Das Zusammenwirken von Sedimentation und Bruchtektonik in den triadischen Hallstätterkalken der Ostalpen

Zusammenfassung Die Hallstätterkalke der Ostalpen verdienen als Träger der Obertriasstratigraphie der Tethys allgemeines Interesse. Ihre Lithologie wird bestimmt durch Ablagerung in einem von Flachwasserkarbonaten umgebenen Hungerbecken mit fast stagnierender Sedimentation einerseits und durch die Wirkung synsedimentärer Tektonik andererseits.Die vertikale Abfolge und ihr horizontaler Wechsel innerhalb der Hallstätterkalke sind in der klassischen Region des Salzkammergutes auffallend konstant, so daß ein schematisches Normalprofil aufgestellt werden konnte. Neben der Hallstätterkalk-Fazies gibt es eine solche mit tonreicheren Grausedimenten, die im einzelnen deutlich davon differiert, aber im Großrhythmus der Kalk-TonSedimentation ähnlich ist.Die synsedimentäre Tektonik wird beherrscht von brechender Verformung der weitgehend festen Sedimente. Es bildet sich ein Netz von Zugklüften mit stellenweise meterbreiten, offenen Spalten, die allmählich verfüllt werden. Tektonische Einengung wurde nur selten beobachtet, häufiger Versetzung und Kippung von Schollen im Meterbereich. Die Interferenz der Sedimentation mit den tektonischen Bewegungen beweist, daß letztere im kleinen ruckartig verliefen, im großen aber während des Karn und Nor ziemlich gleichmäßig andauerten. Sie stehen möglicherweise in Zusammenhang mit der relativen Hebung des gesamten Hallstätter Beckens gegenüber den rasch absinkenden Dachsteinkalk-Plattformen.In stratigraphischer Hinsicht wirken die Spalten als Fossilfallen und lagern oft sehr fossilreiche Sedimente unter Durchbrechung des Lagerungsgesetzes in stratigraphisch älteres Gestein ein. Die Unterscheidung von Spalten- und Schichtlagern im Hallstätterkalk ist jedoch im allgemeinen gut durchführbar.

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As they bear classical stratigraphic localities of the Upper Triassic, the East Alpine Hallstätterkalke are of general interest. Their area of deposition was a starved basin between shallow water carbonate platforms with reduced sedimentation and subsolution on one side and influence of syngenetic tectonics on the other.The vertical successions and their lateral changes within the Hallstätterkalk are remarkably constant. A schematical standard succesion can be given. Besides the facies of Hallstätterkalk with generally red sediments there exists another with more argillaceous gray deposits, differing in details of lithology but not in the general rhythm of lime and clay sedimentation.Syngenetic tectonic activity causes fracturing in the highly consolidated sediments. Among the joints most frequently tension cracks occur, some meters wide and filled with younger sediment. Tilted blocks and displacements are common, but shearing and tectonic compression are rare. The tectonic activity consisted of many small jerks, but was continuous during a long period, i. e. the Carnian an the Norian. This is shown by the interference with sedimentation.From the stratigraphic point of view the cracks are important as they act as traps for fossils and as these fossil-rich fillings are deposited in older rocks, breaking the law of stratigraphic succession. But in most cases deposits in cracks can easily be distinguished from those in normal sediment.

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Résumé Les calcaires de Hallstatt des Alpes Orientales contiennent les profils classiques du Triassique supérieur et sont donc d'un grand interêt. Leur lithologie est déterminée par une sédimentation réduite dans un «starved basin» d'une part et par l'effet d'une tectonique syngénétique d'autre part.Leur succession verticale et leur variation latérale particulièrement constantes dans la région classique du Salzkammergut permettent de dresser un profil typique schématique. A part le faciès des calcaires rouges il existe un autre à sédiments gris plus colloidal dont les détails se distinguent du premier mais leur rhythme principal calcaire-colloide est analogue.La tectonique synsédimentaire est caractérisée par une déformation rupturelle des sédiments largement consolidés. Il se forme un système de diaclases ouvertes qui sont remplies peu à peu. Des phénomènes de cisaillement et de resserrement sont assez rares, des diaclases d'extension et des basculements de blocs sont observés plus souvent à l'échelle de quelques mètres. Pour des périodes limitées les mouvements tectoniques ont eu lieu par secousses, mais vu l'ensemble des périodes du Carnien et du Norien on se rend compte de la continuité de leur activité.Du point de vue stratigraphique les diaclases ont la fonction de pièges à fossiles. Des sédiments fossilifères se trouvent souvent dans des roches plus anciennes. Mais ce dépôts à fossiles peuvent être distingués nettement des couches stratifiées dans les calcaires de Hallstatt.

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Paläogezeiten und Erdrotation

Zusammenfassung Gezeitenreibung der Hydrosphäre bewirkt einen Verlust von Rotationsdrehimpuls der Erde, der durch einen Gewinn von Bahndrehimpuls des Mondes ausgeglichen wird. Die Dissipationsrate kann für einen gegebenen Ozean mit Hilfe hydrodynamisch-numerischer Modelle berechnet werden. Die Rückverfolgung der Geschichte des Erde-Mond-Systems erfordert wegen der Änderung der Kontinent-Meer-Verteilung zur Bestimmung des jeweiligen Drehimpulstransfers die Kenntnis der Paläogezeiten. Es werden Ergebnisse (Amplituden, Phasen, Restströme) für Ozeane der Oberen Kreide (vor ca. 70 · 10⁶ Jahren) und des Mittleren Silurs (vor ca. 420 · 10⁶ Jahren) vorgestellt sowie die zugehörigen Änderungen der Rotationsenergie der Erde angegeben.

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Tidal friction of the hydrosphere causes a loss of rotational angular momentum of the Earth that is balanced by a gain of orbital angular momentum of the Moon. The rate of dissipation for a given ocean can be calculated by means of a hydrodynamical-numerical model. Tracing back the history of the Earth-Moon-system, due to the varying distribution of continents and oceans information is needed about the paleotides to determine the transfer of angular momentum. Results (corange-lines, cotidal-lines, residual currents) are presented for oceans of the Upper Cretaceous (70 m. y. b. p.) and the Middle Silurian (420 m. y. b. p.). The corresponding change of the Earth's rotational energy is indicated.

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Résumé La friction des marées de l'hydrosphère fait perdre à la Terre une quantité du moment cinétique angulaire rotationnel compensée par un gain de moment cinétique angulaire orbital de la lune. La distribution des continents et des océans varie. Quand on retrace l'histoire du système Terre-Lune, on a besoin d'informations sur les paléomarées pour déterminer le transfert de moment cinétique angulaire. La dissipation, pour un océan donné, peut être calculée au moyen d'un modèle numérique-hydrodynamique. Des résultats (amplitudes, phases, courants résiduels) sont donnés pour des océans du Créacé supérieur (il y a ca. 70 · 10⁶ années) et du Silurien moyen (il y a ca. 420 · 10⁶ années). Le changement correspondant de l'énergie rotationelle terrestre est indiqué.

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- , . . - -, - . — , — ( 70.10⁶ ) ( 420.10⁶ ), .

