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 .

     

Die Standortwahl für Kernkraftwerke aus der Sicht der Geologie,der Hydrologie und des Objektschutzes

Zusammenfassung Die wesentlichen Faktoren für die Standortwahl von Kernkraftwerken werden aus der Sicht der Geologie und Hydrologie dargestellt.Die zunehmende Beschränkung bei der Standortwahl infolge des Kühlwasserproblems wird erläutert. Dabei wird die Entwicklungsreihe Durchlaufkühlung — Naßkühlung — Trockenkühlung und die daraus sich ergebende Problematik dargestellt.Die Möglichkeiten einer weitgehenden Trennung der sekundärseitigen Kühlkette der Kernkraftwerke vom übrigen Gewässersystem werden als Alternativlösung diskutiert.Die Überlegungen werden erweitert im Hinblick auf die unterirdische Anordnung von Kernkraftwerken und dadurch erreichbare Verbesserungen zum Schutz gegen äußere Einwirkungen.

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Summary The essential factors of site selection for nuclear power plants will be presented from the point of vue of geology and hydrology.The qestion of the increasing restrictions involved in the selection of sites as a result of thecoolingwater problem will be discussed along with all problems generally linked to cooling technology.Evolution once trough — wet — dry cooling.The possibility of isolating the secondary cooling circuit of the nuclear power plants from the remaining water system is discussed as an alternative solution.The discussion will include underground installation of nuclear power plants and the higher safety and security standards which could be thus reached in view of external impacts.

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Résumé Les critères déterminants pour la sélection des sites des centrales nucléaires seront présentés du point de vue de la géologie et de l'hydrologie.La limitation croissante dans le choix des sites, résultant des problèmes posés par l'eau de refroidissement, sera traitée en rappelant l'évolution des systèmes de refroidissement:à passage unique — par vapeur humide — à sec, et l'ensemble des problèmes qui en découlent.On discutera également, en tant que solution alternative, des possibilités d'isoler au maximum la circulation de refroidissement secondaire des centrales nucléaires du régime des eaux en général.Le débat sera élargi aux possibilités d'aménagement de centrales nucléaires souterraines et par la à l'amélioration de la protection contre les actions extérieures.

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

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

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

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

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Prof. R.Brinkmann zum 83. Geburtstag gewidmet

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

Askja 1875, Skye 56 Ma: Basalt-triggered,Plinian, mixed-magma eruptions during the emplacement of the Western Redhills granites,Isle-of-Skye,Scotland

Recently published accounts of the chronology of various Plinian explosive eruptions, notably that of Askja, Iceland, in 1875, have stressed the role of basic magma injected into the lower parts of stagnant semi-crystalline magma reservoirs as triggers for the violent surface activity and caldera formation. The evidence for mixing of acid and intermediate magmas at two stages during the emplacement of the Eocene granite sequence of the Western Redhills, Skye, Scotland, is interpreted in a similar manner. Within the British Tertiary Igneous Province as a whole, there is evidence for repeated refusion and partial hybridisation during the evolution and upward penetration of the acid magmas to the crustal levels where they now form plutons. The repetitive operation of such processes may explain why geochemical studies of these granites, seeking to discover their origins in terms of simple one-stage processes (such as partial fusion of sialic crust or fractional crystallisation of basic magma), give conflicting results.

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Zusammenfassung Einige explosive plinische Eruptionen (z. B. Askja, Island. 1875) sind in neuerer Literatur beschrieben worden. Explosive Tätigkeit an der Erdoberfläche sowie die Entstehung einer Caldera sind als eine Folge der Injizierung basischer Magmen in die unteren Teile von semi-schmelzflüssigen Magmakammern anzusehen. Die Eocänen Granite von Western Redhills, Skye, Schottland, weisen auf eine zweimalige Mischung von sauren und intermediären Magmen während der Intrusion hin. In der gesamten britischen Magmenprovinz des Tertiärs gibt es Nachweis für mehrmalige Wiederaufschmelzung und Teilhybridisierung während des Aufstiegs von saurem Magma zum Niveau der heutigen Plutone. Geochemische Studien an solchen Graniten, die zunächst eine einfacherere Entstehungsweise vermuten lassen (z. B. Partialschmelzen von der sialischen Erdkruste oder fraktionierte Kristallisation), führen oft zu widersprechenden Ergebnissen. Eine Erklärung dafür liegt mit der wahrscheinlich mehrmals wiederholten Magmenhybridiesierung.

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Résumé Des comptes-rendus récemment publiés concernant la chronologie de différentes éruptions explosives de type plinien, notamment celle d'Askja, Islande, en 1875, ont souligné le rôle du magma basique qui injecté dans les parties inférieures de réservoirs où stagne du magma semi-cristallin, serait la cause d'une violente activité en surface et de la formation de calderas. On interprête de semblable manière la mélange de magmas acide et intermédiaire en deux stades pendant la mise en place de la série granitiques éocène des Redhills occidentales, Skye, Ecosse. Dans la Province ignée tertiäre de Grande Bretagne, vue dans son ensemble, il y a des preuves d'une refusion répétée et d'une hybridisation partielle durant l'évolution et la pénétration vers le haut des magmas acides vers les niveaux crustaux où ils forment maintenant des plutons. L'opération répétée de tels processus peut expliquer pourquoi des études géochimiques de ces granités cherchant à découvrir leur origine en termes de processus simples à un stade (tels que fusion partielle d'une croûte sialique ou par cristallisation fractionnée d'un magma basique) conduisent à des résultats contradictoires.

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«» (.: Askja, ). , , , . : Redhills, Skye, , , ; . , . , — .: , , . .

     

Fazies und Tektonik im Miozän am S-Rand der Sierra Morena zwischen Lora del Rio (Sevilla) und Posadas (Cordoba)

Zusammenfassung Am Nordrand des Guadalquivirbeckens konnten in dem über den variszischen Sockel transgredierenden Helvet zwei ästuarine Zonen ausgeschieden werden, die in ihrem Verlauf den paläozoischen Strukturen folgen.Das Torton zeigt im gesamten Untersuchungsgebiet übergreifende Tendenz.Antithetische ENE- und ESE-streichende Brüche zerlegen den regional nach S abtauchenden Sockel und seine tertiären Deckschichten in eine Schollentreppe.

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At the northern border of the Guadalquivir basin two estuarine zones were observed within the Helvetian transgressive over the hercynian basement. They follow in their direction the strike of the paleozoic structures.The Tortonian always shows transgressive tendency.Antithetic ENE and ESE striking faults subdivide the basement generally dipping towards the south and its tertiary cover into a system of blocks.

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Resumen Al borde norte de la cuenca del Guadalquivir se observan dos zonas de fazies fluvio-marino en el Helveciense transgresivo sobre el sócalo hercínico. Estas zonas siguen la dirección de las estructuras paleozóicas.El Tortoniense en todo el areal de investigation tiene una tendencia transgresiva.Fallas antitéticas en dirección ENE y ESE subdividen el sócalo y su cobertera terciarea, buzando generalmente hacia el sur, en un sistema de bloques.

