The olivine — clinopyroxene geobarometer: experimental results in the CaO-FeO-MgO-SiO2 system

The exchange of Ca and Mg between olivine and clinopyroxene has been studied in the CFMS system. Experiments were conducted in a piston-cylinder apparatus in the temperature range of 1,100–1,300° C and the pressure range 10–30 kbar. Results confirm the previous suggestion (Adams and Bishop 1982) that this reaction has a sufficiently large V° to be used as a geobarometer in several basic and ultrabasic systems. Experimental results were corrected for compositional effects using recent activity-composition models for quadrilateral pyroxenes and olivines. The corrected results indicate that the exchange reaction has aH _{1 bar} of 34,900 J, a S° of -7.25J/deg, and a V° of -0.489 J/bar. Corrected results agree well with calculations based on the thermodynamic properties of the endmembers.Application of the olivine-clinopyroxene geobarometer to many systems will require additional calibration of non CFMS components. Preliminary pressure estimates based on simple assumptions about the activity relations of these components have been made for spinel lherzolites from southwestern United States and coarse and porphyroclastic garnet lherzolites from southern Africa. A geotherm calculated from spinel lherzolites near the Rio Grande rift is consistent with a geophysical geotherm based on near-surface heat-flow measurements of 100 mW/m² or greater. Results on garnet lherzolites yield a southern African geotherm with no inflection which falls at somewhat higher temperatures than pyroxene geotherms calculated for the same area.     

Age determinations on lead ores

The isotopic abundances of about 150 samples of lead minerals from Africa and Europe have been measured. pb²⁰⁷/Pb²⁰⁶ model ages are calculated, the Pb²⁰⁸ content is used as a check for this model age. The usefulness and the limits of this common lead dating method are discussed.The results, including model ages higher than 3×10⁹ years are presented. It is pointed out that ages, determined by the common lead method, are in principle defined differently from ages obtained by other methods. In the case of a secondary mineral argon, lead, and strontium may be lost. Thus the Pb-Th-U, A-K, and Sr-Rb ages will give the time of the secondary formation in the idealized case. On the other hand, the common lead method principally gives the time of the first mineralization of the material involved. Thus, by means of the common lead method a geochemical important event, the first mineralization can be investigated, which is impossible by using the other methods.The common leads with anomalous isotopic composition similar to Joplin lead (J-type) are discussed. Criteria for recognizing anomalities are summarized and preliminary results in connection with these are given. Volcanism is recognized as one possible source of this anomaly, according to measurements of lead sublimates from Vesuvio and the Island of Volcano in the Mediterranean sea.

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Zusammenfassung Die Isotopenhäufigkeit von ungefähr 150 Bleimineral-Proben aus Afrika und Europa wurden untersucht.Pb²⁰⁷/Pb²⁰⁶-Modell-Alter wurden berechnet, der Pb²⁰⁸-Gehalt diente als Kontrolle dieses Modellalters. Brauchbarkeit und Grenzen der Methode werden diskutiert.Es wurden Modell-Alter bis zu mehr als 3×10⁹ Jahren gefunden. Modell-Alter von Bleimineralien sind prinzipiell anders definiert als solche, die mit anderen Methoden bestimmt werden. Im Falle eines Sekundärminerals können Argon, Blei und Strontium verloren gehen. Deshalb ergeben Pb-Th-U, A-K und Sr-Rb Alter, im idealisierten Fall, den Zeitpunkt der letzten Mineralisation. Die gewöhnliche Bleimethode ergibt das Alter der ersten Mineralisation des Materials.Bleie mit anomaler Isotopenzusammensetzung, ähnlich dem Joplin-Blei (J-Typen), werden diskutiert. Kriterien zur Identifikation der Anomalien sowie vorläufige Resultate werden aufgeführt. Auf Grund von Messungen an Bleisublimaten des Vesuves und der Insel Vulcano im Mittelmeer kann der Vulkanismus als eine mögliche Ursache dieser Anomalien betrachtet werden.

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Résumé On a mesuré la fréquence des isotopes dans environ 150 échantillons de minerai de plomb provenant d'Afrique et d'Europe. Les âges ont été calculés suivant la méthode du Pb²⁰⁷/Pb²⁰⁶; la teneur en Pb²⁰⁸ a servi de contrôle pour cette formule. Les auteurs discutent l'utilisation et les limites de la méthode. On trouve des âges de plus de 3×10⁹ années. Il est établi qu'avec des méthodes normales au plomb les âges obtenus sont différents de ceux obtenus par d'autres méthodes.Lors de déterminations d'âge sur des «minéraux secondaires» il a pu se produire une déperdition d'argon, de plomb et de strontium. La méthode ordinaire au plomb donne l'âge de la première minéralisation du matériau.L'auteur discute le cas du plomb ayant une composition isotopique anormale semblable à celle du plomb de Joplin.

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150 , . .

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This paper has been read by one of us (J. G.) at the International Geological Congress in Mexico City 1956. We are informed only now that the publication of the proceedings of this congress had to be interrupted for technical reasons, as far as geochemistry is concerned. Though this paper has been distributed to a limited number of interested laboratories we take the opportunity to publish our paper in its original form in the Geologische Rundschau.     

Formation of Mud-Volcanic Fluids in Taman (Russia) and Kakhetia (Georgia): Evidence from Boron Isotopes

Temperatures of the formation of mud-volcanic waters are determined based on concentrations of some temperature-dependent components (Na–Li, Mg–Li). Estimates obtained for the Taman and Kakhetia regions are similar and range from 45 to 170°, which correspond to depths of 1–4.5 km. The calculated temperatures correlate with the chemical (Li, Rb, Cs, Sr, Ba, B, I, and HCO₃) composition of water and ¹³ (₂) and ¹³ (CH₄) values in spontaneous gases. The isotope values indicate that mechanisms of the formation of ¹³-rich gases, i.e., gases with high ¹³ values (up to +16.0 in ₂ and –23.4 in CH₄) in mud-volcanic systems of Taman and Kakhetia are governed by fluid-generation temperatures rather than the supply of abyssal gases. The ¹¹ value was determined for the first time in mud-volcanic products of the Caucasus region. This value ranges from +22.5 to +39.4 in the volcanic water of Georgia, from –1.2 to +7.4 in the clayey pulp of Georgia, and from –7.6 to +13.2 in the clayey pulp of Taman. It is shown that the ¹¹ value in clay correlates with the fluid-generation temperature and ¹¹ correlates with ¹³ in carbon-bearing gases. These correlations probably testify to the formation of different phases of mud-volcanic emanations in a single geochemical system and suggest the crucial role of temperature in the development of isotope-geochemical features.     

