Petrogenesis of early paleozoic peralkaline rhyolites from the Macedo de Cavaleiros region (NE Portugal)

The petrology and geochemistry of Variscan peralkaline gneisses from NE Portugal, discovered in 1962, is presented. Major and trace element data for the oversaturated sequence of the Macedo de Cavaleiros area depict some specific geochemical patterns: high Fe₂O₃ ^(t) (even higher than in the Ethiopian Main Rift), high REE concentrations and small Eu anomalies. Field and petrographical observations also suggest that liquid immiscibility has played an important petrogenetic role in the crystallization trends. The alternating pyroxenefeldsparhematite-rich bands observed in outcrop are interpreted as resulting from fluctuating fO₂ conditions. Petrological and geochemical data show that these pantelleritic and comenditic rocks are the end members of an alkaline-transitional basaltic sequence, by which they are overlain. An uppermost sequence of oceanic tholeiitic basalts completes the picture of an evolving rift environment, where mantle processes generate crustal thinning and eventually oceanic crust.

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Zusammenfassung Petrologie und Geochemie variszischer peralkaliner Gneisse aus Nordostportugal, 1962 entdeckt, werden dargestellt. Die Haupt- und Spurenelementanalysen dieser übersättigen Gesteine weisen Besonderheiten auf, wie z. B. die hohen Fe203-Gehalte, die selbst noch die des »Ethiopian Main Rift« übersteigen, die hohen Konzentrationen an Seltenen Erdelementen und die kleine negative Eu-Anomalie. Geländegeologie und Petrographie suggerieren, da\ die liquid-magmatische Entmischung eine wichtige petrogenetische Rolle im Kristallisationsablauf spielte. Im Aufschlu\ wird eine Wechsellagerung von Pyroxen-Feldspat- und Hämatit-reichen Schichten beobachtet, die hier als Folge von fO2-Schwankungen erklärt wird. Die petrologischen und geochemischen Daten zeigen, da\ die pantelleritischen und comenditischen Gesteine die letzten Glieder in einer Abfolge vom alkalinen übergangstyp darstellen... Die vulkanische Abfolge im Gebiet von Macedo de Cavaleiros endet mit tholeiitischen Basalten, die damit das Bild der magmatischen Entwicklung in einem Rift-Bereich, in dem Mantelprozesse eine Krustenverdünnung in einem Rift-Bereich, in dem Mantelprozesse eine Krustenverdünnung und die Bildung ozeanischer Kruste bewirkten, vervollständigen.

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Résumé L'auteur présente la pétrologie et la géochimie des gneiss varisques peralcalins du nord-est du Portugal, découverts en 1962. Les analyses des éléments majeurs et en traces dans ces roches sursaturées montrent quelques caractéristiques spéciales comme la haute teneur en Fe₂O₃ (t) (supérieure mÊme à celles de l'»Ethiopian Main Rift«), la haute concentration en terres rares et la faible anomalie négative de Eu. La géologie de terrain et les observations pétrographiques suggèrent aussi que l'imiscibilité entre liquides a joué un rÔle pétrogénétique important au cours de la cristallisation. Les alternances de bandes alternativement riches en pyroxène-feldspath et en hématite, observées sur les affleurements, sont interprétées comme le résultat de la fluctuation de fO₂. Les données pétrologiques et géochimiques montrent que les roches pantéléritiques et comenditiques représentent les derniers termes d'une séquence du type alcalintransitionel qui les surmonte. La séquence volcanique dans le secteur de Macedo de Calvaleiros se termine par des basaltes tholéiitiques qui complètent le cadre d'une environnement d'un zone de »rift« dans laquelle les processus mantéliques ont déterminé l'amincissement crustal et la formation d'une croûte océanique.

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, - , 1962 . , .: Fe₂O₃, Ethiopian Main Rift, . , - . , , , FeO₂. , . Macedo de Cavaleiro , , , , .

     

Quartz-plagioclase metasomatic rocks in the Västervik area,southeastern Sweden

Quartz-plagioclase veins in the Västervik area, southeastern Sweden, show macroscopic and microscopic characteristics that indicate a metasomatic mode of origin. Comparison of the mineralogical composition of the veins and the host rocks shows that biotite and kalifeldspar, which both are abundant in the host rocks, are scarce in the veins. Plagioclase is much more abundant in the veins than in the host rocks. Modal analyses were used to compare the compositions of veins and host rocks. The quartz-plagioclase veins are considered to have originated by supercritical aqueous solutions.

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Zusammenfassung Quarz-Plagioklas-Adern in der Nähe von Västervik in Südost-Schweden haben makroskopische und mikroskopische Kennzeichen, die auf ein metasomatisches Entstehen hinweisen. Aus Modalanalysen erweist sich, daß Biotit und Kaliumfeldspat, die im Nebengestein sehr allgemein sind, in den Adern fast ganz fehlen. Plagioklas ist in den Adern sehr allgemein vertreten und im Nebengestein nur spärlich. Eine Bildung durch überkritische wässerige Lösungen wird als wahrscheinlich angenommen.

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Résumé Des filons constitués de quarz et de plagioclase dans la région de Västervik dans la partie sud-est de la Suède montrent des caractères macroscopiques et microscopiques qui indiquent une origine métasomatique. La comparaison de la composition minéralogique des filons et celle des roches encaissantes montre que les minéraux qui sont abondants dans les roches encaissantes, la biotite et les feldspaths alcalins, sont peu fréquents dans les filons. D'autre part, la plagioclase est beaucoup plus abondante dans les filons que dans les roches encaissantes. Les compositions des filons et des roches encaissantes ont été comparées à l'aide des analyses modales. Des solutions aqueuses supercritiques sont considérées d'être responsables pour la formation des filons.

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- Västervik, , , , . - , . , .

     

Multifactorial control of sedimentation patterns in an ocean marginal basin: the Lusitanian Basin (Portugal) during the Kimmeridgian and Tithonian

The Mesozoic Lusitanian Basin developed as a part of the North Atlantic rift system. Tectonic rifting activity was rejuvenated during the Upper Jurassic, leading to intensive differentiation of facies development. Kimmeridgian and Lower Tithonian calcareous and siliciclastic sediments represent basinal and slope, shallow marine, and terrestrial environments. The lithostratigraphic arrangement of facies units is demonstrated. Sediment character, distribution and thicknesses are mainly controlled by synsedimentary faulting, with a partial overprint by uprise of salt diapirs. Eustatic sea level fluctuations, exogenic and biogenic factors resulted in additional control on facies development.Comparing bathymetric development of major basin sections and simplified plotting on a common time scale is a simple tool to unravel the multifactorial control of sedimentation and to test the validity of some biostratigraphic markers.During the Kimmeridgian, paleogeography was mainly determined by intensive subsidence of the basin center, by a large linear uplift zone m the north, and by a high amount of clastic influx. At the end of the stage and during the Tithonian, overall subsidence slowed down and inner basin uplifts arose further south. Degree of clastic input was variable. Thus shallow water carbonates were episodically widespread throughout the basin and mixed calcareous-clastic sequences were common. Sheltering and trapping effects resulted in local facies variations. Towards the Cretaceous the basin sanded up from northern, eastern and, particularly, northwestern directions.