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Herrn Professor Dr.Roland Brinkmann zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Palaeozoic flysch series in the Coastal Cordillera of Northern Chile

A discontinuous outcrop of Palaeozoic rhythmic clastites appears in the North Chilean Coastal Cordillera. The Formación El Toco (21°15–22°15S) whose scarce flora points to a presumably Upper Devonian age forms the northernmost part of the outcrop. It is discordantly overlain by Lower Jurassic volcanics (Fm. La Negra), its base, however, is not exposed. Hercynian heteromorphous deformation led to predominantly NW trending folds strongly inclined mostly to the SW. Chevron-like folds of 0.1 to 30 m occur locally and seem to display properties transitional between synsedimentary-gravitational and early tectonic deformation.The series which is at least 2300 m thick consists of proximal, in parts pebbly turbidites with non-turbiditic finegrained intercalations. Incomplete BOUMA-sequences frequently begin with A-beds of grey to green immature, badly sorted coarse sandstones of up to 6 m thickness containing isolated quartz- and pelite-clasts.Measurements of flute casts and f oresets show palaeocurrents which came from NW and NNE. Along with petrographic observations they indicate southward directed transport of detritus from low metamorphic sedimentary and magmatic source areas into an Upper Devonian nonvolcanic basin.

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Zusammenfassung Die Formación El Toco ist der nördlichste Aufschluß einer Kette von Vorkommen paläozoischer rhythmischer Klastite in der nordchilenischen Küstenkordillere. Diese Formation (21°15–22°15S), deren spärliche Flora vorbehaltlich dem Oberdevon zuzuordnen ist, wird diskordant von unterjurassischen Vulkaniten (Fm. La Negra) überlagert —das Liegende ist nicht aufgeschlossen. Variszische heteromorphe Deformation führte zu vorherrschend NW-streichender Faltung, die meist starke SW-Vergenz zeigt. Lokal tritt eine scharfe Verfaltung im 0,1 bis 30 m-Bereich hinzu, die sowohl synsedimentär-gravitative als auch frühtektonische Deformationsmerkmale zeigt.Die mindestens 2300 m mächtige Serie ist ein proximaler Flysch mit z. T. kiesführenden Turbiditen, in die nichtturbiditische feinkörnige Partien eingeschaltet sind. Die unvollständigen BOUMA-Sequenzen beginnen häufig mit einer aus grauen bis grünen unreifen und schlechtsortierten Grobsandsteinen bestehenden A-Division von bis zu 6 m Mächtigkeit, die isolierte Quarz- und Pelitklasten enthalten kann.Flute cast- und Foreset-Messungen weisen auf Paläoströmungsrichtungen aus NW und NNO hin. Zusammen mit petrographischen Analysen läßt sich daraus ein südwärts gerichteter Transport von schwachmetamorphsedimentärem und magmatischem Detritus in ein oberdevonisches nicht-vulkanisches Becken ableiten.

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Résumén Ritmitas clásticas de edad paleozoica forman afloramientos discontinuos en la Cordillera de la Costa del Norte de Chile. La Formación El Toco (21°15–22°15S), que contiene una flora escasa de probable edad Devónico Superior, constituye la parte más septentrional de estos afloramientos. La base no se conoce, mientras que el techo infrayace discordantemente a volcanitas jurásicas inferiores (Fm. La Negra). Deformaciones hercínicas heteromórficas llevan a la formación de pliegues orientados predominantemente al NW inclinados fuertemente al SW. Localmente aparecen pliegues en forma de chevron de un tamano de 0.1 a 30 m que muestran caracteristicas de deformación transicional entre sinsedimentana-gravitativa y tectónica temprana.La serie que tiene una potencia de por lo menos 2300 m consiste en turbiditas proximales parcialmente con gravas e intercalaciones finas no-turbidíticas. Secuencias incompletas de BOUMA empiezan frecuentemente con capas de la division A (espesor maximo 6 m) los cuales se componen con frecuencia de areniscas gruesas gris-verdes, composicionalmente inmaduras y mal seleccionadas, con clastos aislados de cuarzo y pelita.Medidas de flute casts y foresets muestran paleocorrientes provenientes de NW y NNE. Junto con observaciones petrográficas, las paleocorrientes indican un transporte de material detrítico, originado de áreas con rocas sedimentarias, metamórficas de bajo grado e ígneas, dirigido al sur hacia una cuenca no volcánica de edad Devónico Superior.

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- , - . (21°15 - 22°15 ) , ; - ( -). . , . . NW , SW. 0,1 30 , , - , - . 2300 , . , . , NW a NNE. , , .

     

P-T-t paths of collisional orogens

Pressure-temperature-time (P-T-t) paths summarize the changes in pressure and temperature imposed on a metamorphic rock during orogenesis. They provide a convenient framework for the interpretation of complex metamorphic histories and also offer insight into the thermal and tectonic factors controlling metamorphism in collisional orogens. P-T-t data are acquired through a combination of textural observations, thermobarometry, and thermochronometry, and assembled into a P-T-t path using geological constraints. One-dimensional P-T-t models, assuming instantaneous deformation and thermal relaxation by conduction, are flexible and useful for testing tectonic models, particularly where geochronological constraints are available. Two-dimensional models allow more sophisticated deformation geometries and allow the effects of advection to be incorporated. Analysis of collisional orogens in terms of critical wedge theory can yield P-T-t paths that reflect coupling between thickening, uplift, exhumation, erosion, and convergence. Where rates of erosion approach rates of tectonic uplift, as is currently happening in the Southern Alps of New Zealand, high-grade metamorphic rocks can be exhumed rapidly from considerable depth. Alternatively, rapid exhumation may reflect gravity-driven extension in an over-steepened or thermally weakened orogen.

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Zusammenfassung Druck-Temperatur-Zeit (P-T-t) Pfade fassen die Änderungen in Druck und Temperatur zusammen, die den metamorphen Gesteinen während der Orogenese aufgeprägt wurden. Sie liefern einen passenden Rahmen für die thermischen und tektonischen Faktoren die die Metamorphose in Kollisionsorogenen steuern. P-T-t Daten werden erworben durch eine Kombination von textureilen Beobachtungen, Thermobarometrie, Thermochronologie, und werden in einem P-T-t Pfad unter Berücksichtigung von geologischen Grenzen zusammengefaßt. 1-dimensionale P-T-t Modelle die gleichzeitige Deformation voraussetzen sind flexibel und hilfreich um tektonische Modelle zu testen, insbesondere dort, wo geochronologische Grenzen zur Verfügung stehen. 2-dimensionale Modelle gestatten raffiniertere Deformationsgeometrien, und erlauben es die Advektionsprozesse zu integrieren. Analysen von Kollisionsorogenen im Sinne der kritischen Grenzwinkeltheorie kann P-T-t Pfade liefern, die eine Kopplung zwischen Verdickung, Heraushebung, Freilegung, Erosion und Konvergenz wiederspiegeln. Wo sich die Erosionsraten den Heraushebungsraten annähern, wie es zur Zeit in den südlichen Alpen Neuseelands passiert, können hochgradig metamorphe Gesteine aus erheblichen Tiefen freigelegt werden. Andererseits kann schnelle Freilegung auch gravitationsgesteuerte Ausdehnung in einem übersteilten oder thermisch instabilen Orogen widerspiegeln.

