The Okahandja Lineament and its significance for Damaran tectonics in Namibia

The Okahandja Lineament is considered to represent the southern margin of a magmatic arc produced by the northerly subduction of the Damran Ocean between 750 and 520 Ma ago. Sediments of the Orogen and granitoid intrusives produced by subduction and crustal melting, underwent shear deformation between 675 and 575 Ma in a low angle zone of sinistral sense shear.The Okahandja Lineament represents a zone of differential movement between the Central and Southern Zones of the Orogen during this simple shear deformation. Both overriding and overriden plates were deformed at about 550 and 520 Ma. Production of open S.E. verging structures on the northern plate was accompanied by more intense thrust and fold nappe production on the southern margin of the Damaran Orogen. During this last deformation event, the Central magmatic Zone was downfolded under the southern zone. This fold is the present expression of the Okahandja Lineament. Two tectonic models are proposed for the structures identified within the Central and Southern Zones of the Orogen, combined with evidence from the northern coastal arm of the Orogen.

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Zusammenfassung Das Okahandja-Lineament wird als der Südrand eines magmatischen Bogens (Wurzelzone eines Inselbogens) verstanden, der auf die nordwÄrts gerichtete Subduktion des Damara Ozeans von 750 bis 520 Ma zurückgeführt wird. Die Sedimente des Orogens und die granitoiden Intrusiva, die durch Subduktion und daraus folgender Aufschmelzung der Kruste entstanden, erlitten mehrfache linksgerichtete Scherdeformation entlang einer flachliegenden Zone zwischen 675 und 575 Ma.Das Okahandja-Lineament stellt eine Zone von Teilbewegungen dar für die einfachen Scherdeformationen zwischen der zentralen und der südlichen Zone des Orogens. Die hangende und die liegende Platte wurden zwischen ca. 550 und 520 Ma deformiert. In der nördlichen Platte wurden offene SE-vergente Strukturen gebildet, wÄhrend gleichzeitig am südlichen Rand des Damara-Orogens durch die grö\ere Beanspruchung Falten-Decken entstanden. Dabei wurde die zentrale magmatische Zone unter die südliche Zone gebogen. Diese Falte ist das heutige Erscheinungsbild des Okahandja Lineaments.Zwei tektonische Modelle werden dargelegt, um die erkannten Strukturen in der zentralen und südlichen Zone des Orogens unter Verwendung der Evidenz vom nördlichen Küstenarm des Orogens zu erklÄren.

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Résumé Le linéament de Okahandja est considéré comme la marge bordant au sud un «arc magmatique» résultant de la subduction vers le nord de l'Océan damaranique durant l'intervalle 750-520 M. a. - Les sédiments de l'orogène et les intrusions granitoÏdes produites par la subduction et par la fusion de la croûte subirent, entre 675 et 575 M. a., de nobreuses déformations cisaillantes, sénestres, le long d'une zone faiblement inclinée.Le linéament de Okahandja représente, pour les déformations cisaillantes simples une zone de déplacements partiels entre la zone centrale et la zone méridionale de l'orogène. Les deux plaques, celle du toit et celle du mur, de ce chevauchement furent déformées entre approximativement 550 et 520 M. a. Ces structures ouvertes, déversées vers le nord, se formèrent dans la plaque septentrionale, pendant que des nappes en plis naissaient simultanément, sous l'influence d'une forte so sollicitation, dans la marge méridionale de l'orogène damaranique, ce qui entraÎna le ploiement de la zone magmatique centrale sous la zone méridionale. Ce pli est la forme sous laquelle apparaÎt aujourd'hui le linéament de Okahandja.Deux modèles tectoniques sont proposés pour expliqeur les structures ainsi reconnues dans les zones centrale et méridionale de l'orogène, sur la base du fait d'un bras le long de la cÔte septentrionale de l'orogène.

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Okahandja , - -, 750-520 , . , , , , — , , 675 575 . Okahandja , . , 550 520 . , , . . . , .

     

Präkambrische tillit-ähnliche Gesteine der Sowjetunion

Zusammenfassung Tillit-ähnliche präkambrische Gesteine kommen in der Sowjetunion relativ häufig vor (vgl. Abb. 1). Sie sind vom Proterozoikum aufwärts aus allen Zeitabschnitten des Präkambriums bekannt geworden und treten möglicherweise sogar noch im Kambrium auf. Am weitesten verbreitet sind sie im obersten Teil des Präkambriums, im Vend (Sokolow, B. S.,Keller, B. M.) bzw. im Eokambrium s. str. (Holtedahl, O. u. a.). In den übrigen Zeitabschnitten des Präkambriums tauchen sie nur sporadisch auf und haben keine gro\e flächenhafte Verbreitung.Aus dem Studium einiger Merkmale (paläogeographische und paläostrukturelle Lage, Paragenese und Gesteinstextur, Form, Zusammensetzung des Gesteinsmaterials und Beschaffenheit des Untergrundes) lä\t sich die Schlu\folgerung ziehen, da\ viele tillit-ähnliche Gesteine in der Sowjetunion durch Rutschungen entstanden sind und deshalb als Pseudotillite aufgefa\t werden müssen. Die Genese der übrigen tillit-ähnlichen Gesteine lä\t sich zur Zeit wegen mangelhafter Aufschlu\verhältnisse, schlechter Erhaltung und noch ungenügender Bearbeitung nur schwierig beurteilen.

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Summary Precambrian rocks of till-like appearance are relatively abundant in Soviet Russia (compare Fig. 1). Such sediments have been recorded from all Precambrian periods and may even occur in Cambrian time. These rocks do find their maximum distribution in the uppermost part of the Precambrian sequence, which is the Vendian (Sokolow, B. S.,Keller, B. M.) the Eocambrian s. s. (Holtedahl, O. a. o.) or respectively. During the rest of Precambrian time till-like rocks appear only just occassionally and their regional distribution is restricted.Some of the connected features (such as paleogeographical and paleostructural position; paragenesis and rock textures, shape of the boulders composition of rock assemblages and substratal characters) lead to the conclusíon, that a great deal of these Russian rocks of till-like appearance have been formed by slumping. They should be understood as pseudotillites. The remaining till-like rocks are not easily discussed when regarding their formation. This is due to unsatisfying outcrops, bad preservation or poor study.

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CCCP (.I). , , (.I). - (. . , . . ) «» (. .). .

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Die übersetzung des russischen Manuskripts und die Umzeichnungen der Abbildungen 2–6 besorgte dankenswerterweise Dr. G.Schultz (Köln).     

Calibration of Al/Si order variations in anorthite

New single crystal diffraction data for natural and heat-treated anorthite crystals (Angel et al. 1990) allow the determination of their states of Al/Si order in terms of a macroscopic order parameter,Q _OD , for the transition. Numerical values ofQ _OD obtained from estimates of site occupancies are shown to vary with the scalar spontaneous strain, _s , as _s Q _OD ² , and with the ratio of the sums of typeb (superlattice) reflections and typea (sublattice) reflections asI _b/I _a Q _OD ² . An empirical calibration for pure anorthite is obtained giving varies between 0.92 and 0.87 in samples equilibrated at T1300° C, but then falls off relatively rapidly with increasing temperature, reaching 0.7 near the melting point ( 1557° C). The observed temperature dependence does not conform to the predictions of the simplest single order parameter models; coupling ofQ _OD withQ of the transition is suspeeted.     

Electrical conductivity,thermopower and <Superscript>57</Superscript>Fe Mössbauer spectroscopy of aegirine (NaFeSi<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>6</Subscript>)

DC and AC electrical conductivities were measured on samples of two different crystals of the mineral aegirine (NaFeSi₂O₆) parallel () and perpendicular () to the [001] direction of the clinopyroxene structure between 200 and 600 K. Impedance spectroscopy was applied (20 Hz–1 MHz) and the bulk DC conductivity _DC was determined by extrapolating AC data to zero frequency. In both directions, the log _DC – 1/T curves bend slightly. In the high- and low-temperature limits, differential activation energies were derived for measurements [001] of E_A 0.45 and 0.35 eV, respectively, and the numbers [001] are very similar. The value of _DC [001] with _DC(300 K) 2.0 × 10^{–6 –1}cm^–1 is by a factor of 2–10 above that measured [001], depending on temperature, which means anisotropic charge transport. Below 350 K, the AC conductivity () (/2=frequency) is enhanced relative to _DC for both directions with an increasing difference for rising frequencies on lowering the temperature. An approximate power law for () is noted at higher frequencies and low temperatures with () ^s, which is frequently observed on amorphous and disordered semiconductors. Scaling of () data is possible with reference to _DC, which results in a quasi-universal curve for different temperatures. An attempt was made to discuss DC and AC results in the light of theoretical models of hopping charge transport and of a possible Fe²⁺ Fe³⁺ electron hopping mechanism. The thermopower (Seebeck effect) in the temperature range 360 K < T <770 K is negative in both directions. There is a linear – 1/T relationship above 400 K with activation energy E 0.030 eV [001] and 0.070 eV [001]. ⁵⁷Fe Mössbauer spectroscopy was applied to detect Fe²⁺ in addition to the dominating concentration of Fe³⁺.     