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Zusammenfassung Das mesozoische Lusitanische Becken entstand als Teil des nordatlantischen Riftsystems. Während des Oberjuras lebte die tektonische Aktivität erneut auf und führte zu einer intensiven Differenzierung der faziellen Entwicklung. Die Kalke und Siliziklastika des Kimmeridge und Unteren Tithons, deren lithostratigraphische Beziehungen dargestellt werden, repräsentieren Becken-, Hang- und Flachwasserablagerungen sowie terrestrische Sedimente.Synsedimentäre Tektonik bestimmte überwiegend die Ausbildung, Verteilung und Mächtigkeiten der Sedimente. Halokinese, eustatische Meeresspiegelschwankungen, exogene und biogene Faktoren kontrollierten die Faziesverteilung zusätzlich. Ein Vergleich der bathymetrischen Entwicklung aller grö\eren Beckenprofile und Standardisierung auf eine gemeinsame Zeitachse erlauben, die überlagerung der einzelnen Kontrollfaktoren zu entschlüsseln sowie den Wert einiger biostratigraphischer Bezugshorizonte zu testen.Während des Kimmeridge wurde die Paläogeographie vor allem durch starke Subsidenz des Beckenzentrums sowie durch eine gro\e lineare Hebungszone im Norden und durch hohe klastische Zufuhr bestimmt. Am Ende des Kimmeridge und während des Tithons verlangsamte sich die Subsidenz. Anhebung innerer Beckenteile und schwankende Zufuhr von Klastika bewirkten die episodische Ausbreitung von Flachwasserkarbonaten und die verbreitete Entwicklung gemischt kalkig-klastischer Serien. Abschirmungs- und Abfangeffekte erlaubten kleinräumige Faziesvariationen. Zur Kreide hin verlandete das Becken durch klastische Zufüllung aus nördlicher, östlicher und vor allem nordwestlicher Richtung.

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Resumo Durante o Mesozóico, a Bacia Lusitânica desenvolveu-se como parte do sistema »rift« do Atlântico do Norte. A actividade tectónica, tipo »rifting« renasceu durante o Jurásico Superior, causando uma diferenciaÇÃo intensa no desenvolvimento de fácies. Os sedimentos calcários e siliciclásticos do Kimeridgiano e Titoniano inferior representam ambientes do mar mais ou menos profundo (fundo de bacia, declive, lagoa, delta) e ambientes continentais. O quadro litoestratigráfico das unidades de fácies é elaborado.O carácter, a distribuiÇÃo e a espessura dos sedimentos sÃo sobretudo controlados pela actividade tectónica sinsedimentária. Movimentos halokinéticos, fluctuaÇÕes eustáticas do nível do mar, e factores exogénicos e biológicos resultaram num controle adicional do desenvolvimento de fácies.Uma medida simples para destrinÇar os factores diferentes da sedimentaÇÃo e para testar o valor de alguns »markers« bioestratigráficos é comparar o desenvolvimento batimÊtrico dos coites principais da bacia e estandardizá-los num comum eixo temporal.Durante o Kimeridgiano, a paleogeografia foi dominada pela subsidÊncia intensa do centro da bacia, por um grande levantamento estreito no Norte, e por um grau elevado de introduÇÃo de clásticos. No fim do estágio e durante o Titoniano, a subsidÊncia geral diminuiu-se e novos levantamentos surgiram mais no Sul. O grau de introduÇÃo de clásticos foi variável. Por consequÊncia, calcários de agua pouco profunda alargaram-se por vezes sobre grandes partes da bacia e sequÊncias mistas de calcários e clásticos foram comum.No fim do Jurásico o mar desapareceu por causa de enchimento da bacia por clásticos de proveniÊncia norte, este, e partialmente noroeste.

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qM - . . , , , - ; ., . , , , . . , . . , - . «» « » . , , , , -, .

     

Fazieswechsel und Metamorphose in der westlichen Serra Negra (Espinhaço-Zone,Minas Gerais,Brasilien)

Zusammenfassung Es wird eine Übersichtskarte für die Serra Negra (Ostrand der Espinhaço-Zone) im Maßstab 1250 000 vorgelegt.Lithologische Faziesübergänge und das Vorkommen ultrabasischer bis basischer Gesteine belegen einen mio-/eugeosynklinalen Übergangsbereich der Minas-Geosynklinale. In der jüngeren, die Minas-Serie diskordant überlagernde São-Francisco-Serie (Macaúbas-Fazies) wurden erstmals magmatische Gesteine nachgewiesen.Die metamorphen Mineralneubildungen in der Minas-Serie weisen auf eine nach Osten zunehmende Regionalmetamorphose hin. Der größte Teil des Arbeitsgebietes liegt im Übergangsbereich Grünschiefer-/Amphibolit-Fazies.

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A regional study of the Serra Negra (eastern region of the Serra do Espinhaço) was carried out at the scale 1250 000.Lithologic facies changes and occurences of ultrabasic and basic rocks allow to delimit a mio/eugeosynclinal transition within the Precambrian Minas-Geosyncline. Within a post-Minas sequence (Macaúbas-Facies of the São Francisco Series) magmatic rocks have been encountered for the first time.Regional metamorphism within the Minas-Series is increasing to the east. The major part of the area belongs to a transitional zone between the greenshist- and amphibolite-Facies.

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Resumo Foi mapeada a região da Serra Negra (margem oriental da Serra do Espinhaço) na escala 1250 000.Mudanças de fácies, ocorrênicias de rochas ultrabásicas e básicas permitiram delimitar uma região de transição entre condições mio- e eugeossinclinais na Série Minas. Dentro da fácies Macaúbas, na Série São Francisco, discordante da Série Minas, foram reconhecidas rochas magmáticas pela primeira vez.O metamorflsmo regional da Série Minas cresce em direção leste. A maior parte da área em estudo situa-se na região de transição entre a fácies xisto verde e a anfibolítica.

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Serra Negra ( Espinhaco) 1 : 250000. / . - ( Macaubas), . . .

     

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

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

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

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

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

     

On the origin of orogenic volcanism

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

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

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

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, , . , , , , . , , , . , . 1 10 , .. .

     

Interaction between sediments and basalt injections in young Gulf of California-type spreading centers

During the transitional stage from stretching of continental crust to accretion of new oceanic crust, the upwelhng basaltic magma in spreading troughs of narrow ocean basins and pull-apart basins may form sills in soft sediment. The injections of subsequent great magmatic pulses are empla ced next to or on top of the contact zone of the older ones. In this manner a distinctive sill-sediment complex is built up.The thickness of this transitional zone between the sheeted dike complex (seismic layer 2) and overlying sediments (seismic layer 1) is controlled chiefly by the rate of sedimentation. Extremely high sedimentation rates surpassing the spreading rate cause filling up of the basins and hamper the rise of magma to the land surface. Very low rates, e.g. along mid-oceanic ridges of wide mature ocean basins, hardly influence the magma extruding at the sea floor. Intermediate (but comparatively still high) sedimentation rates cannot fill up the spreading troughs, but they generate sill-sediment complexes of a thickness up to a few hundred meters.The processes leading to this phenomenon were observed in the Guaymas Basin of the Gulf of California. Sill-sediment complexes similar to those described here may occur at several sections along the present passive continental margins and may contribute to the existence of a »disturbed seismic« and »magnetic quiet« zone. Examples of such complexes were also found in ancient rift zones and orogenic belts.