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Résumé Les trajets pression-température-temps (P-T-t) représentent les changements de pression et de température subis par les roches métamorphiques au cours d'une orogenèse. Ils fournissent un cadre adéquat à l'interprétation d'histoires métamorphiques complexes en même temps qu'ils éclairent les facteurs thermiques et tectoniques qui régissent le métamorphisme dans les orogènes de collision. Les données (P, T, t), obtenues par combinaison des observations structurales, de la thermo-barométrie et de la thermochronométrie, sont assemblées dans un trajet P-T-t qui tient compte des contraintes géologiques. Des modèles P-T-t, à une dimension, qui supposent une déformation instantanée et une relaxation thermique par conduction, présentent une certaine souplesse et sont utiles lorsqu'il s'agit de tester des modèles tectoniques, en particulier si on dispose de contraintes géochronologiques. Les modèles à 2 dimensions autorisent des geometries déformatives plus sophistiquées et permettent d'incorporer les effets d'advection. L'analyse d'orogènes de collision avec mise en æuvre de la théorie du coin critique, peut fournir des trajets P-T-t qui reflètent les connexions existant entre l'épaississement crustal, le soulèvement, l'exhumation, l'érosion et la convergence. Lorsque la vitesse d'érosion avoisine celle du soulèvement tectonique, comme c'est couramment le cas dans les Alpes du Sud de Nouvelle Zélande, des roches de degré métamorphique élevé peuvent être exhumées rapidement à partir de profondeurs considérables. Alternativement, une exhumation rapide peut traduire une extension à contrôle gravifique dans un orogène très redressé ou thermiquement instable.

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Sédimentation cyclothèmatique et distribution géochimique de l'uranium et du cuivre dans la série miocène marine du bassin du Tage (Portugal)

Résumé Le bassin néogène du Tage présente une différenciation en 5 épisodes sédimentaires déterminés par le diastrophisme. L'environnement géochimique du bassin confère à l'uranium et au cuivre une valeur de traceurs. L'unité de sédimentation étudiée correspond à la séquence ou cyclothème.Les résultats obtenus traduisent à l'échelle des séquences, une évolution inverse dans la distribution de l'uranium et du cuivre. La teneur en uranium croît tandis que la teneur en cuivre décroît. A l'échelle de l'épisode sédimentaire les concentrations en cuivre sont élevées à la base des cycles et décroissent vers le sommet; l'uranium évolue inversement. La valeur du rapport Cu/U apparait ici liée à l'environnement de sédimentation: rapport élevé pour le milieu paralique à affinités continentales; faible pour le milieu marin. A l'échelle de la série il en découle un comportement géochimique inverse entre le cuivre et l'uranium. Ce dernier se concentre préférentiellement dans les dépots fins, le premier se piégeant au contraire dans les dépots grossiers à affinités continentales discordants sur les formations sous-jacentes liant les occurences de cuivre à l'activité diastrophique.

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The neogene basin of the Tage river shows a differenciation in five sedimentary periods of different facies.The geochemical environment allows to use Copper and Uranium as tracers.The sedimentary unit studied here corresponds to a cyclotheme.The results show an opposite behaviour of copper and uranium inside of a cyclotheme. The grade of uranium increases while that of copper decreases. According to the scale of a sedimentary cycle the grade of copper decreases toward the top, at the base, the grades are higher. Uranium shows an opposite behaviour. The ratio Cu/U is apparently bound here to the particular environment. It is higher in a paralic environment.According to the scale of the sedimentary series an opposite behaviour of copper and uranium results. The latter enriches preferably in the very finegrained sediments, the former is to be found in the coarse deposits which show continental alluvial deposits and which appear discordantly on the underlaying beds. Thus the copper shows a clear connection with the diastrophic processes.

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Zusammenfassung Das Becken des Tajo, neogenen Alters, zeigt eine Differenzierung in fünf sedimentären Episoden, die verschiedenen Fazies entstammen. Die geochemischen Verhältnisse der Umgebung gestatten es, Kupfer und Uran als Leitelemente zu benutzen. Die hier untersuchte sedimentäre Einheit entspricht einer Abfolge (einem Cyclothem).Die erhaltenen Resultate zeigen innerhalb einer sedimentären Abfolge ein gegenläufiges Verhalten des Kupfers und des Urans. Der Urangehalt nimmt zu während der Kupfergehalt abnimmt. Im Maßstab eines sedimentären Zyklus nimmt die Konzentration des Kupfers nach oben hin ab, an der Basis sind die Gehalte höher. Das Uran zeigt ein umgekehrtes Verhalten. Der Quotient Cu/U ist hier offensichtlich an das spezielle Milieu gebunden — er ist höher im paralischen Milieu. Im Maßstab der gesamten Sedimentserie folgt daraus ein gegenläufiges Verhalten von Cu und U. Letzteres reichert sich vorzugsweise in den Feinstkorn-Sedimenten an, das erstere ist vor allem in gröberen Ablagerungen zu finden, die stärkere kontinentale Zufuhr zeigen und diskordant über den darunter liegenden Schichten auftreten — das Kupfer zeigt damit deutliche Bindung an diastrophische Vorgänge.

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Tajo 5 . (U, u) . a.

     

Fractionnement isotopique dans l'eau de cristallisation du sulfate de calcium

Résumé Le fractionnement isotopique (¹⁸O) entre l'eau de solubilisation et l'eau de cristallisation du gypse a été déterminé expérimentalement. La différence de l'ordre de 4 semble indépendante de la température. La connaissance de la composition isotopique de l'eau de solubilisation donne des indications paléoclimatiques et paléogéographiques.

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The¹⁸O fractionation between mother water and crystallisation water of the gypsum was determined by experiments. The difference, about 4 seems independent of temperature. The knowledge of the isotopic composition of mother water gives paleoclimatic and paleogeographic informations.

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Zusammenfassung Der¹⁸O-Gehalt im Porenwasser und Konstitutionswasser im Gips wurden experimentell bestimmt. Der Unterschied von 4 scheint unabhängig von der Temperatur zu sein. Die Kenntnis der Isotopenzusammensetzung des Porenwassers gibt paläoklimatische und paläogeographische Informationen.

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. , .

