Rift-Parallele Schildwellungen in Arabien und auf den Zirkum N-Atlantischen Tafeln

Zusammenfassung Sowohl in Arabien, ne-Afrika und auf den den Atlantik umgebenden kontinentalen Tafeln können große, epirogene Wellenwürfe ausgemacht werden. All diese Undulation-Systeme sind im Streichen parallel zu benachbarten Riftsystemen ausgerichtet, und ihre Wellenlänge nimmt mit Abstand vom Rifttrog zu. Die Untersuchungen am arabischen Beispiel zu den Zusammenhängen zwischen Bildung ozeanischer Kruste einerseits und deren tektonischen Auswirkungen auf kontinentale Tafeln, wie Magmatismus, Orogenese und besonders in intra-platten dynamischer Hinsicht andererseits, scheinen neue Gesichtspunkte zur Paläogeographie zu eröffnen, und zum Verstehen der Ursachen und Evolution der Schildwellungen beizutragen. Sie zeigen, daß die Schildwellungen nicht im vollen morphologischen Ausmaß mit Beginn des Rifting einsetzen, sondern die Schildbereiche allmählich von der Riftseite her durchdringen (± 40 m. a.) und etwa 80 m. a. zur Vollentwicklung brauchen. Rift-parallele Becken und Schwellen sind in Rift-Nähe am ältesten und werden mit Abstand von letzeren jünger. Über die paläogeographischen Entwicklungen kann ferner gezeigt werden, daß der Wellungs-Prozeß nicht kontinuierlich, sondern in Schüben verläuft.Blattverschiebungen im Rahmen diagonal angelegter Scherung sind eine konjugate Reaktion zur kompressionellen Wellung oder Faltung. Große und kleinere Störungen oder Störungssysteme dieser Kategorie sind im Bereich der Schildwellungen fast immer vorhanden. Schildwellung, die in dieser Arbeit absichtlich etwas überbetont wird, scheint auf alten, auf tiefe Stockwerke erodierten und stark konsilidierten Kratonen gegenüber Scherung zu überwiegen (z. B. Arabischer Schild), während Scherung und Bruchschollen-Tektonik im Sedimentmantel jüngerer, wenig tief erodierter und wohl möglich weniger konsolidierter, kratonisierter Areale ausgeprägter ist (z. B. Europäisches Schollenmosaik).Es wird abgeleitet, daß die Schildwellungen wie die Scherungstektonik von horizontalen, kompressioneilen Verspannungen ausgelöst werden und letztere mit der Bildung und Ausbreitung ozeanischer Kruste (Mantel-Diapirismus, Ocean-Floor Spreading) in ursächlichem Zusammenhang stehen. Die aus tektonischen Gründen vermutete kompressionelle Verspanung kontinentaler Tafeln und deren Symmetriebindung an das world rift system scheint sich nunmehr durch direkte Messungen zu bestätigen, jedenfalls passen sowohl seismo-tektonische Herdmechanismen-Analysen, wie in situ-Druckmessungen in Europa ausgezeichnet zum tektonischen Modell.Arabien wird als Modell-Beispiel für Schildwellungen im Rahmen geodynamischer Beanspruchungen angesehen.

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Large and gentle warping sets are recognizable in Arabia, ne-Africa and on the continents, which surround the n-Atlantic rifts (former Laurasia). All these undulation systems are aligned parallel to neighbouring rift-systems and their wavelength increases with the distance from the rifts. In Arabia studies of the geodynamic interrelations of generation of new oceanic crust, on the one side, and its structural effects on the shield area, like magmatism, orogeny and especially intra-plate dynamics, on the other side, seem to provide new aspects and a better understanding for the causes and evolution of these warping structures. These studies imply that warping sets are not developed to their full morphological extend with the beginning of continental rifting, they seem to penetrate the shield areas slowly (± 40 m. a.) and grow gradually (± 80 m. a.), i. e. they are oldest next to the oceanic rift troughs and become younger with distance from them. It also can be stated that rift-parallel basins and uplifts are developed sporadically during episodes of increased tectonic activity.Lateral movements along diagonally arranged shear zones are a conjugate reaction to compressional shield folding; major faults or fault systems of this category are usually recognizable in warped areas. Shield warping, which is purposely overemphasised in this article, seems to be predominant on old, deeply eroded and strongly consolidated cratons, while shearing and block-tilting seem to prevail on younger, less deeply eroded and consolidated, cratonised areas.Continental warping as well as shearing is thought to be due to horizontal, compressional stresses caused by the injection and spreading of mantle derived, new oceanic crust (mantle diapirism, ocean-floor spreading). The postulated, horizontally compressional stress environment on continental plates and its symmetry relation to spreading-ridges seem now confirmed by two independant means, i. e. fault-plane solutions and in situstress measurements, especially in Europe.Arabia is considered as the model-example for crustal-warping and its causal relations to geodynamic processes.

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Résumé En Arabie comme aussi dans le NE de l'Afrique et tout autour de l'Atlantique, les plaques continentales sont affectées d'ondulations épirogéniques. Celles-ci ont une direction parallèle à celle du rift voisin et leur longueur d'ondes croît avec la distance au rift. Les recherches en Arabie sur les rapports entre la formation de la croûte océanique et le dynamisme interne des plaques continentales ont favorisé de nouvelles idées sur la paléogéographie et contribué à la compréhension du principe de l'ondulation des boucliers: elles montrent que l'ondulation des plaques ne commence qu'avec une faible dimension morphologique et qu'elle pénètre le bouclier successivement du côté du rift (+ou –40 m.a.). Le développement final est atteint après 80 m.a. environ. Les bassins proches du rift sont donc les plus vieux, tandis qu à plus grande distance sont les plus jeunes. Le développement paléogéographique montre en outre que l'ondulation se produit de façon discontinue et plutôt sporadique. Le décrochement latéral dans le système du cisaillement diagonal est une réaction équivalente à l'ondulation compressive ou du plissement.Des failles plus ou moins grandes ou des familles de failles de ce type existent presque toujours en association avec les ondulations des boucliers. Cette ondulation des boucliers semble l'emporter sur le cisaillement dans des cratons bien consolidés et profondément érodés, tandis que le cisaillement et la tectonique de microplaques caractérisent les couches sédimentaires des socles (peut-être cratonisés) moins profondément érodés.Il faut donc admettre que l'ondulation des bouckliers aussi bien que la tectonique de cisaillement se développe à cause de la compression latérale. La compression est en rapport avec la genèse et le développement de la croûte océanique (ocean-floor spreading, diapirs du manteau). On peut constater que la compression des plaques (supposée par la tectonique) et leur rapport avec le world rifting system est confirmé par des mesures directes. En tout cas, les analyses sismotectoniques et les mesures de pression in situ sont bien conformes au modèle tectonique. L'Arabie est prise comme modèle pour l'ondulation des boucliers et ses rapports avec la contrainte géodynamique.

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Prof. R.Brinkmann zum 83. Geburtstag gewidmet

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Kurzfassung zu Vorträgen gehalten am 19. und 20. 2. 1968 auf der 58. Jahresversammlung der Geologischen Vereinigung in Göttingen und am 27.2. 1975 auf der 65. Jahresversammlung in Karlsruhe.     

Variscan molasse in the Saar-Nahe Basin (W-Germany), Upper Carboniferous and Lower Permian

The Saar-Nahe Basin is a Permocarboniferous molasse basin within the Variscan orogenic chains. Surface access is possible in an area of 100×40 km just south of the Rheinisches Schiefergebirge. Below a thick Mesozoic cover the basin has a total extension of about 300×100 km. 4.1 km Upper Carboniferous and 1.6 km Lower Rotliegend grey fluviolacustrine deposits and additional 1.8 km Upper Rotliegend red alluvial deposits were accumulated.The depositional environments of the Upper Carboniferous to Lower Rotliegend beds, known from surface outcrops and 20 wells, are alluvial only along the northwestern margin of the basin, but braided and meandering fluvial, deltaic and lacustrine within the basin. Coal to a considerable amount only developed in the Westfalian.Paleocurrent data indicate a sediment transport from the northern Rhenohercynicum (Hunsrück) during the Westfalian. They delivered lithic arenites, which found a depocenter S of the Saar-Nahe Basin as it is exposed today. In the Stefanian a sediment transport from the southern Moldanubicum (Schwarzwald, Vosges and Massif Central) became active. The depocenter of the basin shifted to the NE and gradually approached the Rheinisches Schiefergebirge, disconnected from it by the South-Hunsrück Fault. During the late Lower Rotliegend the intense subsidence of the basin ceased. Simultaneously, arcosic arenites with an increasing total and K-feldspar content were provided (a tendency which even enhanced with the beginning of the Upper Rotliegend).A tectonic deformation at the end of the Westfalian induced uplift and gentle folding. After a peneplenization of its beds and a loss of strata of up to 1500 m in places, Stefanian and Lower Rotliegend were deposited discordantly above.At the beginning of the Upper Rotliegend, tectonic activities formed a central anticline together with magmatism (rhyolitic intrusives and explosives as well as melaphyr lavas) and a short-distanced style of alluvial sedimentation. In the post-Rotliegend further narrowing of the basin initiated a southward thrusting of the Saarbrücken Anticline on to the Buntsandstein; together with this the South-Hunsrück Fault became steeper and partly overturned.The stratigraphic section from Namurian to Lower Rotliegend was studied in detail; Upper Rotliegend may stand as an overview.