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Zusammenfassung Beim Übergang schmaler Ozeanbecken oder Pullapart-Becken vom Riftstadium mit Dehnung der kontinentalen Kruste zur Akkretion neuer ozeanischer Kruste kann es in den Spreading-Trögen zur Bildung von Lagergängen (Sills) innerhalb der Sedimente kommen. Injektionen nachfolgender starker magmatischer Pulse werden über und neben der Kontaktzone der zuvor gebildeten vertikalen Basaltgänge (Dikes) und Sills eingeschoben. Auf diese Weise wird ein charakteristischer Sill-Sediment-Komplex aufgebaut.Die Mächtigkeit dieser Übergangszone zwischen dem Sheeted Dike-Komplex (seismische »Lage« 2) und dem jüngeren Sediment (seismische »Lage« 1) wird in erster Linie von der Sedimentationsrate gesteuert. Extrem hohe Sedimentationsraten, welche die Spreadingrate übertreffen, bewirken eine Auffüllung der Becken und behindern vermutlich stark den Magmenaufstieg. Bei sehr geringen Sedimentationsraten wie z. B. im Bereich mittelozeanischer Rücken breiter, reifer Ozeanbecken, extrudiert das aufsteigende Magma praktisch ohne Sedimenteinfluß am Meeresboden. Mittlere, aber immer noch relativ hohe Sedimentationsraten können Spreading-Tröge nicht auffüllen, sondern ermöglichen die Bildung von Sill-Sediment-Komplexen mit Mächtigkeiten bis zu einigen hundert Metern.Dieses Phänomen wurde im Guaymas Becken des Golfs von Kalifornien beobachtet. Ähnliche Sill-Sediment-Komplexe können auch an den heutigen passiven Kontmentalrändern der großen Ozeane vorkommen und tragen vielleicht zum Auftreten einer »gestörten seismischen« und »magnetisch ruhigen« Zone bei. Auch aus fossilen Riftzonen und Orogen-Gürteln sind schon Beispiele für ähnliche Sill-Sediment-Komplexe bekannt.

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Résumé Au cours de la phase de transition entre l'extension de la croûte continentale et la formation de nouvelle croûte océanique, la montée de magma basaltique dans des bassins océaniques étroits et des bassins »pull-appart« peut conduire à la formation de sills dans les sédiments. Les puissantes injections magmatiques qui suivent se mettent en place au dessus et à côté de la zône de contact des venues plus anciennes. Ainsi peut s'édifier un complexe caractéristique de sills et de sédiments.L'épaisseur de cette zône de transition entre le complexe de dykes (couche sismique 2) et le sédiment susjacent (couche sismique 1) dépend principalement du taux de sédimentation.Des taux de sédimentation élevés, dépassant le taux d'ouverture, produisent le remplissage des bassins et s'opposent à la montée du magma.Dans le cas de taux de sédimentation très bas comme par exemple dans les dorsales des bassins océaniques larges et matures, le magma s'épanche sans obstacle sur le fond de la mer. Des taux moyens, mais toutefois relativement élevés, ne peuvent pas remplir les fossés d'ouvertures océaniques; par contre, ils rendent possible la formation de complexes sills-sédiments dont l'épaisseur peut atteindre plusieurs centaines de mètres. Ce phénomène a été observés dans le bassin de Guaymas dans le Golfe de Californie.Des complexes analogues peuvent se recontrer le long des marges continentales des grands océans et contribuer à l'existence d'une zône sismiquement perturbée et magnétiquement calme. On connaît de tels complexes dans les anciennes zônes de rift et les ceintures orogéniques.

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, Pullapart , . — — . . - . Sheeted Dike ( 2) ( 1) . , , , , . , .: , , , . , , , - . , . ; , , - . - .

     

Neotectonics of the central parts of the Balkan Peninsula: Basic features and concepts

The neotectonic movements on the Balkan Peninsula occurred after the last intense thrusting (Early Miocene), and after the Early — Middle Miocene planation. They were controlled by extensional collapse of the Late Alpine orogen, and by extension behind the Aegean arc, and were influenced by the complicated vertical and horizontal movements in the Pannonian region. The Stara-planina and Dinarian-Hellenic linear neotectonic morphostructures inherited the Alpine orogenic zones (Balkanides and Dinarides-Hellenides) and bounded the Central-Balkan neotectonic region. The linear morphostructures were tilted towards the Pannonian and Euxinian basins and the North-Aegean trough.The Central-Balkan neotectonic region has a complicated block structure (horst-and-graben pattern) dominated by the NNW-SSE Struma and Vardar lineaments, the WNW-ESE Sava and Marica lineaments, and the Middle-Mesta and North Anatolian fault zones. The dominating Serbo-Macedonian neotectonic swell was rifted, and subsided along the Struma and Vardar lineaments. The range of the vertical neotectonic displacements reached a maximum of 3–4 km, and even up to 6 km at the edges of the Pannonian and Aegean basins. The general doming of the region was controlled by the isostatic uplift of a thickened crustal lens (Rhodope Massif) in the southern margin of the Eurasian plate. The collapse of the complicated domal structure began along the main (Struma, Vardar and Marica) lineaments in the central parts of the dome, and continued in the Pliocene and Quaternary along a more external contour bounded by the Stara-planina and Dinarian-Hellenic linear morphostructures.

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Zusammenfassung Die neotektonischen Bewegungen der Balkan-Halbinsel begannen nach den letzten intensiven Überschiebungen (frühes Miozän) und nach der frühbis mittelmiozänen Verebnung. Gesteuert wurden die Bewegungen durch den Dehnungskollaps des spätalpinen Orogens, der Dehnung hinter dem Ägäischen Bogen und den komplizierten vertikalen und horizontalen Bewegungen in der pannonischen Region. Die neotektonische Region des Zentralbalkans liegt zwischen den linearen, neotektonischen Morphostrukturen der Strara-planina und der Dinariden-Helleniden. Sie übernahmen die alpidischen Orogenzonen der Balkaniden und Dinariden-Helleniden und wurden zum Pannonischen-, dem Präkarpatischen- und dem Nordägäischen Trog geneigt.Die Region zeigt einen komplizierten Blockaufbau (Horst- und Grabenstrukturen), der von den NNW-SSE streichenden Struma- und Vardar-Lineamenten, von den WNW-ESE verlaufenden Sava- und Marica-Lineamenten und der Mittelmesta- und der Nordanatolischen Bruchzone dominiert war. Die Serbo-mazedonische neotektonische Schwelle war von Bruchspaltenbildung und Absenkung parallel der Struma- und Vardar-Lineamente betroffen. Die Höhe der vertikalen Versatzbeträge erreichte ein Maximum von 3–4 km; an den Rändern des Pannonischen und Ägäischen Beckens sogar mit bis zu 6 km. Die allgemeine Aufwölbung der Region wurde durch isostatische Hebung der verdickten Krustenteile (Rhodopisches Massiv) am Südrand der Eurasischen Platte bedingt. Der Kollaps der komplizierten Domstruktur begann in dessen Zentralteil entlang der Hauptlineamente (Struma-, Vardar- und Marica-Lineament) und setzte sich, während des Pliozäns und Quartärs, in den peripheren Bereichen, parallel zu den äußeren Begrenzungen (Balkaniden, Dinariden-Helleniden) der linearen Morphostrukturen, fort.