Deformationsmechanik eines offenen Konglomeratgefüges—Ein Beitrag zur statischen Tektonik

Zusammenfassung Offene Faltung in proterozoischen Tilliten der Huronian Supergroup führte zu geringen Differentialverschiebungen zwischen Matrix und Grobkomponenten innerhalb von konglomeratischen Schichtgliedern. Einmessung der aus der Bewegung resultierenden Striemungen und feiner Risse erlaubt die Bestimmung der regionalen Spannungsachsen (₁ > ₂ > ₃).

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Deformation mechanics of an open conglomerate fabric—A contribution to static tectonics

Summary Open folding of Proterozoic tillites (Huronian Supergroup) caused minor differential displacements between matrix and clasts within conglomeratic units. Detailed measurements of striations and ruptures along the clast surface permitted the deduction of regional stress axes (₁ > ₂ > ₃).

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Mit 6 Abbildungen

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Herrn Prof. Dr. Dr. h. c.B. Sander zum 90. Geburtstag gewidmet.     

The Candelaria silver deposit,Nevada — preliminary sulphur,oxygen and hydrogen isotope geochemistry

The pre-Cenozoic geology at Candelaria, Nevada comprises four main lithologic units: the basement consists of Ordovician cherts of the Palmetto complex; this is overlain unconformably by Permo-Triassic marine clastic sediments (Diablo and Candelaria Formations); these are structurally overlain by a serpentinitehosted tectonic mélange (Pickhandle/Golconda allochthon); all these units are cut by three Mesozoic felsic dike systems. Bulk-mineable silver-base metal ores occur as stratabound sheets of vein stockwork/disseminated sulphide mineralisation within structurally favourable zones along the base of the Pickhandle allochthon (i.e. Pickhandle thrust and overlying ultramafics/mafics) and within the fissile, calcareous and phosphatic black shales at the base of the Candelaria Formation (lower Candelaria shear). The most prominent felsic dike system — a suite of Early Jurassic granodiorite porphyries — exhibits close spatial, alteration and geochemical associations with the silver mineralisation. Disseminated pyrites from the bulk-mineable ores exhibit a ³⁴S range from — 0.3 to + 12.1 (mean ³⁴S = +6.4 ± 3.5, 1, n = 17) and two sphalerites have ³⁴S of + 5.9 and + 8.7 These data support a felsic magmatic source for sulphur in the ores, consistent with their proximal position in relation to the porphyries. However, a minor contribution of sulphur from diagenetic pyrite in the host Candelaria sediments (mean ³⁴S = — 14.0) cannot be ruled out. Sulphur in late, localised barite veins ( ³⁴S = + 17.3 and + 17.7) probably originated from a sedimentary/seawater source, in the form of bedded barite within the Palmetto basement ( ³⁴S = + 18.9). Quartz veins from the ores have mean ¹⁸O = + 15.9 ± 0.8 (1, n = 10), which is consistent, over the best estimate temperature range of the mineralisation (360°–460°C), with deposition from ¹⁸O-enriched magmatic-hydrothermal fluids (calculated ¹⁸O fluid = + 9.4 to + 13.9). Such enrichment probably occurred through isotopic exchange with the basement cherts during fluid ascent from a source pluton. Whole rock data for a propylitised porphyry ( ¹⁸O = + 14.2, D = — 65) support a magmatic fluid source. However, D results for fluid inclusions from several vein samples (mean = — 108 ± 14, 1, n = 6) and for other dike and sediment whole rocks (mean = — 110 ± 13, 1, n = 5) reveal the influence of meteoric waters. The timing of meteoric fluid incursion is unresolved, but possibilities include late-mineralisation groundwater flooding during cooling of the Early Jurassic progenitor porphyry system and/or meteoric fluid circulation driven by Late Cretaceous plutonism.     

Statistical Methods for Jointly Estimating the Decay Constant of 40K and the Age of a Dating Standard

To simultaneously evaluate the decay constant of ⁴⁰K () and the age of a standard (t _std) using isotopic data from geologic materials, we applied a series of statistical methods. The problem of estimating the most probable intercept of many nonlinear curves in and t _std space is formulated by an errors-in-variables nonlinear regression model. Then a maximum likelihood method is applied to the model for a point estimate, which is equivalent to the nonlinear least square method when measurement error distributions are Gaussian. Uncertainties and confidence regions of the estimates can be approximated using three methods: the asymptotic normal approximation, the parametric bootstrap method and Bonferroni confidence regions. Five pairs of published data for samples with ages from 2 ka to 4.5 Ga were used to estimate and the age of Fish Canyon sanidine (t _FCs). The statistical procedure yields most probable estimates of (5.4755 ± 0.0170 × 10^–10 (1)/year) and t _FCs (28.269 ± 0.0661 (1) Ma) which are in between previously published values. These results indicate the power of our approach to provide improved constraints on these parameters, although the preliminary nature of some of the input data require further review before the values can be adopted.     

Altersbeziehungen zwischen Metamorphosen,mechanischen Deformationen und Intrusionen am Südrand des Rhodope-Massivs (Makedonien,Griechenland)

Zusammenfassung Ausgedehnte Granodiorit- und Granitmagmen intrudierten am Südrand des Rhodope-Massivs (Symvolongebirge und Kavala-Gebiet, Nordgriechenland) syntektonisch in bezug auf eine Formung, die durch überwiegend flach nach NE bis ENE tauchende Faltungs- und Scherungsachsen gekennzeichnet ist (B₂-Tektonik). Die metamorphen Hüllgesteine wurden von der B₂-Tektonik ebenfalls kräftig erfaßt. Ihr älteres Gefüge, das durch mittelsteil nach NNW tauchende B₁-Achsen bestimmt war, kommt daher nur noch reliktisch vor. Der Mineralbestand sowohl der Magmatite als auch ihres metamorphen Rahmens wurde im Zuge der B₂-Tektonik retrograd metamorph umgewandelt.Radiometrische Altersbestimmungen lassen erkennen, daß die magmatischen Gesteine spätestens im Oberkarbon kristallisierten, anschließend jedoch wiederholt aufgewärmt wurden. Das Alter der prämagmatischen Metamorphose der Hüllgesteine und der mit dieser in Zusammenhang stehenden B₁-Tektonik kann demnach nicht jünger als kaledonisch sein.

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Extensive granodioritic and granitic magmas were intruded in the southern margin of the Rhodope-Massif (Symvolon mountains and Kavala region, northern Greece). The intrusions took place syntectonically to a deformation which is characterized by predominantly gently NE to ENE plunging fold- and shear-axes (B₂-folding). The mantling rocks, which have been metamorphosed long before this B₂-folding have an older structure which is characterized by mediumly NNW plunging B₁-axes, visible only in relicts. During the B₂-folding the mineral contents of the igneous rocks and their metamorphic mantling rocks have been metamorphosed retrogressively.Radiometric dating indicates that the crystallization of the magmatic rocks have a minimum age of Upper-Carboniferous, but subsequently these rocks were reheated repeatedly. The age of the premagmatic metamorphism of the mantling rocks and that of the related B₁-foldnig, therefore, cannot be younger than Caledonic.

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Résumé Dans la partie sud du massif du Rhodope (montagnes du Symvolon et région de Kavala, Grèce du Nord) existent de grandes intrusions de magmas granodioritiques et granitiques. Les intrusions eurent lieu syntectoniquement au cours d'une phase de déformation caractérisée par des axes de plis et de cisaillement, généralement à plongement faible vers le NE à ENE (tectonique B₂). Les roches encaissantes, qui furent métamorphisées longtemps avant cette phase de tectonique B₂, ont une structure plus ancienne, caractérisée par des axes B₁ plongeant moyennement vers le NNW. Cette structure est reconnaissable seulement dans des parties réiduelles. Durant la tectonique B₂ les roches éruptives et les roches encaissantes métamorphisées subirent un métamorphisme rétrograde.Des datations radiométriques indiquent, pour la cristallisation des roches magmatiques, au minimum un âge Carbonifère supérieur. Dans la suite ces roches furent réchauffées â plusieures reprises. Le métamorphisme plus ancien des roches encaissantes et la tectonique B₁ associée à ce métamorphisme ne peuvent donc pas Être plus récents que l'époque calédonienne.

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Rhodope ( Symrolon Kavala, ) - . , , , , NE ENE (B₂- ). ₂. , B₁ NNW, . , , . , , , , . , - B₁ .