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Zusammenfassung Das Saar-Nahe-Becken ist ein permokarbones Molasse-Becken innerhalb der variskischen Gebirgszüge. Von übertage her ist es auf einer Fläche von 100×40 km unmittelbar südlich des Rheinischen Schiefergebirges zugänglich. Unter einer bedeutenden mesozoischen Überdeckung aber hat das Becken eine Ausdehnung von insgesamt 300×100 km. In diesem wurden 4,1 km mächtiges Oberkarbon und 1,6 km mächtiges Unterrotliegend in grauer fluviolakustriner Fazies und schließlich 1,8 km rotes alluviales Oberrotliegend abgesetzt.Die oberkarbonen bis unterrotliegenden Schichten zeigen nach Oberflächenaufschlüssen und 20 Bohrungen nur entlang des Hunsrücks in geringem Umfang alluvialen Sedimenteintrag. Im Becken dagegen ist das Sedimentationsmilieu verzweigt und mäandrierend fluviatil, deltaisch und lakustrin. Kohle wurde nur im Westfal in größerem Umfang gebildet.Messungen zur Paläoströmung weisen im Westfal einen Sedimenttransport aus dem nördlich gelegenen Rhenohercynicum (Rheinisches Schiefergebirge) nach. Dieses lieferte gesteinsbruchstückreiche Sande, die in einem Depozentrum südlich des heute übertage aufgeschlossenen Saar-Nahe-Beckens abgelagert wurden. Im Stefan erlangte ein Sedimenttransport aus dem Moldanubicum (Schwarzwald, Vogesen und Zentralmassiv) an Bedeutung. Das Depozentrum des Beckens wanderte nach NE und näherte sich allmählich dem Rheinischen Schiefergebirge, das seit jener Zeit von diesem durch die Hunsrück-Südrandstörung getrennt ist. Während des späten Unterrotliegend nahm die intensive Absenkung des Beckens allmählich ab. Gleichzeitig wurden feldspatreiche Sande mit zunehmendem Gesamt-und K-Feldspat-Gehalt geliefert (diese Tendenz wurde zu Beginn des Oberrotliegend eher noch verstärkt).Ende Westfal wurde das Becken nachweislich herausgehoben und sanft gefaltet. Nach einer Einebnung der Schichten, was stellenweise zu einem Schichtverlust von bis zu 1500 m führte, folgten diskordant darüber Stefan und Unterrotliegend.Mit Beginn des Oberrotliegend schufen erneute tektonische Bewegungen eine zentrale Aufwölbung. Dies war mit vulkanischer Aktivität (rhyolitische Intrusiva und Explosiva sowie Melaphyr-Laven) verbunden und hatte nun kleinräumigen alluvialen Sedimentationsstil in jetzt kleineren Teilbecken zur Folge. Später, nach dem Rotliegend, schuf die weitere Einengung des Saar-Nahe-Beckens eine südwärts gerichtete Aufschiebung des Saarbrücker Hauptsattels auf den Buntsandstein; hierbei wurde auch das Einfallen der Hunsrück-Südrandstörung steiler, teilweise sogar überkippt.Der stratigraphische Abschnitt vom Beginn des Namur bis Ende Unterrotliegend wurde im Detail untersucht; das Oberrotliegend ist als Übersicht dargestellt.

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Résumé Le bassin de Sarre-Nahe est un bassin molassique permocarbonifère inclus dans la chaîne orogénique varisque. Il affleure dans une aire de 100×40 Km située immédiatement au sud du Massif Schisteux Rhénan, et son extension totale sous la couverture mésozoïque est de 300×100 Km. L'accumulation comprend: 4,1 Km de Carbonifère supérieur, 1,6 Km de Rotliegende inférieur fluvio-lacustre, et 1,8 Km de Rotliegende supérieur alluvial rouge.Les couches d'âge carbonifère supérieur à Rotliegende inférieur, connues par les affleurements et par 20 sondages, ne montrent un caractère alluvial que dans un domaine restreint à la bordure nord-ouest du bassin, le long du Hunsrück. Dans le reste du bassin, le milieu de dépôt était fluviatile anastomosé, deltaïque et lacuste. Le charbon est présent en grande quantité, dans le Westphalien uniquement.L'examen des paléocourants indique un transport à partir de la zone rhéno-hercynienne (Hunsrück) pendant le Westphalien. Cet apport a fourni des arénites lithiques qui se sont accumulées dans une aire de sédimentation située au sud de la zone d'affleurement actuel du bassin de Sarre-Nahe. Au Stéphanien, l'apport significatif s'est effectué à partir de la zone moldanubienne, située au sud (Forêt Noire, Vosges et Massif Central). L'aire de dépôt s'est déplacée vers le nord-est en direction du Massif schisteux Rhénan, dont elle est séparée par la faille du Sud-Hunsrück. Vers la fin du Rotliegende inférieur, la forte subsidence du bassin a pris fin. Cet épisode est marqué par l'arrivée d'arénites comportant une teneur croissante en feldspath (tendance qui s'est renforcée au début du Rotliegende supérieur).A la fin du Westphalien, le bassin a été soulevé et légèrement plissé. Cette déformation a été suivie d'une pénéplanation, impliquant une érosion qui a pu enlever localement 1500 m de couches; le Stéphanien et le Rotliegende inférieur se sont ensuite déposés en dicordance.Au début du Rotliegende supérieur, de nouveaux mouvements tectoniques ont engendré un dôme central; ces mouvements se sont acompagnés de manifestations magmatiques (rhyolites intrusives et explosives, laves mélaphyriques) et d'une sédimentation de type alluvial proximal. Postérieurement au Rotliegende, un nouveau rétrécissement du bassin a provoqué le chevauchement vers le sud de l'anticlinal de Saarbrücken sur le grès bigarré; simultanément, la faille du Sud-Hunsrück s'est redressée et partiellement renversée.La série stratigraphique Namurien-Rotliegende inférieur a fait l'objet d'une étude détaillée et le Rotliegende supérieur d'un aperçu d'ensemble.

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Saar-Nahe - . 100 х 40 . , 300 х 100 . 4,1 ; 1,6 - , 1,8 . 20 , . , . . , / /. , . . , Saar-Nahe. / , , /. , . . , — . . , 1500 , . . : , ; . , Saar-Nahe, : , . , , ; .

     

Burial metamorphic episodes in the Andean geosyncline,Central Chile

The burial metamorphism of the Andean geosynclinal deposits of Central Chile is studied. The stratigraphic units under consideration, Lower Jurassic to Upper Cretaceous and/or Lower Tertiary in age, have an accumulated thickness of 15,000 to 28,000 m, cover an area of nearly 2,500 km², and consist predominantly of basic and acid lavas, ignimbrites and volcanic-clastic sediments, deposited in marine and continental environments. Unconformities break up the sequence into several stratigraphic-structural units.A specific burial metamorphic pattern, or series, characterizes each of the units. Each series consists of a succession of mineral assemblages, the metamorphic grade increasing downwards. The isograds are essentially parallel to the bedding planes. The grade range in each series covers different intervals between the zeolite and greenschist facies. Each unconformity corresponds to a mineralogie break in the alteration, higher grade assemblages generally overlying lower grade assemblages. The downward increase in metamorphic grade as well as the mineralogie breaks seem to be unrelated to the volcanic versus sedimentary character and to the continental versus marine depositional environment of the rocks.The repeated pattern of burial metamorphism between unconformities suggests a history consisting of several burial metamorphic episodes, each taking place prior to a folding period and leaving unaffected the underlying units, which were apparently sealed up by the previous episode. This mechanism provides an explaination for the presence of such low-grade burial metamorphic facies at the bottom of a stratigraphic column as thick as that of the Andean Geosyncline.