Two diamond-bearing peridotite xenoliths from the finsch kimberlite,South Africa

Two diamond bearing xenoliths found at Finsch Mine are coarse garnet lherzolites, texturally and chemically similar to the dominant mantle xenoliths in that kimberlite. A total of 46 diamonds weighing 0.053 carats have been recovered from one and 53 diamonds weighing 0.332 carats from the other. The diamonds are less corroded than diamonds recovered from the kimberlite. Geothermobarometric calculations indicate that the xenoliths equilibrated at 1,130° C and pressures 50 kb which is within the diamond stability field; this corresponds to depths of 160 km and would place the rocks on a shield geotherm at slightly greater depths than most coarse garnet lherzolites from kimberlite. The primary minerals in the two rocks are very similar to each other but distinctly different to the majority of mineral inclusions in Finsch diamonds. This suggests a different origin for the diamonds in the kimberlite and the diamonds in the xenoliths although the equilibration conditions for both suites are approximately coincident and close to the wet peridotite solidus.     

Geologische Bearbeitung Südwest-Ägyptens

Zusammenfassung In einem auf die Klärung stratigraphischer, fazieller, paläogeographischer, hydrogeologischer und paläoklimatischer Fragen ausgerichteten Forschungsprogramm wird eine Bearbeitung Südwest-Ägyptens durchgeführt. Neben dem Nachweis einer altpaläozoischen — vermutlich ordovizischen — Vereisung und jüngerer, mariner paläozoischer Schichten erfolgte bisher eine Gliederung der ehemaligen Nubischen Serie dieses Gebietes in mehrere marine und kontinentale Sedimentationszyklen von jurassischem bis oberkretazischem Alter. Eine detaillierte geologische Karte von Südwest-Ägypten ist in Vorbereitung.

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First results of geological research in Southwestern Egypt are presented, which are part of a programme dedicated to stratigraphical, sedimentological, paleogeographical and hydro geological as well as paleoclimatical questions. The research programme is sponsored by Deutsche Forschungsgemeinschaft, it is carried out in cooperation with the Academy of Science of Egypt and it is backed by Continental Oil Company.Apart from the proof of an Early Paleozoic glaciation of probably Ordovician age, marine sediments of younger Paleozoic ages were found. The former Nubian Sandstone was subdivided into several formations of shallow marine to continental origin of Jurassic to Late Cretaceous age. A detailed geological map of Southwestern Egypt is under preparation.

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Résumé Les premiers résultats de recherche géologique dans le Sud-Ouest de l'Egypte sont présentés; ils font partie d'un programme d'étude des questions stratigraphiques, sédimentologiques, paléogéographiques, hydrogéologiques et paléoclimatiques. Ce programme est subventionné par la Deutsche Forschungsgemeinschaft, réalisé en coopération avec l'Académie des Sciences d'Egypte et assisté par Conoco.Outre la preuve d'une glaciation d'âge paléozoique — probablement ordovicien — et de sédiments marins paléozoiques plus jeunes, une division de l'ancien «Grès Nubie» de cette région en plusieurs cycles de sédimentation marine et continentale du Jurassique au Crétacé supérieur fut effectuée. Une carte géologique détaillée du Sud-Ouest de l'Egypte est en préparation.

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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).

     

Geochemical facies model of ore formation in the Grythyttan-Hällefors area,Bergslagen, Central Sweden

The different iron and manganese ore deposits of the Grythyttan-Hällefors area display an arrangement that reflects a systematic change in redox conditions from oxidic banded iron formation into highly reduced graphite-bearing slates. This phenomenon is explained by a facies model. The different environmental conditions are also held to be responsible for the geochemical differentiation of base metal deposits into Cu ores associated with minerals of Bi, Co, Mo, As, Zn, Pb, Au, and Pb-Zn-Ag ores associated with minerals of Sb, Mn, As, Sn, Cu. Spatial relationships between deposits of these two groups and certain iron and manganese deposits point to a common source of all metals, possibly connected with exhalative derivates from basic volcanism.

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Zusammenfassung Die verschiedenen Eisen- und Manganerz-Bildungen des Grythyttan-Hällefors-Gebietes zeigen Verhältnisse auf, die einem systematischen Wechsel der Redoxbedingungen wiedergeben, von oxidischer Bändereisenerzbildung bis hin zu stark reduzierten graphitführenden Schiefern. Dieses Phänomen wird durch ein Fazies-Modell erklärt. Die unterschiedlichen Milieu-Bedingungen werden auch als Ursache für die geochemische Diferentiation unedler Metall-Ablagerungen in Cu-Erze angesehen, die mit Mineralien assoziiert sind, die Bi, Co, Mo, As, Zn, Pb, Au führen und in Pb-Zn-Ag-Erze in Verbindung mit Sb-, Mn-, As-, Sn- und Cu-führenden Mineralien. Die räumlichen Beziehungen zwischen Ablagerungen dieser zwei Gruppen und gewissen Eisen- und Mangan-Bildungen weisen auf eine gemeinsame Quelle aller Metalle hin, die möglicherweise mit exhalativen Derivaten eines basischen Vulkanismus in Verbindung steht.

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Résumé Les différents gisements de minerais de Fe et Mn de la région de Grythyttan-Hällefors montrent une disposition qui réflète un changement systématique dans les ernolitions de réduction des formations rubanées de fer oxydé en phyllades graphiteux. Ce phénomène s'explique suivant un modèle faciétal. Les différentes conditions de l'environnement sont ainsi rendues responsables de la différentiation géochimique des gisements métallifères de base en minerais de Cu associés à des minéraux de Bi, Co, Mo, As, Zn, Pb, Au et des minerais de Pb-Zn-Ag associés à des minéraux de Sb, Mn, As, Sn, Cu. Des relations spatiales entre les gisements de ces deux groupes et certains gisements de Fe et Mn indiquent une source commune pour tous les métaux, en liaison possible avec des émanations du volcanisme basique.

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Grythyttan-Hällefors , - : , , - . . , , Bi, , Mo, As, Zn, Pb, Au, , — , Sb, Mn, As, Sn, . , , , .