     

Major-element composition of the Åmål granitoids and possible constraints on the growth of the Baltic Shield

The Åmål granitoids in southwest Scandinavia form a calc-alkaline group. Based on 71 major-element analyses their chemical range seems to be constrained to less evolved and somewhat less aluminous compositions than the Svecokarelian synkinematic granitoids. The Åmål granitoids occur in three occurrence types: rather homogeneous massifs, intermingled with other rocks, and as bands in banded gneiss complexes. No statistically confident difference in chemical composition can be proved as a function of occurrence type. The K/K+Na-ratio increases somewhat towards the former Baltic continent. Some of the possible interpretations of this observation are discussed. Most of the chemical variation is due to magmatic differentiation, the mentioned K-Na variation is the most important additional variable. A discussion of geological, isotopic, and paleomagnetic data to the background of ideas on Earth development suggests a nonactualistic model for the generation of the granitoids.

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Zusammenfassung Die südwestskandinavischen Åmål Granitoide stellen eine typische kalkalkalische Reihe dar. Das Resultat von 71 Hauptelementeanalysen ergibt einen Variationsbereich, der im Vergleich mit den svekokarelischen synkinematischen Granitoiden weniger differenziert erscheint. Sie sind im Vergleich mit diesen Gesteinen auch aluminiumärmer. Die Åmål-Granitoide kommen in mehr oder weniger homogenen Massiven vor, aber auch mit anderen Gesteinen vermischt oder als Glieder von Bändergneisen. Es ist nicht möglich, eine statistische Differenz als Funktion des Vorkommens nachzuweisen. Das K/K + Na-Verhältnis erhöht sich etwas gegen den älteren Baltischen Kontinent. Die chemische Variation beruht hauptsächlich auf Differentiation, die genannten K-Na-Variationen sind die wesentlichsten Zusatzvariablen. Eine Diskussion der geologischen, isotopenchemischen und paleomagnetischen Daten im Rahmen der Entwicklung der Erdkruste führt zu einem nichtaktualistischen Modell der Granitoidgenese. Das Modell wird hier nicht weiter erörtert.

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Résumé Les granitoïdes d'Åmål, dans le Sud-Ouest de la Scandinavie, constituent une série calco-alcaline typique. 71 analyses chimiques portant sur les éléments majeurs montrent que l'ampleur de leur variation est moins différenciée que celle des «granitoïdes syncinématiques svécokaréliens»; ils sont aussi plus pauvres en aluminium que ces derniers. Les granitoïdes d'Åmål se présentent en massifs plus ou moins homogènes, et aussi mélangés à d'autres roches ou comme composants des gneiss rubanés. Il n'est pas possible de faire apparaître statitisquement une différence en fonction de leur occurrence. Le rapport K/K+Na croît vers l'ancien continent baltique. Il est possible d'interpréter l'observation de façons différentes. La différenciation explique la majeure partie de la variation chimique; les variations K/Na mentionnées sont les autres variables principales. Les résultats sont discutés dans le cadre des données géologiques, de la chimie des isotopes, et du paléomagnétisme sur la base du développement de l'écorce terrestre, ce qui conduit, pour la genèse des granitöïdes, à un modèle de type non actualiste.

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Åmål - . 71 , « ». . Åmål , , , . , . / + Na . . . . K-Na . , - .

     

Zur Prospektion auf geothermale Anomalien,Erfahrungen einer Modelluntersuchung in Polichnitos,Lesbos (Griechenland)

Zusammenfassung Durch Dauerregistrierungen der Temperaturen, Temperaturgradienten und Wärmestromdichten zwischen der Erdoberfläche und 20 cm Tiefe an Bodenmeßstationen innerhalb und außerhalb einer bekannten geothermalen Anomalie wurde nachgewiesen, daß Aufheizungen des Bodens aus der Tiefe mit abnehmender Tiefe sehr rasch kleiner werden und wegen der guten Wärmeübergangsbedingungen zwischen Erdoberfläche und Luft an der Erdoberfläche nur im Zentrum der geothermalen Aufheizung nachweisbar sind. In Übereinstimmung mit der physikalisch-theoretischen Auswertung des Problems ergaben die Messungen, daß eine Aufheizung der Erdoberfläche um 1° C eine etwa 130fache Erhöhung des Wärmestromes aus der Tiefe voraussetzt.Das Zentrum starker geothermaler Anomalien kann ohne großen Aufwand an Zeit und Kosten durch Radiometermessungen am Boden erfaßt und abgegrenzt werden. Hierbei ergeben sich Hinweise auf die Ausbreitung von Thermalwasser in oberflächennahen Bereichen. Ausgehend von dem mit einem Radiometer bestimmten Zentrum kann man durch Temperaturmessungen im Boden und in Flachbohrungen die Lage der tiefer liegenden Wärmequellen weiter eingrenzen.Die Auswertung eines aus 600 m Flughöhe aufgenommenen Wärmebildes erwies sich als problematisch, da die leichten Temperaturerhöhungen in den Randbereichen der Anomalie durch Vegetationseinflüsse überlagert wurden.

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An area of a known geothermal anomaly on the island of Lesbos/Aegean Sea was selected to test the applicational potential of various methods of soil temperature measurements for prospecting. The anomalous area showing several hot springs had been previously outlined by drilling operations and resistivity measurements. The methods to be tested included a specially designed automatic ground station for continuous measurements of temperatures within the upper soil profile, infrared-radiometer measurements of soil surface temperatures and overflights by an infrared thermal scanner operating in the 8–14m spectral range. The measurements were performed along profils running across the anomaleaous area and its thermally undisturbed neighbourhood, in the spring 1973 and 1974. The investigations resulted in the following important findings. The central part of the geothermal anomaly could be outlined by IR-radiometer measurements of soil surface temperatures, indicating the distribution of thermal water near the surface. The distribution of deeper located heat reservoirs as well as the amount of heat flow within the disturbed area could be determined by the evaluation of continous temperature measurements of the upper soil profile within and out of the anomalous area. The investigations have shown, that the temperature contrast in soil profiles of thermally disturbed and undisturbed areas is about equal throughout a 24 hour measuring period. The evaluation of thermal imagery obtained from the flights over the test area proved to be highly problematic. This has been due to the fact, that in the thermal imagery the effects of variations in vegetation, soil moisture, topographic position and slope orientation very often mask the effects caused by the sought anomalous heat flow. The above results indicate, that the IR-radiometer and the mobile ground station could be applied effectively and at reasonable costs to prospecting for geothermal anomalies while the use of an airborne thermal scanner remains problematic even if the IR-scanner data could be correlated with ground truth data taken at the time of overflight.

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Résumé Pour examiner la possibilité d'application de différentes méthodes pour mesurer la température du sol en vue de la prospection, on a choisi une anomalie géothermique connue à l'île de Lesbe (Egée). Quelques années avant, on a délimité le domaine de l'anomalie par des sondages géoélectriques. Les méthodes que l'on devait examiner ici comportaient des mesures de température dans le profil supérieur du sol à l'aide de sondes, des mesures radiométriques des températures du sol, ainsi que le survol avec un IR-scanner. Les mesures ont été exécutées au cours des printemps 1973 et 1974 le long des profils qui traversent la région de l'anomalie.On a obtenu les résultats suivants: par des mesures radiométriques on a pu délimiter la partie centrale de l'anomalie; on a appris ainsi qu'il y avait une expansion spatiale de l'eau thermale près de la surface. La position des sources de chaleur profondes et la quantité de chaleur qui en provient ont pu être déterminées à l'aide de mesures continues des températures dans le profil supérieur du sol. Les recherches ont montré que pendant toute la journée, le contraste de température est sensiblement égal entre l'anomalie géothermique et son entourage. L'exploitation d'une courbe thermique se montra difficile, parce que l'influence de la température de surface, de l'humidité du sol, de la position topographique et de l'inclinaison du terrain se superposent à réchauffement lié à l'anomalie. Les résultats des recherches montrent que les mesures radiométriques par des sondes sont efficaces et qu'elles peuvent être employées à peu de frais pour la prospection de l'anomalie géothermale, tandis que l'exploitation des courbes thermales reste difficile, même quand on peut en faire le contrôle avec les données du sol.

