesteine.

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Basing on huge occurrence of diabase in the Amazon basin, a limited distribution of which is dealt with in this paper, an outline of the principal mechanism of intrusions of basaltic magma is attempted. Apparently, the problem of movement of magma is not allowed to be regarded without that of its origin. Both, movement and origin, are subjected to hydrostatical and hydrodynamical laws.The application of the hydrostatics demands the source of magma to be in the upper parts of the earth's mantle. In this location, however, temperature seems to be insufficient to originate melted basaltic rocks unless thermical convection takes place.The postulation of a vertical system of circulation in the mantle, the effects of which sometimes may be recognized by gravity measurements, solves some important problems of the mechanism of intrusion. In this way, among other things, the deep lying mass of higher density along the center of the Amazon basin may be determined as to triassic-jurassic age.

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Résumé Considérant la présence de diabases en grande quantité dans le bassin de l'Amazone, l'auteur tente d'interpréter dans son principe le mécanisme d'intrusion des liquides basaltiques. Il semble que le problème du mouvement du magma ne peut pas être séparé de celui de son origine. Tous deux doivent être soumis à des lois hydrostatiques et hydrodynamiques.La considération du point de vue hydrostatique donne à penser que la source du magma se trouve dans la partie supérieure du manteau terrestre où cependant, pour des raisons thermiques, on ne peut penser à la formation de liquides magmatiques sans courants de convection.L'hypothèse d'un système de circulation convective dans le manteau, dont les effets ont parfois été observés par des mesures de gravité, apporte une solution à quelques problèmes concernant le mécanisme d'intrusion. Dans cet ordre d'idées, la masse profonde de forte densité située dans le centre du bassin de l'Amazone peut être rapportée au Triasique-Jurassige.

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Die Veröffentlichung der vorliegenden Arbeit erfolgt mit freundlicher Genehmigung der Petróleo Brasileiro, S. A. (Petrobrás) sowie der Gesellschaft für praktische Lagerstättenforschung GmbH (Prakla). Beiden Gesellschaften sei dafür an dieser Stelle aufrichtig gedankt!     

Zur Frage der Geschwindigkeit des Deckenschubes

Zusammenfassung In den folgenden Ausführungen werden Daten über die Geschwindigkeit der Bewegung von Schubdecken in der Hauptbewegungsphase geliefert. Die hierfür verwendeten Beispiele stammen aus den Ostalpen und Westkarpaten. Eine sichere Geschwindigkeits-Bestimmung ist derzeit noch nicht durchführbar. Es können aber Minimalbewegungswerte von etwa 1,5 mm/Jahr errechnet werden. Die reale Transportgeschwindigkeit könnte auch wesentlich höher liegen, vielleicht bei 10–20 mm/Jahr.

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This paper presents facts pertaining to the velocity of the overthrust of nappes during a tectonical phase by means of examples from the Eastern Alps and the Western Carpathians. An exact determination of this velocity is still not possible. One can calculate minimum values of near 1,5 mm/year. The real velocity of the overthrusts of nappes might be much higher, perhaps 10–20 mm/year.

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Résumé L'article expose des données sur la vitesse des mouvements des nappes de charriage pendant la phase principale de transport. Les exemples présentés proviennent des Alpes orientales et des Carpathes occidentales. Il n'est pas possible jusqu'à présent de faire une détermination plus exacte de cette vitesse. Mais on peut calculer un minimum de transport d'environ 1,5 mm/an. La vitesse réelle des mouvements de translation pourrait même être nettement plus élevée, et atteindre peut-être 10–20 mm/ an.

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A geothermic method for the reconstruction of the uplift history of a mountain range,applied to the Central Alps

Vertical movements of a crustal block in connection with denudation, sedimentation or overthrusting, respectively, lead to a change in the temperature field. This process can be used to correlate the uplift and temperature history of a rock sample in a quantitative way. The uplift rate may change over a period of time. The effect of the radiogenic heat sources has been taken into account in the calculations.For the reconstruction of the uplift history of a high mountain range, paleotemperature data for the rock (blocking temperatures) in conjunction with radiometric ages must be available.Two uplift models are presented for the Leventina/Verzasca region (Central Swiss Alps).

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Zusammenfassung Vertikalbewegungen eines Krustenblocks in Verbindung mit Erosion bzw. Sedimentation oder Deckenüberschiebung führen zu einer Veränderung des Temperaturfeldes. Dies kann benutzt werden, um die Hebungs- und Temperaturgeschichte einer Gesteinsprobe quantitativ miteinander zu verknüpfen. Dabei darf sich die Hebungsrate zeitlich ändern. Bei den Berechnungen wird der Effekt der radiogenen Wärmequellen berücksichtigt.Zur Rekonstruktion der Hebungsgeschichte eines Hochgebirges müssen Paläotemperaturen des Gesteins (Blockungstemperaturen) in Verbindung mit radiometrischen Altern vorliegen.Für das Gebiet Leventina/Verzasca (Schweizer Zentralalpen) werden zwei Hebungsmodelle vorgestellt.

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Résumé Les mouvements verticaux d'un bloc de la croûte terrestre, sous l'effet de l'érosion, la sédimentation, ou le recouvrement par des nappes conduit a des changements dans la répartition des températures. Ce processus peut être employé pour corréler quantitativement l'histoire des températures et des mouvements verticaux durant une certaine période. L'effet de la source radiogénique de chaleur est prise en considération pour le calcul.Pour la reconstruction de l'histoire des mouvements verticaux d'une zone montagneuse, les paléotempératures d'un échantillon de roche (températures de blocage) en conjonction avec les âges radiométriques doivent être données.Deux modèles présentés concernent la région de la Leventina/Verzasca (Alpes centrales de Suisse).

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Contribution no. 306 of the Institut für Geophysik, ETH Zürich.