     

Mean and turbulent velocity measurements of supersonic mixing layers

The behavior of supersonic mixing layers under three conditions has been examined by schlieren photography and laser Doppler velocimetry. In the schlieren photographs, some largescale, repetitive patterns were observed within the mixing layer; however, these structures do not appear to dominate the mixing layer character under the present flow conditions. It was found that higher levels of secondary freestream turbulence did not increase the peak turbulence intensity observed within the mixing layer, but slightly increased the growth rate. Higher levels of freestream turbulence also reduced the axial distance required for development of the mean velocity. At higher convective Mach numbers, the mixing layer growth rate was found to be smaller than that of an incompressible mixing layer at the same velocity and freestream density ratio. The increase in convective Mach number also caused a decrease in the turbulence intensity ( _u /U).List of Symbols a speed of sound - b total mixing layer thickness betweenU ₁ – 0.1U andU ₂ + 0.1U - f normalized third moment ofu-velocity,f u ³/(U)³ - g normalized triple product ofu ² v,g u ² v/(U)³ - h normalized triple product ofu v ², h uv' ²/(U)³ - l _u axial distance for similarity in the mean velocity - l _u axial distance for similarity in the turbulence intensity - M Mach number - M _c convective Mach number (for ₁=₂),M _c (U ₁–U ₂)/(a ₁+a ₂) - P static pressure - r freestream velocity ratio,rU ₂/U ₁ - Re unit Reynolds number,Re U/ - s freestream density ratio,s ₂/ ₁ - T _t total temperature - u instantaneous streamwise velocity - u deviation ofu-velocity,u u–U - U local mean streamwise velocity - U ₁ primary freestream velocity - U ₂ secondary freestream velocity - U average of freestream velocities, ¯U (U ₁ +U ₂)/2 - U freestream velocity difference,U U ₁ –U ₂ - v instantaneous transverse velocity - v deviation ofv-velocity,v v – V - V local mean transverse velocity - x streamwise coordinate - y transverse coordinate - y ₀ transverse location of the mixing layer centerline - ensemble average - ratio of specific heats - boundary layer thickness (y-location at 99.5% of free-stream velocity) - similarity coordinate, (y –y ₀)/b - compressible boundary layer momentum thickness - viscosity - density - standard deviation - dimensionless velocity, (U –U ₂)/U - 1 primary stream - 2 secondary stream A version of this paper was presented at the 11th Symposium on Turbulence, October 17–19, 1988, University of Missouri-Rolla     

Magmatic and hydrothermal R.E.E. fractionation in the Xihuashan granites (SE China)

The Xihuashan stock (South Jiangxi, China) is composed of cogenetic granitic units (granites Xe, a, c, d and b) and emplaced during the Yanshanian orogeny (153±0.2 Ma). They are two feldspars, Fe-rich biotite±garnet and slightly peraluminous granites. Primary accessory minerals are apatite 1, monazite, zircon, uranothorite±xenotime in granites Xe and a, zircon, uranothorite, uraninite, betafite, xenotime 1; hydrothermal minerals are monazite altered into parisite and apatite 2, Y-rich parisite, yttroparisite, Y-rich fluorite and xenotime 2 in granites c and b. Petrographic observations, major element, REE, Y and Rb–Sr isotropic data point to a magmatic suite (granites Xe and a granites c and d granite b) distinct from hydrothermal Na-or K-alteration of b. From granite Xe to granite b, LREE, Eu, Th and Zr content are strongly depleted, while HREE, Y and U content increase. During K-alteration of b, these variations are of minor importance. Major and accessory mineral evidences, geochemical and fluid inclusion results indicate two successive alteration fluids interacting with b, (1) a late-magmatic F^– and CO₂–rich fluid and (2) a post-magmatic, aqueous and slightly saline fluid. The depletion of LREE and Th content and the increase in HREE, Y and U content correspond, in the magmatic suite to the early fractionation of monazite in the granites where there is no hydrothermal alteration (granites Xe and e) and to the hydrothermal alteration of monazite into parisite and secondary apatite, intense new formation of yttroparisite, Y enrichment and U loss in the uranothorite and late crystallization of uraninite in the granites c and b. Moreover, simulated crystallization of monazite and temperature of monazite saturation show early fractionation of monazite from the magma in the less evolved granites (Xe and e) and prevailing hydrothermal leaching of monazite in the most evolved granites (c-d and b) related to a late-magmetic event. The slight variations of REE, Y, Th and U content in the K-altered granites compared to granite b emphazes the distinct chemical nature of the successive hydrothermal fluids. Rb–Sr and Sm–Nd isotopic results point to a 30 Ma period of time between the late-magmatic and the post-magmatic fluid circulation.     

Considérations sur le volcanisme post-ophiolitique dans les Alpes occidentales

Résumé L'activité magmatique ophiolitique du géosynclinal alpin (diabases, gabbros, serpentines, etc.) a été suivie par une activité à caractère volcanique moins bien connue. En effet, les appareils correspondant à cette activité ont complètement disparu; nous devons nous contenter pour tous renseignements de l'étude des fragments de roches contenus dans des grauwackes tertiaires appartenant au Flysch (grès de Taveyanne, grès d'AItdorf pro parte, grès du Champsaur).La détermination de la nature originelle des laves est, en outre, rendue difficile par le fait, découvert récemment, que ces grauwackes ont subi un métamorphisme régional les plaçant dans le faciès à zéolites; on peut raisonnablement admettre qu'il s'agissait d'andésites basaltiques.L'áge des épanchements est encore indéterminé, il doit être compris entre le Crétacé supérieur et la fin de l'Eocène. L'hypothèse la plus plausible consiste à admettre que les volcans, aujourd'hui complètement érodés se trouvaient dans la partie la plus interne du domaine pennique. Toutefois au moment du dépôt des grès de Taveyanne, les coulées ne se trouvaient plus dans leur position initiale, elles avaient glissé vers l'avant-pays sous forme d'une nappe.Il est très probable que cette activité volcanique post-ophiolitique n'est pas restreinte au segment franco-suisse des Alpes occidentales mais que des formations analogues aux grès de Taveyanne se retrouvent ailleurs, notamment en Sicile et dans les Apennins.

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The magmatic activity which gave birth to the ophiolites (diabases, gabbros, serpentinites) of the alpine geosyncline was followed by subaerial volcanism. This volcanic activity is not well known as the volcanoes were completely destroyed by erosion. Our only source of information is to be found in fragments of volcanic rocks which are part of Tertiary Flysch graywackes (Taveyanne sandstones, part of the Altorf sandstones, Champsaur sandstones).The determination of the initial composition of the lavas is further complicated by metasomatic transformations; it has been recently shown that the Taveyanne graywackes were submitted to a light regional metamorphism corresponding to the zeolitic facies ofCoombs. However, it seems that these lavas were originally basaltic andesites.The age of this volcanism is not precisely known, it cannot be later than Upper Eocene as the time of deposition of the Taveyanne sandstones is Uppermost Eocene-Lower Oligocene; it is probably post-Cenomanian. It is likely that the volcanoes were located in the southern part of the Penninic zone; however at the time of deposition of the graywackes the volcanic flows had already left their initial location, gliding toward the Foreland as part of a Nappe.Very probably, remnants of this post-ophiolitic volcanism are not restricted to the French-Swiss segment of the Western Alps, but will be found elsewhere, particularly in the Apennine Mountains and in Sicily.