     

Genesis of magnesite deposits — models and trends

Magnesite is relatively frequent as a mineral, there are, however, only two types of economically important deposits:The world's largest reserves are found in deposits of theVeitsch type. These are strata-bound lensoid and nearly monomineralic bodies consisting of coarsely crystalline »spar« magnesite hosted by marine platform sediments. Conspicuous are sedimentary and diagenetic features of the magnesite bearing suites, which indicate formation within a subtidal, evaporitic environment closely associated with sabkhas, mudbars or other inter- to supratidal highs. The coarse crystallinity of these magnesites is a product of diagenesis.As spar magnesites as a rock are mainly characterized by diagenetic features it is now often concluded that the main phase of magnesium concentration would also have taken place during late diagenesis or early metamorphism from fluids formed by these processes. In that case, their origin would be by hydrothermal replacement.Contrary to this trend it is here concluded by integrating important data that Veitsch type magnesites are essentially ofsyngenetic origin. A genetic model is presented, which stresses their kinship with shallow water marine chloride type evaporites.Deposits of cryptocrystalline magnesite of theKraubath type are much smaller and less frequent than spar magnesites, although they are quite important because of their high quality product. Deposits include veins and stockworks of snow-white magnesite in ultramafic country rocks.Genetic models of Kraubath type magnesites include the extremes of supergene alteration versus hypogene-hydrothermal formation. In this paper, arguments are discussed which favour the second interpretation, illustrated by a model asSynearsurface epithermal deposits.

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Zusammenfassung Magnesit ist zwar ein relativ häufiges Mineral, seine wirtschaftlich bedeutenden Lagerstätten erscheinen aber nur in zwei Typen:Die größten bergbaulichen Reserven liegen imVeitsch Typ vor, das sind schichtgebundene, linsige Körper von nahezu monomineralischem, grobkristallinem »Spatmagnesit« in marinen Plattformsedimenten. Besonders auffällig sind charakteristische sedimentäre und diagenetische Merkmale dieser Lagerstätten und ihrer Nebengesteine, welche insgesamt auf Bildung in einem subtidalen, evaporitischen Milieu in enger Nachbarschaft zu naheliegenden Sabkhas oder Schlammbänken und anderen inter- bis supratidalen Hochzonen verweisen.Daß Spatmagnesite ihre Hauptprägung offenbar während der Diagenese erfahren führt dazu, daß heute auch die erstmalige Konzentration des Mg in den Lagerstätten in diese Phase verlegt wird. Daraus ergäbe sich eine hydrothermal-metasomatische Entstehung durch Fluide, deren Herkunft zur Zeit meist in Zusammenhang mit diagenetischen oder metamorphen Prozessen gebracht wird.Im Gegensatz zu diesem Trend wird hier auf Grund einer Zusammenschau aller wesentlichen Daten zu diesen Lagerstätten eine im wesentlichensyngenetische Entstehung der Spatmagnesite vertreten. Es wird ein Modell vorgestellt, in dem die Ähnlichkeit mit chloridischen Seichtwasserevaporiten betont ist.Ogerstätten von kryptokristallinem Magnesit desKraubath Typs sind seltener und relativ klein, doch infolge der Rohstoffqualität besonders gesucht. Es sind Gänge und oberflächennahe Stockwerkkörper von schneeweißem Magnesit in ultramafischen Nebengesteinen, der oft kolloforme, selten auch faserige Texturen zeigt.Genetische Modelle der Bildung solcher Magnesitlagerstätten liegen zwischen den unvereinbaren Extremen einer supergenen Entstehung durch Verwitterung und einer hypogen-hydrothermalen Bildung. Es werden Argumente für das zweitgenannte Modell angeführt, wobei auffällige Parallelen zuoberflächennahen, epithermalen Lagerstätten festgestellt werden.

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Résumé Bien que la magnésite soit un minéral relativement fréquent, elle ne constitue que deux types de gisements d'importance économique:Le premier est le type Veitsch dont les gisements comportent les plus grandes réserves de magnésite du monde. Il s'agit de corps lenticulaires «strata-bounds», formés de magnésite grossière («spathique») presque monominérale et contenus dans des sédiments marins de plate-forme. Diverses structures sédimentaires et diagénétiques dans les roches de ces séries indiquent une formation dans un milieu sub-évaporitique, en association étroite avec des sabkhas, des «mud bars» et d'autres milieux inter- à supratidaux. La cristallinité grossière de ces magnésites est d'origine diagénétique. Comme ces magnésites spathiques portent surtout l'empreinte du stade diagénétique, on tend aujourd'hui à rapporter aussi à ce stade la phase principale de concentration du Mg. Ceci impliquerait une formation par métasomatose hydrothermale de carbonates pré-existants, les fluides responsables de ce métasomatisme étant d'origine diagénétique ou métamorphique.Contrairement à ce modèle courant, et se basant sur une revue de l'ensemble de données actuelles, on conclut ici que les magnésites du type Veitsch sont essentiellement d'origine sédimentaire. L'auteur présente un modèle génétique qui fait appel à une relation étroite avec des évaporites marines du type chloruré.La deuxième source économique de magnésite est représentée par les gisements du type Kraubath, dont les réserves sont beaucoup moins importantes mais la qualité supérieure comparées à celles des magnésites spathiques. Il s'agit de filons et Stockwerks de magnésite d'un blanc de neige dans des roches ultramafiques.Les interprétations génétiques avancées pour les gisements du type Kraubath comportent des modèles extrêmes: origine par altération supergène d'une part et formation à partir des fluides hydrothermaux d'autre part. Les arguments discutés dans la présente note sont en faveur de la deuxième interprétation; ils sont illustrés par un modèle de gisements épithermaux peu profonds.

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, . Veitsch, - «» . , - , . , , , , , . , , . , , . . . , . Kraubath . - . , ; , . : - . , .

     

Analysis of the variability of unconfined compression tests of rock

Summary The laboratory testing program reported herein describes the statistical correlations of unconfined compressive strength ( _c ), Young's modulus (E _t50), and modulus ratio (MR) to their coefficients of variation (CV( _c ), CV(E _t50), and CV(MR)). Negative correlation of both _c andE _t50 to CV( _c ) indicates that data scatter tends to decrease with increasing strength and stiffness. A positive correlation between MR and CV( _c ) indicates that stiffer rocks are more variable for a given compressive strength.     

New Data on the Young Volcanism in the Puna of NW-Argentina

The Puna of NW-Argentina is divided into a Paleozoic basement complex and a late Mesozoic-Cenozoic sedimentary cover. The sedimentary cover was affected by late fracture tectonics and, from middle Tertiary to Quaternary times, invaded by various volcanics.These volcanics can be subdivided into two groups. A stratigraphically older group of volcanic rocks which belongs to the typical calc-alkaline rock series that is also found in the adjacent parts of the Andes.A younger group of volcanics which is similar to the alkaline rock series and possibly of upper mantle origin. The rocks of this group form small isolated occurrences connected to late fracture zones.Comments are made on the relations between these continental basalt-like rocks and the quasi-cratonic structure of the Puna.

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Zusammenfassung Die Puna NW-Argentiniens ist strukturell in ein palÄozoisches Grundgebirge und ein jungmesozoisch-kÄnozoisches Deckgebirge gegliedert. Das Deckgebirge ist besonders durch junge Bruchtektonik geprÄgt und wurde vom mittleren TertiÄr bis in das QuartÄr von verschiedenen Vulkaniten durchsetzt.Diese Vulkanite lassen sich in zwei Gruppen einteilen: Eine stratigraphisch Ältere Generation besteht aus typischen Kalkalkali-Serien, wie sie auch in den benachbarten Andenabschnitten vorkommen. Dagegen zeigen die jüngsten Vulkanite eine Verwandtschaft zu Alkali-Serien und dürften aus dem oberen Mantel stammen. Es sind kleine, isolierte Vorkommen, die an junge Bruchstrukturen gebunden sind.Auf den Zusammenhang zwischen diesen kontinentalbasalt-Ähnlichen Gesteinen und der quasi-kratonischen Struktur der Puna wird hingewiesen.

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Résumé La Puna de l'Argentine Nord-Ouest est, du point de vue structural, constituée d'un socle paléozoÏque et d'une couverture faite de roches sédimentaires du MésozoÏque supérieur et du CénozoÏque. La couverture est surtout affectée par une tectonique cassante récente et fut recoupée, du Tertiaire moyen jusqu'au Quaternaire, par des roches volcaniques diverses.Ces roches volcaniques peuvent Être divisées en deux groupes: Une génération stratigraphiquement plus ancienne est composée de séries typiquement calcalcalines comme celles qu'on trouve aussi dans les parties voisines des Andes. Par contre les roches volcaniques plus récentes montrent une parenté avec les séries alcalines et auraient leur origine dans le manteau supérieur. Ce sont des venues isolées et de faible extension liées aux fractures récentes.L'accent est mis sur la liaison existant entre ces roches, semblables au basalte continental, et la structure quasi-cratonique de la Puna.