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, 20 , , — — . — — , 1° C 130- . , . . . 600 , .. .

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Den Herren Dr. R.Hänel, G.Zoth und V.Böhm möchten wir für ihre Hilfe bei der Durchführung der Messungen danken, ebenso Herrn Dipl.-Geol. P.Tsombos, der an der Durchführung beider Geländeeinsätze beteiligt war.     

In situ Spannungsmessungen und tektonischer Beanspruchungsplan in Südwestdeutschland

Zusammenfassung Mit Hilfe des Überbohrverfahrens (Doorstopper-Verfahrens) wurden in situ Spannungsmessungen in Kalksteinen des oberen Jura der mesozoischen Plattform des Gebietes der Schwäbischen Alb (Meßpunkte 1 und 2) sowie im Marmor und Diorit des paläozoischen Grundgebirges des Odenwaldes (Meßpunkt 3) durchgeführt. Meßpunkt 1 lag hierbei innerhalb des Hohenzollerngrabens, Meßpunkt 2 etwa 15 km außerhalb davon und Meßpunkt 3 im Odenwald, etwa 3 km abseits der östlichen Hauptverwerfung des Oberrheingrabens.Die Achse der maximalen Kompression zeigt bei allen Lokalitäten etwa in dieselbe Richtung von 320° (NW-SE). Diese Richtung stimmt gut mit den Richtungen der größten Druckspannungen aus den Herdflächenlösungen flachliegender Erdbeben des Oberrheingebietes überein. Ferner sind die horizontalen Spannungen höher, als es bei der Betrachtung des Gewichtes des überlagernden Gesteins zu erwarten wäre. Dies spricht für das Vorhandensein einer tektonischen Komponente.Die Bruchdeformationen sowie beobachtete Mikrostrukturen des Hohenzollerngebietes wurden hinsichtlich ihrer Aussagekraft bezüglich der Richtung der Hauptspannungen eingehend untersucht.

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In situ stress measurements with the doorstopper strain gauge device have been carried out in Upper Jurassic limestones of the Mesozoic platform of the Schwäbische Alb area (site 1 and 2) and in marbles and diorites of the Hercynian basement of the Odenwald region (site 3) in Southwest Germany. Test site 1 was located within the small rift structure of the Hohenzollerngraben, site 2 about 15 km from it and test site 3 about 3 km from the eastern master fault of the Rhinegraben.The most interesting result is that the axis of maximum compression strikes nearly in the same direction of about 320° (NW-SE) at all the test sites.These results confirm the directions of the maximum compression calculated from fault plane solutions of shallow earthquakes of this region. Furthermore the horizontal stresses are higher than the vertical ones. This means the presence of a tectonic component.Fault pattern and observed microstructures of the Hohenzollern area are analysed with regard to possible conclusions concerning the directions of principal stresses.

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Résumé A l'aide du procédé «Doorstopper», les états de contrainte in situ ont été mesurés dans trois localités différentes du Sud de l'Allemagne, dans les calcaires du Jurassique supérieur de la plate-forme mésozoique (points 1 et 2) du «Schwäbische Alb», et dans le marbre et la diorite (point 3) du socle paléozoïque de l'Odenwald.L'axe de la compression maximale dans toutes les localités montre la même direction de 320° (NW-SE); cette direction concorde bien avec les directions des compressions maximales calculées à partir des séismes plats du Rhin supérieur. En outre les contraintes horizontales sont supérieures à celles qu'on attendrait en considérant le poids des roches surincombantes, ce qui parle en faveur de la présence d'une composante tectonique. Le système de diaclases ainsi que les microstructures observées dans la région de Hohenzollern sont étudiées dans le détail dans le but de rechercher leur témoignage concernant la direction des contraintes principales.

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«Doorstopper» Schwbische Alb 1 2 —, — 3. 1 , 2 — 15 , 3 3 . 320°, - — - — , . , . . .

     

Inversion tectonics of intracontinental ranges: High and Middle Atlas,Morocco

The High and Middle Atlas are intracontinental mountain belts situated within the mobile foreland of the Mediterranean Rif orogen. They developed in three stages. The first period (Permian — Bathonian) culminated during the Lias with extended rift grabens and tholeiite extrusions. From Callovian to Eocene, the tectonic activity and the rates of sedimentation were reduced, both pointing to a cooling of the lithosphere. Since the Oligocene, the whole region is submitted to compressional stress. The High and the Middle Atlas were uplifted within two phases, which were correlated with main phases of Rif orogenesis. Refraction seismic measurements have recently revealed there a flat layered structure of the crust with several low velocity zones. The deepest one coincides with a layer of high electric conductivity, which is interpreted as a zone of detachment.From the geotectonic evolution of the High and Middle Atlas and from the structure of the crust, the following model was deduced: During Early Mesozoic rifting, the crust on top of the mantle elevations was thinned by both extensional fracturing and by gliding along intracrustal detachment planes. During the Cenozoic collisions of the Rif, these shear planes were reactivated by thrusting in opposite directions. Compressional deformation of the graben fillings led now to a moderate thickening of the crust, e.g. up to 40 km beneath the High Atlas. Subsequent uplift and inversion was not only caused by isostasy, but also by squeezing upward due to thick- and thin-skinned tectonics.

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Zusammenfassung Der Hohe und der Mittlere Atlas sind intrakontinentale Gebirge im mobilen Vorland des mediterranen Rif-Orogens. Ihre Entwicklung weist drei Perioden auf: Die erste (Perm-Bathonium) kulminierte im Lias mit der Bildung von Riftgräben entlang spätvariskischer Bruchzonen und Tholeiit-Ergüssen. Im Intervall Callovium-Eozän deuten tektonische Beruhigung und geringere Sedimentation auf eine allmähliche Abkühlung der Lithosphäre hin. Seit dem Oligozän steht die Region unter Kompression. Der Hohe und der Mittlere Atlas haben sich zeitgleich mit den Hauptphasen der Kompression im Rif herausgehoben. Refraktionsseismische Untersuchungen haben einen flachen Lagenbau der Kruste mit mehreren low-velocity-Zonen aufgewiesen, deren tiefste mit einer Zone hoher elektrischer Leitfähigkeit zusammenfällt und als bedeutende Abscherungszone gedeutet wird.Aus der geotektonischen Entwicklung des Hohen und des Mittleren Atlas und aus der heutigen Krustenstruktur wird folgendes Modell abgeleitet: In der frühmesozoischen Rift-Phase wurde die Kruste über den Mantel-Aufwölbungen durch Zerrungsbrüche und durch Zergleiten an subhorizontalen Scherflächen ausgedünnt. Während der känozoischen Kollisionen im Rif-Atlas wurden diese Scherflächen dann gegenläufig bewegt, die Riftgraben-Füllungen dabei bis zu geringer Krustenverdickung eingeengt und anschließend herausgehoben. Die Inversion der beiden Atlas-Gebirge ist somit nicht nur isostatisch bedingt, sondern auch durch Aufpressung bei thick-and-thin-skinned-Tektonik verursacht.