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Zusammenfassung Die magmatische Tätigkeit, die Ophiolithe (Diabase, Gabbros, Serpentinite) der alpinen Geosynklinale entstehen ließ, wurde von subärischem Vulkanismus abgelöst. Diese Vulkantätigkeit ist wenig bekannt, da die Vulkane durch Erosion völlig zerstört wurden. Unsere einzige Informationsquelle findet sich in vulkanischen Gesteinsfragmenten, die Bestandteile der Tertiär-Flysch-Grauwacken sind.Die Bestimmung der ursprünglichen Zusammensetzung der Laven wird weiter durch metasomatische Umwandlungen erschwert. Kürzlich wurde gezeigt, daß die Taveyanne-Grauwacken einem regionalen Metamorphismus ausgesetzt waren, welcher der zeolithischen Fazies von Coombs entspricht. Es scheint jedoch, daß diese Laven ursprünglich basaltische Andésite waren.Das Alter dieses Vulkanismus ist nicht genau bekannt; es kann aber nicht später sein als das Obere Eozän, da die Ablagerungszeit der Taveyanne-Sandsteine Oberstes Eozän—Unteres Oligozän ist. Wahrscheinlich lagen die Vulkane im südlichen Teil der penninischen Zone; zur Zeit der Ablagerung der Grauwacken waren die Vulkanite bereits in die Überschiebungsmassen mit einbezogen.Sehr wahrscheinlich sind die Überreste dieses nach-ophiolithischen Vulkanismus nicht auf den französisch-schweizerischen Abschnitt der Westalpen beschränkt, sondern werden sich auch andernorts speziell auf dem Apennin und in Sizilien finden lassen.

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, (, ) , . , . , . . , Taveyane ( Coombs'y), , . .

     

Zur Stratigraphie,Petrologie und Genese einer Bentonit-Lage aus dem oberen Mittel-Turon (Oberkreide) des südöstlichen Münsterlandes

Zusammenfassung Die Bentonit-Lage kann möglicherweise mit der Lage M₆₈ aus dem Turon von Lüneburg (Norddeutschland) korreliert werden. Identifiziert wurden vulkanische Glasfragmente, Quarz, Na-, K-Feldspat, Oligoklas, Biotit, Muskovit, Calcit, Schwerminerale (u. a. Olivin, Hornblende) und Tonminerale (Kaolinit, Illit, mixed-layer Illit/Smektit, FeBeidellit - z. T. in großen Aggregaten). Die vulkanoklastischen Gläser zeigen alle Übergänge von intakt zu völlig devitriert. Mit Hilfe der Elektronenstrahl-Mikrosonde konnten, bei Berücksichtigung der Kathoden-Lumineszenz, die Feldspäte chemisch analysiert und genetisch in solche mit niedrigerer und solche mit höherer (vulkanoklastisch) Bildungstemperatur gegliedert werden. Von den Schwermineralen dürften vor allem Olivin und Hornblende vulkanogener Herkunft sein. Untersuchungen der durch Umwandlung vulkanischen Materials entstandenen kompakten Smektit-Aggregate mittels Mikrosonde, Röntgendiffraktometrie und Mössbauer-Spektroskopie zeigten, daß es sich hier um ein AI-reiches Glied der Mischungsreihe Nontronit-Beidellit (Fe-reicher Beidellit) handelt. Differentialthermoanalytische Untersuchungen ergaben für Fe-reiche, dioktaedrische, smektitische Tonminerale typische Kurven. Das Ausgangsmaterial des Bentonits war intermediär bis basisch. Äolischer oder kombiniert äolischer und mariner Transport von Exhalationspunkten im mitteleuropäischen Raum werden diskutiert.

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The bentonite can probably be correlated with horizon M₆₈ in the Turonian of Lüneburg in northern Germany. Volcanic glass fragments, quartz, Na and K feldspars, oligoclase, biotite, muscovite, calcite, heavy minerals (i. a. olivine, hornblende) and clay minerals (kaolinite, illite, mixed-layer illite/smectite and Fe-beidellite) were identified. The glass shows a spectrum of all states from unaltered to completely devitrified. Analysis of feldspars by means of electron microprobe and cathodo-luminescence has allowed to divide them into genetically high (pyroclastic) and low temperature forms. Of the heavy minerals, olivine and hornblende most clearly are of volcanic origin. Examinations of smectite aggregates (alteration products of volcanic material) by electron microprobe, x-ray diffractometry, and Mössbauer spectroscopy demonstrated the presence of a member of the continuous series nontronite-beidellite (Fe-rich beidellite). Differential thermal analysis gave typical curves for dioctahedral Fe-rich smectites. The chemical composition of the original material of the bentonite was intermediate to basic. Eolian or eolian and marine current transport from sources in central Europe are considered.

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Résumé La couche de bentonite peut probablement être corrélée avec la couche M₆₈ du Turonien de Lunebourg (au nord de l'Allemagne). Des fragments de verre volcanique, du quartz, du feldspath sodique, du feldspath potassique, de l'oligoclase de la biotite, de la muscovite, de la calcite, des minéraux lourds (p. ex. olivine, hornblende) et des minéraux argileux (kaolinite, illite, mixed-layer illite/smectite, beidellite ferreux — en partie en grands agrégates) ont été identifiés. Les verres pyroclastiques montrent tous les passages du verre intact jusqu'au verre entièrement dévitrifié. A l'aide de la microsonde électronique et en prenant en considération la cathodoluminescence, les feldspaths pouvaient être analysés chimiquement et ordonnés génétiquement selon leur température de formation. Ceux à haute temperature de formation sont pyroclastiques. Parmi les minéraux lourds pouvaient avant tout être d'origine volcanogène, l'olivine et la hornblende. Les études des agrégats de smectites compacts formés par la transformation de matériaux volcaniques montrent grâce à la microsonde, la diffractométrie X et de la spectrométrie de Mössbauer qu'il s'agit dans ce cas là d'un membre riche en Al de la série des mélanges nontronite-beidellite (beidellite ferreux). Des analyses thermiques différentielles donnèrent des courbes typiques pour les minéraux argileux smectitiques, dioctaédriques et riches en Fe. La matière de base de la bentonite était intermédiaire à basique. Transport éolien ou transport combiné, éolien et marin des points d'exhalation dans l'espace européen central seront dicutés.

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, , M₇₈ (. ). : , , , , , , , , , , - , , , . . , , . . — — , - () - . , . , , . , , - , .