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The micro-scale simulation of maturation: outline of a new technique and its potential applications

A micro-analytical technique has been developed for artifically maturing sedimentary organic matter and then quantifying the major components generated during this process in a single analytical step. Such a capability is well-suited for examining the compositional relationships between kerogens and petroleums, determining reaction kinetics and making precursor-product mass balances. According to this technique, simulations are made using sealed glass capillary tubes (heated here for three days at 300 °C, 330 °C and 350 °C). Pyrolysis products are then released directly into a combined thermovaporisation/pyrolysis-GC instrument and the major components of the entire C₁ yto C³⁵ range can be quantified in a single step using gas chromatography. Alkene yields are very low and pyrolysates are oil-like. This is exemplified by the fact that then–C₉–C₁₉ alkane distribution range of simulated whole petroleum chromatograms, from originally immatureGloeocapsamorpha-typz alginite A, resembles that seen in crude oils generated from this same kerogen type in nature. Sealed tube experiments usingBotryococcus type alginite A generated a »high wax« pyrolysate. The relative abundance ofn-alkanes in the C₂–C₃₂ range of many kerogen pyrolysates does not appear to change significantly despite an approximately fifteen-fold difference inn-alkane yield between the 300 °C and 350 °C experiments. Kerogens which are »paraffinic« oil-prone, and whose pyrolysates are very rich inn-alkanes might therefore generate petroleums in nature with a fixed wet gas (C₂-C₄) to oil (C₅+) ratio. Alginite B in a Greenland shale is much more thermally labile than eitherBotryococcus-type alginite A orGloeocapsamorpha-type alginite A. The mass balance capabilities of the technique have been tested using Alum Shale kerogen. Two gas chromatograms were obtained, one for the free compounds generated during simulation, and one for the high temperature pyrolysate of the kerogen residue, for each heating experiment. Precursor-product relationships were qualitatively assessed, and dead carbon formation was quantified in this exercise.

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Zusammenfassung Eine mikro-analytische Methode zur künstlichen Reifung sedimentärer organischer Substanz konnte entwickelt werden. Dabei werden die Hauptkomponenten, die während des Vorgangs freigesetzt werden, quantitativ erfaßt. Grundlagen dieser Methode sind Simulationen mit kapillaren Glasröhren, nach welchen die Pyrolyse-Produkte direkt in ein kombiniertes Thermovaporation/Pyrolyse-GC Instrument freigesetzt werden. Mit Hilfe der Gas-Chromatographie können in einem einzigen Schritt die Hauptkomponenten der gesamten C₁ bis C₃₅ Spannbreite quantitativ erfaßt werden. Kerogen-Typisierung und Abschätzung des Muttergesteinspotentials werden stark vereinfacht, wenn die Verhältnisse der Vorläufer-Produkte sorgfältig bestimmt und die chemisch-kinetischen Parameter für einzelne Komponenten, Komponentengruppen und/oder Siedepunktbereiche berechnet werden. Diese Anwendung stimmt mit Techniken im Makro-Bereich (z. B. Hydro-Pyrolyse) überein, aber die Vorteile der Annäherung im Mikro-Bereich liegen darin, daß geochemische Informationen schneller und bequemer gewonnen werden können und sehr kleine Probenmengen ausreichen. Ferner kann neben der Möglichkeit der singulären Anwendung die Annäherung im Mikro-Bereich dazu verwendet werden, Proben für detailierte und Labor-intensive Simulationen im Makro-Bereich effizient auszuwählen.

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Résumé Les auteurs présentent une technique micro-analytique qui comporte la maturation artificielle de la matière organique sédimentaire suivie du dosage des composants majeurs ainsi engendrés. Dans le cadre de ce procédé, on réalise des simulations dans des tubes capillaires en verre, après quoi les produits de la pyrolyse sont libérés directement dans un instrument combiné de thermovaporisation/hydrolyse-GC et les composants majeurs de la lignée complète C₁ à C₃₅ peuvent être dosés en une seule opération de Chromatographie en phase gazeuse. De cette manière, la caractérisation du kérogène et l'estimation du potentiel de la rochemère sont grandement facilitées dans la mesure où les relations des produits précurseurs sont soigneusement établies et où il est possible de calculer les paramètres chimico-cinétiques pour des composants isolés, pour des groupes de composants et/ou les domaines de température où se situent les points d'ébullition. Ces procedures sont en accord avec celles des techniques macroscopiques (p.ex l'hydro-pyrolyse), mais l'avantage de l'approche microanalytique réside dans le fait que les résultats géochimiques sont obtenus plus rapidement et plus aisément et qu'il est possible de traiter de très petits échantillons. Enfin, nonobstant ses avantages propres, l'approche micro-analytique peut être utilisée à la sélection d'échantillons destinés à des simulations détaillées et laborieuses à l'échelle macroscopique.

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Rb-Sr evidence for the presence of Ordovician gsranites in the deformed basement of the Badajoz-Córdoba belt,SW Spain

A Rb-Sr whole-rock investigation of suites of samples from two orthogneiss bodies in the Almendralejo area of the Oporto-Portalegre-Badajoz-Córdoba belt points to an Ordovician age for the granitic magmatism: about 470 Ma for the Almendralejo Gneiss (peralkaline metagranite) and about 425 Ma for the Ribera del Fresno Gneiss (leucocratic subaluminous metagranite), both with high initial⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios. This points to a post-Ordovician (Hercynian) age for the metamorphism and tectonic deformation that affected the area, including the gneisses, and rules out the alleged Cadomian or even older age.

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Zusammenfassung Die Rb-Sr-Gesamtgesteinsanalysen von Probeserien zweier orthogneisischer Körper der Almendralejo-Region des Oporto-Portalegre-Badajoz-Córdoba-Gürtels weisen auf ein ordovizisches Alter des granitischen Magmas hin: rund 470 Ma für den Almendralejo-Gneis (peralkaliner Metagranit) und rund 425 Ma für den Ribera del Fresno-Gneis (leukokratischer Metagranit), beide bei einem hohen initialen⁸⁷Sr/⁸⁶Sr. Diese Ergebnisse deuten auf ein post-ordovizisches (herzynisches) Alter der Metamorphose und der tektonischen Deformation hin, die das Gebiet, einschließ-lich des Gneises, beeinflußt haben. Sie schließen ein vermeintliches kadomisches oder älteres Alter aus.

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Résumé Une étude par Rb-Sr sur roche totale de séries d'échantillons de deux massifs d'orthogneiss de la région d'Almendralejo, dans la ceinture Oporto-Portalegre-Badajoz-Cordoue, indique un âge ordovicien pour le magmatisme granitique: environ 470 Ma pour le gneiss d'Almendralejo (métagranite peralcalin) et environ 425 Ma pour le gneiss de Ribera del Fresno (métagranite leucocrate subalumineux), tous deux avec des rapports initiaux⁸⁷Sr/⁸⁶Sr élevés. Ces résultats indiquent un âge post-ordovicien (hercynien) pour le métamorphisme et la déformation tectonique qui ont affecté la région, y compris les gneiss, et éliminent l'hypothèse proposée par ailleurs d'un âge cadomien ou même plus ancien.

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— — — Rb/Sr : 425 -- ( ) 470 ( ) ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr . - ( ) , , . , .

     

Geology of the Binneringie Dyke,Western Australia

The geology of the Binneringie Dyke, one of the largest true dyke occurrences in the world — it extends for something like 200 miles (320 km.) from east to west, and has a maximum width at Cowan Hill of two miles (3.2 km.) — is described. The dyke is characterised by strongly chilled margins, but only meagre contact effects on the country rocks. The marginal zone is enriched in magnesium and calcium, due to an overprecipitation of early formed ferromagnesians. The marginal rocks are glomeroporphyritic and non-porphyritic bronzite, olivine-bronzite and olivine-bronzite-quartz gabbros, the bronzite having complex exsolution features reflecting inversion from magnesian pigeonite: the rocks towards the centre of the dyke have a progressively more ferroan character, augite-pigeonite gabbros taking the place of bronzite gabbros (the ferroan pigeonite being univerted). There are minor intermediate and acid phases throughout the length of the dyke: these take the form of irregular granogabbro segregation patches, in which there is an excessive development of residual red rock, of granophyric and devitrified acid glass composition. They also take the form of pegmatoid clots, associated with much epidote, amphibole, chlorite, sphene and prehnite. Much of the intermediate and acid material is, however, in the form of sharply bounded dykes and dykelets, within the gabbro: these bodies are chilled against the gabbro, never project through the chilled margin of the main dyke into the country rock and appear to represent infillings by late magmatic phases of shrinkage cracks in the gabbro. Another suite of internal dykes and dykelets has a basaltic character: dykes of basaltic dolerite of volcanic aspect are represented and these reveal idiomorphic olivine phenocrysts, trachytic textures, quartz palimpsests of chalcedony filled vesicles, and devitrified tachylite glass base material.The dyke shows abundant magmatic layering near to its margins — that is in a zone extending in several hundred feet from its margin. Banded material alternates with thicknesses of massive gabbro in a manner reminiscent of Skaergaard. The magmatic layering shows only minor flexural departures from a consistently vertical attitude, assumed to reflect the attitude of the main dyke walls. There is much rhythmic layering involved and also cryptic layering. The rhythmic layers commonly show simulation of graded bedding, and there are also simulations of cross-bedding. The grading in the rhythmic units is consistent — plagioclase towards the dyke wall — in the Binneringie Homestead sections, but elsewhere along the dyke departures from this grading sense have been observed. There is no trace of cumulate texture, and the zoned and poikilitic nature of the bronzites, together with the predominantly zoned nature of the calcic plagioclase suggests that cumulate deposition of early formed mineral phases was nowhere involved, though convective stirring of the large magma chamber in all probability was.In Part 2, unusual layering structures at Sunday Soak, acid breccias at Cowan Hill, and large internal granophyre and felsite bodies south of the Salt Well are described in some detail. The remainder of the text includes a discussion of the manner of emplacement and broader petrogenetic implications of this complex dyke. The results of thirty full chemical analyses are given, and the differentiation trends discussed. The wide variety of rock types represented are considered to reflect fractionation, and contamination is considered unlikely to have been of significance in their development. The vertical layering of this unique intrusion is compared with the marginal layered zone of the Skaergaard Intrusion, Greenland, and it is suggested that it provides a better understanding of the phenomenon of congelation cumulates, which may be a far more significant feature of layered intrusions than has hitherto been realised. The marginal magnesia and lime enrichment is attributed to a diffusion process, akin to adcumulus growth, operating on a congelation cumulus.