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Résumé Le Haut Atlas et le Moyen Atlas sont des chaînes intracontinentales situées dans l'avant pays mobile de l'orogène méditerranéen du Rif. Elles se sont développées en trois périodes. La première (du Permien au Bathonien) a culminé au Lias avec la formation de fossés de rift accompagnés d'effusions tholéiitiques. Au cours de la deuxième période (du Callovien à l'Eocène), l'activité tectonique et les taux de sédimentation étaient réduits, indice d'un refroidissement de la lithosphère. Depuis l'Oligocène, la région est soumise à une compression. Le Haut Atlas et le Moyen Atlas se sont soulevés en deux phases, coïncidant avec les phases principales de compression du Rif. Les sondages sismiques ont mis en évidence une structure de la croûte en couches subhorizontales comportant plusieurs zones à faible vitesse dont la plus profonde coïncide avec une zone de haute conductivité électrique interprétée comme un vaste décollement.En conclusion, nous proposons le modèle suivant pour le Haut et le Moyen Atlas: pendant la phase de rifting du Mésozoïque inférieur, la croûte a été amincie au-dessus de bombements du manteau, non seulement par des fracture d'extension mais aussi par glissement le long de décollements subhorizontaux. Durant les collisions cénozoïques du Rif, ces décollements ont été réactivés en charriages par glissement en sens inverse. Ce processus, en rétrécissant les remplissages des grabens, a provoqué un léger épaississement de la croûte (jusqu'à 40 km sous le Haut Atlas) et le soulèvement final. L'inversion des chaînes atlasiques n'a donc pas seulement été l'effet de l'isostasie, mais aussi d'une tectonique »thin-and-thick- skinned«.

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. : (-) , . - , . . . , , . , , : , , . , , , ; , , . .. , , »thick-and-thin-skinned-tectonics«.

     

Further notes on the geology of the betic of Málaga,the Subbetic,and the zone between these two units,in the region of Vélez Rubio (southern Spain)

The stratigraphy of Betic of Málaga and of Subbetic near Vélez Rubio is given. No major tectonic movement took place between Paleozoic and Oligo-Miocene in the area of deposition of the Betic of Málaga and neighbourhood. The geology and formations of the narrow zone between Betic of Málaga and Subbetic are described. Nappe movement of the Betic of Málaga is older than the thrusting of Subbetic over Prebetic. Age of the former movement and origin of major tectonic units are tested on the characteristics of a pre-Orbulina marl formation and on the distribution of the detritus contained in this formation.

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Zusammenfassung Die Stratigraphie des Betikums von Málaga, des Subbetikums und der zwischen beiden Einheiten liegenden Zone wird aus dem Gebiet von Vélez Rubio beschrieben.Größere tektonische Bewegungen haben zwischen Paläozoikum und OligoMiozän im Ablagerungsgebiet des Betikums von Málaga und in der näheren Umgebung nicht stattgefunden. Die Deckenbewegung des Betikums von Málaga ist älter als die Überschiebung des Subbetikums über das Präbetikum. Das Alter der Deckenbewegung und der Ursprung der größeren tektonischen Einheiten werden an Hand der Merkmale einer Prä-Orbulina Mergel-Einheit und an Hand der Verbreitung des in dieser Einheit enthaltenen Schutts überprüft.

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Résumé Les auteurs exposent la stratigraphie du Bétique de Málaga et du Subbétique dans les environs de Vélez Rubio. Aucun mouvement tectonique important n'a eu lieu entre le Paléozoïque et l'Oligo-Miocène dans l'aire sédimentaire du Bétique de Málaga et les régions limitrophes. Les formations de l'étroite zone comprise entre Bétique de Málaga et Subbétique sont étudiées, ainsi que leur relations mutuelles. Le mouvement de nappe du Bétique de Málaga est plus ancien que le chevauchement du Subbétique sur le Prébétique. L'âge de celui-là, ainsi que l'origine des unités tectoniques principales sont examinés en utilisant les caractéristiques d'une formation d'âge pré-Orbulina ainsi que la répartition des débris dérivés de ces unités tectoniques qu'elle contient.

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Über das Relief einer ägäischen Insel

Zusammenfassung Das Aufsuchen von Flächenresten, meist in ausgereiften, wenig zerschnittenen Landschaften geübt, hat auch im stark zerschnittenen Hochgebirge Aussichten, wenn quantitative Methoden angewandt werden. Auf der nur 190 qkm großen, aber 1600 m hohen Insel Samothraki (Nordostägäis) können gesteinsunabhängige Verflachungen in 450 und 900 m heutiger Höhe auf der topographischen Karte (Äquidistanz 20 m) nicht erkannt werden, wohl aber auf einer Karte mit Linien gleicher Geländeneigungen (erste Ableitung der Höhe nach der Horizontaldistanz). Geomorphologische und geologische Folgerungen werden diskutiert; sie betreffen möglicherweise auch kristalline Verbände anderer ägäischer Inseln, deren Stellung im Orogen immer noch umstritten ist.

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A map of slope angles of Samothrace (190 sq. kms.) is presented; the way of construction is indicated. By this map Piedmont stages independent from rock conditions are recognizable at 450 m and 900 m above sea level. Probably during the Pleistocene period the mountain core of the island rose by at least 800–900 m. Older Pleistocene gravels transported from the north do not contain rocks of the mountain region now 1600 m high.It is recommended to scrutinize a possible continuity of uplift structures of Pre-Tertiary, Paleogene and Neogene age, and the mentioned Pleistocene elevation. After certain statements ofPhilippson (1959) such a countinuity is to be expected on other Aegaean islands, too. Once confirmed, this continuity would be in contradiction to current opinions of 1. high age of Aegaean cristalline rocks or 2. of nappe movements of its cover during the time concerned.

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Résumé On donne une méthode quantitative pour reconnaître des surfaces d'aplanissement dans la haute montagne très disséquée par l'érosion. Une carte avec des courbes de même inclination des pentes de l'île de Samothrace permet de reconnaître des aplanissements indépendants du sous-sol, et non visibles dans la carte topographique, à 450 m et 900 m sur la mer actuelle. Des conséquences géomorphologiques et géologiques sont discutées. Peut-être elles touchent aussi les bâtis cristallins des autres îles égéennes, dont la position dans l'orogène hellénique est encore interprétée de plusieures manières.

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, , . ( , 190 ², 1600 ) , 450–900 , ( ). , .

     

The relationships between low-grade metasedimentary Belts,calc-alkaline volcanism and the Pan-African orogeny in N.W.Nigeria

The rocks of the Maru and Anka regions of northwestern Nigeria comprise a polycyclic, migmatite-gneiss, basement sequence with an infolded cover of low grade metasediments. Both basement and cover are intruded by a suite of syn-tectonic to latetectonic granites and granodiorites.Evidence from contrasting lithologies and geochronological data suggest that at least three depositional cycles may be represented in the Anka and Maru Belts of low-grade metasediments. An attempt is made to correlate these three cycles with the Kibaran (c. 1100 m. y.) and Pan-African (c. 550 m. y.) events.Structural similarities between the two belts are explained by continued reactivation of Kibaran basement structures during Pan-African times.Calc-alkaline volcanics of late Pan-African age are restricted to the Anka Belt. Recent work shows that volcanism in the Anka Belt is not all of late-orogenic type: a volcano-sedimentary pile, containing possible crystal tuff units, being intruded by acid-intermediate dykes and sills, and deformed during the Pan-African event. Syenitic plutonism restricted to the Maru Belt is shown to be post-tectonic.The recognition of a significant Kibaran event in the basement of northwestern Nigeria is in accord with workers who record a similar event in other parts of the Nigerian basement and in the Precambrian basements of Mali and the Ahaggar.