     

Petrochemistry of the lavas from proterozoic dalma volcanic belt,Singhbhum, eastern India

The Dalma volcanic belt of the Singhbhum Precambrian terrain in eastern India is developed along the median zone of a linear basin flanked by Archaean cratonic basement to the south. The lavas, in a low grade metamorphic environment, preserve a strong compositional bimodality, with highly magnesian picritic volcanics developed at the base and low-K basalt flows above, constituting the bulk of the lava pile. The ultrabasic lavas have low concentrations of immobile incompatible elements, ratios of which are probably controlled by the source character. Dalma mafic flows are closely comparable in geochemical character to modern day mid-oceanic ridge basalts (MORB) with a dominance of light-REE-depleted basalts and ferrobasalts. However, in terms of certain element ratios (Th/Ta), deviation from MORB characteristics toward island arc tholeiites is apparent. In this respect the Dalma basalts appear to have a modified MORB composition and the closest chemical analogy may be basalts from back-arc basins, i. e. a supra-subduction zone environment. The bimodality of ultrabasic and mafic lavas is reminiscent of Archaean komatiitic provinces. The geochemical signature of the Dalma lavas, and the geological framework of the terrain, strongly point to a marginal basin domain developed in this crustal segment during the Proterozoic.

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Zusammenfassung Der Vulkangürtel von Dalma liegt in der präkambrischen Region Singhbhum in Ostindien. Aufgeschlossen ist der Dalma-Gürtel im mittleren Bereich eines geradlinigen Bekkens, das im Süden durch Basement des Archaikums begrenzt wird. Die Laven befinden sich in einer geringmetamorphen Umgebung und weisen eine bimodale Zusammensetzung auf. An der Basis sind Magnesium-reiche und darüber Kalium-arme Basalte entwickelt, die repräsentativ für den Durchschnitt der Laven sind. Die ultrabasischen Laven enthalten niedrige Konzentrationen an immobilen nicht kompatiblen Elementen, deren Verhältnis wahrscheinlich von den Eigenschaften der Lavaquelle gesteuert wird. Der geochemische Charakter der mafischen Dalma-Vulkanite entspricht weitgehend den heutigen Basalten der ozeanischen Rücken (MORB). Dabei dominieren leicht abgereicherte REE-Basalte sowie eisenreiche Basalte. Vergleicht man allerdings Elementverhältnisse wie das von Th/Ta, wird eine Abweichung von dem typischen MORB-Charakter hin zu Inselbögen-Tholeiten deutlich. Berücksichtigt man diese Beobachtungen, scheinen die Dalma-Basalte eine modifizierte MORB-Zusammensetzung zu haben, die in ihrem Chemismus am ehesten den Basalten von Back-Arc-Becken, z. B. in einem Gebiet einer Supra-Subduktionszone, zu entsprechen. Die Bimodalität der ultrabasischen und mafischen Laven erinnert an archaische komatiitische Regionen. Die geochemische Zusammensetzung der Dalma-Laven sowie der geologische Rahmen des Gebietes deuten auf ein randliches Becken hin, das sich während des Proterozoikums entwickelt haben könnte.

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Résumé La ceinture volcanique de Dalma, dans le Précambrien de Singhbhum (Inde Orientale) est située dans la partie médiane d'un bassin linéaire bordé au Sud par un socle cratonique archéen. Les laves se trouvent dans un environnement de faible degré de métamorphisme et présentent une composition nettement bimodale: volcanites picritiques très magnésiennes à la base, surmontées de coulées basaltiques pauvres en K, qui constituent l'essentiel de l'ensemble. Les laves ultrabasiques montrent de faibles concentrations en éléments immobiles incompatibles dont les rapports sont probablement déterminés par le caractère de la source. Les coulées basiques de Dalma sont très comparables, dans leurs propriétés géochimiques, aux basaltes récents des rides océaniques (MORB), avec une dominante de basaltes pauvres en terres rares légères et de ferro-basaltes. Toutefois, les rapport de certains éléments (Th/Ta) font apparaître, par rapport au MORB, une déviation vers les tholéiites d'arcs insulaires. A ce point de vue, les basaltes de Dalma montrent une composition de MORB modifée et une analogie avec les basaltes de bassins d'arrière-arc, c'est-à-dire en situation de supra-subduction. La bimodalité laves ultrabasiques/laves basiques est une réminiscence des provinces komatiitiques archéennes. Le signalement géochimiques des laves de Dalma et leur situation géologique plaident en faveur d'un domaine de bassin marginal développé dans ce segment central au cours du Protérozoïque.

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, . , , . , , . , , . , . : MORB. , . , , .: /, MORB . , , , MORB, , .: . . , , .

     

Growth of cordierite in the Archean metasediments near Yellowknife,district of Mackenzie,Canada

The widespread occurrence of cordierite in the Archean metasediments near Yellowknife was attributed by earlier workers to the contact metamorphism associated with the granite. However, detailed field and textural studies on the cordierite-bearing rocks near Sparrow Lake indicate that the growth of cordierite is not restricted to the aureole around the Sparrow Lake granite. Fabric relations demonstrate that cordierite grew under regional metamorphic conditions existing before and after the intrusion of the granite. Emplacement of the Sparrow Lake pluton is considered to represent the culmination stage of regional tectonism that manifested itself as deformation, metamorphism and granite intrusion in the Sparrow Lake area.

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Zusammenfassung Die Verbreitung von Cordierit in den archaischen Metasedimenten bei Yellowknife führten frühere Autoren auf die mit dem Granit verbundene Kontaktmetamorphose zurück. Genaue Gelände- und Strukturuntersuchungen an den cordieritführenden Gesteinen aus dem Gebiet von Sparrow Lake zeigen jedoch, daß das Wachsen von Cordierit nicht auf die Aureole um den Sparrow Lake-Granit beschränkt ist. Gefüge-Beziehungen beweisen, daß Cordierit unter regionalen metamorphen Bedingungen gebildet wurde, die vor und nach der Intrusion des Granits herrschten. Die Bildung des Sparrow Lake-Plutons wird als Höhepunkt regionaler tektonischer Vorgänge angesehen, die im Sparrow Lake-Gebiet als Deformation, Metamorphose und Granitintrusion in Erscheinung traten.

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Résumé L'extension de la cordiérite dans les métasédiments archéens de la région de Yellowknife fut longtemps attribuée au métamorphisme de contact associé au granite. Cependant des études précises sur le terrain et l'examen de la texture des roches à cordiérite indiquent que la croissance de la cordiérite n'est pas restreinte à l'auréole du granite du lac Sparrow. Les relations vectorielles démontrent que la croissance de la cordiérite s'est effectuée dans des conditions métamorphiques régionales existant avant et après l'intrusion du granite. La mise en place du pluton du lac Sparrow réprésenterait donc l'étape culminante de la tectonique régionale qui dans la région du lac Sparrow s'est manifestée par la déformation, le métamorphisme et l'intrusion granitique.

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, . Yellowknife , Sparrow-Lake. , , . Sparrow-Lake , , , .