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Zusammenfassung Die Auswirkungen der Versenkungsmetamorphose auf die Ablagerungen der andinen Geosynklinale in Mittel-Chile wurden untersucht. Die betrachteten stratigraphischen Einheiten, unterer Jura bis obere Kreide und/oder unteres Tertiär, haben eine kumulative Mächtigkeit von 15 000 bis 28 000 m; sie bedecken ein Gebiet von fast 2500 km² und bestehen in der Hauptsache aus basischen und sauren Laven, Ignimbriten und vulkanoklastischen Sedimenten, die unter marinen und kontinentalen Bedingungen abgelagert wurden. Diskordanzen unterteilen die Abfolge in mehrere stratigraphisch-strukturelle Einheiten.Jede Einheit ist in einer besonderen, für die Versenkungsmetamorphose typischen Abfolge von Mineralgesellschaften geprägt. Der Grad der Metamorphose steigt mit zunehmender Tiefe. Die Isograden verlaufen im wesentlichen parallel zu den Schichtflächen. Die Bandbreite jeder der metamorphen Mineralgesellschaften bedeckt verschiedene Intervalle zwischen der Zeolith- und Grünschiefer-Fazies. Jeder Diskordanz entspricht auch ein Sprung in der mineralogischen Zusammensetzung, wobei die höhergradigen Mineralgesellschaften in der Regel die tiefergradigen überlagern. Der mit der Tiefe zunehmende Grad der Metamorphose und die Sprünge in der mineralogischen Zusammensetzung scheinen von dem vulkanischen bzw. sedimentären Charakter der Gesteine ebenso unabhängig zu sein wie von deren marinen bzw. kontinentalen Bildungsbedingungen.Die sich wiederholenden Muster der Versenkungsmetamorphose zwischen den Diskordanzen lassen vermuten, daß mehrere Metamorphosen stattfanden, wobei jede einzelne Umwandlung vor einer Faltungsperiode ablief und die unterlagernden Einheiten unverändert ließ, die anscheinend durch die vorangegangene Metamorphose versiegelt wurden. Dieser Mechanismus liefert eine Erklärung für die niedriggradigen Fazies der Versenkungsmetamorphose im Liegenden einer so mächtigen stratigraphischen Abfolge wie der der andinen Geosynklinale.

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Resumen En este trabajo se describe el metamorfismo de sepultamiento en los depósitos del Geosinclinal Andino. Las unidades estratigráficas estudiadas son de edad jurásica inferior a cretácica superior y/o terciaria inferior, tienen un espesor acumulado de 15.000 a 28.000 m, cubren un area de aproximadamente 2.500 km² y consisten predominantemente de lavas básicas y ácidas, ignimbritas y rocas sedimentario-volcánicas, depositadas en ambiente marino y continental.Cada una de las unidades estratigráficas está caracterizada por una serie metamórfica de sepultamiento específica. Cada serie consiste de una sucesión de asociaciones minerales con un grado de metamorfismo que aumenta hacia abajo. Las isogradas son esencialmente paralelas a los planos de estratificación. El rango de grado metamórfico de cada serie abarca diferentes intervalos entre las facies de zeolita y esquistos verdes. Cada discordancia corresponde a una discontinuidad mineralógica en la alteración en la que generalmente las asociaciones de mayor grado metamórfico cubren asociaciones de menor grado. El aumento de grado hacia abajo, lo mismo que las discontinuidades mineralógicas, parecen ser independientes tanto del carácter sedimentario o volcánico como del ambiente continental o marino de la depositación.La repetición de series metamórficas de sepultamiento entre discordancias, indica varios episodios metamórficos, cada uno de ellos anterior al plegamiento de la unidad afectada; al mismo tiempo, cada episodio metamórfico dejó sin afectar las unidades subyacentes, las que aparentemente habrían sido selladas por el episodio anterior.Este mecanismo explicaría la presencia de una facies metamórfica tan baja como la que existe en el fondo de una columna estratigráfica tan potente como la del Geosinclinal Andino.

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. . 15000 28000 . 2500 ². , - , . . , , , , . . , . — , : , — . , , , — .

     

Fuchsite-aluminium silicate rocks in archaean greenstone belts: Are they metamorphosed alunite deposits?

For the origin of fuchsite- and alusite-corundum rocks occurring as lenses within ultramafic schists at O'Briens, Zimbabwe, a model is presented, according to which an ultramafic komatiite flow is altered locally, during postvolcanic near-surface processes, anto chromiferous alunite, that in turn broke down, during subsequent low-grade metamorphism, into fuchsite, or andalusite, or ruby, or assemblages thereof, depending on the availability of silica and on solution chemistry. Pseudomorphs of corundum and andalusite after preexisting euhedral alunite, or after other minerals with alunite structure, support this model.Fuchsite-kyanite- and alusite-quartz schists from the Yilgarn Block of Western Australia forming conformable layers in metasediments may also have originated from alunitequartz rocks, but no textural evidence could be provided. However, in neighboring kyanite- and alusite quartzites the typical cross sections of leached out alunite-group minerals as well as the mineral natrojarosite were discovered within the metamorphic quartz fabric, which appears to indicate that alunite-type minerals coexisted during metamorphism with quartz and kyanite. Alunite-bearing sedimentary educts are not necessarily of postvolcanic origin but may also form under specila climatic conditions.

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Zusammenfassung Ein Entstehungsmodell wird vorgeführt für Fuchsit-Andalusit-Korund-Felse, welche in Zimbabwe als Linsen in ultramafischen Schiefern vorkommen. Danach wurde ein ultramafischer Komatiitstrom lokal im Zuge postvulkanischer, oberflächennaher Prozesse in chromführenden Alunit umgewandelt, welcher seinerseits während der anschließenden niedriggradigen Metamorphose abgebaut wurde zu Fuchsit oder Andalusit oder Korund oder Paragenesen aus diesen je nach dem Vorhandenseit von SiO₂ und der Zusammensetzung der koexistierenden Lösung. Pseudomorphosen von Korund und Andalusit nach den vorher vorhanden gewesenen idiomorphen Kristallen von Alunit oder anderen Mineralen mit Alunitstruktur stützen dieses Modell.Fuchsit-Disthen-Andalusit-Quarz-Schiefer vom Yilgarn Block in West-Australien, welche konkordante Lagen in Metasedimenten bilden, können ebenfalls aus Alunit-Quarz-Gesteinen entstanden sein, aber es konnten keine Gefügebeweise dafür erbracht werden. Dagegen wurden in benachbarten Disthen-Andalusit-Quarziten sowohl die typischen Querschnitte von herausgelösten Mineralien der Alunitgruppe wie auch das Mineral Natrojarosit innerhalb des metamorphen Quarzgefüges entdeckt. Dies scheint daaruf hinzudeuten, daß Minerale der Alunitgruppe während der Metamorphose mit Quarz und Disthen koexisitierten. Alunit-führende sedimentäre Ausgangsmaterialien müssen nicht notwendigerweise postvulkanischer Entstehung sein, sondern bilden sich auch unter speziellen Klimabedingungen.

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Résumé Un modèle est présenté qui explique la genèse de roches à fuchsite- and alousite-corindon apparaissant en lentilles dans des schistes ultramafiques à O'Briens, Zimbabwe: une coulée de komatiite ultramafique aurait été altérée localement en alunite chromifère, en relation avec des phénomènes postvolcaniques superficiels. L'alunite se serait, à son tour, décomposée en fuchsite, andalousite ou rubis ou en assemblage de ces phases, selon la teneur en silice de la roch et la composition des solutions mises en jeu. La présence de corindon et d'andalousite qui pseudomorphosent des alunites automorphes ou d'autres minéraux de structure équivalente fournit un argument supplémentaire en faveur de ce modèle de genèse.Les schistes à fuchsite-disthène- and alousite-quartz du bloc de Yilgarn en Australie Occidentale, qui forment des lits concordants dans des métasédiments, pourraient eux aussi s'être développés à partir de roches à quartz et alunite; malheureusement, l'examen de la texture de ces schistes ne fournit aucune indicaiton dans ce sens. Cependant, on a trouvé dans des quartzites à andalousite et disthène avoisinants des quartzites à andalousite et disthène avoisinants des empreintes de sections basaless typiques de minéraux du groupe de l'alunite (ces minéraux étant dissous) et de la natrojarosite, inclus dans la matrice quartzitique métamorphique; celi semble indiques que, pendant l'épisode métamorphique, des minéraux du type de l'alunite coexistaient avec le quartz et le disthène. Les matériaux sédimentaires originels à alunite ne sont pas obligatoirement des produits d'altération post-volcanique; ils paurraient aussi avoir été formés dans ces conditions climatiques particulières.