     

Sulfur isotope ratios of Icelandic rocks

Sulfur isotope ratios have been determined in 27 selected volcanic rocks from Iceland together with their whole rock chemistry. The ³⁴S of analyzed basalts ranges from –2.0 to +0.4 with an average value of –0.8 Tholeiitic and alkaline rocks exhibit little difference in ³⁴S values but the intermediate and acid rocks analyzed have higher ³⁴S values up to +4.2 It is suggested that the overall variation in sulfur isotope composition of the basalts is caused by degassing. The small range of the ³⁴S values and its similarity to other oceanic and continental basalts, suggest that the depleted mantle is homogeneous in its sulfur isotope composition. The ³⁴S of the depleted mantle is estimated to be within the range for undegassed oceanic basalts, –0.5 to +1.0     

Mathematische Simulation ptygmatischer Strukturen

Zusammenfassung Die Entstehung der Schlingen in den südlichen Ötztaler Alpen (Ostalpen) wurde bisher überwiegend auf äußere Spannungsfelder zurückgeführt. Damit waren die Faltenstrukturen in diesem Gebiet durch Biege- und Biege-Scher-Faltung hinreichend erklärbar. Bei Berücksichtigung der hohen Teilbeweglichkeit des Gesteins während der Schlingenbildung muß ein anderer Faltungsmechanismus angenommen werden. Es wird versucht, die Faltenstrukturen als Ergebnis eines Fließvorgangs in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeitsverteilung zu erklären. Unter Benutzung eines vonHarburgh &Bonham-Carter entwickelten Programms und bei Vorgabe verschiedener Randbedingungen werden Strombilder simuliert und vom Plotter in Geschwindigkeits-Vektor-Darstellung ausgegeben. Die Ergebnisse werden im Gelände beobachteten Strukturen und im Experiment erzeugten Bildern gegenübergestellt. Die gute Übereinstimmung kann als Hinweis auf die Entstehung ptygmatischer Strukturen durch interne Geschwindigkeitsverteilung angesehen werden.

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Until now the formation of vortex structures in the southern Oetztal Alps (Eastern Alps) has been regarded as the result of external stresses, allowing adequately to explain the structures as flexural and passive folds. Taking into consideration the high ductility of rocks during vortex formation another mechanism of folding has to be assumed. The attempt is made to explain the structures as the result of flowage due to a velocity distribution. Using a programm written byHarburgh &Bonham-Carter arrays of stream lines are calculated for varying boundary conditions and plotted as velocity vectors. The output will be compared with structures observed in the field as well as with results of folding experiments. From the good agreement follows that ptygmatic folding may be due to an internal velocity distribution.

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Résumé La genèse des »Schlingen« dans la partie méridionale des Alpes de l'Oetztal (Alpes orientales) a été jusqu'à présent rapportée principalement à des contraintes extérieures. Les structures plissées ont été dès lors expliquées dans cette région comme plis de ploiement et plis semblables. Si on considère la grande plasticité des roches lors du plissement, on doit admettre un autre mécanisme de plissement. Les auteurs essaient d'expliquer les structures plissées comme le résultat d'un processus d'écoulement qui dépendrait de la répartition des vitesses. Utilisant un programme établi parHarburgh &Bonham-Carter et présentant diverses conditions marginales, ils obtiennent par simulation des figures d'écoulement figurées comme vitesses vectorielles. Ces résultats sont des structures observées sur le terrain; ils sont confrontés aux figures produites lors des essais expérimentaux. La bonne concordance indique qu'on peut envisager les structures ptygmatiques comme résultant de la répartition interne des vitesses.

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Ötz ( ) , , . , - . . . Harbburch' Bonham-Carter'o , , . . , , .

     

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, : , . , , ; .

     

Metallogenese präkambrischer Goldvorkommen in den vulkano-sedimentären Gesteinskomplexen (greenstone belts) der Swaziland-Sequenz in Südafrika

Zusammenfassung In den präkambrischen vulkano-sedimentären Gesteinskomplexen, den sogenanntengreenstone belts des Kaapvaal-Kratons in Südafrika können drei Typen von Goldvorkommen unterschieden werden: a) sulfidführende Goldquarzgänge; b) stratiforme massive Sulfiderze; und c) komplexe Sulfidimprägnationen in Porphyrstöcken. Als primäre Hauptquellen des Goldes werden in erster Linie die primitiven peridotitischen und basaltischen Komatiite der Onverwacht-Gruppe angenommen. Sie bilden die Basis der Swaziland-Sequenz und führen durchschnittlich bis zu viermal mehr Gold (0,02 ppm) als besser entwickelte äquivalente, jüngere Gesteine. In drei oder vier Schritten wurden die anfänglich geringen Goldkonzentrationen der Onverwacbt-Gesteine von verschiedenen sedimentären und metamorphen Umlagerungsprozessen angereichert und schließlich die teilweise abbauwürdigen Goldlagerstätten dergreenstone belts gebildet, welche die Primärerze der Witwatersrand-Goldseifen sind.Ultrabasische und basische Gesteine von der Art der Komatiite des Barberton Mountain Land haben aufgrund ihrer Zusammensetzung erhöhte Goldgehalte und sind daher als die Hauptbringer von Gold aus dem Bereich des wahrscheinlich noch wenig differenzierten Erdmantels zu betrachten. Die enge Verknüpfung solcher primitiver, potentiell goldreicher Gesteinsvergesellschaftungen als Repräsentanten der frühesten petrogenetischen und metallogenetischen Prozesse mit der Entwicklung der archaischen Erdkruste ist in dengreenstone belts Südafrikas evident und könnte daher eine Erklärung für die globale Anhäufung von Goldlagerstätten im Präkambrium sein.

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The early Precambrium volcano-sedimentary rock assemblages — greenstone belts of the Kaapvaal Craton, South Africa, contain three different types of gold mineralizations: a) sulfide-bearing gold-quartz veins, b) conformable, massive sulfide ores, and c) disseminated complex sulfide ores in porphyry bodies. It is suggested that the ultimate source of the gold in the vein-deposits has to be sought in the primitive peridotitic and basaltic komatiites of the Onverwacht Group rather than in the intruding granites. The komatiites which form the base of the Swaziland Sequence contain up to four times more gold (0,02 ppm) than younger, less primitive equivalent rock types. The initially minute gold contents of the Onverwacht rocks have been reconstituted and concentrated in three to four stages by a number of sedimentary and metamorphic processes to form sub-economic to economic gold deposits. These deposits, in turn, are the primary ores for the giant Witwatersrand gold placers.Ultramafic and mafic rocks of similar composition as the komatiites of the Onverwacht Group are potentially enriched in gold and, therefore, could be the principal transporters of gold from the mantle, which was probably only little differentiated at these times. The close association of such primitive rock assemblages, which are manifestations of the earliest petrogenic and metallogenic processes, with the formation of the Archean crust is evident in the greenstone belts of South Africa and could explain the global abundance of gold deposits in Precambrian rocks.