     

Detailed analysis of tectonic levels in the Appalachian Piedmont

Recent mapping has provided a close look at detail relationships contrasting a major infrastructural zone with an adjacent suprastructural area in the southern U.S. Piedmont. The Inner Piedmont belt infrastructural flow folds terminate against a northeast trending polydeformational cataclastic zone as one traverses toward the southeast along the South Carolina — Georgia border. The broad axial part of the infrastructural Inner Piedmont is represented by a complex of sillimanite-bearing mica gneiss and schist. Interlayered amphibolite permits recognition of major nappe-like antiforms and synforms. The southeastern edge of the Inner Piedmont is devided from the axial core by a tectonic slide, and is a separate and distinct nappe. Granitoid gneiss and amphibolite dominate in it.Suprastructural rock terrane lies southeast of the cataclastic Lowndesville (Kings Mountain) belt, which is considered to have behaved as a detachment zone between the plastic infrastructure in the northwest and the stiffer suprastructure in the south-east. Mafic metamorphosed rocks dominate the lower stratigraphic section in the suprastructural area. These Charlotte belt rocks are overlain by low grade metavolcanic rocks of the Carolina Slate belt. Tight upright folds characterize the suprastructure.Granitoid bodies of large to small size intrude the Piedmont of this area. Extensive migmatite is associated with this granitoid material in the infrastructural Inner Piedmont belt. Much of the granitoid material formed during the stockwork tectonic phase in an early Paleozoic orogenesis.

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Zusammenfassung Neue geologische Kartierungen im südlichen Appalachen-Vorgebirge ergaben einen engen Zusammenhang zwischen Oberbau und Unterbau. In der inneren Piedmont-Zone endet der Fließfaltenbau gegen eine mehrfach deformierte, kataklastische Zone, die sich nach SE entlang der South Carolina/Georgia-Grenze erstreckt. Die breite Achsialzone des Unterbaues im Bereich des inneren Piedmont wird aus Sillimanitführenden Glimmer-Gneisen und Schiefern aufgebaut. Zwischengelagerte Amphibolite erlauben in Synklinen und Antiklinen größere deckenartige Strukturen zu erkennen. Der SE-Teil des inneren Piedmont ist vom achsialen Kern durch eine tektonische Bewegungsfläche getrennt und stellt eine eigene Decke dar. Hier dominieren Granit-Gneise und Amphibolite.Der Oberbau folgt SE der kataklastischen Lowndesville (Kings Mountain) Zone als vom plastischeren Unterbau abgescherter starrer Komplex. Mafische Metamorphite bilden den stratigraphisch liegenden Teil des Oberbaues. Diese Charlotte Belt-Gesteine werden von niedrig metamorphen metavulkanischen Gesteinen des Carolina Slate Belt überlagert. Aufrechte Falten charakterisieren den Oberbau.Granitkörper von verschiedenen Dimensionen intrudieren in das Piedmont. Migmatisierung ist vor allem im inneren Piedmont zu beobachten. Das granitische Material wurde während der Ausbildung der Stockwerkstektonik in einer frühpaläozoischen Gebirgsbildung geformt.

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Résumé Une étude géologique récente fournit une première connaissance des contrastes qui existent entre une zone majeure infrastructurale dans le Piedmont des Appalaches du Sud et une région adjacente, superstructurale. Des plis infrastructuraux d'écoulement se terminent contre une zone cataclastique qui s'étend vers le sud-est le long de la frontière entre la Géorgie et la Caroline du Sud. Cette zone, comme toutes les zones, court vers le nord-est. La large zone axiale de l'infrastructure, est représentée par uncomplexe de gneiss et de schistes à mica et à sillimanite. Des intercalations d'amphibolite permettent de reconnaître dans les antiformes et synformes de grandes structures en nappes. Le bord sud-est de l'Inner Piedmont, qui est une nappe distincte, est séparé de la partie centrale par une faille. Le gneiss granitique et l'amphibolite y prédominent.Le domaine superstructural se trouve au sud-est de la zone cataclastique du Lowndesville (Kings Mountain), qui est considérée comme la zone de détachement entre l'infrastructure plastique du nord-ouest et la superstructure plus rigide du sud-est. Des roches métamorphiques et basiques prédominent dans les couches stratigraphiques inférieurs dans la partie rigide. Ces roches de la bande Charlotte sont recouvertes par les roches volcaniques, moins métamorphiques, de la zone Caroline du Slate. Des plissements serrés et verticaux caractérisent la zone megastructurales.Des plutons granitiques de dimensions variées pénètrent le Piedmont, avec migmatitisation surtout dans la zone d'infrastructure. Le materiau granitique s'est formé, au cours de la formation d'une tectonique en Stockwerk lors d'une orogénie dans le Paleozoique ancien.

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. Piedmont , SE : /. Piedmont , . . SE Piedmont . - . Lowndesville SE — King Mountain — . . Charlotte Carolina Slate, . . Piedmont . Piedmont . .

     

Der elektromagnetisch induzierte Erdstrom,insbesondere längs zweier Profile durch das nördliche Alpenvorland

Zusammenfassung Es werden die drei Methoden: erdmagnetische Tiefensondierung, Tellurik oder E-Feld-Messung und Magnetotellurik erläutert (Abb. 1, 2, 4 und 5).Längs zweier Profile in Süddeutschland, die die Bayerische Vorlandsmolasse kreuzen, wurde die zeitliche Variation der horizontalen Komponente des im Untergrund elektromagnetisch induzierten erdelektrischen Feldes mit transportablen Elektrographen registriert. — ist annähernd elliptisch polarisiert; die Richtung der großen Halbachsen dieser Näherungsellipsen wird unter bestimmten Bedingungen Vorzugsrichtung genannt. Die Vorzugsrichtungen sind im Bereich des Molassetroges systematisch orientiert (Abb. 3). Die Intensität von ist im Molassetrog bedeutend kleiner als im Kristallin am W-Rand der Böhmischen Masse (Abb. 6). Aus der räumlichen Variation von kann unter gewissen Bedingungen die Mächtigkeit der gutleitenden Sedimentdecke abgeschätzt werden. Hierzu wurde das Verhältnis Wanderstation / (E_xo ² + E_yo ²) Basisstation] verwendet, wobei E_xo und E_yo die maximalen Komponenten innerhalb einer Störung sind.

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The three methods: geomagnetic deepsounding, tellurics or E-field-measurements, and magnetotellurics are explained (Abb. 1, 2, 4 and 5).The electric field produced by electromagnetic induction in the earth was observed following two profiles crossing the Molasse basin N of the Alps, Southern-Germany (Abb. 3). Transportable electrographs were used. The horizontal induced geoelectric field is nearly elliptically polarized. The direction of the major axes of these ellipses which approximate the vectordiagrams, is called the preference direction under special conditions. The preference directions of are systematically orientated in the Molasse basin (Abb. 3). The intensity of is smaller in the Molasse than it is in the area of crystalline rocks. The thickness of the sedimentary layer of good conductivity can be estimated by means of the relation wandering station / (E_xo ² + E_yo ²) basis station]. E_xo and E_yo are the maximal components between the beginning and the end of an event (Abb. 6).