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In a more recent correspondence the author was informed by Dr. J. A. Hallberg that in drill cores through the Mount Leonora series, Wester Australia, the mineral natralunite was found as part of a primary assemblage containing additional andalusite, paragonite, sericite, quartz, and pyrophyllite (seeHallberg, J. A.: Archaean Geology of the Leonora-Laverton area. Intern. Archaean Symposium, Perth. Geol. Soc. of Australia, Western Australian Division, Perth 1980, 37 pp.).     

Diagenetische Entwicklung und faziesabhängige Na-Verteilung in Karbonat-Gesteinen Sloweniens

Kurzfassung Natrium-Gehalte aus Karbonat-Profilen von Perm, Trias und Jura Sloweniens lassen sich mit deren lithofaziellen Parametern korrelieren. Etwa 650 Kalksteine und Dolomite aus 12 Profilen verschiedener Lokalitäten wurden auf Na analysiert und parallel dazu die Lithofazies bestimmt.Die Na-Gehalte der Kalksteine reichen von 30–240 ppm, die der Dolomite von 80 bis 550 ppm.Die höchsten Na-Gehalte in Kalksteinen (80–240 ppm) wurden in oberpermischen Kalksteinen aus evaporitischem Milieu gefunden, die niedrigsten (30–90 ppm) in Jura-Kalken des offenen Schelfbereiches.Die Na-Gehalte der untersuchten Dolomite sind allgemein höher; sie erreichen die höchsten Werte in einem frühdiagenetischen Obertrias-Dolomit, für dessen Entstehung supratidale Bedingungen angenommen werden.Spätdiagenetische Prozesse, besonders die späte Dolomitisierung, führten meist zu einer deutlich erfaßbaren Verarmung der Gesteine an Natrium, wobei Werte bis etwa 50 ppm erreicht werden.

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Sodium Contents of Permian, Triassic and Jurassic carbonates of Slovenia are correlated with the lithofacies of the rocks. About 650 samples of both limestones and dolostones were studied from 12 profiles of different localities.Sodium contents are 30 to 240 ppm Na in limestones, and 80 to 550 ppm Na in dolostones.Within limestones the highest sodium contents (80–240 ppm Na) were found from Upper Permian rocks which were formed in an evaporitic environment. The lowermost sodium concentrations (30–90 ppm Na) occur within Jurassic limestones from an open shelf environment.Within dolostones the sodium concentrations are generally higher than in limestones. They were found highest within early diagenetic, probably supratidal dolostones of Upper Triassic age.Influence of late diagenesis, particularly late diagenetic formation of saccharoidal dolomite, leads to a considerable decrease of sodium within the rocks. Concentrations of about 50 ppm Na are common.

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Résumé Il existe une corrélation entre les concentrations de Na et la lithofaciès des carbonates. On a analysé environ 650 échantillons de calcaire et de dolomie provenant de 12 profils de Slovenie, et appartenant stratigraphiquement au Permien, au Triassique et au Jurassique. Parallèlement aux analyses de Na on a microscopiquement déterminé la lithofaciès des roches.Dans les calcaires, les concentrations de Na varient entre 30 et 240 ppm; celles des dolomies, entre 80 et 550 ppm. Les teneurs en Na les plus élevées trouvées dans les calcaires (80–240 ppm) proviennent du Permien supérieur, d'un milieu évaporitique; les plus basses, dans des calcaires jurassiques d'un milieu ouvert de la marge continentale.Dans les dolomies, les concentrations du Na sont généralement plus élevées que dans les calcaires d'une faciès comparable. C'est une dolomie du Triassique supérieur, dont la genèse est considérée comme supratidale et précoce, qui a la concentration la plus haute.Une diagenèse tardive, surtout une dolomitisation tardive à faciès saccharoidal ont diminué considérablement la teneur en Na des roches qui se situe environs de 50 ppm.

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, . 650 12- . 30–240 ppm. (80–240 ppm) , , (30–90 ppm) — . ; , , , -. , , . , 50 ppm.

     

Proterozoic tectonic evolution and late Svecokarelian plate deformation of the Central Baltic Shield

The continental crust of the Central Baltic Shield evolved by accretion towards the west during the Svecokarelian orogeny 1700–2200 Ma ago. The following features are consistent with a plate tectonic mechanism involving subduction of oceanic crust below an Archean craton in the east: flysch-sediments with serpentinite masses and pillow lavas, linear high-grade metamorphic zones, island-arc type volcanic belts and late tectonic batholiths with porphyry type Cu-Mo deposits.Semi-consolidated new crust was affected by late Svecokarelian deformation (D_n) after 1850 Ma; NNE-trending folds with crenulation cleavage were overprinted on older structures together with associated NW trending ductile transcurrent shear zones that curve the F_n folds into gentle S and Z shapes. The late tectonic batholiths intruded partly at the same time as and partly after the D_n deformation.

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Zusammenfassung Die kontinentale Kruste des zentralen Baltischen Schildes entwickelte sich durch nach Westen gerichtetes Anwachsen während der Svecokarelischen Orogenese vor 1700 bis 2200 Ma. Die folgenden Erscheinungsformen lassen sich mit einem plattentektonischen Mechanismus in Einklang bringen, der Subduktion von ozeanischer Kruste unter einen Archaischen Kraton im Osten einschließt: Flysch-Sedimente mit Serpentinit-Massen und Kissenlaven, lineare hochmetamorphe Zonen, vulkanische Gürtel vom Inselbogen-Typ und spättektonische Batholithe mit porphyrischen Cu-Mo-Lagerstätten.Die halbkonsolidierte neue Kruste wurde durch späte Svecokarelische Deformation (D_n) nach 1850 Ma erfaßt; NNE-orientierte Falten mit Krenulationsschieferung wurden älteren Strukturen aufgeprägt in Verbindung mit NW-streichenden, plastischen Transcurrent-Scherzonen, die die F_n-Falten in sanfte S- und Z-Formen verbiegen. Die spättektonischen Batholithe intrudierten teils während, teils nach der D_n-Deformation.

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Résumé La croûte continentale du Boucher baltique central a évolué par voie d'accrétion vers l'ouest durant l'orogénie svécocarélienne 1700–2200 Ma. Les événements suivants sont en accord avec un mécanisme de tectonique de plaques impliquant la subduction d'une croûte océanique sous un craton archéen à l'est: sédiments flyschoïdes avec masses de serpentinite et de laves en coussins, zones linéaires à haut degré de métamorphisme, ceintures volcaniques du type guirlande d'îles et batholithes tectoniques tardifs avec gisements porphyriques de type Cu-Mo.La nouvelle croûte à semi-consolidée fut affectée par une déformation svécocarélienne tardive (D_n) postérieure à 1850 Ma. Des plis de direction NNE avec clivage de crénulation ont été superposés sur des structures plus anciennes, associés à des zones de cisaillement transcurrentes de direction NW qui ont incurvé les plis F_n suivant des formes en S et Z. Le batholithe tectonique tardif s'est mis en place en partie au même moment que, et en partie après, la déformation D_n.

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, , 1500–2200 . , , : ; ; - . , 1850 ; NNE- , , NW , , F_n S Z. , .

     

Sediment dispersal and provenance in the Silesian,Dukla and Magura flysch nappes (Outer Carpathians,Poland)

The Polish Outer Carpathians consist of several flysch series of unknown original basement. They were deposited from Late Jurassic to Miocene in a large basin dissected by tectonically uplifted ridges (cordillieras) which acted as source terrains. The actual nappe pile is correlated with palaeogeographic basin realms. From N to S the Skole, Silesian, Dukla and Magura basins are distinguished. Our paper presents a first compilation of heavy mineral data and pebble analysis in the various turbiditic fan systems. It is assumed that the heavy minerals primarily reflect the nature of basement rocks exposed in the source terrains.The individual flysch basins were supplied generally from unmetamorphosed granitic to highgrade metamorphic continental basement series. But staurolite-bearing high-grade metamorphics appear to have been present only in the northernmost provenance area (Silesian and Subsilesian ridges). A few reworked chromian spinel mineral grains in the northern parts of the basin were derived from small Caledonian/Variscan ultrabasic sutures present in the source ridges. Increased chromian spinel contents are revealed in the southern part of the basin (Maastrichtian-Eocene Magura series) and in Cretaceous Pieniny Klippen belt flysch formations. The chromian spinel in the Magura series was derived, either directly from Alpine oceanic crust obducted in the southern part of the Pieniny realm, or from re-eroded Pieniny flysch series. Hence, our heavy mineral data indicate that in the Outer Carpathian basin during Cretaceous convergence no Alpine ophiolitic crust was obducted. Therefore, an ophiolitic basement to the individual basins appears inprobable. The Outer Carpathians presumably occupied, with respect to the internal suture zone, the position of a deep continental basement floored foreland basin.