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Zusammenfassung Die Gesteine der Maru- und Anka-Region im nordwestlichen Nigeria umfassen eine Grundgebirgsserie mit Migmatit-Gneisen, in die eine schwach metamorphe Metasedimentserie eingefaltet ist. Beide Serien werden von synbis spättektonischen Graniten und Granodioriten durchdrungen.Aus der abweichenden Lithologie und den Altersdatierungen folgt, da mindestens 3 sedimentäre Zyklen in den Metasedimenten von Anka und Maru vorliegen. Es wird versucht, diese 3 Zyklen mit der Kibaran (ca. 1100 m. y.) und der Pan African Orogenese (ca. 550 m. y.) zu korrelieren.Strukturelle Ähnlichkeiten zwischen den beiden Regionen erklären sich aus einer Reaktivierung des Kibaran-Grundgebirges während der Pan-African-Orogenese.Kalkalkali-Vulkanite von Pan-African-Alter sind auf die Anka-Region beschränkt. Der Vulkanismus der Anka-Region ist nicht nur von einer spätorogenen Phase geprägt, es liegen vielmehr vulkano-sedimentäre Serien vor, die von sauren bis intermediären Gängen durchdrungen werden, die wiederum von der Pan-African Orogenese erfaßt werden. Ein syemitischer Plutonismus ist auf die Maru-Region beschränkt und dort als posttektonisch anzusehen.Das Auftreten einer Kibaran-Orogenese im Grundgebirge von NW-Nigeria steht im Einklang mit Beobachtungen aus anderen Teilen Nigerias, Malis und Ahaggars.

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Résumé Les roches des régions de Maru et d'Anka du nord-ouest de la Nigérie comprennent une série de socle polycyclique avec gneiss migmatitiques, au sein de laquelle une couverture de métasédiments faiblement métamorphiques est impliquée par plissement. Socle et couverture sont recoupés par une série d'intrusions granitiques et granodioritiques, snytectoniques á tardi-tectoniques.Le contraste des lithologies et les données géochronologiques permettent de penser qu'au moins 3 périodes de dépôt pourraient être représentées parmi les métasédiments peu métamorphiques de la région de Maru et d'Anka. Un essai est tenté de corréler ces 3 cycles avec de Kibarien (c. 1100 M.) et le Panafricain (c. 550 M.).On peut expliquer les ressemblances structurales entre les deux zones par une réactivation des structures du socle kibarien pendant l'époque panafricaine.Les volcanites cale-alcalines du Panafricain tardif se limitent à la zone d'Anka. Les travaux récents montrent que le volcanisme de la zone d'Anka n'est pas du tout d'un type orogénique tardif; il s'agit d'en ensemble volcano-sédimentaire pouvant renfermer des tuffs cristalins, récoupé par des filons et des sills acides à intermédiaires, et déformé au cours du Panafricain. Le plutonisme syénitique confiné à la zone de Maru apparaît comme post-tectonique.L'enregistrement d'un évènement kibarien dans le socle du nord-ouest de la Nigérie est en accord avec les résultats des recherches mentionnant un évènement semblable dans d'autres parties du socle nigérien et dans les socles précambriens du Mali et d'Ahaggar.

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- - . , - - . . — 1100 — — 550 . - .- - . , - : - , , - . - . - , .

     

Das Permokarbon bei Zudáñez (Bolivien) und eine Übersicht des Jungpaläozoikums im zentralen Teil der Anden

Zusammenfassung Das ostbolivianische Bergland wird von altpaläozoischen Sedimenten aufgebaut, denen stellenweise jüngere Gesteine auflagern. So ist südlich von Zudáñez (Depto. Chuquisaca) ein jungpaläozoischer Muldenrest erhalten geblieben: auf einer Sandstein-Folge des Permokarbon (450 m mächtig; kontinental im Liegenden, marin beeinflußt im Hangenden) ruhen 20 m mächtige marine Kalke des Unterperm (Formation Copacabana/Wolfcampian), die noch von einer bis zu 20 m mächtigen Silt- und Tonstein-Folge überlagert werden. Aus der Kartierung des Vorkommens, nach sedimentologischen Untersuchungen und Fossilbestimmungen ergeben sich einige neue fazielle Hinweise und paläogeographische Ansätze.In einer Übersicht werden alle bisher bekannten Vorkommen von Jungpaläozoikum im zentralen Teil der Anden (zwischen 13° und 24° südlicher Breite) zusammengestellt und verglichen. Die Reichweite der karbonischen Gondwana-Eisbedeckung nach Westen sowie die Ostgrenze des marinen Ablagerungsraumes zur Permzeit werden diskutiert.

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The Eastern Cordillera of Bolivia is composed of Early Paleozoic sedimentary rocks, which locally are overlain by younger ones. South of Zudáñez (Depto. Chuquisaca) a Late Paleozoic syncline has been preserved which consists of the following units: 1. At the base, sandstones of Permo-Carboniferous age (450 m), of which the lower portion exhibits terrestrial, and the upper portion marine characteristics; 2. marine carbonates (20 m) of Early Permian age (Copacabana Formation of Wolfcampian age); 3. siltstones and shales (up to 20 m). On the basis of field work as well as sedimentological and paleontological investigations new concepts on facies distributions and paleogeography of this area have been developed.The sequences of Early Paleozoic sedimentary rocks known from the central part of the Andes (13°-24° S) are presented in a synopsis and compared. The westward extent of the Carboniferous Gondwana glaciation and the eastern boundary of the Permian basin of marine deposition are discussed.

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Resumen Las cordilleras orientales de Bolivia están constituidas por rocas del Paleozóico Inferior las que en algunas áreas están cubiertas por estratos más modernos. Así se ha mantenido en el sur de Zudáñez (Depto. Chuquisaca) un sinclinal rudimentario de sedimentos del Paleozóico Superior con la siguiente seccion estratigráfica: (1) areniscas permo-carboníferas de unos 450 mts. de espesor en la base (en las partes inferiores terrestres, en las superiores marinas); (2) carbonatos fosilíferos marinos del Pérmico Inferior (Formación Copacabana de la edad wolfcampiana) con un espesor de 20 mts. aproximadamente; (3) siltitas y lutitas pérmicas, hasta 20 mts. de espesor. Las investigaciones del campo, los datos sedimentológicos y paleontológicos suministraron algunas nuevas informaciones respecto a la fácies y a la paleogeografía de esta región.Presenta una sinopsis comparando todas las secuencias rocosas del Paleozóico Superior de la parte central de los Andes (entre los grados 13 y 24 de latitud sur). Se trata de los límites occidentales de la glaciación gondwánica del Carbonífero y el alcance oriental de los depósitos marinos del Pérmico.

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- , . Zudáñez ( Chuquisaca) - : ( 450 : , ) , 20 ( Copacabana/Wolfcampian), 20 . , . ( 10° 24° ). , .