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Résumé Les trois méthodes suivantes sont expliquées: le sondage magnétique en profondeur, la méthode tellurique ou mesure du champ électrique , et la méthode magnétotellurique.Les variations du champ électrique induit dans le sol ont été enrégistrées le long de 2 profils qui croisent la molasse bavaroise en Allemagne du Sud (Fig. 3). Des électrographes mobiles ont été utilisés. — Le champ induit horizontal montre une polarisation approximativement elliptique. La direction de l'axe principal des ellipses est appelée direction de préférence sous certaines conditions. On trouve que ces directions de préférence ont une orientation systématique dans la molasse (Fig. 3). L'intensité du champ électrique est beaucoup plus petite dans la molasse que dans les roches ignées et métamorphiques du Massif de Bohème. L'épaisseur de la couche sédimentaire à bonne conductivité peut être estimée à l'aide du quotient station mobile/ (E_xo ² + E_yo ²) station fixe], oú E_xo et E_yo désignent les composantes maximales enrégistrées dans l'intervalle d'une perturbation considérée.

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Die Untersuchungen wurden im Rahmen des Forschungsprogramms Erdmagnetische Tiefensondierung durchgeführt. An diesem Programm, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert wird, sind auch das Institut für Meteorologie und Geophysik der Technischen Hochschule in Braunschweig und das Institut für Geophysik der Georg-August-Universität in Göttingeo beteiligt.     

Ein verbessertes Strukturmodell für die Ostalpen,abgeleitet aus refraktions-seismischen Daten unter Berücksichtigung des Alpen-Längsprofils

Zusammenfassung Die Vermessung des Alpen-Längsprofils 1975 lieferte unter anderem Daten zur verbesserten Bestimmung der Geschwindigkeits-Tiefen-Verteilung unter dem Alpen-Hauptkamm. Diese Geschwindigkeits-Tiefen-Verteilung ist charakterisiert durch eine mächtige Inversionszone im Tiefenbereich zwischen 20 und 30 km — sie liegt somit tiefer als bei früheren Modellen — sowie eine weitere weniger ausgeprägte Inversionszone in der Unterkruste. Eine mit diesen Ergebnissen konsistente Reinterpretation des EschenloheSüdost-Profils ermöglichte die Konstruktion eines zweidimensionalen Krustenmodells längs der Linie Eschenlohe-Triest. Dieses Modell ist auch in guter Übereinstimmung mit Ergebnissen der Refraktionsprofile Eschenlohe-Ost und Lago Lagorai-Ost. Darüber hinaus befriedigt es Laufzeitbeobachtungen von Nachbeben aus der Region Friaul.

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Refraction seismic measurements along the Alpine Longitudinal Profile 1975 yielded among other things data for a reliable determination of the velocity-depth distribution beneath the crest of the Alps. This velocity-depth distribution is characterized by a rather thick inversion zone in the depth range between 20 and 30 km — which is deeper than with earlier models — as well as another less pronounced one in the lower crust. A reinterpretation of the Eschenlohe-Southeast profile consistent with these new data allowed the development of a two-dimensional crustal model along the line Eschenlohe-Trieste. This model is in excellent agreement with results from refraction profiles Eschenlohe-East and Lago Lagorai-East. It furthermore satisfies travel time observations from aftershocks of the Friulian earthquake.

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Résumé La campagne ALP 1975 a permis entre autres de donner une meilleure détermination de la répartition de la vitesse en profondeur v(z) sous la crête principale des Alpes. Celle-ci est caractérisée par une épaisse zone d'inversion de vitesse (LVZ) entre 20 et 30 km, donc plus profonde que les modèles antérieurs, et une seconde zone d'inversion moins prononcée dans la croûte inférieure. Tenant compte de ces résultats nous avons fait une réinterprétation du profil Eschenlohe-Sud-Est, ce qui nous permet de construire une coupe structurale de la croûte le long de la ligne Eschenlohe-Trieste. Ce modèle est en bon accord avec les résultats des profils Eschenlohe-Est et Lago Lagorai-Est et avec des durées de propagation déterminées pour des répliques du séïsme du Frioul.

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. . . 20 30- , .. , , —, , — . - - - -. -, , .

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A Lithospheric Seismic Profile Along the Axis of the Alps; paper No. II.     

Paleogeographic and paleotectonic response to magmatic processes: a case history from the Archean sequence in the Chibougamau area,Quebec

The Chibougamau area, Québec, is characteristic of the internal zone of the Archean Abitibi Orogenic Belt. The paleogeographic, paleotectonic and magmatic history of the Archean sequence in the Chibougamau area is subdivided into three stages.In the first stage a submarine volcanic chain formed mainly by the effusion of submarine lava flows composed of primitive, potash-poor, tholeiitic basalt. The volcanic chain gradually grew to sea level. In the second stage, volcanic islands emerged and grew. Mainly pyroclastic eruptions of strongly differentiated, calc-alkaline andesite and dacite concentrated on the volcanic islands, whereas effusion of basalt continued at first in the surrounding basin. A felsic volcaniclastic apron was deposited around the volcanic islands. In the third stage, the volcanic islands were uplifted and were eroded to the level of their subvolcanic plutons. The debris derived from this volcanic-plutonic terrain was deposited in downfaulted marine and continental basins. The contemporaneous volcanism was shoshonitic.The first paleogeographic stage is interpreted as the growth of an immature island arc. During the second stage, the island arc became mature and its crust was thickened by accretion of plutonic material. The third stage is a period of back-arc extension.

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Zusammenfassung Das Gebiet von Chibougamau, Québec, ist characteristisch für die interne Zone des Archaischen Abitibi Orogens. Man kann seine paleogeographische, paleotectonische und magmatische Geschichte in drei Phasen gliedern.Eine submarine Vulkankette formte sich in der ersten Phase, hauptsächlich durch Effusion von submarinen Lavaergüssen aus primitivem, kaliarmen, tholeiitischem Basalt. Die Vulkankette wuchs langsam bis zum Meeresspiegel. Vulkanische Inseln bildeten sich und wuchsen während der zweiten paleogeographischen Phase. Vorwiegend pyroklastische Eruptionen von stark differenzierten, kalk-alkalischem Andesit und Dazit konzentrierten sich mehr und mehr auf den Inselvulkanen, während die Effusion von Basalt zunächst in den Becken noch stattfand. Ein Mantel aus felsitischen vulkanoklastischen Gesteinen wurde um die Inselvulkane abgelagert. Die dritte Phase begann mit einer Hebung der Inselvulkane und mit ihrer Erosion bis zum Niveau ihrer subvulkanischen Plutone. Der Detritus dieses vulkanisch-plutonischen Geländes wurde in marinen und kontinentalen Verwerfungsbecken abgelagert. Der gleichalte Vulkanismus ist shoshonitisch.Wir deuten die erste paleogeographische Phase als Wachstumsphase eines primitven Inselbogens. Während der zweiten Phase reifte der Inselbogen und seine Kruste verdickte sich durch Akkretion plutonischen Materials. Die dritte Phase ist eine Periode der Dehnung im Hinterland eines Inselbogens.