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Zusammenfassung Die Äußeren Karpathen in Polen bestehen aus mehreren von ihrem Untergrund abgescherten Flysch-Serien, die von oberem Jura bis Miozän in einem Großbecken abgelagert wurden, das durch mehrere tektonisch hochgehobene Rücken (Cordillieren oder Liefergebiete) in Teilbecken gegliedert war. Das ursprüngliche Substrat der verschiedenen Becken ist unbekannt und die heutige Deckenstruktur wird mit der ursprünglichen Beckenanordnung korreliert. Von N nach S werden die Skole-, Silesien-, Duklaund Magura-Becken unterschieden. Die vorliegende Arbeit präsentiert eine erste Zusammenfassung von Schwermineraldaten und Geröllanalysen in den verschiedenen turbiditischen Schüttungssystemen. Dabei wird davon ausgegangen, daß die Schwermineralgehalte der Sandsteine primär die Zusammensetzung des kristallinen Grundgebirges in den Liefergebieten widergeben.Die einzelnen Flyschbecken wurden zumeist von unmetamorphem granitischem bis hochgradig metamorphem kontinentalem Grundgebirge beliefert. Staurolith-führende hochgradige Metamorphite waren jedoch nur in den nördlichst gelegenen Liefergebietsprovinzen (Silesischer und Subsilesischer Rücken) anstehend. Geringe Vorkommen von Chromspinell in den nördlichen Beckenteilen stammen von kleineren caledonisch/variszischen ultrabasischen Einschlüssen (Suturen) in den Cordillieren. Erhöhte Chromspinellgehalte werden nur im südlichen Becken (Maastricht bis Tertiär des Magura-Beckens) und in kretazischen Flyschen der Pieniny-Klippen festgestellt. Der Chromspinell in den Magura-Serien stammt von alpiner ozeanischer Kruste, die während der Kreide im südlichen Pieniny-Raume obduziert wurde oder von neuerlich erodierten Flyschen aus den Pieniny-Becken. Unsere Schwermineraldaten weisen folglich darauf hin, daß während der kretazischen tektonischen Konvergenz im Bereich der Äußeren Karpathen keine alpin gebildete ophiolithische Kruste aufgeschuppt wurde. Die Anwesenheit eines ozeanischen Untergrundes der einzelnen Teilbecken erscheint deshalb unwahrscheinlich. Die Äußeren Karpathen nahmen deshalb vermutlich gegenüber der internen Suturzone die Stellung eines tiefen Foreland-Beckens über kontinentaler Kruste ein.

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Résumé Les Carpathes externes, en Pologne, sont composées de plusieurs séries de flysch d'âge jurassique à miocène déposées dans un grand bassin alimenté par l'érosion de rides tectoniques internes et externes (cordillères). Ces séries de flysch sont préservées en nappes, classiquement corrélées avec différents domaines paléogéographiques du bassin. Le substratum originel de ces bassins individuels n'est pas connu et reste discuté. On distingue, du nord au sud, les bassins de Skole, de Silésie, de Dukla et de Magura. Nous présentons ici les premiers résultats de l'analyse des minéraux lourds et des lithoclastes reconnus dans les principaux éventails turbiditiques sous-marins. Nous partons de l'hypothèse que le contenu des grès en minéraux lourds reflète la nature du socle cristallin qui était à l'affleurement dans les diverses régions-source.D'une manière générale, les bassins de flysch ont été alimentés par des terrains granitiques non métamorphiques et par des formations métamorphiques de moyenne et haute température. Il semble cependant que les terrains métamorphiques de haut degré à staurotide étaient présents seulement dans les sources les plus septentrionales (rides silésienne et subsilésienne). Le spinelle chromifère présent en petite quantité dans la partie nord du bassin peut être expliqué par la présence d'inclusions ultramafiques calédoniennes ou varisques (zones de sutures) dans les cordillères. Une proportion élevée de grains de spinelle chromifère ne s'observe que dans la partie méridionale du bassin des Carpathes externes (séries maastrichtiennes et tertiaires du bassin de Magura) et dans les flyschs crétacés des clippes de Pieniny. Il est suggéré que le spinelle chromifère du bassin de Magura a été fourni par la croûte océanique alpine, obductée au cours du Crétacé dans la partie interne du domaine des clippes de Pieniny, ou par l'érosion secondaire des flyschs de Pieniny.La rareté et l'origine probablement ancienne des spinelles chromifères dans la partie septentrionale indique que lors des mouvements convergents crétacés aucune roche ophiolitique alpine n'était exposée à l'érosion. Par conséquent, la présence de fonds océaniques dans ces bassins individuels semble peu probable. Les Carpathes externes représentent probablement un bassin profond, de type «foreland» par rapport à une zone de suture ophiolitique plus interne.

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, , , . , . : Skole, Silesien, Dukla Magura. . , . , . , , , , , .. . - () . ( ) Pieniny . , Pieniny, . , , . , , . .. , .

     

Occurrence and40Ar/39Ar dating of a granite in Thera (Santorini,Greece)

A granite was drilled in the prevolcanic basement of Thera, an island of the Attico-Cycladic belt. It intruded the blueschist facies country rocks. K-Ar biotite ages and Ar-Ar plateau ages on two feldspars indicate rapid cooling, as all ages cluster around 9.5 Ma. Its occurrence indicates that the thermometamorphic evolution that characterizes the Attiko-Cycladic belt extends as far as Thera.

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Zusammenfassung Auf der Insel Thera, im Attiko-Kykladishen Gürtel, ist ein Granitkörper in einer Tiefe von ca. 250 m durch eine Bohrung aufgedeckt. Dieser Granitkörper ist in metamorphen Gesteinen von Blauschiefer-Facies intrudiert. K-Ar-Biotit- und Ar-Ar-Feldspat-Altersbestimmungen streuen um 9.5 Ma. Diese Alter weisen auf rasche Abkühlung des Granitkörpers hin. Es zeigt sich somit, daß die thermometamorphe Entwicklung des Attiko-Kykladischen Gürtels bis zur Insel Thera reicht.

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Résumé Un forage a été pratiqué dans un granite du socle pré-volcanique de l'île de Thera, qui appartient à la ceinture attico-cycladique. Ce granite a intrudé les roches encaissantes de facies schistes bleus. Les datations effectuées sur les biotites par la méthode K-Ar et les âges-plateau des feldspaths obtenus par la méthode Ar-Ar indiquent un refroidissement rapide, puisque tous les âges sont de l'ordre de 9,5 Ma. Ce granite montre que l'évolution thermométamorphique qui caractérise la ceinture Attico-Cycladique s'étend jusqu'à l'île de Thera.

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Thera 250 . . / / 9,5 . , . .. , Thera.

     

Über Phasen- und Materiezustände in den tieferen und tiefsten Erdzonen (Ergebnisse der modernen Hochdruck-Hochtemperatur-Forschung zum geochemischen Erdbild)

Zusammenfassung Die modernen Hochdruck-Hochtemperatur-Verfahren ermöglichen z. Z. bereits die Simulierung aller Druck-Temperatur-Bedingungen aller Tiefenzonen der Erde. Mit ihnen sind in knappen 5–10 Jahren Daten gewonnen worden, die erstmals begründete Auskunft geben über die möglichen Zustände und Eigenschaften der gesamten Erdmaterie. Hierbei ergaben sich folgende allgemeine kristallchemische Gesetzlichkeiten: Steigender Druck bewirkt sukzessive Packungsverdichtung mit steigenden K-Zahlen, dgl. sukzessive Valenzänderungen von ionogen über unpolar nach metallisch. Bei genügender Druckhöhe ist jede Stoffart in den metallischen Zustand überführbar. Die hierfür benötigten Drücke sind von Stoff zu Stoff sehr verschieden. So sind die oxidischen Verbindungen von Mg, Si, Al und Ca bis 1 Mbar noch weitgehend semipolar bis halbmetallisch, die Chalkogenide bereits vollmetallisch.Für Petrologie und Geochemie ergibt sich damit die Aufgabe, die möglichen Phasen- und Materiezustände zunächst der häufigeren Elemente der Erde, zu denen hier bewußt auch C, N, P und H gezählt werden, für die Haupttiefenzonen der Erde experimentell festzulegen. Das so gewonnene Erdbild ähnelt dem vonGoldschmidt, doch ergeben sich für Oxid- und Chalkogenidzone stark geänderte Tiefenlagen und Valenzzustände und für den Erdkern stark geänderter Chemismus und Phasenbestand. So besteht der äußere Erdkern hiernach wesentlich aus druckmetallisch gewordenen Chalkogeniden der innere aus Schwermetall-Karbiden,-Nitriden, -Phosphiden und vermutlich reichlich -Hydriden.