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Résumé Les mouvements néotectoniques dans la péninsule balkanique ont eu lieu après les derniers charriages d'âge miocène inférieur et la pénéplanation du Miocène inférieur et moyen. Ils ont été régis par l'affaissement extensionnel de l'orogène alpin tardif, par l'extension derrière l'arc égéen et par les mouvements verticaux et horizontaux complexes dans la région panonnienne. La région néotectonique centrebalkanique est située entre les morphostructures néotectoniques linéaires de Stara-Planina et des Dinarides-Hellénides. Celles-ci sont héritées des zones orogéniques alpines des Balkanides et des Dinarides-Hellénides et ont été inclinées vers les bassins panonnien, euxinien et nord-égéen.La région possède une structure en blocs (horsts et grabens) compliquée, dominée par les linéaments NNW-SSE de Struma et du Vardar, les linéaments WNW-ESE de Sava et de Marica et les zones faillées de Moyenne Mesta et d'Anatolie du nord. La ride néotectonique serbo-macédonienne a subi rifting et subsidence au long des linéaments de Struma et du Vardar. Les déplacements néotectoniques verticaux ont atteint 3 à 4 km au maximum, et même 6 km dans les bordures des bassins panonniens et égéen. Le soulèvement en dôme de la région a été provoqué par la montée isostatique d'une portion épaissie de l'écorce (massif du Rhodope) dans la marge méridionale de la plaque eurasiatique. L'affaissement de cette structure en dôme complexe a commencé le long des linéaments principaux (de Struma, Vardar et Marica) dans les parties centrales du dôme et a continué pendant le Pliocène et le Quaternaire le long d'un contour plus externe limité par les morphostructures néotectoniques linéaires de Stara-Planina et dinarohellénique.

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( ) -, . , . - . - , - . NNWSSO, WNW-OSO . - . 3–4 , 6 . . ( , ) , , .

     

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

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

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

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

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. , , 70, . , , .

     

Neue Ergebnisse zur Tektonik der Allgäuer und Vilser Alpen

Zusammenfassung Eine Neuuntersuchung der Tektonik in den Vilser Alpen und im Hochvogelgebiet, wo die Frage seit langer Zeit diskutiert wird, ob dort die Allgäu- und Lechtal-Decke getrennte Einheiten bilden, oder stratigraphisch untrennbar zusammenhängen, erbrachte eine eindeutige Entscheidung für den Deckenbau. Der Verlauf der Deckengrenze konnte zwischen Hochvogel und Hohenschwangauer Alpen präzisiert werden. Der interne Falten- und Schuppenbau der Lechtal-Decke hat nirgends zur Bildung von tektonisch tieferen Teildekken geführt, die internen Verschuppungen besitzen nur ein geringes Ausmaß.

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A new investigation of the tectonics in the Vilser Alps and in the Mt. Hochvogel area where since a long time a discussion was going on if the thrust sheets of Allgäu and Lechtal-Decke are separate units or connected by stratigraphic sequences, a definite decision could be made in favour of the nappe structure in this part of the Northern Calcareous Alps. The internal structure of the Lechtal-Decke thrust sheet is characterized by local imbricate structure which originate from sheared folds.

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Résumé On a dicuté depuis longtemps dans les Vilser Alpen et dans la région du Mont Hochvogel le problème, si les nappes de Allgäu et Lechtal-Decke sont des unités separées ou qu'ils forment une partie inséparable par des séquences stratigraphiques. Une nouvelle examen de la tectonique a affirmé la structure de nappes dans cette région des Alpes Calcaires du Nord. La structure intérieure de la nappe de Lechtal-Decke est caracterisée par une structure écaillée locale, qui se developpe de plis cisaillés.

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Wechselbeziehung kaledonischer Deformationspläne nordöstlich Stavanger (Südwest-Norwegen)

Zusammenfassung Zur Ergänzung der petrographischen Neuaufnahme des kaledonischen Gebirges nordöstlich Stavanger durchGeorg Müller wurde eine strukturgeologische Felduntersuchung vorgenommen.Die obersten Partien des Präkambriums und die metamorphe Gesteinsserie des Kambro-Silurs zeigen zwei Deformationspläne, die sich aufgrund ihrer Altersbeziehungen, ihres Deformationsstils und der vorherrschenden Achsenrichtungen deutlich voneinander unterscheiden. Sie sind daher das Ergebnis zweier unabhängiger Deformationsphasen.Die ältere Deformation (F1) hat mit wechselnder Stärke den gesamten Bereich erfaßt. Ihre Faltenachsen zeigen überwiegend Nordwest-Südost-Richtung. Charakteristisch ist Isoklinalfaltung.Die jüngere Deformationsphase (F2) zeigt keinen ausgeprägten Faltungsstil und hat sich vor allem im unteren Teil der kambro-silurischen Gesteinsserie ausgewirkt. Bei den Faltenachsen überwiegt die Nordost-Südwest-Richtung.Das Quarzkorngefüge hat während der F 1-Deformation eine starke Regelung erfahren. Dagegen hat nur sehr intensive F 2-Faltung zu einer Umregelung geführt.

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In order to complete the petrographic mapping of the Caledonian mountains NE of Stavanger by G.Müller, the structural geology was again studied in the field.The upper parts of the Precambrien and the metamorphic rocks of the Cambro-Silurien show two different deformation plans, which may be distinguished clearly by their age, their style of deformation and the predominant orientation of their axes. Therefore, they were originated in two independent deformation phases.The older deformation (F 1) influenced the complete area with changing intensity. Their fold axes show mostly to NW-SE. Isoclinal folds seem to be characteristic.The younger deformation (F2) does not show a typical style of folding. It influenced especially the lower part of the Cambro-Silurian series. The orientation of the fold axes points especially to NE-SW.The orientation of the quartz axes was regulated parallel during the F 1-deformation. Only heavy F 2-folding led to reorientation of the axes.