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Résumé La région de Chibougamau, Québec, est caractéristique de la zone interne de la ceinture orogénique archéenne de l'Abitibi. Son évolution paléogéographique, paléotectonique et magmatique se subdivise en trois phases.Lors de la première phase paléogéographique, une chaîne sous-marine de volcans se formait, essentiellement par l'émission de coulées de lave composée de basalte primitif, hypopotassique, tholéiitique. Graduellement cette chaîne volcanique s'élevait jusqu'au niveau de la mer. A la phase suivante, des îles volcaniques émergeaient et croissaient. Des éruptions essentiellement pyroclastiques d'andésites et de dacites calco-alcalines et fortement différenciées se concentraient sur les îles tandis que l'effusion de laves basaltiques continuaient dans le bassin. Un manteau de roches volcaniclastiques felsiques se déposait autour des îles volcaniques. Lors de la troisième phase, les îles volcaniques furent soulevées et furent érodées jusqu'au niveau des masses plutoniques sub-volcaniques. Le débris de ce terrain volcano-plutonique fut déposé dans des bassins de faille marins et continentaux. Des shoshonites dominaient le volcanisme contemporain.Nous interprétons la première phase paléogéographique comme une phase de croissance d'un arc insulaire immature. Lors de la deuxième phase, 1'arc insulaire devenait mature et sa croûte s'epaissît par accrétion de matériel plutoni-que. Enfin, la troisième phase est une période d'extension en arrière d'un arc insulaire.

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Chibougamau, Quebec, Abitibi. , . , . . , , . . , . - , , . . . . , , . , — . — . .

     

Zur Petrologie der ostalpinen Flyschzone

Zusammenfassung Die Flyschzone bei Wien ist 2000–3000 m mächtig und besteht aus marinen Kreide-Paläozän -und Eozänablagerungen. Die oberkretazischen Kahlenberger -und Altlengbacher Schichten — sie entsprechen der Zementmergelserie bzw. der Mürbsandsteine führenden Oberkreide weiter im Westen — sind durch rhythmisch vertikal sortierte Psammit-Pelitschichtfolgen mit charakteristischen Sohlmarken und Lebensspuren, synsedimentären Deformationsstrukturen, Parallel -und Schrägschichtungen im Feinsand-Siltbereich gekennzeichnet. Die sedimentologischen Eigenschaften dieser Flyscheinheiten lassen sich zwanglos durch die Aktivität von Trübeströmen erklären. In der Unterkreide und im Eozän treten die sedimentologischen Charakteristika der Flyschfazies in den Hintergrund. Die mineralogische Zusammensetzung der Sandsteine weist auf ein aus Metamorphiten und Metaplutoniten bestehendes, von Perm- und Juraablagerungen teilweise bedecktes Liefergebiet. Autochthone Massive, heute von den Kalkalpen begraben, sind das wahrscheinliche Liefergebiet der Oberkreidesedimente. Die distributive Provinz des Eozäns liegt in der Böhmischen Masse.

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The Flysch zone near Vienna has a thickness of 2000–3000 m and consists of Cretaceous, Paleocene and Eocene marine sediments. Graded bedding, sole markings, convolute and current bedding are frequent in the Upper Cretaceous strata of Kahlenberg and Altlengbach-Sievering which are to be correlated with the series of cement-marl respectively the Upper Cretaceous with sandstones further west. The sedimentological features of these parts of the flysch zone can be easily explained by the activity of turbidity currents. In Lower Cretaceous and Eocene the typical flysch facies is fading out. Quartz- and calcareous sandstones, silts, shales, marls and subordinated limestones (Neocom) compose the flysch zone. The mineralogical composition of the sandstones points to a distributive province of metamorphic and metaplutonic rocks, partly covered by sediments. Autochthonous massifs bordering the southern fringe of the flysch trough now burried by the Kalkalpen are the source area of the Upper Cretaceous flysch sediments. The Eocene sediments are mostly derived from the Bohemian Massif.

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Résumé La zone du Flysch aux environs de Vienne a une puissance de 2000–3000 m, elle est composée de couches marines de craie, de paléocène et d'éocène. Les couches de Crétacé supérieur de «Kahlenberg» et de «Altlengbach «correspondent à la série de ciment et marne et au Crétacé supérieur avec grès qui se trouve plus loin à l'Ouest. Ces couches sont caractérisées par des grès granoclassés rhythmiques; les grès fins et les silts à la partie supérieure des bancs sont très souvent stratifiés parallels ou inclinés, il y a aussi des structures convolutes. Les qualités sédimentologiques de cette partie de la zone du Flysch sont expliquées par l'activité de courants de turbidité. Dans le Crétacé inférieur et dans l'éocène le faciès du Flysch diminue. Des quartz, des grès calcaires, des silts, des marnes, des argiles et des calcaires subordonnés composent la zone du Flysch. La composition mineralogique des grès montre une région d'origine composée de roches métamorphiques et metaplutoniques, dont quelques parties sont couvertes par des dépôts de perm et de jura. Des massifs autochtones au Sud du Flysch trog, qui aujourdhui sont enterrés par les Alpes Calcaires, sont probablement la zone d'origine du Crétacé supérieur. La province distributive de l'éocène se trouve dans le massif Bohémien.

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, , . Kahlenberger Altlengbacher . . , , , , .

     

On the classification of the West Greenland anorthosites

In his recent classification of anorthosites,Berrange(1966) has interpreted the West Greenland anorthosites as orognic-plutonic types. However, recent work has shown that in the central high-grade region of Fiskenaesset nearly all the anorthosite horizons have intense chromite layering. The anorthosites have been metamorphosed under granulite facies conditions and subsequently downgraded. The conclusions are made that the West Greenland anorthosites as a whole should be classified as pre-orogenic stratiform types and that most of the present features are of secondary origin and should not be confused with those of the orogenic-plutonic association.

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Zusammenfassung In seiner neuesten Klassifikation der Anorthosite hatBerrangé (1966) die west-grönländischen Anorthosite als orogen-plutonische Typen interpretiert. Neueste Studien haben jedoch gezeigt, daß in den zentralen, hochmetamorphen Gebieten von Fiskenaesset fast alle Anorthosite zahlreiche Chromiteinlagerungen aufweisen. Die Anorthosite sind unter Granulit-Fazies metamorphisiert und anschließend diaphthoritisch überprägt worden. Man kann daraus folgern, daß die west-grönländischen Anorthosite im Ganzen als präorogene, schichtige Typen zu klassifizieren sind und daß die meisten der heutigen Merkmale sekundären Ursprungs sind, und nicht mit den orogen-plutonischen Anorthositen verwechselt werden dürfen.

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Résumé Dans sa classification récente des anorthosites,Berrangé (1966) a interprété les anorthosites du Groenland occidental comme appartenant au genre orogénique-plutonique. Des récents travaux ont cependant montré que presque tout les horizons d'anorthosite dans la région centrale gneissique de Fiskenaesset possèdent de nombreuses intercalations de chromite. Les anorthosites ont été métamorphosées sous des conditions de faciès granulitique et par la suite ont subi un métamorphisme rétrograde. Pour conclure, il semble que les anorthosites du Groenland occidental en général doivent être classifiées comme étant du genre pré-orogénique stratiforme, et que la majorité des caractéristiques actuelles sont d'origine secondaire et ne doivent pas être confondues avec celles des associations orogéniques-plutoniques.