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Zusammenfassung Es wird die Geologie des Binneringie Dykes beschrieben, der eine der grö\ten Dyke-Strukturen der Welt darstellt. Er erstreckt sich über 320 km LÄnge von E nach W und hat eine maximale Breite bei Cowan Hill von 3,2 km. Der Dyke zeichnet sich durch stark gefrittete RÄnder aus, dagegen sind nur sehr geringe Kontakterscheinungen zu den Nachbarzonen hin zu beobachten. Die Randzonen sind mit Magnesium und Kalzium angereichert infolge einer bevorzugten früheren Bildung von Eisenmagnesiummineralien. Die randlichen Gesteine bestehen aus glomeroporphyritischen und nicht-porphyritischen Bronziten, Olivinbronziten und Olivin-Bronzit-Quarz-Gabbros. Die Bronzite haben Auflösungsstrukturen, die eine Umwandlung von Magnesium-Pigeoniten widerspiegeln: Die Gesteine gegen das Zentrum des Dykes haben zunehmend einen stÄrkeren Ferro-Charakter, Augit-Pigeonit-Gabbros nehmen den Platz von Bronzitgabbros ein (die Ferro-Pigeonite sind davon unberührt).Es gibt kleinere intermediÄre und saure Intrusionen entlang dem Dyke: Sie nehmen die Form von unregelmÄ\igen Grano-Gabbro-Flecken ein, in denen sich besonders rote Residualgesteine entwickelt haben und die einem granophyrischen und devitrifizierten sauren Glas entsprechen. Sie können auch die Form pegmatoider Aggregate haben, die mit viel Epidot, Amphibol, Chlorit, Sphen und Prehnit verbunden sind.Der Gro\teil des intermediÄren und sauren Materials ist dagegen in Form von scharf begrenzten Dykes und Adern innerhalb der Gabbros zu finden, wobei diese Körper gegen den Gabbro hin gefrittet sind, allerdings nie über die gefritteten RÄnder des Hauptdykes in die Nachbargesteine eindringen. Sie scheinen eine spÄt magmatische Einfüllung von Schrumpfungsrissen im Gabbro darzustellen.Eine andere Vergesellschaftung von Dykes und Adern haben eine basaltische Zusammensetzung. Es sind dabei basaltische Dolerite mit vulkanitischer Struktur vertreten, gekennzeichnet durch idiomorphe Olivineinschlüsse, trachytische Textur, Quarzpalimpseste von chalzedongefüllten Poren und devitrifiziertem Tachylitglas.Der Dyke hat hÄufig eine magmatische Zonierung nahe den RÄndern, d. h. in einer Zone, die sich ca. hundert Meter von den RÄndern aus erstreckt. GebÄndertes Material wechselt mit massiven Gabbrolagen in einer Weise, die an Skaergaard (Grönland) erinnert. Diese magmatische Schichtung zeigt nur wenige Abweichungen von einer bestÄndigen vertikalen Anordnung, die die Richtung des Hauptdykes widerspiegelt. Darin sind viele rhythmische und cryptische Lagerungen mit eingeschlossen. Die rhythmische Lagerung zeigt gewöhnlich eine Art von graded bedding und von Kreuzschichtung. Die Gradierung in den rhythmisch zonierten Einheiten — Plagioklase angereichert gegen den Kontakt des Dykes — ist vorwiegend in der Binneringie Homestead-Gegend zu finden, aber auch in anderen Teilen des Dykes lÄ\t sich diese Gradierung beobachten. Es sind keine Spuren für die Bildung von Mineralaggregaten zu finden, und der zonierte und poikilitische Charakter der Bronzite sowie die vorwiegende Zonierung der Kalziumplagioklase lÄ\t die Vermutung zu, da\ Aggregatbildungen von früh ausgeschiedenen Mineralphasen nirgends erhalten sind, da Konvektionsströmungen in der gro\en Magmakammer dies verhindert haben.Im Teil II werden ungewöhnliche Lagerungsstrukturen am Sunday Soak, saure magmatische Brekzien am Cowan Hill und gro\e granophyrische und felsitische Intrusionskörper südlich von Salt Well beschrieben. Au\erdem wird die Art des Eindringens des Dykes diskutiert und eine petrogenetische Deutung dieses komplexen Dykes gegeben. Die Ergebnisse von 30 Vollanalysen liegen vor sowie eine Diskussion über die Differentiationsprozesse. Die gro\e Verschiedenheit der Gesteine soll eine fraktionierte Differentiation widerspiegeln, und es ist unwahrscheinlich, da\ irgendwelche Durchmischungen stattgefunden haben. Die vertikale Zonierung dieser einmaligen Intrusion wird mit den Randzonen der Skaergaard-Intrusion in Grönland verglichen und lÄ\t uns das PhÄnomen der congelation cumulates besser verstehen, ein PhÄnomen, das wesentlich wichtiger für die Natur zonierter Intrusionen ist, als man bisher annahm. Die randliche Magnesium- und Kalziumanreicherung wird auf Diffusionsprozesse zurückgeführt.

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Résumé Le dyke de Binneringie, un des plus grands du monde, possède une longueur de 320 km et une largeur de 3.2 km (maximum). Ce compte-rendu est divisé en deux parties. La première partie embrasse l'introduction générale, et la pétrographie des roches dans une localité typique proche de Binneringie Station. Les marges du dyke sont vitrifiées et enrichies de magnésium et de calcium, parce que les minéraux ferromagnésiens se sont précipités en excés. Le processus d'enrichissement est décrit dans la deuxième partie de ce compte-rendu. Des gabbros à norite sont exposés aux marges, gloméroporphyritiques ou non-porphyritiques, mais les roches intérieures sont des gabbros à augite-pigeonite, non-porphyritiques. Les marginaux gabbros à norite montrent des complexités d'exsolution dans les cristaux pyroxéniques: le minéral pigeonite, de composition magnésienne, est inverse à la bronzite: mais les pigeonites ferreuses de l'intérieur ne sont pas inversées.Les grand et les petits massifs de roches intermédiaires et acides, exposés partout le long du dyke, faisant de petits dykes intérieurs ou des massifs irréguliers, sont du type « grano-gabbro », granophyre ou felsite. Plusieurs montrent un mésostasis vitreux acide qu'on appelle « Red Rock ». Plusieurs sont pegmatitiques. On trouve aussi de petits dykes intérieurs de basalte à olivine, en partie vitreux et vésiculaire, comme les basaltes volcaniques. Les petits dykes intérieurs sont entièrement dans le grand dyke de Binneringie, et n'ont pas d'extension au dehors du grand dyke. Le grand dyke montre un stratification rhythmique, ainsi qu'une structure comme « graded bedding» et une autre comme « crossbedding». Toutes ces structures sont au plan vertical du dyke, et non proches de l'horizontale comme la stratification dans les intrusions stratiformes bien connues. Le dyke ne montre pas la texture « cumul ».La deuxième partie du compte-rendu du «Binneringie Dyke» embrasse d'autres localités d'intérÊt sur sa grande longueur. La stratification à Sunday Soak, les roches acides brèchiques à Cowan Hill, et les grands massifs intérieurs de felsite et granophyre au sud du Salt Well sont décrits en détail. Le reste de cette deuxième partie embrasse le mode d'intrusion et la pétrologie de ce grand dyke complexe. Trentes analyses illustrent le mode de différentiation. La diversité de roches est attribuée au fractionnement, et non à la contamination. La stratification verticale de cette intrusion unique est comparée avec le « Marginal Layered Zone» de l'intrusion de Skaergaard, au Groenland, et démontre le phénomène des congélations cumulées, décrites à Skaergaard. Ces congélations cumulées ont, peut Être, plus d'importance qu'on suppose. L'addition de magnésium et calcium marginal dans le dyke est attribuée à la diffusion, un processus comme « l'adcumulus cristallisation ».