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Résumé Dans le but de compléter les nouveaux levés pétrographiques de la chaîne calédonienne au nord-est de Stavanger réalisés par G.Müller, l'auteur a entrepris des travaux de terrain au point de vue structural.Les parties supérieures du Précambrien et la série de roches métamorphiques du Cambro-Silurien montrent deux systèmes de déformation, qui se différencient nettement par leur âge, le style de leur déformation et leurs directions axiales prédominantes, Elles résultent donc de deux phases de déformation indépendantes l'une de l'autre.La phase de déformation la plus ancienne (F1) a touché avec une violence plus ou moins forte l'ensemble du domaine. Les axes de plissement prennent principalement la direction nord-ouest/sud-est. Son plissement isoclinal est très caractéristique.La phase de déformation plus jeune (F 2) ne présente aucun style de plissement bien marqué et a agi principalement sur la partie inférieure de la série de roches cambro-siluriennes. Les axes de plissement sont surtout dirigés nord-est/sud-ouest.Les grains de quartz ont été soumis à une forte régulation pendant la première phase de déformation (F1). Par contre c'est uniquement là où le plissement a été très intense au cours de la deuxième phase (F 2) que le quartz a pris une nouvelle structure.

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Stavauger, Georg üll', . , . , , . (F₁) . , . , NW-SE . . (F₂) , . ., - . , . ., NE-SW. F₁ . F₂ .

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Den Herren Professoren Dr. F.Karl, Kiel, und Dr. G.Müller, Clausthal, möchte ich hiermit für anregende Diskussionen und die gute Zusammenarbeit, Herrn Dr. G.Braun und Dr. A.Richter (beide Kiel) für die Mithilfe bei den Korngefügeanalysen danken. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft bin ich für die Finanzierung der Untersuchungen — im Rahmen des Forschungsvorhabens Gesteinsmetamorphose — zu Dank verpflichtet.     

Zusammenhänge in der Strukturgenese des Rheinischen Schiefergehirges

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

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

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

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, . , . , , , , , , . , — . : .

     

Structural development of the Precambrian basement in the Bir Safsaf-Aswân area,SW-Egypt

Structural investigations, especially on quartz c-axis fabrics, combined with petrological work, were carried out in Precambrian rocks from the basement outcrops Bir Safsaf, Gebel el Asr und Gebel Umm Shâghir in the Western Desert in SW Egypt. The principal rock types are migmatites with local mylonite zones. The foliation and shear planes strike WNW-ESE, the axes of the wide and open folds NE-SW to N-S. Investigation of recrystallization features and mineral parageneses lead to P–T-estimates for the different stages of the metamorphic evolution. They range from early granulite facies down to greenschist facies. Quartz-c-axis fabrics of the migmatites and mylonites are similar (crossed-girdle fabrics) but they have a different regional orientation of the strain ellipsoid. Shear zones developed after the main migmatite facies event. The geological evolution of the basement outcrops in Bir Safsaf, Gebel el Asr and Gebel Umm Shâghir is comparable and the whole region is thought to be part of the East Sahara Craton.

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Zusammenfassung Strukturuntersuchungen, besonders Quarz-c-Achsen-Regelungen, kombiniert mit petrologischen Arbeiten, wurden an Gesteinen der präkambrischen Grundgebirgsaufschlüsse Bir Safsaf, Gebel el Asr und Gebel Umm Shâghir in der Western Desert, ägypten, durchgeführt. Die hauptsächlich auftretenden Gesteinstypen sind Migmatite mit lokalen Mylonitzonen. Schieferungs- und Scherflächen streichen WNW-ESE, die Achsen der weiten bis offenen Faltung NE-SW bis N-S. Mit Hilfe des Rekristallisationsverhaltens und der Paragenesen werden P-T-Abschätzungen der Metamorphosestadien angegeben. Sie reichen von früher Granulitfazies bis zu später Grünschieferfazies. Die Quarz-c-Achsenregelung in Migmatiten und Myloniten ist ähnlich (Kreuzgürtelregelung), jedoch mit unterschiedlicher regionaler Orientierung des Strainellipsoids. Scherzonen entwickelten sich nach dem migmatitfaziellen Hauptmetamorphose-Ereignis. Die geologische Entwicklung in den Grundgebirgsaufschlüssen von Bir Safsaf, Gebel el Asr und Gebel Umm Shâghir ist vergleichbar und das gesamte Gebiet wird als Teil des Ostsaharakratons angesehen.

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Résumé Cette note fait état des résultats de recherches menées dans les aires d'affleurement du socle pré-cambrien de Bir Safsaf, du Jebel al Asr et du Jebel Umm Shâghir, dans le désert occidental d'Egypte; ces recherches ont consisté en l'étude des structures, particulèrement des fabriques des axes c du quartz, combinée avec une étude pétrologique. Les roches sont essentiellement des migmatites accompagnées de zones de mylonites locales. La schistosité et les plans de cisaillement y sont orientés WNW-ESE; elles présentent des plis ouverts dont les axes sont NE-SW à N-S. L'étude des structures de recristallisation et des paragenèses minérales fournit une estimation des conditions (p,t) au cours des stades successifs de l'évolution métamorphique. Ces conditions s'échelonnent du faciès des granulites jusqu'à celui des schistes verts. Les fabriques des axes c du quartz sont les mÊmes dans les migmatites et les mylonites (fabrique à «ceintures croisées»), mais ces roches présentent des orientations régionales différentes de l'ellipsoÏde des déformations. L'événement métamorphique principal à caractère migmatitique a été suivi de la formation de couloirs de cisaillement (shear-zones). L'évolution géologique du socle est comparable dans les trois aires étudiées; l'ensemble est considéré comme faisant partie du craton du Sahara oriental.

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, Bir Safsaf, Gebel el Asr Gebel Umm Shâghir, . . WNW-ESE, — NE-SW N-S. , . . / Kreuzgü rtelregelung /, . . Bir Safsaf, Gebel el Asr Gebel Umm Shaghir , .

     

Abrasion in pyroclastic flows

The relative size of glass rims coating crystals in the matrix ash provides a semi-quantitative measure of abrasion of ash grains in pyroclastic flows. Median abrasion indices (= area_crystal / area_{glass rim}) are 8.4 to 18.5 in Laacher See pyroclastic flow units but only 4 to 6.3 in assocciated fallout, showing stronger abrasion of ash particles in the pyroclastic flows. All pyroclasts undergo strong attrition in the vent but clasts in pyroclastic flows undergo a second major phase of abrasion during high-energy near-vent flow. Abrasion of ash particles is weaker during lower-energy higher-strength motion further downstream, suggesting that high contents of fine ash in distal deposits are due to diminishing elutriation rather than high rate of attrition.

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Zusammenfassung Die relative Größe von Glassäumen um Kristalle in der Matrix-Asche kann als semi-quantitatives Maß für den Abrieb von Aschepartikeln in pyroklastischen Strömen benutzt werden. Median-Werte des Abriebs-Index (= Fläche_kristall / Fläche_Glassaum) betragen 8,4 bis 18,5 in pyroklastischen Fließeinheiten am Laacher See. Abriebs-Indices stratigraphisch assoziierter Bims-Fallablagerungen liegen bei nur 4 bis 6,3; dies belegt einen höheren Abrieb von Aschepartikeln in den pyroklastischen Strömen. Alle Pyroklasten erfahren gemeinsam starken Abrieb im Schlot, aber Partikel in pyroklastischen Strömen durchlaufen eine zweite Phase starken Abriebs während des hochenergetischen Transports im schlotnahen Bereich. Bei niedriger-energetischem Fließen mit wachsender Bingham-Festigkeit weiter talabwärts wird der Partikelabrieb schwächer. Hohe Gehalte an feiner Asche in distalen Fließeinheiten sind also eher auf schwächer werdende Elutriierung als auf stärkeren Abrieb zurückzuführen.