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Modern high pressure — high temperature-methods now allow the simulation of any pressure-temperature-condition of the earth. In the last 5–10 years data have been gained by these methods giving well-found information on possible states and properties of matter. From this two general rules concerning solid matter as a function of pressure have been stated: — Rising pressure leads to structures with rising packing and coordination-numbers and to successive change of the state of valence from ionic to homopolar and to metallic. Thus any matter may be transferred to the metallic state by application of sufficient pressure. Yet the amount of pressure needed for this transformation differs widely with the different types of matter. So the oxides of Mg, Si, Al and Ca are still mostly semipolar at 1 Mbar whereas the chalcogenides are already metallic. Petrologists and geochemists should now try to determine by experiments the possible states of phases and properties of matter of the major elements of the earth (including C, N, P and H) for the different zones of depth. This leads to a conception of the earth similar to the picture of Goldschmidt, yet to strong differences concerning depth-range, phases and states of valence of the oxide- and chalcogenide-zone and concerning chemical composition and phases of the core. Thus the outer core consists largely of chalcogenides which have become metallic by pressure, and the inner core chiefly consists of heavymetal carbides, nitrides, phosphides and, so may be guessed, large quantities of hydrides.

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Résumé Les procédés modernes de haute température — haute pression permettent d'imiter les conditions de pression et de températures des zones profondes de toute la terre. Depuis 5 à 10 ans on a gagné à l'aide de ces méthodes des renseignements fondés au sujet des états et des propriétés possibles de toute la matière terrestre.Pour la matière solide on trouve deux règles générales: 1. pression croissante entraîne des structures avec des nombres croissants de coordination et 2. avec un changement successif dans l'état de valence en direction ionique homéopolaire métallique. À l'aide d'une pression suffisante on peut donc transformer chaque substance à l'état métallique. Mais les pressions nécessaires diffèrent beaucoup pour les diverses substances. Ainsi les oxides de Mg, Si, Al et Ca sont encore sémipolaires jusqu'à 1 Mbar, tandis que les chalcogénides sont déjà métalliques.Du point de vue de la pétrologie et de la géochemie il en résulte la tâche d'établir à l'aide d'expériences les états de phases et les propriétés de la matière dans les diverses zones profondes de la terre, d'abord pour les éléments dominants, y compris C, N, P et H.Le modèle ainsi obtenu ressemble à celui deGoldschmidt. Cependant on trouve des différences considérables par rapport à l'emplacement et à l'état de valence pour la zone des oxides et des chalcogénides et aussi par rapport à la composition chimique et aux phases du noyau. Ainsi le noyau extérieur de la terre consiste en chalcogénides transformés à l'état métallique par la pression et le noyau intérieur en carbures, nitrures, phospures et - vraisemblablement - en hydrures.

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Nach Vorträgen, gehalten auf der Jahrestagung der Geolog. Vereinigung in Mainz, März 1967 und auf der Geowissenschaftl. Tagung in Berlin, Oktober 1967.     

Geochronology of upper Tertiary volcanic activity in the Andes of north Chile

25 new K-Ar data are presented for Upper Cenozoic andesites and ignimbrites from the Andes of north Chile between 20° 30 S and 22° 30 S. The original simple volcanic stratigraphy of andesites overlying ignimbrites has been refined. A more complicated stratigraphy, with some andesites predating the ignimbrites, is described. The sequence and timing of volcanic events differ along the length of the north Chilean Andes. Ages of the earliest widespread ignimbrite eruptions range from 21 m. y. to 10 m. y., in different segments of the volcanic chain. The existence of two large acid extrusives of Quaternary age suggests that generation of acid magmas has continued until recently.

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Zusammenfassung 25 neue K-Ar-Daten von känozoischen Andesiten und Ignimbriten der nordchilenischen Anden zwischen 20° 30 S und 22° 30 S werden vorgestellt. Die ursprünglich einfache Stratigraphie — Andesite überlagern Ignimbrite — wurde verfeinert, und eine komplexere Stratigraphie, bei der einige Andesite älter sind als die Ignimbrite, wird beschrieben. Die Reihenfolge und der zeitliche Ablauf vulkanischer Tätigkeit sind in den nordchilenischen Anden komplex. Die ältesten ausgedehnten Ignimbritdecken reichen in den verschiedenen Abschnitten der Vulkanzone von 21 bis 10 Mio. Jahre. Das Vorhandensein von zwei großen sauren quartären Extrusionszyklen läßt vermuten, daß die Bildung von sauren Magmen bis in die Gegenwart andauerte.

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Resumen Se presentan 25 nuevas edades radiométricas de lavas y ignimbritas Cenozoicas de los Andes del Norte Chileno, entre los meridianos 20° 30 S y 22° 30 S. La estratigrafía primera de las rocas volcanicas (las lavas sobre las ignimbritas) se ha refinado. Se describe una estratigrafia mas complicada, en que algunas lavas antedatan las ignimbritas. La sucesión y las edades de los eventos volcanicos diferen a lo largo de los Andes del Norte Chileno. Las edades de las erupciones mas tempranas y extensivas varian entre 21 M. a. y 10 M. a. en segmentas diferentes de la zona volcanica. La existencia de dos grandes derrames acidos de edad cuaternaria sugere que la producción de magmas acidas continuó hasta el tiempo reciente.

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Résumé On présente 25 valeurs nouvelles sur l'âge radiométrique des andésites et des ignimbrites du Cénozoïque supérieur des Andes du nord du Chili entre les latitudes 20° 30 et 22° 30 S. L'ancienne stratigraphie simplifiée où les andésites surmontent les ignimbrites a été révisée, et remplacée par une stratigraphie plus compliquée où quelques andéseites précèdent les ignimbrites. La succession et la chronologie des éruptions volcaniques diffèrent le long des Andes du nord du Chili. Dans les différentes parties de la chaîne volcanique, l'âge des premières grandes eruptions d'ignimbrites varie entre 21 et 10 M. a. La présence de deux grandes coulées acides d'âge quaternaire permet de supposer que des magmas acides continuent à se former.

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26 ( K/Ar) - 20°30 22°30 . — — , , , . - , , . 21 22 . , .

     

Sediment compaction in large scale systems

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

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

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

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, , . , , , . , . , , , , , , , , .

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Paleogeography and paleomagnetism of the Nubian Sandstone Eastern Desert of Egypt

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

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

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

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

     

Messung des Ultrarot-Pleochroismus von Mineralen. X. Der Pleochroismus der OH-Streckfrequenz in Zoisit

Zusammenfassung Der Pleochroismus der OH-Streckfrequenz (=3,16 ±0,02 ) zeigt sowohl für -Zoisit als auch für -Zoisit, daß die OH-Dipole paralel [001] orientiert sind.

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Measurement of the infrared-pleochroism in minerals. X. The pleochroism of the OH-stretching frequency in zoisite

Summary The pleochroism of the OH-stretching frequency (=3.16 ±0.02 ) proves for - and -zoisite that the OH-dipoles are oriented parallel [001].

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Mit 1 Abbildung     

Geothermische Untersuchungen im Bereich der Geotraverse München/Salzburg — Verona/Trieste

Zusammenfassung Sowohl für den gesamten Alpenraum als auch speziell für die angegebene Geotraverse liegen bereits einige Temperaturangaben vor. Die Temperaturen im Bereich der Mohorovicic-Diskontinuität werden zwischen 600° C und 1400° C angegeben.Mit Hilfe von 33 Wärmestromdichtewerten lassen sich vier Gebiete abgrenzen: Voralpen (1,86 HFU), nördlicher Alpenraum (2,04 HFU), Bereich des Tauern-Fensters (1,64 HFU) und der südliche Alpenraum (1,77 HFU). Wird diese Verteilung unter stationären Bedingungen in Abhängigkeit von der Wärmeproduktion im Untergrund untersucht, so ergibt sich eine deutliche Aufwölbung des Übergangs vom sauren zum basischen Material in den Tauern.

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For the entire area of the Alps and especially for the geotraverse some temperature data are already available. For the Mohorovicic-Discontinuity temperatures of 600° to 1400° C are quoted.On the basis of the results of 33 heat flow measurements four areas can be delimited: Lower Alps (1.86 HFU), Northern Alps (2.04 HFU), Tauern-window (1.64 HFU), and the Southern Alps (1.77 HFU). The study of this distribution under stationary conditions as a function of the heat production in the subsurface yields a distinct upwarping of the transition zone between acid and basic material in the Tauern.