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Binneringie . 300 , 3,2 . . - , — . . , , . . , 100 , . , Skaergaard, . . . . , . , , . , , , . . , . .

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Formerly Reader in Geology University of Western Australia

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Formerly of the University of Western Australia     

Late Paleozoic serpentinites and mafic schists from the Coast Range accretionary complex,central Chile: their relation to aeromagnetic anomalies

Regional structural trends within the poorly exposed metamorphic basement complex of central Chile between 39°30' and 41°30'S latitudes are evident on total intensity aeromagnetic maps. Field and laboratory measurements of magnetic susceptibility indicate that anomalies are related to relic magnetite and rare ilmenite phase concentrations in serpentinites and lower greenschist facies mafic schists.Serpentinites and mafic schists representing fragmented ophiolites are common throughout a broad, highly magnetic central zone which separates a low-magnetic metaturbidites terrain in the Northeast from a southwestern, low susceptibility, metavolcanic rich area with isolated anomalies. One of the isolated anomalies represents a polyphase deformed serpentinite emplacement overlain by coarse grained eclogitic blueschist, highly magnetic undeformed serpentinites and amphibolite boulders thought to have been transported within the ultramafic body.The trend of the regional magnetic anomaly pattern is controlled by the main foliation, a crenulation cleavage (S2), rather than by primary factors, such as emplacement pattern of the ultramafics. This structural grain was established during the early Carboniferous event which culminated pre-Andean accretion in the area. The overall zonation, however, seems to reflect the composition of slices in a composite prism accreted during oblique subduction along the margin of Gondwanaland.

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Zusammenfassung Reliktische präkinematische (prä-S2) Magnetitanreicherungen kommen in Serpentiniten und Metabasiten der Grünschieferfazies des spätpaläozoischen Grundgebirges der Küstenkordillere Chiles häufig vor. Zwischen 39°30' und 41 °30' südlicher Breite wurden magnetische Messungen in situ in diesen Gesteinen durchgeführt, die deren enge räumliche Beziehung zu regionalen NW-SO streichenden Anomalien bestätigen.Die Serpentinite stellen Teile eines zerscherten Ophiolithkomplexes dar, der zwischen einer schwach-magnetischen Metaturbidit-Zone und einer schlecht aufgeschlossenen Metapyroklastit-Zone diapirartig intrudierte. Ein mehrfach deformierter Serpentinitkörper ist von Gerollen aus eklogitischem Blauschiefer überlagert, die höchstwahrscheinlich ursprünglichen tektonischen Einschlüssen entsprechen.Der regionale Trend der Anomalien ist eher vom Streichen und Einfallen der Hauptschieferung als von primären Strukturen kontrolliert. Es handelt sich um eine Krenulationsschieferung (S2) die durch eine frühkarbonische Phase entstanden ist. Sie stellt den Höhepunkt einer prä-Andinen Schrägakkretion dar. Die regionale lithologische Gliederung scheint jedoch die Zusammensetzung der einzelnen Akkretionskeile widerzuspiegeln.

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Résumén Serpentinitas y esquistos máficos metamorfizados en condiciones de facies esquistos verdes baja forman parte del basamento metamorfico de la Cordillera de la Costa de Chile central entre los 39°30' y los 41°30'l.s. Mediciones in situ y en laboratorio de suceptibilidad magnética muestran que sus concentraciones de magnetita pretectonica con respecto a la foliación principal son responsables de anomalías de rumbo NW-SE.Las serpentinitas constituyen parte de una asociación »ofiolítica« fragmentada que aflora dentro de una ancha banda entre metaturbiditas débilmente magnéticas al NE y metapiroclastitas con aisladas anomalías al SW. Una serpentinita del último sector presenta evidencias de deformación polifásica y esta recubierta por bolones de esquistos azules eclogíticos y anfibolitas, los cuales podrían representar inclusiones originalmente transportadas por el cuerpo ultramáfico.El diseño regional de las anomalías magnéticas está controlado por la actitud de la foliación principal, más que por el diseño del emplazamiento original. Esta, un clivaje de crenuación S2, se originó durante un evento carbonífero temprano que representa el climax de la acreción pre-andina en el área. La zonación litológica regional, sin embargo, parece reflejar más bien la composición de lonjas individuales dentro de un prisma compuesto acrecionado mediante subducción oblicua.

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- (prä-S2) . 39°30 41°30 in situ , , NW-SO. , , . , , , , , . , . (S2), . - . .

     

Heretical views on mountain building in Europe and North America: Harbingers of modern tectonics

Since Hutton's doctrine of internal dynamics, geologists have striven to find a rationale for the forces that engender mountain ranges. The 19th century vogue in geological opinion came to a consensus of thermal contraction, and ana priori assumption of shrinking of the globe. Outcrop relations were interpreted accordingly. But leading geologists on both sides of the Atlantic soon observed structures not accounted for by the prevailing hypothesis. The Alpine school of mobilism introduced tectonic polarity (Suess, 1875), nappes (Bertrand, 1884), thrust plates (Termier, 1903) and reached its climax with Argand's visionary perception of crustal flux, of closing ocean basins, and of colliding continents. While the nappe theory was being debated in Europe, another controversy with respect to mountain building surfaced in the American West: the derivation of the Basin Ranges (Gilbert, 1876). Just as the early proponents of large-scale crustal shortening felt that they must dissent from established views, so their contemporaries in America paradoxically discovered still another reason for mountain building, namely, that of crustal extension (Russel, 1884;Le Conte, 1889).

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Zusammenfassung ObwohlHutton (1795) die endogene Herkunft der gebirgsbildenden Kräfte bereits erkannt hatte, sind die physikalischen Grundlagen der Orogenese bis heute nicht abgeklärt worden. Im letzten Jahrhundert waren sich die Forscher zwar einig, daß thermale Erdschrumpfung den Faltenschub bewirke; und entsprechende Querschnitte durch die Faltengebirge sind denn auch zu wissenschaftlichem Allgemeingut geworden. Der bekannteste Fall ist wohl die Glarner Doppelfalte in den Zentralpen (Heim, 1878). Im Gefolge fortschreitender Geländeaufnahmen in den Gebirgen Europas und Nordamerikas erschien das Kontraktionsmodell der Orogenese allerdings stets fragwürdiger. Die Alpengeologen insbesondere verwiesen auf die paläogeographische Konsequenz der einseitigen tektonischen Verfrachtung (Suess, 1875), der Gleitdecken (Bertrand, 1884;Schardt, 1893) und Schubdecken (Termier, 1903). Die neue Anschauung über mobile Orogentektonik fand ihren Niederschlag in Argands meisterhaftem Vortrag über den Bau Asiens am Internationalen Geologen Kongreß 1922 (Argand, 1924).Gleichzeitig mit der Zuspitzung der Diskussion über die Deckentheorie der Alpen, spielte sich auch in Nordamerika eine Kontroverse ab. Auch hier drehte sich die Frage um die Entstehung der Gebirge. Zwar ging es nicht um die üblichen Faltengebirge, sondern um den neuen Typ des Blockgebirges, der im Großen Becken der westlichen Vereinigten Staaten als Basin Ranges (Gilbert, 1876) bekannt wurde. Während die Alpengeologen tektonische Schübe von bisher ungeahnter Größe entdeckten und damit weit mehr Verkürzung der Kruste als die Lehrmeinung wahr haben wollte, hatten es die Erforscher des amerikanischen Westens noch schwieriger, da das Blockgebirge des Großen Beckens offensichtlich durch Ausweitung der Kruste entstanden war (Russell, 1884;Le Conte, 1889). So haben in der alten und der neuen Welt gerade diese, der Lehrmeinung abtrünnigen Ansichten, dem heutigen geotektonischen Denken zum Durchbrach verholfen.