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Résumé La dimension relative des enduits vitreux qui enrobent les cristaux dans les dépôts de cendres volcaniques peut être utilisée comme mesure semiquantitative de l'abrasion des particules dans les courants pyroclastiques. Au Laacher See les indices d'abrasion (surface du cristal/surface de l'enduit vitreux) sont de 8,4 à 18,5 dans les coulées pyroclastiques et seulement de 4 à 6,3 dans les sédiments formés par retombée, qui leur sont interstratifiés; les particules de cendre ont donc subi une abrasion plus forte dans les coulées. Tous les pyroclastes subissent une forte abrasion dans le cratère; mais dans les coulées pyroclastiques, ils subissent une deuxième action d'abrasion au cours de leur transport en milieu de haute énergie, à proximité du cratère. Dans les conditions de plus basse énergie qui régnent plus en aval, l'abrasion est moins forte; on en déduit que la forte teneur en fines dans les dépôts distaux résulte d'une diminution de l'élutriation plutôt que d'une forte action d'abrasion.

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, . ( / ) 8,4 18,5 . . , . , . ( ), .

     

Cenozoic studies in northernmost Chile

The Cordillera de la Costa is constructed from a block-faulted Paleogene landscape. The range is cut by canyons and bordered by a high cliff and a zone of marine terraces. To the east the longitudinal depression is infilled by Neogene deposits which were laid-down over the Paleogene surface and have since been locally structurally disturbed. In the Andes stratovolcanoes rise above the Andean plateau and are surrounded by internal drainage basins.In northernmost Chile subsidence of the submarine continental margin has been complemented by uplift of the Andes. Ingestion of sial and sima in the trench area seems to have led to magma production, and there has been an eastward movement in both igneous and structural events. The present plate motions have produced a compressive tectonism, but local distension has occurred at the edge of the continental plate. The longitudinal depression is believed to be a tectonically neutral zone west of the eastward-dipping reverse faulting of the Andean region. Wave-action on a subsiding coast is considered responsible for carving the high cliff, whereas littoral terraces reflect a recent zonally-atypical uplift phase.N-S strike-slip faulting is attributed to ancient plate-closure patterns. Problematic approximately E-W faults could reflect the adjustment of the continental margin to the stresses generated during recent relative plate motions.Early Tertiary erosion produced a Paleogene pediplain. The resulting large quantities of Paleogene sediment are considered to have been subducted during plate convergence. Tectonic movements formed the longitudinal depression and other smaller basins in the late Oligocene. Towards the south, Neogene planation has eroded the Paleogene pediplain, although major pediplanation and aggradation had everywhere ceased by the Upper Miocene when canyon formation commenced. Ignimbritic eruption waned in the Upper Miocene, and gave way to andesitic stratovolcano production that modified the Altiplano internal drainage. Post-Miocene capture of some of this drainage has occurred by headward erosion along Andean flank channels. Canyons across the coastal mountains were established at about the same time, although some of the long channels in the south are of greater antiquity.

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Zusammenfassung Die Küstenkordillere Nordchiles stellt eine paleogene Landschaft mit Blockverwerfungen dar. Das Gebirge ist von Canyons zerlegt und im Westen von einem hohen Cliff und marinen Terrassen begrenzt. Ostwärts befindet sich der Längstalgraben, gefüllt mit neogenen Ablagerungen. Die neogenen Formationen sind lokal gestört. In den Hochanden haben sich Stratovulkane auf dem andinen Plateau gebildet.Im nördlichsten Chile ist das Abtauchen des submarinen Kontinentalrandes vom Aufstieg der Anden begleitet. Sial und Sima, die im Grabenbereich verschwanden, haben wahrscheinlich eine Magmaproduktion hervorgerufen. Die magmatischen und strukturellen Vorgänge bewegen sich dort ostwärts. Die Plattenbewegungen hatten eine kompressive Tektonik zur Folge, aber lokale Dehnung hat am Rande der kontinentalen Platte stattgefunden. Die Längstaldepression ist als eine tektonisch neutrale Zone westlich der ostwärts fallenden Aufschiebung der Anden zu betrachten. Die Küstenterrassen stellen eine rezente, für die Zone atypische Hebungsphase dar.Horizontale N-S-Verwerfungen sind alten Plattenverschiebungen zuzusprechen. Problematische, ungefähr E-W verlaufende Verwerfungen könnten die Einordnung der Kontinentalränder zu dem durch rezente relative Plattenbewegungen hervorgerufenen Stre\ darstellen.Frühtertiäre Erosion hat eine paleogene Landschaft geformt. Die dadurch verursachten gro\en Mengen paleogener Sedimente sind wohl während der Plattenkonvergenz verschluckt worden. Tektonische Bewegungen im späten Pliozän haben die Längstal- und andere kleinere Depressionen gebildet. Im Süden hat die neogene Erosion die paleogene Landschaft geformt, aber zur Zeit des oberen Miozäns hat jede wichtigere Pediplanation und Aggradierung aufgehört und die Bildung der Canyons eingesetzt. Im oberen Miozän haben die Ignimbritergüsse aufgehört, während die Produktion der andesitischen Stratovulkane einsetzte, die das interne Abflu\system des Altiplano modifizierte. Die rückwirkende Erosion in den Kanälen längs der Anden hat einige dieser Flu\systeme nach dem Miozän eingefangen. Die Canyons durch das Küstengebirge waren auch zu ungefähr dieser Zeit etabliert, aber einige der längeren Kanäle im Süden sind älter.

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Résumé La Cordillère cotière du Nord du Chili apparaÎt comme un horst découpant une surface morphologique paleogène. La chaÎne est entaillée par des canyons et domine en falaise une étroite bande de terrasses marines. La dépression longitudinale qui la limite à l'Est est remplie de dépÔts néogènes qui ensevelissent la surface paléogène faiblement deformée.Dans les Andes, des stratovolcans parsèment le plateau andin.Dans l'extrÊme Nord du Chili, la subsidence de la marge continentale sous-marine a été accompagnée par le soulèvement des Andes. L'ingestion de sial au niveau de la fosse semble responsable de la gènèse des magmas et de la migration vers l'Est des manifestations ignées et structurales.L'actuel mouvement de plaques a produit une tectonique en compression avec des distensions locales sur la marge de la plaque continentale. La dépression longitudinale est interpretée comme une zone tectonique neutre à l'Ouest de la faille à plongement Est remontant la zone andine.L'abrasion marine sur la cÔte en voie de subsidence est rendue responsable de la mégafalaise cotière bien que les terrasses littorales témoignent d'une phase de soulèvement local.Les décrochements Nord-Sud représenteraient des mouvements différentiels au sein de la plaque. Le système de failles E-W répondrait au réajustement de la marge continentale. La pédiplaine paléogène résulterait de la phase d'érosion du début du tertiaire. Les produits d'érosion auraient été entraÎnés dans la subduction durant la convergence des plaques. Les mouvements tectoniques de la fin de l'oligocène for mèrent la dépression longitudinale et d'autres petits bassins. Vers le Sud la pénéplanation néogène a érodé les restes de la pédiplaine paléogène; enfin toute érosion planaire a cessé à la fin du Miocène avec la formation des canyons. Le volcanisme ignimbritique s'est achevé à la fin du Miocène supérieur et a été relayé par le volcanisme central andésitique qui modifia le drainage de l'Altiplano. La capture post-miocène par érosion regressive de quelques-uns de ces réseaux a été effectuée par les cours d'eau du flanc occidental de la Cordillère. Les canyons qui entraillent la Cordillère cotière furent creusés à la mÊme époque, bien que certains au Sud semblent plus anciens.