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Résumé Dans les séries précambriennes volcano-sédimentaires, connues sous le nom degreenstone belts, du craton du Kaapvaal en Afrique du Sud, on peut distinguer trois types de gisements aurifères: a) des filons de quartz aurifères à sulfures; b) des minerais sulfurés massifs stratiformes; et c) des imprégnations à sulfures complexes dans des pitons de porphyre. On considère les komatiites péridotitiques et basaltiques «primitives »du Groupe inférieur de l'Onverwacht comme la source primaire principale de l'or. Ces roches forment la base de la série du Swaziland et ont une teneur moyen en or jusqu'à quatre fois (0,02 ppm) plus élevée que les roches équivalentes plus jeunes, mieux dévéloppées. Des processus sédimentaires et métamorphiques ont enrichi en trois ou quatre étapes les concentrations en or originalement très faibles des roches de l'Onverwacht pour former les gisements aurifères partiellement exploitables desgreenstone belts, qui représentent les minerais primaires des alluvions aurifères du Witwatersrand.Des roches ultrabasiques et basiques du type des komatiites du Barberton Mountain Land ont, vu leur composition, des teneurs élevées en or, et sont à considérer comme les principaux fournisseurs d'or, en provenance du manteau, dans un stade probablement encore peu différencié. La liaison étroite, avec le développement de la croûte terrestre archéenne, de ces associations de roches «primitives»potentiellement riches en or, produits de processus pétrogénétiques et métallogéniques les plus anciens, est évidente dans lesgreenstone belts de l'Afrique du Sud, et pourrait fournir une explication à l'accumulation mondiale des gisements aurifères dans le Précambrien.

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Mein Dank richtet sich in erster Linie an meine Kollegen und Freunde in Johannesburg, Dr. C. R.Anhaeusser, Dr. M. J.Viljoen und Dr. R. P.Viljoen, für viele gemeinsame Feldbefahrungen und interessante Diskussionen. Für die kritische Durchsicht des Manuskriptes und für wertvolle Hinweise sei Herrn Prof. Dr. G. C.Amstutz, Heidelberg, herzlich gedankt. Die Arbeit wurde im Rahmen eines Habilitandenstipendiums der Deutschen Forschungsgemeinschaft zusammengestellt.     

Beobachtungen zur mechanischen und zeitlichen Deutung kleintektonischer Trennflächen im Ruhrkarbon

Zusammenfassung Aus Anschliffbildern von Kohleproben und analogen Erscheinungsformen bei Gesteinsklüften wird zur Frage des mechanischen Charakters der bankrechten Schlechten Stellung genommen.Weiterhin werden verschiedene Entstehungsursachen bankschräger, streichender Trennflächen in Kohle und Nebengestein diskutiert und der Zeitpunkt ihres Aufreißens im Ablauf des Faltungsvorganges festgelegt.

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Vertical jointing within the Carboniferous of the Subvariscean Foredeep are analyzed mechanically and, in relation to the general deformation of the belt.

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Resumé D'après des sections polies d'échantillons de houille et des formes analogues dans les fissures de roches, les auteurs déterminent le caractère mécanique des cassures orthogonales.Ensuite ils discutend plusieurs causes de formation des plans de séparations obliques dans la houille et les roches encaissantes et fixent le moment de leur formation dans le cours du plissement.

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The collision tectonics of the southern Greek Neotethys

Continental collision in the Aegean area has produced a collage of micro-continental blocks, which were accreted to the active margin of Eurasia in Early Tertiary times. Studies undertaken in the Argolis Peninsula of southern Greece, located at the southern end of the Pelagonian continental terrane, confirm that this block was rifted from Gondwana in Mid Triassic times. By Mid Jurassic times at the latest, actively spreading oceanic basins had opened in both the Pindos and Vardar Zones on either side of this block. Identification of Late Cretaceous oceanic basalts within an accretionary complex in the eastern Argolis Peninsula extends the history of the Neotethys beyond Late Jurassic ophiolite emplacement, previously believed to be the result of continental collision. The Cretaceous ocean basins were relict Jurassic features, as no rifting event is known which can account for their formation following ophiolite obduction. After a phase of Late Cretaceous oceanic spreading in the eastern Vardar oceanic basin, Early Tertiary collision occurred as a result of northeast-dipping subduction along the eastern margins of both Pindos and Vardar branches of the Neotethys. Two distinct nappe emplacement vectors are identified in the Argolis Peninsula. After accounting for Neotectonic rotations these are interpreted to reflect SW-directed orthogonal collision in the west and NW-directed emplacement in the east, resulting from tranpressional collision along the southern end of the Pelagonian block.

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Zusammenfassung Durch Kontinentkollision ist in der Ägäis eine Vielzahl von Mikrokontinenten entstanden, die im frühen Tertiär an den aktiven Kontinentalrand Eurasiens angeschweißt wurden. Untersuchungen auf der Halbinsel Argolis, Süd-Griechenland, ehemals am Südende des Pelagonia-Terranes gelegen, zeigen, daß dieser Block in der Mittleren Trias von Gondwana getrennt wurde. Spätestens im Mittel-Jura hatten sich beiderseits des Blockes, im Pindos und Vardargebiet Ozeanbecken mit aktiven Spreadingzongen gebildet. In einem Akkretionsgebiet auf der östlichen Argolis konnten spätkretazische ozeanische Basalte gefunden werden. Die Entwicklungsgeschichte der Neotethys kann dadurch bis nach der spätjurassischen Ophiolithbildung ausgedehnt werden, die früher als das Ergebnis einer Kontinentkollision angesehen wurde.Bei den kretazischen Ozeanbecken muß es sich um Relikte aus der Jurazeit handeln, da nach der Ophiolithobduktion keine Riftereignisse mehr bekannt sind, die zu ihrer Bildung geführt haben könnten.Nach einer Spreadingphase im östlichen Vardarbecken in der späten Kreide, begann im frühen Tertiär die NE-abtauchende Subduktion der Neotethys an den Osträndern der Pindos- und Vardarbecken.Auf Argolis finden sich zwei verschiedene Eingleitrichtungen der Decken. Wenn man die neotektonische Rotation in Betracht zieht, handelt es sich dabei um eine ursprünglich SW-gerichtete orthogonale Kollision im W der Halbinsel und ein NW-gerichtetes Eingleiten im E als Ergebnis transpressionaler Kollision entlang des S-Randes des Pelagonischen Blockes.