     

Calcmylonites and solution transfer in a Devonian reef at Warstein,Germany

Massive limestone complexes of Late Palaeozoic age are scattered across the allochthonous foreland of the Hercynides in Germany. One of these complexes is situated at Warstein. Stratigraphic facies studies have represented the Warstein complex as a reef in a coastal shelf. Our study emphasizes that at least part of the reef consists of a pile of calcmylonites.The calcmylonites have a strong foliation (S_m) and lineation (L_m) and a structural asymmetry indicating non-coaxial deformation. X-ray textures and calcite microstructures show that the mylonitization involved intracrystalline deformation and dynamic recrystallization. These processes competed with solution transfer, as the mylonites are corroded at S_m-parallel stylolites and contain carbonate veins. Cathodoluminescopy shows that some veins are parallel to S_m and have been recrystallized, whereas others are normal to S_m and retain a fibrous crackseal microstructure. The latter type created limestones showing a pair of preferred grain boundary orientations; one normal to S_m, one in S_m. This orthogonal boundary fabric is distinct from crystalplastic fabrics: the latter show only one preferred grain boundary orientation (in S_m).

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Zusammenfassung Massenkalkkomplexe spätpaläozoischen Alters liegen verstreut über das allochthone Vorland des Variszischen Gebirges in Deutschland. Einer dieser Komplexe liegt bei Warstein. Stratigraphische Faziesstudien haben den Warsteiner Komplex als ein Riff in einem küstennahen Schelf dargestellt. Die vorliegende Arbeit betont, daß wenigstens ein Teil des Riffes aus einer Stapelung von Kalkmyloniten besteht.Die Kalkmylonite haben eine starke Foliation (S_m) und Lineation (L_m), und eine strukturelle Asymmetrie die auf nicht-koaxiale Verformung hinweist. Röntgentexturen und Calcitmikrostrukturen zeigen, daß die Mylonitisierung intrakristalline Verformung und dynamische Rekristallisation beinhaltet. Diese Prozesse müssen mit Lösungstransport konkurriert haben, da die Mylonite an S_m-parallelen Styloliten korrodiert sind und Karbonatgänge erhalten. Kathodolumineskopie zeigt, daß einige Gänge (parallel zu S_m) rekristallisiert sind, während andere (senkrecht zu S_m) eine faserige crack-seal Mikro-Struktur enthalten. Der letzte Typ ist verbunden mit Konformgefügen. Diese unterscheiden sich von kristallplastischen Kornformgefügen, da sie eine zweite bevorzugte Korngrenzorientierung aufweisen, die senkrecht zur ersten (in S_m) einfällt.

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Résumé Les complexes de calcaires massifs de l'Âge paléozoîque supérieure sont repandus sur l'avantpays allochthone des Hercynides en Allemagne. Un de ces complexes est situé à Warstein. Les Études de faciès stratigraphiques ont répresenté le complexe à Warstein comme un Récif littoral. Notre étude montre que au moins partie de ce «Récif» consiste en un empilement des calcmylonites.Les calcmylonites ont une foliation (S_m) et linéation (L_m) fort, et une asymmetrie structurale indiquant de la déformation non-coaxiale. Les textures röntgenographiques et les microstructures calcitiques montrent que la mylonitization était incluse de déformation intracristalline et récristallisation dynamique. Ces processus auront été en compétition avec dissolution-cristallization («solution transfer»), car les mylonites sont corrodées aux stylolites parallel à S_m et contient des veines carbonatiques. La cathodoluminescopie montre que quelques veines (parallel à S_m) sont récristallisées, pendant que les autres (perpendiculaire à S_m) ont retenu une microstructure fibreuse («crack-seal»). Le dernier type est lié avec des fabriques de forme des grains. Ils se sont distingués des fabriques de plasticité cristalline par la présence d'une deuxième orientation préférentielle des bordures des grains, perpendiculaire à la première (dans S_m).

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. Warstein'a. , . , , , »« . (S_m) (L_m), , . , - , . , .. , S_m, . , , S_m, , , S_m, = »crack-seal«. : , S_m.

     

Metallogenetic evolution of the East Alpine Paleozoic basement

Paleo-metallogenetic sketch maps of the East Alpine area are presented for the Ordovician/Silurian, the Devonian/Lower Carboniferous, and the Upper Carboniferous/Permian. Mineralization and tectonic evolution are then discussed in the frame of a plate tectonic model compatible with recent results in Western Europe.A group of microcontinents originally dispersed in an ocean north of Gondwana, comprising in the investigated area a Bohemian, Penninic and a South/Austro-Alpine microcontinent was sutured after earlier localized orogenies to a Central European continent during the Devonian resulting from a general northward drift from the Cambrian onwards. This was followed by the development of a new destructive plate margin in the South with a northerly dipping subduction zone, enabling the consumption of the Proto-Tethys ocean. Mainland Gondwana then collided with the newly formed continent during the Carboniferous.Contrary to the generally convergent tectonic pattern most mineralizations in the South/Austro-Alpine area appear associated with crustal extension and related volcanism continuing into the Lower Carboniferous. Especially in the Upper Ordovician this conforms well with the concept of a back arc extensional cratonic basin setting. Metal zoning similar to the Andean/Cordilleran situation cannot be observed. Notably different, however, is the orogenic setting of the Penninic area during the Lower Paleozoic, with an economic scheelite-mineralization and associated trace elements reflecting mainly crustal affinities.The Upper Carboniferous calc-alcaline magmatism of the South/Austro-Alpine-Penninic area with its Cu-Pb-Zn-Ag-F mineralisation in the South and anomalous Be-Bi-F-Li-Mo-W-U contents further North displays many features of a back arc magmatic belt. The orogenetic stage is followed in the Upper Carboniferous-Permian by molasse with sandstone type U, graphite (coal) and acidic volcanism giving rise to (Ba-F-) Cu-Pb-Zn-U ores. A renewed tensional regime accompanied by marine transgression during the higher Permian produced evaporite deposits and minor epigenetic mineralization dominated by Fe in the Austro-Alpine area.

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Zusammenfassung Paläometallogenetische Skizzen des Ostalpenraumes werden für die Zeitabschnitte Ordoviz/Silur, Devon/Unterkarbon und Oberkarbon/Perm vorgestellt. Mineralisation und tektonische Entwicklung werden im Rahmen eines plattentektonischen Modelles diskutiert, welches mit neueren Ergebnissen aus dem westlichen Europa kompatibel ist:Eine Gruppe von Mikrokontinenten, welche ursprünglich in einem Ozean nördlich von Gondwana verstreut lag, und welche im hier untersuchten Bereich einen böhmischen, penninischen und süd-/ostalpinen Mikrokontinent umfaßte, driftete seit dem Kambrium nach Norden und war nach räumlich begrenzten Orogenesen im Devon zu einem Mitteleuropäischen Kontinent verschweißt. Darauf entstand südlich davon ein neuer destruktiver Plattenrand mit einer nördlich abtauchenden Subduktionszone, wodurch die Proto-Tethys konsumiert wurde. Im Karbon kollidierte schließlich die Hauptmasse Gondwanas mit dem neu gebildeten Kontinent entlang einer heute im Mediterran-Raum gelegenen Sutur.Im Gegensatz zur generell konvergenten Tektonik erscheinen die meisten Mineralisationen der Süd- und Ostalpinen Einheiten an Krustendehnung und damit auftretenden Vulkanismus gebunden, welche bis ins Unterkarbon anhielten. Besonders im Ordoviz entspricht dies gut einem back arc extensional cratonic basin. Eine metallogenetische Zonierung in Abhängigkeit vom Abtauchen einer Subduktionszone nach dem Anden/Kordilleren-Modell ist nicht zu beobachten. Davon sehr verschieden ist die orogene Situation im Penninikum während des Alt-Paläozoikums, wo die wirtschaftlich wichtige Scheelitvererzung mit ihren Begleitelementen starke Krustenaffinität anzeigt.Der oberkarbone kalkalkalische Magmatismus des Süd- und Ostalpins sowie des Pennins mit Cu-Pb-Zn-Ag-F-Mineralisation im Süden und erhöhten Be-Bi-F-Li-Mo-W-U-Ge-halten weiter nördlich hat viele Züge eines back arc magmatic belt.Dem orogenen Stadium folgte im Oberkarbon-Perm Molassesedimentation mit U-Vorkommen und Graphit (Kohle), sowie mit saurem Vulkanismus verknüpften (Ba-F-) Cu-Pb-Zn-U-Vererzungen. Erneuerte Zerrung und marine Transgression im obersten Perm führten zur Bildung von Evaporit-Lagerstätten und einer unbedeutenden epigenetischen Fe-betonten Mineralisation im Ostalpinen Raum.