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. - . , . . . , . , , , . . , . , . , , . N-S , . , E-W , , . . , . , , . . Pediplanation Aggradierung . , Altiplano. . , .

     

Geochemical and geochronological data on Triassic volcanism of the Southern Alps of Lombardy (Italy): Genetic implications

Summary A widespread volcanism mainly consisting of pyroclastic products and lava flows is found in the Southern Alps of Lombardy. The volcanics are interbedded with Anisian-Ladinian carbonatic sequences and continental terrigenous or transitional deposits of Ladinian-Carnian age. The petrographic and geochemical data for this volcanism indicate a calc-alkaline affinity with characters similar to those of convergent continental margins. In this sector of the Alps the geological evidences show that in the middle Triassic general extensional movements were the dominant deformation event, and do not support the existence of a subduction zone during this period. The apparent contrast between the tectonic environment and the type of magmas erupted in the Anisian-Carnian is tentatively explained by partial melting during the early stage of rifting of an upper mantle deeply modified during the previous Hercynian orogenesis and contaminated by crustal material. This hypothesis is in agreement with the preliminary Sr isotopic ratios (0.705 and 0.709). K/Ar and Rb/Sr ages on biotites date the beginning of the volcanism at around 225 m.y.

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Zusammenfassung In den Südalpen der Lombardei befindet sich ein weitverbreiteter Vulkanismus, der hauptsächlich aus pyroklastischen Produkten und Lavaströmen besteht. Vulkanische Produkte sind mit anisisch-ladinischen beckenartigen Karbonat-Schichtfolgen oder mit ladinisch-karnischen kontinental-terrestrischen oder Übergangsablagerungen eingebettet. Die petrographischen und geochemischen Daten für diesen Vulkanismus weisen auf eine den konvergenten Kontinentalschelfen ähnliche kalkalkaline Affinität hin. In diesem Sektor der Alpen zeigen die geologischen Beobachtungen, daß die dominanten Verformungsereignisse der mittleren Trias allgemeine Dehnungsbewegungen waren und weisen nicht auf die Existenz einer Subduktionszone zu dieser Zeit hin. Der scheinbare Widerspruch zwischen dem tektonischen Milieu und dem im Anis bis Karn ausgeworfenen Magmatyp wird versuchsweise mit einer Teilaufschmelzung eines während der vorhergehenden herzynischen Orogenese tief veränderten und mit Krustenmaterial verunreinigten oberen Mantels während der Frühphase einer Grabenbildung erklärt. Diese Hypothese ist im Einklang mit den präliminaren Sr-Isotopenverhältnissen (0.705 und 0.709). K/Ar und Rb/Sr Altersmessungen an Biotiten datieren den Anfang der vulkanischen Tätigkeit um 225 Ma.

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Résumé Un volcanisme très répandu constitué surtout par des produits pyroclastiques et par des coulées de lave se trouve dans les Alpes Méridionales en Lombardie. Ces produits volcaniques sont intercalés dans la série carbonatique du bassin d'âge Anisien-Ladinien et dans les dépôts terrigènes continentaux ou transitionnels d'âge Ladinien-Carnien. Les données pétrographiques et géochimiques de ces produits volcaniques montrent une affinité calcoalcaline avec des caractères semblables à ceux des marges continentales convergentes. Dans le Trias moyen de cette partie des Alpes, les données géologiques indiquent que le motif dominant de la déformation est un mouvement d'extension très répandu, tandis qu'il n'y a aucune évidence de l'existence d'une zone de subduction durant cette période. Le contraste entre le style tectonique et le type de magma mis en place dans l'Anisien-Carnien, peut être expliqué par une fusion partielle du manteau supérieur pendant un stade précoce d'effondrement modifié intensément pendant la précédente orogenèse hercynienne et contaminé par des matériaux d'origine crustale. Cette hypothèse est en accord avec des données préliminaires des rapports isotopiques du Sr (0.705 et 0.709). Des âges K/Ar et Rb/Sr sur des biotites donnent 225 m.a. environ pour le début de l'activité volcanique.

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, . . . , , . , , - , . , , . , . (0,705 0,709). / / , 225 .

     

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

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

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

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

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5,5 , . , 440 . , , , , , , , . , . .

     

A model for the tectonic evolution of the Benue Trough of Nigeria

Based on the results of a detailed magnetic study of the Lower and Middle Benue Trough of Nigeria carried out by the author and results of previous geophysical studies of the Benue Trough and of similar structures elsewhere in the world, a possible model for the tectonic evolution of the Benue Trough has been developed. It is here suggested that the tectonic evolution of the Benue Trough of Nigeria involved the rise of a mantle plume or mantle upwelling, emplacement of intrusive igneous material in the crust, crustal stretching and thinning and consequently rifting. It is thought that this sequence of events may have been repeated in a cyclic manner with intercyclic structural deformations. The basic ideas of the model is shown to be in agreement with acceptable ideas on riftogenesis.

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Zusammenfassung Es wird eine mögliche Modellvorstellung für die tektonische Entwicklung des Benue-Grabens aufgezeigt, die auf Ergebnissen einer detaillierten magnetischen Untersuchung des Autors im unteren und mittleren Benue-Graben fußt, sowie auf Ergebnissen aus vorangegangenen geophysikalischen Untersuchungen im Benue-Graben und in anderen, vergleichbaren Strukturen. Die tektonische Entwicklung des Benue-Grabens in Nigeria wird mit dem Aufstieg eines mantle plume, einer Mantelaufwölbung oder mit der Platznahme von intrusivem Magma in der Kruste, Krusten-Dehnung und -Ausdünnen in Verbindung gebracht. Es wird angenommen, daß diese Folge von Ereignissen sich zyklisch wiederholte mit strukturellen Deformationen zwischen den Zyklen. Die Grundgedanken dieses Modells stimmen mit den gängigen Vorstellungen über die Entstehung von Riffsystemen überein.