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Résumé Bien que Hutton (1795) ait reconnu la dynamique endogène des phénomènes géologiques, leurs fondements physiques ne sont pas, quant à présent, encore clarifiés. L'opinion en voque au 19ème siècle était en faveur de la contraction thermique comme déterminante de la poussée tectonique. Les profils transversaux dans les chaînes plissées devinrent alors de représentation courante. Tel est la cas bien connu du «Double-pli» de Glaris dans les Alpes centrales (Heim, 1878). Mais des géologues des deux côtés de l'Atlantique observèrent bientôt des structures ne concordant pas avec le modèle de la contraction dans l'orogenèse. L'école mobiliste alpine établit les concepts de la polarité tectonique (Suess, 1875), celui des nappes (Bertrand, 1884), celui des grands charriages (Termier, 1903). La nouvelle conception sur le tectogenèse atteignit son apogée avec la conférence magistrale d'Argand sur la Structure de l'Asie au Congrès géologique international de 1922. (Argand, 1924). — Pendant que la théorie des nappes était en pleine discussion en Europe, une autre controverse sur l'orogenèse se développait dans l'Ouest américain: les problèmes des «Basin Ranges» (Gilbert, 1876). De même que les premiers partisans du rétrécissement à grande échelle de l'écorce terrestre durent s'écarter des points de vue établis, leurs contemporains des Etats-Unis découvrirent paradoxalement une autre cause du soulèvement des chaînes de montagnes: l'extension de l'écorce terrestre (Russel, 1884;Le Conte, 1889).

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(1795) , . , ; . (Heim, 1878). . , , (Suess, 1875; Bertrand, 1884; Schardt, 1893; Termier, 1903). , 1922 (, 1924): . , , , Basin Ranges (Gilbert, 1876). , , . . , , , . . (Russel, 1884; Le Conte, 1889). . ., , , .

     

Biofacies analysis of Upper Jurassic marginally marine environments of Portugal,I. The carbonate-dominated facies at Cabo Espichel,Estremadura

The Upper Kimmeridgian to Upper Portlandian sequence at Cabo Espichel (Estremadura, Portugal) consists of a succession of neritic carbonates with intercalations of clastic sediments which range from marls to conglomerates. Eight major facies types could be distinguished based on their macrofauna, microfauna, trace fossils, sedimentary structures, and microfacies. They range from generally very shallow subtidal nodular biomicrites, coral biostromes, and intertidal algal laminites to prodelta silts and marls, fluviatile conglomerates and alluvial red beds.These facies are thought to have been deposited on a very protected, but very shallow inner shelf which was separated from the open sea by a series of diapir ridges in the form of swells or island chains. This extensive lagoon was generally subject to minor salinity fluctuations due to, either freshwater influx from the land, or heavy seasonal rainfall. Periodic uplift of the Hercynian basement in the east caused increased erosion of the land mass and short-time progradation of the continental facies towards the west, before marine sedimentation, due to a fairly high rate of subsidence, resumed.

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Zusammenfassung Das das Oberkimmeridge bis Oberportland umfassende Profil des Cabo Espichel (Estremadura, Portugal) besteht aus einer Wechselfolge von neritischen Kalken uncl klastischen, mergeligen bis konglomeratischen Sedimenten. Die Untersuchung der Makrofauna, Mikrofauna, Spurenfossilien, Sedimentstrukturen und Mikrofazies erlaubt die Unterscheidung von acht Hauptfaziestypen. Sie reichen von knolligen Biomikriten des sehr flachen Subtidals über Korallenbiostrome, intertidale Algenlaminite bis zu Silten und Mergeln des Prodeltabereiches, fluviatilen Konglomeraten und alluvialen Red Bed-Sedimenten.Es wird angenommen, daß sich diese Fazies in einem sehr geschützten und gleichzeitig sehr flachen Innenschelf gebildet haben, der vom offenen Meer durch eine Reihe von Diapir-Rücken in Form von Schwellenoder Insel-Ketten abgetrennt war. Diese ausgedehnte Lagune zeigte etwas schwankende Salinität, die entweder durch Süßwasserzufluß vom Festland oder durch jahreszeitlich bedingte starke Niederschläge verursacht wurde. Periodische Hebungen des herzynischen Kristallinsockels im Osten führten zu verstärkter Abtragung von festländischem Material und kurzzeitigen Vorstößen der kontinentalen Fazies nach Westen, die aufgrund relativ hoher Subsidenz bald wieder von mariner Sedimentation abgelöst wurden.

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Résumé Le profil du Cabo Espichel (Estramadure, Portugal) comportant la série allant du Kimmeridgien supérieur au Portlandien supérieur, consiste en une alternance de calcaires néritiques et de sédiments clastiques, marneux à conglomératiques. Des recherches portant sur la microfaune et la macrofaune, les fossiles en traces, les structures sédimentaires et les microfacies ont permis la distinction de 8 facies principaux. Ceux-ci vont depuis des biomicrites nodulaires de régions subtidales très plates, à des silts et marnes prodeltaÏques, conglomerats fluviatiles et sèdiments rouges alluviaux, en passant par des biostromes coralliens et des laminites algaires intertidales. Il en est déduit que ces facies se sont formés dans un shelf interne à la fois très protégé et très plat qui était séparé de la mer ouverte par une série de rides diapiriques sous forme de seuils et de chaÎnes d'Îles. Cette vaste lagune montrait une salinité quelque peu changeante provenant soit de l'apport continental d'eaux douces, soit de fortes chutes pluviométriques saisonnières. Des soulèvements périodiques du socle cristallin hercynien à l'est conduisirent à une érosion renforcée du matériau continental et à une avancée momentanée du facies continental vers l'ouest qui, par suite d'une subsidence relativement forte a fait rapidement place à une sédimentation marine.

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, Cabo Espichel (, ) , . , , , 8 . : , , , - , red bed., , . , , , . , , - , .

     

On the relationship between silica and carbonate diagenesis in deep-sea sediments

Silica diagenesis and carbonate diagenesis are interrelated. This is confirmed by observations of DSDP Sites 462, 463, 465, 466, and 577. Carbonate sediments containing chert (1) tend to be more indurated and display more advanced diagenetic alterations, regardless of sub-bottom depth; and (2) microfossil components are more strongly affected (overgrown and/or dissolved), while the amount of micritic particles and larger, euhedral calcite crystals is greater. In addition, mass physical properties, porosity in particular, vary more widely in sediment sections containing chert. Furthermore, in the studied similarly composed sediments recrystallization of biogenic opal is indicated by a significant reduction of the specific surface area, reaching a minimum value when quartz is formed.One possible mechanism involved is the production of «surplus« dissolved carbonate created by the replacement of carbonate material by silica during the process of chert formation and silicification. The «extra« carbonate is then available for precipitation as overgrowths and cement outside the chert nodules and silicified zones. Hence silica diagenesis, if it occurs early enough in the sediment, bears some influence on carbonate diagenesis. It is therefore suggested that silica diagenesis be added to the list of factors included in the «diagenetic potential« equation ofSchlanger &Douglas (1974).

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Zusammenfassung Die Diagenese von biogenem Silikat und Karbonat steht in engem Zusammenhang, wie Beobachtungen an Sedimenten der DSDP Sites 462, 463, 465, 466 und 577 zeigen. Karbonatische Sedimente, die biogenes SiO₂ enthalten, zeichnen sich aus durch (1) größere Verfestigung und stärkere diagenetische Veränderungen — unabhängig von der Tiefe im Sediment, (2) mehr Lösung und Überwuchs an Mikrofossil-Komponenten, (3) höheren Anteil mikritischer Partikel wie auch größerer idiomorpher Kalzitkristalle, (4) stärkere Variation der sedimentphysikalischen Eigenschaften, speziell der Porosität und damit zusammenhängender Parameter.Die Umkristallisation des biogenen SiO₂ führt in ähnlich Zusammengesetzen Sedimenten zu einer drastischen Abnahme der spezifischen Oberfläche. Minimalwerte werden erreicht, wenn sich Quarz bildet.Diagenetisch wichtig ist die Produktion von zusätzlichem Karbonat durch die Silizifizierung von Karbonatschalen. Dieses »Überschuß«-Karbonat wird dann als Überwuchs, Zement oder außen an den »Hornstein«-Aggregaten gefällt. Demzufolge beeinflußt die Diagenese von biogenem SiO₂ auch die Karbonatdiagenese. Daher ist es sinnvoll, die Diagenese von biogenem SiO₂ mit zu den Faktoren zu rechnen, die das »diagenetische Potential« — wie esSchlanger &Douglas (1974) definierten — ausmachen.

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Résumé L'étude de sédiments provenant des sites DSDP 462, 463, 465, 466 et 577 montre qu'il existe une relation entre la diagenèse de la silice et celle du carbonate biogéniques. Les sédiments carbonatés qui renferment de la silice biogémque présentent: 1) une induration plus marquée et des modifications diagénétiques plus poussées — et ce indépendamment de la profondeur sous la surface du fond; 2) une dissolution et/ou un accroissement plus développés des micro-fossiles; 3) une plus grande teneur en particules micritiques et une plus grande taille des calcites idiomorphes; 4) un éventail plus large de leurs propriétés physiques, particulièrement de la porosité et des paramètres qui en dépendent.La cristallisation de l'opale biogénique, dans des sédiments de compositions semblables, se traduit par une réduction drastique de la surface spécifique, qui atteint une valeur minimale lorsque du quartz est formé.Un rôle diagénétique important est joué par l'excès de carbonate dissous engendré par la silicification de coquilles carbonatées; cet excès de carbonate est dès lors disponible pour la précipitation des auréoles d'accroissement et du ciment hors des nodules de chert et des zones silicifiées. Il s'ensuit que la diagenèse du SiO₂ biogénique influence la diagenèse du carbonate. Il conviendrait dès lors d'ajouter la diagenèse de la silice à la liste des facteurs qui interviennent dans l'équation du «potentiel diagénétique» deSchlanger etDouglas (1974).