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Résumé Dans la région égéenne, la collision continentale a engendré des blocs micro-continentaux qui ont été accrétionnés à la marge active de l'Eurasie au Tertiaire inférieur. Des études menées dans la presqu'île d'Argolide (Grèce méridionale), située à l'extrémité sud du terrane de Pélagonie, montrent que ce bloc a été détaché du Gondwana au Trias moyen. Au Jurassique moyen au plus tard, des bassins océaniques en expansion active s'étaient ouverts de chaque côté de ce bloc, dans les zones du Pinde et du Vardar. Des basaltes océaniques tardi-crétacés ont été identifiés au sein d'un complexe d'accrétionnement en Argolide orientale; cette découverte permet d'étendre l'histoire de la Néotéthys au-delà de la mise en place des ophiolites tardi-jurassiques considérées jusqu'ici comme témoins de la collision continentale.Les bassins océaniques crétacés doivent être des reliques des structures jurassiques, car depuis l'obduction des ophiolites on ne connaît plus aucun rifting qui aurait pu provoquer leur formation. A une phase d'extension d'âge crétacé supérieur dans le bassin océanique du Vardar oriental a succédé la collision au Tertiaire inférieur, résultat d'une subduction descendant vers le NE le long de la bordure est des deux bassins du Pinde et du Vardar.En Argolide en peut identifier deux directions de mise en place des nappes. Après déduction des rotations dues à la néotectonique, ces directions peuvent s'interpréter comme le reflet d'une collision orthogonale vers le SW peuvent s'interpréter comme le reflet d'une collision orthogonale vers le SW dans l'ouest de la presqu'île et d'une mise en place vers le NW dans sa partie est, résultant d'une collision avec transpression le long du bord sud du bloc pélagonien.

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Microfacies zonation and spatial evolution of a carbonate ramp: Marginal Moroccan phosphate sea during the Paleogene

The paleoenvironment of the southwestern portion of the Paleogene Moroccan phosphate sea has been reconstructed in detail by microfacies studies for a complete transgressive-regressive cycle. In front of the Anti-Atlas, forming the southern border of the Atlantic gulf, a bioclastic and phosphatic carbonate ramp extended to the north. The ramp was a homoclinal, very gentle dipping surface. Four stages of ramp evolution can be distinguished. They are (1) the marginal marine initial stage, (2) the marine transgressive stage, (3) the marine regressive stage and (4) the final silting up stage. The ramp is characterized by a distinct facies zonation. A sabkha plain, documented by mudstones and dolocretes, was situated between the arid hinterland and the ramp. Nearshore, open lagoons existed, populated by chlorophycean algae and miliolid foraminifera. These environments were protected from the open sea by a chain of oyster banks. A belt of echinoid enrichments probably marked the wave base. Sea areas with deeper and only temporarily, highly-agitated water are characterized by a benthic faunal assemblage of varied molluscs, with bryozoans becoming more abundant to the east. The carbonates are intensively bioturbated and interfinger with phosphorite sands, which dominated in the deepest part of the ramp.All phosphorites studied are clastics, poor in matrix and are not associated with phosphate source rocks. A process of extensive reworking, transport and redeposition, which is related to transgressions and regressions, has to be assumed.

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Zusammenfassung Mit Methoden der Karbonatmikrofaziesanalyse konnte das Paläoenvironment im Südwestteil des paläogenen Phosphatmeeres während eines abgeschlossenen Transgressions-Regressions-Zyklus detailliert rekonstruiert werden. Vor dem Anti-Atlas, als südliche Begrenzung eines großen AtlantikGolfs entwickelte sich eine flache, homoklinale, bioklastische und phosphatreiche Karbonatrampe. Vier Stadien ihrer Evolution sind zu unterscheiden: (1) Eine randmarine Initialphase, (2) eine vollmarine, transgressive Phase, (3) eine vollmarine regressive Phase und (4) das Verlandungsstadium. Die Rampe zeigt eine ausgeprägte Fazieszonierung. Zwischen Meer und dem Hochgebiet des Anti-Atlas erstreckten sich Sabkhagebiete, charakterisiert durch Mudstones und Dolocretes. Im Küstenbereich existierten offene Lagunen mit Miliolinen- und Chlorophyceendominanz, die durch Austernbänke vom offenen Meer abgetrennt wurden. Ein Gürtel mit Echinidenanreicherungen markiert den Bereich der Wellenbasis. Tiefere Meeresgebiete mit nur kurzzeitig turbulenten Wasser sind durch eine artenreiche, benthische Molluskenfauna, nach Osten zunehmend auch Bryozoen, gekennzeichnet. Diese Karbonate sind intensiv durchwühlt und verzahnen sich mit Phosphatsanden im tiefsten Teil der Rampe.Alle untersuchten Phosphorite sind klastisch, häufig matrixarm und sind lateral nicht direkt mit Phosphatmuttergesteinen verknüpft. Daher muß in großem Umfang mit Aufarbeitungs- und Transportprozessen gerechnet werden.

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Résumé Le paléoenvironnement de la partie sud-ouest de la mer paléogène des phosphates du Maroc a été reconstitué en détail par l'étude des microfacies pendant un cycle complet transgressionrégression. Au front de l'Anti-Atlas, qui formait la rive sud d'un vaste golfe atlantique, s'est installée une rampe bioclastique carbonatée riche en phosphates, de pente faible et régulière. Son évolution est passée par quatre phases: (1) une phase initiale littorale; (2) une phase marine transgressive; (3) une phase marine régressive et (4) une phase finale de comblement. Cette rampe présente une zonation bien exprimée des faciès. Entre la mer et l'arrière-pays aride de l'Anti-Atlas s'étendait un domaine de Sabkha, caractérisé par des mudstones et des dolocretes. Dans la zone litorale existaient des lagunes ouvertes, colonisées par des algues chlorophycées et des foraminifères miliolides et séparées de la pleine mer par des bancs d'huitres. Une ceinture enrichie en échinidés marque la zone de la base des vagues. Les milieux marins plus profonds, où l'eau n'était agitée que de manière sporadique, sont caractérisés par une faune benthique à mollusques d'espèces variées, accompagnés de bryozoaires, de plus en plus abondants vers l'est. Les carbonates sont fortement bioturbés et s'interstratifient avec des sables phosphatiques, de plus en plus abondants vers la grande profondeur.Tous les phosphates étudiés sont clastiques, pauvres en ciment et sans connexion latérale avec des roches-sources. On a donc eu affaire à des processus extensifs de remaniement, de transport et de resédimentation.

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- - . - , , . : 1/ ; 2/ ; 3/ 4/ . . - , mudstones . Milioline , . . , , , . , . ; . , , .