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Berrange' (1966) , . , , , . , . , , - , .

     

Deep-sea carbonates: Reading the carbon-isotope signal

The carbon isotope signal in deep-sea sediments reflects a mix of (1) global changes in the rates of exchange of the ocean's carbon reservoir with biosphere, soil, and sediments, (2) global and regional changes in surface water productivity, (3) internal shifts in water-mass structure and circulation (basin-basin fractionation, oxygen minimum development), and (4) organism-specific fractionation effects due to changes in micro-habitat and/or ontogenic fractionation (»vital effects«). Additional complications arise from differential preservation. It is impossible to entirely isolate these various factors. As a rule of thumb, long period signals that are parallel for planktonic and benthic data reflect external (global) fractionation patterns, whilst short-period signals are more likely tied to internal patterns (water-mass fractionation). The various approaches to interpretation are illustrated with three case studies: the Glacial-Holocene transition, the Messinian Carbon Shift, and the Miocene Monterey Excursion.

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Zusammenfassung Das Kohlenstoff-Isotopensignal in den Tiefseesedimenten spiegelt ein Zusammenspiel wider, das (1) von den globalen Austauschraten des ozeanischen Kohlenstoffreservoirs mit der Biosphäre, den Böden und den Sedimenten gesteuert wird, (2) in dem ein globaler und regionaler Wechsel in der Produktivität des Oberflächenwassers und (3) interne Veränderungen in der Wassermassen-Struktur und -Zirkulation (Becken-zu-Becken-Fraktionierung, Sauerstoffminimumentwicklung) zum Ausdruck kommen, und (4) in dem eine spezifische Fraktionierung hervorgerufen durch die Milieuänderung im Lebensraum der Organismen und/oder ontogenetische Fraktionierung (»Vitaleffekte«) erscheint. Zusätzliche Komplikationen entstehen aus unterschiedlichen Erhaltungsmöglichkeiten. Es ist unmöglich, alle diese verschiedenen Faktoren vollständig zu isolieren. Als Faustregel kann man annehmen, daß langpenodische Signale, die parallel mit Plankton- und Benthosentwicklungen verlaufen, externe globale Fraktionierungstrends widerspiegeln, während kurzzeitige Signale eher an interne Muster gebunden sind (Fraktionierung innerhalb der Wassermassen). Die verschiedenen Möglichkeiten der Interpretation werden an speziellen Fällen diskutiert: am Übergang Pleistozän zu Holozän, an der Veränderung des Kohlenstoffverhältnisses im Messinium und an dem Monerey-Maximum im Miozän.

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Résumé Le signal isotopique du carbone enregistré dans les sédiments océaniques résulte d'un ensemble de mécanismes qui reflètent: 1) les variations globales dans l'intensité des échanges entre le réservoir du carbone de l'océan et la biosphère, les sols et les sédiments, 2) les variations globales et régionales de productivité des eaux de surface, 3) les changements dans la structure et la circulation des masses d'eaux (fractionnement de bassin à bassin, développement d'un niveau à minimum d'oxygène), et 4) les effets de fractionnement propres aux organismes, dûs à des changements de micro-habitat et/ou à un fractionnement au cours de l'ontogénie (»effet vital«). La préservation différentielle ajoute certaines difficultés d'interprétation. Il n'est pas possible d'isoler entièrement chacun de ces différents facteurs. D'une manière générale les signaux à longue période dont les variations sont parallèles pour les données planctoniques et benthiques correspondent à un fractionnement dû à des facteurs externes (globaux), alors que les signaux à courte période sont plus vraisemblablement liés à des facteurs internes (fractionnement des masses d'eaux). Trois cas étudiés permettent d'illustrer ces différents types d'interprétation: la transition Glaciaire/Holocène, le »décrochement Messinien« et l'»enrichissement de Monterey« au Miocène.

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Sediment compaction in large scale systems

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

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

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

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Lineament-Tektonik in Nordost-Brasilien

Zusammenfassung An Hand einer Struktur-Karte von Nordost-Brasilien wird die tektonische Entwicklung des ostbrasilianischen und von Teilen des zentralbrasilianischen Schildes sowie der zwischen beiden gelegenen Sedimentärbecken dargestellt. Es wird die Bedeutung aufgezeigt, die mehrere Lineamente auf die Streichrichtungen des Grundgebirges haben. Im ostbrasilianischen Schild riefen sie Virgationen hervor, die den Raum für die zentralen Sediment-Becken ausweiteten. Andere Lineamente begünstigten die Umbiegung des S-N gerichteten zentralbrasilianischen in das E-W gerichtete Süd-Amazonas-Grundgebirge, und wiederum andere die des ostbrasilianischen in das Nord-Amazonasbzw. Guayana-Grundgebirge. Infolge dieser Umbiegungen ergibt sich ein Parallelismus des zentralen und Orientalen Grundgebirges mit dem Verlauf der Nordost- und Nordküste Brasiliens. An strukturell besonders bedeutsamen Umbiegungen formten sich Blockfalten-Orogene, so in dem Gebiet von Cabrobo am São Francisco und in der Küstenregion von Ceará.

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A structural map of the north-east of Brazil shows the tectonic evolution of the eastern and part of the central Brazilian shield and the sedimentary basins enclosed by them. Some lineaments are a very important factor of the strike of the crystallin basement. On the eastern shield they formed virgations enlarging the sedimentary basin of the center. — Other lineaments promoted the curvations of the precambrian central shield from the direction S-N to the direction E-W, the Amazonian, some other promoted the curvations of the precambrian of the eastern shield into the Guiana direction. In consequence of these curvations results a parallelism of the direction of the central and eastern shield to the N-E and N coast of Brazil. There were formed folded blocks on structural very important points of the curvations, so at Cabrobó, situated at the riverbasin of Rio São Francisco and in the coast region of Ceará.

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Resumo Apresentamos um mapa estrutural do Nordeste brasileiro que mostra a situação tectônica do trecho oriental e de parte do central do escudo brasileiro, e das bacias sedimentárias nêstes intercaladas. Releva-se o efeito importante de alguns lineamentos em relação à direçâo do embasamento cristalino. No escudo oriental criaram virgações, que alargaram as bacias sedimentárias no centro. Outros lineamentos favoreceram a curvatura do pré-cambriano do escudo central da direção S.-N. à direção E.-W., amazônica, e outros a curvatura do précambriano do escudo oriental à direção guianense. Em consequência dêsse movimento resulta certo paralelismo das direções dos escudos central e oriental com a costa nordeste e norte do Brasil. Nas curvaturas mais importantes formaram-se blocos dobrados e falhados, como p.ex. na área de Cabrobó no ponto mais setentrional do rio São Francisco e na região norte do Ceará.

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