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Résumé Trois esquisses paléométallogéniques de la région des Alpes orientales sont présentées pour les périodes suivantes: Ordovicien et Silurien, Dévonien et Carbonifère inférieur, Carbonifère supérieur et Permien. Sur cette base, les minéralisations respectives et l'évolution tectonique sont discutées dans le cadre d'un modèle de tectonique de plaques, lequel est compatible avec les résultats récents des recherches en Europe occidentale.Il s'agit d'un groupe de microcontinents, à l'origine dispersés dans un océan au Nord du Gondwana, comprenant les microcontinents moldanubien, penninique et austroalpin et qui dériva vers le Nord à partir du Cambrien pour se souder, après une orogenèse limitée durant le Dévonien, et former le continent de la « Paléoeurope centrale ». Ensuite s'installa, au Sud, une nouvelle marge de plaque destructive avec une zone de subduction inclinée vers le Nord, résultant dans la résorption de la Proto-Téthys. Au Carbonifère, le Gondwana entra finalement en collision avec ce continet nouvellement formé le long d'une suture aujourd'hui située dans le domaine de la Méditerranée.En opposition avec la tectonique de convergence, les minéralisation de la région sudaustroalpine sont apparemment liées à une extension de la croûte continentale accompagnée d'un volcanisme bimodal jusqu'au Carbonifère inférieur. Surtout pendant l'Ordovicien supérieur, ceci est comparable à un bassin cratonique extensionnel d'arrière-arc. Une zonation métallogénique dans la dépendance du prolongement d'une zone de subduction, semblable à la situation observée dans les cordillères occidentales des deux Amérique n'est pas évidente. Notablement différent cependant est l'environnement orogénique du Penninique au Paléozoïque inférieur, avec sa minéralisation importante de schéélite et éléments associés qui indiquent une forte affinité avec une croûte continentale.Le magmatisme calco-alcalin d'âge carbonifère supérieur du Sud-austroalpin et du Penninique, avec une minéralisation de Cu, Pb, Zn, Ag, F au Sud, et des eneurs élevées an Be, Bi, F, Li, Mo, W, U plus au Nord, présente de nombreux traits d'une zone magmatique d'un arrière-arc. Ce stade orogénique fut suivi d'une molasse avec des occurrences de U en roches gréseuses, de graphite (houille), et un volcanisme acide associé à des minéralisations de (Ba-F), Cu-Pb-Zn-U. Un nouveau régime extensionnel accompagné d'une transgression marine produisit au Permien supérieur des dépôts évaporitiques et une minéralisation épigéné tique insignifiante dominée par Fe, dans l'Austroalpin.

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/, / . , , . , - , , - , , , , . , , , . , . , , . back arc extensional cratonic basin. / . . - , u, Pb, Zn, Ag F Be, Bi, F, Li, Mo, W, U , back arc magmatic belt. / /, (, F) Cu, Pb, Zn U. .

     

Structure of the larvikite-lardalite complex,Oslo-region,Norway, and its evolution

Structures not previously described from the southern part of the Permian rift-system in the Oslo-district, Norway, are presented. These indicate that the larvikite massif is a ring complex consisting of numerous individual sections which are roughly circular and repeatedly cut each other in a manner that suggests sequential shifting of centres of igneous activity towards the west. The compositions of these sections vary from quartzbearing varieties in the earliest parts through intermediate types to larvikite and lardalite with excess nepheline in the youngest parts.As this complex covers almost the total width of the Oslo rift-system, it forms an important profile across the graben structure. It suggests unilateral westward migration of centres of igneous activity in this region, viewed either as magma injection or cauldron subsidence and therefore provides additional information regarding the origin and evolution of the Oslo paleo-rift system.

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Zusammenfassung Die Arbeit behandelt bisher nicht beschriebene Strukturen im südlichen Teil des permischen Bruchsenkungsgebietes im Oslogebiet in Norwegen. Sie zeigen, daß das Larvikit-Massiv einen ringförmigen Komplex bildet aus zahlreichen, ungefähr zirkulären und untereinander diskordanten Teilbereichen. Die Lage der Diskordanzen erlaubt die Annahme, einer westlich gerichteten sukzessiven Verlagerung der Zentren magmatischer Aktivität. Mit abnehmendem Alter dieser Teilbereiche verändert sich deren Mineralbestand von quartzführend über intermediär hin zur larvikitischen und lardalitischen Zusammensetzung mit Nephelinüberschuß.Da dieser Komplex fast den gesamten Bereich des Osloer Bruchsenkungsgebietes deckt, stellt er ein wichtiges Profil durch die Grabenstruktur dar. Dieses läßt plausibel erscheinen, daß die Zentren der magmatischen Vorgänge der Gegend einem einheitlich westgerichteten Trend gefolgt sind gleichviel, ob man in ihnen großräumige Vorgänge ringförmiger Magmen-intrusion sieht oder zylindrische Kesselbrüche (Cauldrons). Die in der Arbeit dargelegten Ergebnisse sind somit geeignet, die Frage des Ursprungs und der Entwicklung des Osloer Bruchsenkungsgebietes weiter zu erhellen.

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Résumé Une nouvelle analyse structurale de massif de larvikite au sud du rift permien d'Oslo, Norvège, montre que ce massif forme un complexe annulaire comprenant de nombreuses composantes à peu pres circulaires et discordantes entre elles. Les segments se recoupent successivement indiquant un déplacement des centres d'activité magmatique vers l'ouest. Les larvikites passent de types à composition acide avec quartz dans les premiers segments, à des types intermédiaires puis a des compositions sousatourée avec néphéline en excess dans les segments les plus jeunes.Comme le massif occupe presque toute la largeur du rift d'Oslo il constitue une coupe importante de cette fosse paléozoique. Sa structure suggère une migration continue vers l'ouest des centres d'activité volcanique pour autant qu'on y voie des intrusions annulaires de magma, ou des effondrements successifs de la caldeira. Ce résultat apporte une information nouvelle sur l'origine et l'évolution du rift permien d'Oslo au sud de la Norvège.