     

Rapid upward transport of mid-crustal mylonitic gneisses in the footwall of a Miocene detachment fault,Whipple Mountains,southeastern California

Mylonitic gneisses of upper greenschist to middle amphibolite facies grade are exposed below the Whipple detachment fault in the Whipple Mountains metamorphic core complex. Fabric and microstructural analyses of the thick (>3.5 km) mylonitic sequence indicate that it represents an intracrustal zone of non-coaxial laminar flow with a predominant sense of northeastward shear. The top of this shear zone is the Whipple mylonitic front, the abruptly gradational (locally within several meters) upper limit of pervasive ductile strain between a distinctive sequence of non-mylonitized crystalline rocks and their lower, mylonitized equivalents. Mylonitization of Oligo-Miocene age (26±5 Ma) is estimated to have occurred at depths of 16±4 km (4.4±1.1 kb) and at temperatures between 460–535 °C. Fission track and⁴⁰Ar/³⁹Ar age determinations from the mylonitic rocks collectively document their rapid cooling from above 450 °C to below 200 °C between 20 and 18 Ma ago. Rapid cooling is attributed to post-20 Ma uplift of mylonitic gneisses in the footwall of an evolving low-angle detachment fault system of extensional origin. The NE-rooting Whipple fault system and the mylonites are kinematically coordinated (same sense and direction of shear), but the faults of the system appear to have cut across the mylonites several million years after their formation.Lower-plate mylonites reached the earth's surface, where they were eroded, prior to 16 Ma ago. Minimum uplift rates for the mylonites and detachment fault system slip rates for the period 20–16 Ma ago are 3 and 7.2 mm/yr, respectively, assuming that the mylonites were captured at a minimum depth of 12 km by a fault system that dipped 25° through the upper crust. From available cooling data, higher rates for 20–18 Ma ago are likely. Cumulative displacement of rock units across major faults of the Whipple system appears to exceed 40–45 km.

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Zusammenfassung Im metamorphen Komplex der Whipple Mountains sind unterhalb der Whipple-Abscherung mylonitische Gneise der oberen Grünschieferfazies und mittleren Amphibolitfazies aufgeschlossen. Gefügeuntersuchungen innerhalb der mächtigen (>3,5 km) Mylonitsequenz zeigen, daß hier eine intrakrustale Zone nichtkoaxialen laminaren Fließens mit vorherrschend nordost gerichtetem Schersinn repräsentiert ist. Den obersten Teil dieser Scherzone bildet die Whipple Mylonitfront. Sie überspannt kontinuierlich innerhalb weniger Meter die Obergrenze durchdringender duktiler Deformation bis zu eindeutig nichtmylonitisierten Abfolgen kristalliner Gesteine und ihren tieferen mylonitisierten Äquivalenten. Es wird angenommen, daß die Mylonitisierung während des Oligo-Miozäns (26 ±1–5 Ma) in einer Tiefe von 16 ±4 km (4,4 ±1,1 kb) und bei Temperaturen zwischen 460–535 °C stattgefunden hat. Spaltspurenuntersuchungen und⁴⁰Ar/³⁹Ar-Datierungen aus den mylonitischen Gesteinen belegen zusammen ein rasches Abkühlen von über 450°C auf unter 200 °C im Zeitraum vor 20 bis 18 Ma. Die rasche Abkühlung wird dem vor 20 Ma beginnenden Aufstieg der mylonitischen Gneise am Fuß eines sich entwickelnden flachwinkligen, dehnungsbedingten Abscherungssystems zugeschrieben. Das nordost verwurzelte Whipple-Störungssystem und die Mylonite sind kinematisch gleichgerichtet, sie haben dieselbe Richtung und denselben Schersinn, dennoch haben die Störungen die Mylonite einige Millionen Jahre nach ihrer Bildung überschnitten. Tiefere Plattenmylonite erreichten so die Erdoberfläche und wurden vor 16 Ma erodiert. Die Minimalraten für den Aufstieg der Mylonite und die Bewegungen entlang der Abscherungssysteme für den Zeitraum vor 20 bis 16 Ma liegen jeweils zwischen 3 und 7,2 mm/yr. Dies unter der Annahme, daß die Mylonite in einer Tiefe von mindestens 12 km von einem mit 25° einfallenden Störungssystem geschnitten wurden. Aus den verfügbaren Daten müssen für den Zeitraum vor 20–18 Ma höhere Bewegungsraten angenommen werden. Der kumulative Versatz der Gesteinseinheiten entlang der Hauptstörungen des Whipplesystems scheint damit 40–45 km zu überschreiten.

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Résumé Une série épaisse (>3,5 km) de gneiss mylonitiques allant du facies supérieur des schistes verts au facies moyen des amphibolites affleure sous la faille de décollement de Whipple dans le complexe métamorphique des Whipple Mountains. L'analyse des fabriques et des microstructures de cette série mylonitique montre qu'elle représente une zone intracrustale de flux laminaire non coaxial, avec un glissement prédominant vers le nord-est. Le sommet de cette shear-zone est le front mylonitique de Whipple, qui marque l'apparition brusque (localement en quelques mètres) de la déformation ductile pénétrative, entre une série supérieure cristalline non mylonitique et ses équivalents mylonitiques inférieurs. La mylonitisation, d'âge oligocène-miocène (26±5 Ma) a dû s'effectuer à une profondeur de 16±4 km (4,4±1,1 Kb) et à des températures comprises entre 460° et 535 °C Les traces de fission et des datations⁴⁰Ar/³⁹Ar montrent que les mylonites ont subi un refroidissement rapide de plus de 450 °C à moins de 200 °C entre 20 et 18 Ma. Ce refroidissement rapide est attribué à la montée, à partir de 20 Ma, des gneiss mylonitiques lors du développement du système de failles de décollement extensionnelles, dont ils formaient le mur. L'ensemble des failles, à pied NE, et les mylonites sont cinématiquement coordonnés; le glissement s'y est effectué dans la même direction et le même sens; cependant, les failles ont coupé les mylonites plusieurs Ma après la formation de celles-ci. Les mylonites de la plaque inférieure ont atteint la surface du sol et y ont été soumise à l'érosion avant 16 Ma. Si on admet une surface de décollement inclinée à 25° coupant les mylonites à une profondeur d'au moins 12 km, les vitesses minimales de la montée des mylonites et du mouvement de long du décollement entre 20 et 16 Ma, ont dû être respectivement de 3 mm/an et 7,2 mm/an. D'après les données fournies par le refroidissement, les vitesses devaient être plus élevées pendant la période de 18 à 20 Ma. Le déplacement des masses rocheuses de long des failles majeures du système de Whipple semble exéder 40 à 45 km.

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Whipple Mountains Whipple. (3,5 ) , - -. Whipple. , . , (26 + / -1–5 ) 16 + / - 4 (4,4 + /-1,1 ) 460–535 °. (⁴⁰ r/³⁹r) 20 18 450 ° 200 °. , 20 , . Whippie, - , , , . . . 16 . 20 16 3 7,2 / . , , no- , 12 , 25. , 20 18 . Whipple, , . . 40–45 .

     

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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