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Résumé Tant pour le domaine entier des Alpes que, en particulier, pour la géotraverse indiquée, il existe déjà quelques données de température. Les températures s'appliquant au domaine de la discontinuité de Mohorovii sont indiquées comme se situant entre 600° G et 1400° C.À l'aide de 33 valeurs de la densité de flux de chaleur, il est possible de délimiter quatre domaines: les Préalpes (1,86 HFU), le domaine des Alpes du Nord (2,04 HFU), le domaine de la fenêtre géologique des Tauern (1,64 HFU) et le domaine des Alpes du Sud (1,77 HFU). Cette répartition, conçue dans des conditions stationnaires en fonction de la thermogénèse dans le substratum, conduit, dans les Tauern, à une allure en voûte nettement prononcée pour la zone de transition passant du matériau acide au matériau basique.

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, , . 600 1400° . 33- : (1,86 HFU), (2,04 HFU), (1,64 HFU) (1,77 HFU). , .

     

Tectonique rupturale des Précarpates Roumaines

Résumé L'application de données géologiques, géomorphologiques, géophysiques et géochimiques ont permis à l'auteur de reconnaÎtre dans l'avant-pays des Carpathes roumaines une série de types importants de systèmes de fractures, et de leurs associations. L'avant-pays consiste en un socle précambrien-calédonien-hercynien métamorphique et plissé. Son étage supérieur consiste en sédiments de différents âges qui ont été fracturés. Comme les fractures du socle se continuent dans l'étage supérieur, il est possible d'expliquer la tectonique cassante du domaine profond. Les systèmes de fractures de l'avant-pays carpathique permettent d'établir de nouvelles subdivisions en particulier une unité carpatho-transdanubienne consistant dans le bloc géthique et valachien, et une unité carpatho-pyréthique comprenant le compartiment inférieur de l'Oberland et du Niederland. Entre les unités précarpathiques et la chaÎne plissée carpathique, il existe des rapports tridimensionnels qui expliquent l'origine et l'évolution de la chaÎne carpathique.

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The author has identified an important number of types and associations of ruptural lines in the vorland of the Romanian Carpathians, consisting of an old (Precambrian— Caledonian and Hercynian) metamorphised and strongly folded basement. The cover of this vorland is formed of Mesozoic—Tertiary slightly folded, monoclinal or quasihorizontal deposits. The disjonctive deformations of the vorland being transmitted into the superstructure have allowed the identification of the ruptural tectonics. The disjonctival systems of the Carpathian vorland have shown a new subdivision of the Pre-Carpathian units, namely: the Carpatho-Transdanubian unit consisting of the Getic block and the Valachian block and the Carpatho-Pyretheean unit formed of the subunits ara de Sus and ara de Jos. Between these units and the Carpathian realm there are tridimensional connections which explain both the origin and the evolution of the Carpathians.

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Zusammenfassung Unter Anwendung von geologischen, geomorphologischen, geophysischen und geochemischen Ergebnissen gelang es dem Verfasser, im Vorland der rumÄnischen Karpaten eine Reihe von wichtigen Typen und Vergesellschaftungen von Bruchsystemen festzustellen. Das Vorland besteht aus einem stark gefalteten und metamorphisierten vorkambrischen, kaledonisch-herzynischen Grundgebirge. Der Oberbau desselben besteht aus Ablagerungen verschiedenen Alters, die gestört sind. Da die Brüche des Grundgebirges sich auch im Oberbau fortpflanzen, ist es möglich, die Bruchtektonik der Tiefe zu klÄren. Die Bruchsysteme des karpatischen Vorlandes erlauben eine neue Unterteilung desselben, und zwar in eine karpatisch-transdanubische Einheit, welche aus den getischen und walachischen Blöcken besteht, und in eine karpatisch-pyretische Einheit, die aus Unterabteilungen des Ober- und des Niederlandes besteht. Zwischen den vorkapatischen Einheiten und dem karpatischen Faltungssystem bestehen dreidimensionale VerhÄltnisse, welche die Entstehung und die Umgestaltung der Karpatenkette erklÄren.

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The potassic feldspar in metamorphic rocks from the western Hohe Tauern area,eastern Alps

Zusammenfassung Es wurden Kalifeldspäte aus Orthogneisen, Paragneisen und Glimmerschiefern des westlichen Tauemfensters (Hohe Tauern, Tirol) mit optischen und röntgenographischen Methoden im Hinblick auf ihren Strukturzustand untersucht.Es zeigte sich, daß in den Randbereichen des Tauemfensters in Gesteinen der Grünschieferfazies weitgehend geordneter Mikroklin mit einem optischen Achsenwinkel 2 V_x 80°, Auslöschungswinkel Z (010)=15–20°, Doppelbrechung n_z-n_x= 0,0065, Triklinität=0,90-–0,95, ca. 0,88 Al auf T₁O-Position und einem Ab-Gehalt von ca. 5 Gew.% auftritt. Dagegen wurden in Gesteinen der schwachtemperierten Amphibolitfazies des zentralen Bereichs Orthoklase bis intermediäre Mikrokline mit stark schwankenden optischen Eigenschaften, mit Triklinitäten zwischen 0 und 0,7, 0,8 bis 0,9 Al in T₁-Positionen, 0,45–0,8 Al auf T₁O und Ab-Gehalten von ca. 10 Gew.% festgestellt. Die Kalifeldspatkristalle zeigen ungleichmäßige Auslöschung mit Winkeln von Z (010) zwischen 0 und 15°, 2 V_x zwischen 50 und 75° und n_z-n_x=0,005 bis 0,006. Teilweise ist Zonarbau mit geringerer Triklinität am Kornrande erkennbar. Diese undulös auslöschenden Kalifeldspäte enthalten einzelne schmale Lamellen von maximal triklinem Mikroklin mit Z (010)=15–20° und n_z-n_x= 0,006–0,007.Die Grenze zwischen dem Verbreitungsgebiet von maximalem Mikroklin einerseits und Orthoklas bis intermediärem Mikroklin andererseits verläuft in den westlichen Hohen Tauern ungefähr konform mit der Albit-Oligoklas-Grenze (Morteani &Raase, 1974) und mit der aus Sauerstoff-Isotopen-Untersuchungen bestimmten 500° C-Isotherme (Hoernes &Friedrichsen, 1974).

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The potassic feldspar in orthogneisses, paragneisses, and mica schists from the western Tauernfenster (Hohe Tauern, Tyrol) were studied by optical and X-ray methods with regard to their structural state and in relation to grade of metamorphism.In the peripheral region of the Tauernfenster in greenschist-facies rocks highly triclinic microcline occurs with an optic angle 2 V_x of about 80°, extinction angle Z (010) =15–20°, birefringence n_z-n_x=0.0065, triclinicity=0.90–0.95, approx. 0.88 Al in T₁O-site, and an Ab-content of about 5 wt.%. In the central area with rocks of the low-grade amphibolite facies, on the other hand, orthoclase to intermediate microcline with highly variable optical properties, triclinicities in the range of 0–0.7, 0.8–0.9 Al in T₁-sites, 0.45–0.8 Al in T₁O-site, and an Ab-content of about 10 wt.% was recognized. The K-feldspar grains have nonuniform extinction Z (010) scattering in the range of 0–15°, 2 V_x in the range of 50–75°, and n_z-n_x= 0.005–0.006. Sometimes a zonal structure with lower triclinicity exists at the rim. These undulatory K-feldspar grains usually contain small lamellae of highly triclinic microcline with Z (010) =15–20° and n_z-n_x=0.006–0.007.From the occurrence of maximum microcline and of orthoclase to intermediate microcline in the Hohe Tauern area an isograd was defined that is approximately conformable with the albite-oligoclase isograd (Morteani &Raase, 1974) and with the 500° C isotherm based on oxygen isotope analyses (Hoernes &Friedrïchsen, 1974).

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Résumé Les feldspaths potassiques d'orthogneiss, de paragneiss et de micaschistes de la Fenêtre des Tauern occidental (Hohe Tauern, Tirol) ont été étudiés du point de vue de leur état structural.Dans les roches du faciès schistes verts de la région périphérique de la Fenêtre des Tauern les microclines sont caractérisés par un angle des axes optiques 2 V_p =80°, un angle d'extinction n_g (010)=15–20°, une biréfringence n_g-n_p=0,0065, une triclinicité= 0,90–0,95, 0,88 Al dans le site T₁O et par une teneur en albite d'environ 5%. Au contraire, dans les roches du faciès amphibolite à faible degré de la région centrale, ont été observées des orthoses allant à des microclines intermédiaires avec des propriétés optiques très variables, un degré de triclinicité de 0 à 0,7, 0,8–0,9 Al dans les sites T₁, 0,45–0,8 Al dans T₁O et avec une teneur en albite d'environ 10%.Les cristaux de feldspath montrent une extinction irrégulière avec des angles Z (010) variable de 0 à 15°, 2 V_p de 50 à 75° et n_g-n_p=0,005–0,006.On peut voir quelquefois une structure zonée avec une triclinicité moindre au bord des cristaux. Ces feldspaths potassiques contiennent de minces lamelles de microcline à triclinicité maximum, avec n_g (010)=15–20° et n_g-n_p 0,006–0,007.La limite entre les régions à microcline maximum d'une part, et à orthose ou microcline intermédiaire d'autre part, suit, dans les Hohe Tauern, sensiblement l'isograde albite-oligoclase (Morteani &Raase, 1974) et, l'isotherme de 500° C telle qu'elle fut determinée les isotopes de l'oxygène (Hoernes &Friedrichsen, 1974).