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462, 463, 465, 466 577, . , , : 1) , ; 2) ; 3) , 4) , . SiO₂ . . . »« , , « ». , .. «, 1974 Schlanger & Douglas.

     

Creation and destruction of lower continental crust

Bulk continental crustal composition results from the net mass exchange between crust and mantle. Crustal addition is mainly by the rise of mantle-derived melts into and through the crust at convergent plate margins and (at a lower rate) within plate interiors. Crustal subtraction occurs by subduction of uppermost crust (sediment, continent-derived elements in hydrothermally altered oceanic crust), by subcrustal erosion at convergent margins and by delamination of lowermost crust following densifying gabbro-eclogite phase transformations that result in a crust-mantle density inversion. As the phase transformations only occur at high pressure, tectonic overthickening of the crust (to > 50 km) is required. The lowermost crust at continent-ocean and continent-continent convergent plate margins is more likely to experience these transient overthickening events (compressional orogenies) than is intraplate crust. Correspondingly, the preservation probability of mafic lower crust is greater for intraplate than for plate margin localities. Delamination of mafic lower crust is the main process for removing basic composition rocks from the crust, thereby creating »andesitic« crustal composition. Evidence for lower crustal delamination comes from »geochemically balanced« cross section of compressional belts, and from the high La/Yb ratios, lack of Eu anomalies, and high Sr contents in deep crustallyderived magmas from the base of tectonically over-thickened crust. These crustal magmas are often accompanied by mantle-derived basalts associated with crustal uplift and extension, both related to the coincident delamination of underlying mantle lithosphere.

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Zusammenfassung Die Gesamtzusammenfassung der Kontinentalen Kruste resultiert aus dem Massenaustausch zwischen Kruste und Mantel. Krustenzuwachs erfolgt hauptsächlich beim Aufstieg in und durch die Kruste von aus dem Mantel abstammenden Basalt an konvergierenden Plattengrenzen und zum geringeren Teil Plattenintern. Der Krustenabbau wird erreicht per Subduktion der obersten Kruste, durch subkrustale Erosion an konvergierenden Plattengrenzen (Sedimente, Elemente kontinentaler Herkunft von hydrothermal veränderter ozeanischer Kruste). Dies wird hervorgerufen von der Schichtspaltung der untersten Kruste nach der Verdichtung durch die Gabbro-Eklogit-Phasentransformation, welche in der Krusten-Mantel-Dichte-Inversion resultiert. Da die Phasentransformation nur unter hohen Drücken stattfindet, werden tektonische Mächtigkeitszunahmen der Kruste (> 50 km) benötigt. Die unterste Kruste in Bereichen von konvergierenden Kontinent-Ozean und Kontinent-Kontinent Plattengrenzen unterliegt einer größeren Wahrscheinlichkeit vorübergehende Mächtigkeitszunahmen zu erfahren als platteninterne Kruste. Dementsprechend ist die Erhaltungswahrscheinlichkeit von mafischer unterer Kruste für platteninterne Bereiche größer als für Plattengrenzen. Schichtspaltung von mafischer unterer Kruste ist der Hauptprozeß basisch zusammengesetzte Gesteine aus der Kruste zu entfernen, hierbei wird die Kruste in Richtung »andesitische« Zusammensetzung verändert. Hinweise für Schichtspaltung der unteren Kruste stammen von »geochemisch bilanzierten« Profilen aus druckhaft deformierten Zonen. Weiterhin sprechen dafür hohe La/Yb-Werte, das Fehlen von Eu-Anomalien und hohe Sr-Gehalte, wie sie an der Basis tektonisch verdickter Kruste in Magmen, die aus der tiefen Kruste stammen, gefunden werden. Diese krustalen Magmen werden häufig von Mantelbasalten begleitet, die zu Krustenhebung und Dehnung in Verbindung stehen; beides im Zusammenhang stehend zu der gleichzeitig stattfindenden Schichtspaltung der unterlagernden Mantellithosphäre.

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Résumé La composition d'ensemble de la croûte continentale résulte des échanges entre la croûte et le manteau. L'apport dans la croûte provient en ordre principal de la montée de basalte d'origine mantélique qui s'opère aux bordures des plaques convergentes et, dans une moindre mesure, à l'intérieur des plaques. Le départ hors de la croûte se produit par la subduction de la croûte supérieure (sédiments, éléments dérivés des continents dans la croûte océanique affectée d'altération hydrothermale), par érosion subcrustale le long des marges convergentes et par délamination à la base de la croûte, les transformations de phase gabbro-éclogitiques entraînant une augmentation de densité et une inversion de densité entre croûte et manteau. Comme ces transformations de phases ne se produisent qu'à haute pression, elles impliquent un épaississement tectonique de la croûte (jusqu'à plus de 50 Km). Le domaine probable de tels épaississement est la partie inférieure de la croûte en bordure des plaques convergentes continentocéan ou continent-continent (orogènes de compression), plutôt que la croûte intra-plaque. Inversement, la probabilité de conversion d'une croûte inférieure mafique est plus élevée au milieu des plaques que sur leurs bordures. La délamination de la croûte inférieure est le processus courant d'appauvrissement de la croûte en roches mafiques, avec création d'une composition crustale »andésitique«. Les arguments en faveur de cette delamination sub-crustale sont tirés de profils »géochimiquement équilibrés« dans les ceintures en compression, ainsi que des rapports La/Yb élevés, de l'absence d'anomalie de l'Eu et des hautes teneurs en Sr dans les magmas dérivés de la partie profonde des croûtes tectoniquement épaissies. Ces magmas crustaux sont souvent accompagnés de basaltes d'origine mantélique associés à un soulèvement et à une extension crustale, ces deux processus étant liés à la délamination concommittante de la lithosphère mantélique sousjacente.

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The Cordillera Blanca Batholith: A study of granite intrusion and the relation of crustal thickening to peraluminosity

The Cordillera Blanca Batholith, Peru is emplaced axially over the thickened crustal keel of the Andes (>60 km). It is made up of tonalite and leucogranodiorite, the latter having an »S« type character. It is the terminal component in continental growth with ages as young as 3 Ma. However, the crustal character of the leucogranodiorite relates to fluid interaction with the surrounding aluminous graphitic basinal rocks and not to any deep seated source material. Chemistry, isotopes and geological evidence suggest the source is enriched mantle akin to that seen further south in Chile, and variations in composition e.g. increases in Sr, Ce_N/Yb_N and Ta/Hf ratios, of granitoids, from the trench into the continent relate to changes in this source.

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Zusammenfassung Der Cordillera-Blanca-Batholith liegt axial über der verdickten Andenkruste (> 60 km). Er besteht aus Tonaliten und Leukogranodioriten; letztere haben einen »S«-Typ-Charakter. Es ist das letzte Ereignis während der Entstehung der kontinentalen Kruste mit Altern von höchstens 3 Mio Jahren. Der krustale Charakter der Leukogranodiorite geht auf eine Fluidereaktion mit umgebenden alluminiumreichen Graphitschiefern zurück und hat kein tiefer gelegenes Ausgangsmaterial. Geochemie, Isotopengeochemie und der geologische Rahmen lassen erkennen, da\ die Quelle der Leukogranodiorite aus angereichertem Mantelmaterial besteht, das weiter südlich in Chile zu sehen ist. Bei wechselnder Zusammensetzung zeigt sich eine Zunahme der Sr, Ce_N/Yb_N und Ta/Hf-Verhältnisse.

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Résumé Le batholite de la Cordillère Blanche s'étend dans la partie axiale de la croûte épaissie des Andes (> 60 km). Il est constitué de tonalite et de leucogranodiorite; cette dernière présente un caractère de type S. Avec un âge de 3 Ma, il s'agit du composant le plus récent de la croissance continentale. Cependant, le caractère crustal de la leucogranodiorite indique une réaction par fluides avec les schistes alumineux et graphiteux encaissants et non avec des matérieux profonds. Les observations chimiques, isotopiques et géologiques montrent que la source les leucogranodiorites est un manteau enrichi, tel qu'on peut en voir plus au sud au Chili. Les modifications de composition consistent, notamment, en un accroissement de Sr et des rapports Ce_N/Yb_N et Ta/Hf.

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( 60 ). : ; . — , , , 3 . , , , . , , , . , CeN/YbN Ta/Hf.