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Résumé L-auteur présente un modèle possible de l'évolution tectonique du graben de Benue (Nigéria). Cette étude se base: d'une part sur une analyse magnétique détaillée, effectuée par l'auteur, des régions inférieure et centrale de la dépression, d'autre part sur des données géophysiques antérieures recueillies dans la même région, ainsi que dans d'autres structures analogues, ailleurs dans le monde. Le modèle propose pour l'évolution tectonique du graben, l'intervention de la montée d'une «mantle plume» ou d'un bombement du manteau, la mise en place de magmas intrusifs dans la croûte, l'étirement et l'amincissement de la croûte, et la fracturation en graben. Cette suite d'événements a pu se répéter de manière cyclique, avec déformations structurales entre les cycles. Les conceptions de base de ce modèle sont en accord avec les idées admises au sujet de la genèse des rifts.

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Benue . Benue , , . , . .

     

Polyphase metamorphic sedimentary xenoliths from Mt. Amiata volcanics (Central Italy); evidence for a partially disrupted contact aureole

Metasedimentary inclusions in the crustal anatectic rhyodacites of Mt. Amiata volcanic complex can be subdivided into a silica-poor group, rich in aluminous minerals, and a small silica-rich group containing abundant quartz. Textural observations, supported by mineral chemistry provide evidence for three metamorphic events. The regional metamorphic M₀ is often associated with deformation, and two subsequent progressive thermometamorphic events, M₁ and M₂, are caused by the magmatic heat. Mineral assemblages of M₁ are indicative for the pyroxene-hornfels facies, and assemblages of M₂, in combination with evidence for partial melting and sanidinization, suggest sanidinite facies conditions. The inclusions are interpreted mainly as xenolithic fragments of a contact aureole, which were remetamorphosed after incorporation by the magma. The aureole formed in pre-mesozoic formations during accumulation of the melt in a magmachamber. Constraints on pressure conditions for M₁ indicate the possibility of a fairly large depth of the heat-source giving rise to Mt. Amiata geothermal field.

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Zusammenfassung Metasedimentäre Einschlüsse in den krustal anatektischen Rhyodaziten des vulkanischen Komplexes Monte Amiata lassen sich untergliedern in eine Silica-arme Gruppe, reich an Aluminium-Mineralien, und eine kleine Silica-reiche Gruppe mit Quarz im Übermaß. Die beobachteten Texturen, unterstützt von der Mineralchemie weisen auf drei metamorphe Ereignisse. Die Regionalmetamorphose M₀ ist häufig verbunden mit Deformation, während zwei nachfolgende progressive Thermometamorphosen M₁ und M₂ verursacht worden sind von der magmatischen Wärme. Die Mineralgesellschaften des M₁ sind representativ für die Pyroxen-Hornfels Fazies und die Gesellschaften des M₂, in Kombination mit Anweisungen für partielle Aufschmelzung und Sanidinisation, suggerieren Umstände der Sanidinit-Fazies. Die Einschlüsse werden interpretiert als xenolithische Fragmente einer Kontaktaureole, die nochmals metamorphosiert wurden nach der Aufnahme ins Magma. Die Aureole entstand in pre-mesozoischen Formationen während der Akkumulation des Schmelzes in einer Magmakammer. Die geschätzten Druckbedingungen für M₁ sind im Einklang mit der Möglichkeit einer ziemlich tiefen Position der Wärmequelle gehörend zum Geothermalfeld des Monte Amiata.

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Résumé Les enclaves métasédimentaires des rhyodacites anatectiques crustales du complexe volcanique du Monte Amiata se laissent subdiviser en deux groupes: l'un pauvre en silice avec des minéraux alumineux abondants, et l'autre, moins important, contenant un excès de quartz. Les textures, supportées par la minéralogie chimique témoignent de trois événements métamorphiques. Le métamorphism régional M₀ est souvent associé avec une déformation tandis que deux événements successifs de métamorphisme progressif, M₁ et M₂, ont été causés par la chaleur magmatique. Les assemblages des minéraux de M₁ représentent le faciès des cornéennes à pyroxene, et les assemblages de M₂, en combinaison avec indications de fusion partielle et sanidisation, suggèrent les conditions du faciès des sanidinites. Les enclaves sont interprétées comme des fragments xénolithiques d'une auréole de contact, qui ont été remétamorphosés après incorporation par le magma. L'auréole s'est formée dans les formations pré-mésozoiques pendant l'accumulation du magma dans un réservoir. Les conditions P-T de M₁ permettent de supposer que la source thermique donnant lieu au champ géothermique du Monte Amiata, occupe une position assez profonde.

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: , , . , , . ₀ , — M₁ M₂ — . M₁ - , ₂ , . , , . - , . M₁, , , .

     

Crustal rifting,and related thermo-mechanical processes in the lithosphere beneath Iceland

Recent observations of crustal rifting in the NE-Iceland axial zone are summarized and discussed. The thermal state of the crust in the axial zone is discussed on the basis of thermal gradient measurements, magnetotelluric soundings, and modelling of the accretion mechanism. The three independent methods are in good general agreement. Thermal modelling indicates that a zone of partial melting generally exists below approximately 6 km depth in the axial zone. It is suggested, that thermal stresses induced by the cooling of the lithosphere as it moves away from the axis are largely responsible for the off-axis volcanism, and that the thermal stresses also contribute to enhancing the vertical permeability for geothermal waters at intermediate crustal depths on the flanks of the axial zone.

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Zusammenfassung Neue Beobachtungen von Driftbewegungen der Erdkruste in dem zentralen Bereich der aktiven Riftzone in Nordost-Island werden zusammengefaßt und diskutiert. Der thermische Zustand der Zentralzone wird diskutiert an Hand von Temperaturgradientmessungen, magnetotellurischen Messungen und Modelrechnungen, die die Entstehung der Kontinentalplatten beschreiben. Die Ergebnisse der drei unabhängigen Methoden sind in guter Übereinstimmung miteinander. Thermische Modelrechnungen weisen darauf hin, daß in einer Tiefe von etwa 6 km unterhalb der zentralen Zone, eine Schicht von teilweise geschmolzenen Gesteinsmassen allgemein vorhanden ist. Es wird vorgeschlagen, daß thermische Spannungen, die durch die Abkühlung der Lithosphäre auf seiner Bewegung weg von der zentralen Riftzone erzeugt werden, hauptsächlich für die vulkanische Aktivität außerhalb der Zentralzone verantwortlich sind. Die thermischen Spannungen erhöhen vermutlich auch eine vertikale Permeabilität für geothermales Wasser in der mittleren Kruste an den Flanken der aktiven Zone.

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Résumé L'auteur résume et discute des observations récentes de formation de rift crustal dans la zone axiale du NE de l'Islande. Il discute l'état thermique de la croûte dans la zone axiale sur la base de mesures du gradient thermique, de sondages magnéto-telluriques et d'un modèle du mécanisme d'accroissement. Ces trois méthodes indépendantes sont en général en bon accord. Le modèle thermique indique qi'il existe généralement une zone de fusion partielle en-dessous d'une profondeur approximative de 6 km dans la zone axiale. Il est suggéré que des tensions thermales induites par le refroidissement de la lithosphere au fur et à mesure qu'il s'écarte de l'axe sont largement responsables du volcanisme à l'écart de l'axe, et que les tensions thermiques contribuent aussi à activer la perméabilité, suivant la verticale, pour les eaux chaudes aux profondeurs crustales moyennes sur les flancs de la zone axiale.

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