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, ( , ) ., 2 V_x80°, Z (010)=15–20°, n_z–n_x=0,0065, =0,90–0,95, 0,88 l T₁O Ab 5 .-%. , 0 0,7, 0,8-0,9 1 T₁ l 10 .-%. Z V (010) 0 15°, 2 V_x 50 75° n_z–n_x=0,005–0,006. . Z V (010) =15-20° n_z–n_x=0,006–0,007. , Morteani & Raase (1974) 500° , Hoernes & Friedrichsen (1974).

     

Distribution of regional Metamorphism in Africa

The preparation of the International Metamorphic Map of Africa has revealed a number of important trends in regional metamorphism across the orogenic belts of Africa. Relatively simple systematic increases in grade in some belts is in marked contrast to polycyclic metamorphism in others. Reworking of older sialic basement and the development of granulites are commonly recorded from belts. Archaean cratons are characterised by granitoids and high thermal metamorphism within a relatively low pressure environment. In late Precambrian belts regional metamorphism was more frequently of intermediate pressure type, the paired metamorphic belt regime not being recognised.

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Zusammenfassung Die Herstellung der internationalen Karte der regionalmetamorphen Zonen Afrikas hat eine Anzahl wichtiger Trends in Bezug auf regionalen Metamorphismus, der sich über Afrika erstreckenden orogenen Gürtel, aufgezeigt. Verhältnismäßig unkomplizierter, systematischer Metamorphoseablauf in einigen Gürteln stehen in scharfem Kontrast zu polyzyklischen Metamorphismus in anderen. Die Weiterbeanspruchung eines älteren sialischen Grundstratums und die Entstehung von Granuliten werden im allgemeinen in vielen Gürtel beobachtet. Archaische Kratone zeigen granitartige Charakteristiken und hohen thermalen Metamorphismus in ihrer Umgebung unter verhältnismäßig niedrigem Druck. In spät-praekambrischen Gürteln war regionaler Metamorphismus öfters von mittleren Drucken begleitet.

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Résumé La préparation de la carte internationale métamorphique de l'Afrique a révéle un certain nombre de tendances dans le métamorphisme régional des zones orogéniques de l'Afrique. Des accroissements systématiques relativement simples du degré métamorphique dans certains zones tranchent nettement avec le métamorphisme polycyclique dans d'autres. Le remainiement du vieux socle sialique et le développement de granulites sont couramment signalés dans nombreuses zones. Les cratons archéens se caractérisent par des granitoÏdes et par un métamorphisme thermique éllevé dans un environnement à pression relativement basse. Dans les zones précambriennes récentes le métamorphisme régional fut plus fréquemment du type à moyenne pression, la double Çeinture métamorphique n'étant pas connues.

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Orthogneisses of the Spessart crystalline complex,Northwest Bavaria: Indicators of the geotectonic environment?

The orthogneisses of the Spessart crystalline complex are derived from a granitic to granodioritic magma of S-type character which must have formed by anatexis of continental crust. It intruded into a relatively shallow crustal level, 410–420 Ma ago, at the Silurian. Trace element characteristics are consistent with a post-collision geotectonic environment testifying to extensional tectonics at the end of the Caledonian era.

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Zusammenfassung Die Orthogneise des Spessartkristallins lassen sich von einem granitischen bis granodioritischen Magma von S-Typ-Charakter ableiten, das durch Anatexis kontinentaler Kruste entstanden sein mu\ und in ein relativ oberflächennahes Krustenniveau intrudierte. Die Platznahme erfolgte vor 410–420 Ma, d. h. im Silur. Die Spurenelement-Muster der Orthogneise entsprechen denen von Post-Kollisions-Granitoiden, was als Hinweis auf eine Phase der Dehnungstektonik am Ende der kaledonischen ära bewertet werden kann.

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Résumé Les orthogneiss du Spessart sont dérivés d'un magma granitique à granodioritique de type S qui doit s'Être formé par anatexie de la croûte continentale. Ce magma a été intrudé dans un niveau peu profond de la croûte il y a 410–420 Ma c'est-à-dire au Silurien. La distribution des éléments en traces est en accord avec celle des granitoÏdes formés dans un contexte géodynamique de post-collision. Cette observation est en faveur d'une phase d'extension tectonique à la fin du cycle calédonien.

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Basement deformation and basement structure in the Northwest German basin

Regional basement structure in Northwest-Germany consists of tensional horsts and grabens active since at least late Carboniferous (Stephanian) time, possibly since Cambrian time. The trends of these basement features in general are normal to the Variscan mobile belt (active continental margin) in the south and normal to the Caledonian passive continental margin in Denmark in the north. Exceptions in these general trend directions are caused by Kimmerian (Mesozoic) and Tertiary deformation. Thickness and facies distribution of Paleozoic to Tertiary units in Northwest-Germany are closely related to syn-sedimentary relative motions of basement blocks.

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Zusammenfassung Die Grundgebirgsstruktur in Nordwestdeutschland wird von regionalen Horst- und Grabenschollen gebildet, die seit dem späten Karbon (Stephan) aktiv sind, möglicherweise sogar seit dem Kambrium. Die Streichrichtungen dieser Grundgebirgseinheiten sind im Regelfall senkrecht zur Streichrichtung des variszischen Orogens im Süden (aktiver Kontinentalrand) sowie senkrecht zur Streichrichtung des kaledonischen passiven Kontinentalrandes in Dänemark im Norden. Ausnahmen zu diesen regionalen Richtungen wurden durch kimmerische (mesozoische) und tertiäre Deformationen verursacht. Mächtigkeits- und Faziesverteilungen paläozoischer bis tertiärer Sedimente sind eng mit relativen syn-sedimentären Bewegungen von Grundgebirgsschollen verbunden.

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Résumé La structure du socle du nord-ouest de l'Allemagne est composée de horsts et de grabens régionaux, actifs au moins depuis la fin du Carbonifére (Stèphanien), peutÊtre mÊme depuis le Cambrien. La direction de ces blocs est en général normale à la direction de la zone mobile varisque dans le sud (marge continentale active), et normale à la direction de la marge continentale passive calédonienne au Danemark dans le nord, à l'exception de celles causées par une déformation kimmérienne (MésozoÏque) et tertiaire. Les répartitions des épaisseurs et des facies des sédiments depuis le PaléozoÏque jusqu'au Tertiaire sont intimement liées aux mouvements synsédimentaires relatifs des blocs du socle.

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Ammoniten-Ökologie am Beispiel des Oberjura

Zusammenfassung In vielen Fällen beeinflussen äußere Faktoren das Vorkommen der Ammoniten. Im Oberjura spielt die Wassertiefe eine große Rolle, daneben tritt die Wassertemperatur. Voraussetzungen der ökologischen Analyse sind bodenbezogenes Leben der Tiere und postmortale Autochthonie der Schalen. Methoden und Fehlerquellen werden besprochen. Aus der ökologischen Bindung vieler Ammoniten ergeben sich Folgen, vor allem für Stratigraphie, Phylogenie und Ontogenie.

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In many cases external factors determine the occurence of the ammonites. In the Upper Jurassic the depth of the sea is of great importance, as well as the temperature of the water. Ecological analysis requires life of the animals close to the sea floor, and that the shells are autochthonous.Methods and sources of errors are discussed. The dependence on environment of many ammonites has consequences, especially for stratigraphy, phylogeny and ontogeny.

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Résumé Souvent des facteurs extérieurs déterminent la présence des ammonites. Dans le Jurassique Supérieur la profondeur de la mer joue un grand rôle, aussi bien que la température de l'eau. L'analyse écologique doit supposer que les animaux vivent près du fond de la mer et que les coquilles sont autochtones. Les méthodes et les sources d'erreurs sont discutées. La dépendance des ammonites de leur milieu a des conséquences avant tout pour la stratigraphie, la phylogénie et l'ontogénie.

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