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Beiträge zur Geochemie des Kupfers

Zusammenfassung Das Cu kommt in häufigen Eruptivgesteinen nicht wie das Pb und Zn großenteils im Gitter der mineralischen Hauptbestandteile, sondern als Kupferkies vor (Proportionalität zwischen Cu- und S-Werten). Basaltische Gesteine haben wesentlich höhere Kupfergehalte (Mittel: 88 ppm = g/t Cu) als granitische (Mittel: 8 ppm Cu). Das Verhalten des Cu bei der Verwitterung und hydrothermalen Gesteinszersetzung und die Begrenzung des Transports in Gewässern (durch Löslichkeit der Karbonate, Hydroxyde, Sulfide und Adsorption an Tonminerale) wird diskutiert. Kalke enthalten im Mittel 15 ppm Cu, bitumenarme Tone landnaher Ablagerungen: 55 ppm Cu. Über diese Werte hinaus können organogene Rückstände, Sulfidfällung, Kalkauflösung und sehr langsame Sedimentbildung im küstenfernen Tiefseebereich (Pazifiktone 400 ppm Cu) zu Kupferanreicherungen führen.Die abnormen Kupfergehalte in bestimmten Ablagerungsgebieten des Kupferschiefers können nicht aus normalem Meeroder Flußwasser durch Sulfidfällung oder die oben genannten Prozesse erklärt werden. Die Aufarbeitung von Rotliegend-Sedimenten gilt als möglicher Lieferant.

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In abundant igneous rocks copper does not mainly occur like lead and zinc in the lattice of the mineral constituents but as chalcopyrite (proportionality between Cu- and S-values). The basaltic rocks have substantial higher copper contents (average: 88 ppm Cu) than the granitic rocks (average: 8 ppm Cu). The behavior of Cu during weathering and hydrothermal alteration and the limitation of transport in waters (as a function of the solubility of carbonates, hydroxides, sulfides and the adsorption on clay minerals) is discussed. Calcareous rocks contain in average 15 ppm Cu, clays and shales from nearshore environments low in carbonaceous matter: 55 ppm Cu. Enrichment of copper exceeding these averages may be due to organic residues, environments of sulfide precipitation or limestone dissolution or very slow sediment accumulation in pelagic areas (Pacific clays: 400 ppm Cu).The abnormal high copper contents in special areas of the Kupferschiefer cannot be derived from normal sea- or riverwater by sulfide precipitation or the above mentioned processes. The reworking of Lower Permian sediments represents a possible source.

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Résumé Le cuivre, dans les roches éruptives, ne se présente pas comme le plomb et le zinc en majeure partie dans le réseau des principaux minéraux, mais comme chalcopyrite (proportionnalité entre les pourcentages de cuivre et de soufre). Les roches basaltiques ont une teneur en cuivre considérablement plus élevée (moyenne: 88 ppm = g/t Cu) que les roches granitiques (8 ppm Cu). Le comportement du cuivre au cours de l'altération atmosphérique et lors de la décomposition des roches par voie hydrothermale et la limitation du transport par les eaux (grâce à la solubilité des carbonates, des hydroxydes, des sulfides et à l'adsorption des minéraux argileux) sont discutées. Les calcaires contiennent en moyenne 15 ppm Cu, les argiles pauvres en bitume de dépôts proches du rivage 55 ppm Cu. Des résidus organogènes, des dépôts de sulfures, la dissolution du calcaire et la formation très lente de sédiments dans des zones de mer abyssale éloignées des côtes (argiles du Pacifique: 100 ppm Cu) peuvent conduire à des enrichissements de la teneur en cuivre au-dessus de ces valeurs. Les teneurs en cuivre s'écartant de la normale dans certaines zones de dépôts de schistes cuivreux ne peuvent pas s'expliquer par le dépôt de sulfures provoqué par l'eau de la mer ou des fleuves ou par les processus ci-dessus mentionnés. Le remaniement de sédiments du rotliegend est considéré comme l'agent possible de ces apports.

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Ein Modell zur alpidischen Evolution und Orogenese des Tauernfensters

Zusammenfassung Die drei großen der jüngst vonSchlager &Schöllnberger für die Nördlichen Kalkalpen herausgearbeiteten stratigraphischen Wenden, die jeweils eigene Entwicklungsstadien einleiten, lassen sich auch in den im Tauernfenster vorliegenden Serien des Mesozoikums feststellen.Die Adneter Wende, die zeitlich mit dem Aufreißen der kontinentalen Kruste und der Herausbildung der Bündner Schiefer-Geosynklinale zusammenfällt, die die europäische von der ostalpinen (austroalpinen) Platte trennt, ist für den betrachteten Raum das wichtigste Ereignis zwischen variszischer und alpidischer Gebirgsbildung.Die altalpidische Orogenese setzt in der mittleren Kreide ein und erreicht in der Oberkreide mit der Subduktion der europäischen Platte unter die Sedimente der Geosynklinalfüllung (Bündner Schiefer) sowie derselben unter die ostalpine (austroalpine) Platte ihren Höhepunkt. Der Zuschub der heute im Tauernfenster vorliegenden Serien war im Campan abgeschlossen. Ebenso ist die Deckengliederung in Venedigerdecke (Zentralgneis-Komplexe mit Sedimenthülle und höhere Teildecken), Glocknerdecke (vorwiegend aus Bündner Schiefern mit Ophiolithen bestehend) und Ostalpin bereits auf die kretazischen plattentektonischen Vorgänge zurückzuführen.Die alttertiäre Regionalmetamorphose hat während ihres Höhepunktes am Ende des Eozäns die heute im Tauernfenster aufgeschlossenen Serien bis in Tiefen von 15 km oder mehr versenkt. Die anschließende, durch weitere Einengung verursachte Aufwölbung der Tauernkuppel führt zum Einströmen heißen, tiefkrustalen sauren Materials in den Kern des Antiklinoriums und — in heute noch nicht angeschnittenem Niveau -zur Anatexis.Der Flysch der Ostalpen ist aus einem paläogeographisch nördlich der Zentralgneiszone beheimateten Gebiet abzuleiten.

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The Mesozoic series of the Tauern Window are characterized by three changes in the sedimentation conditions dividing the stratigraphic evolution in four periods.In Middle and Upper Cretaceous time, the European plate is subducted under the Austroalpine plate. In Campanian time, the series of the Tauern Window are wholly covered by the Austroalpine Nappe. Three great tectonic units can be distinguished: i. e., the Venediger Nappe (consisting of Zentralgneis and its cover as well as smaller nappes and schuppen), the Glockner Nappe (mainly consisting of the Bündner Schiefer with ophiolites), and the Austroalpine nappes.The Lower Tertiary regional metamorphism culminates at the end of the Eocene at which time the series of the Tauern Window are brought into depths of 15 km or more. The succeeding arching of the Tauern cupola by continuing compression causes influx of hot acid crustal material and anatexis in the core of the anticlinorium.The flysch of the Eastern Alps derives from a zone situated paleogeographically north of the Zentralgneis zone.

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Résumé Les séries secondaires de la fenêtre des Hohe Tauern sont caractérisées par trois changements dans les conditions de la sédimentation divisant ainsi l'évolution stratigraphique en quatre périodes. Pendant le Crétacé moyen et supérieur la plaque Européenne est subductée sous les Schistes lustrés de la fosse eugéosynclinale qui, de son côté, est subductée sous la plaque Austroalpine. La formation des grandes unités tectoniques s'est achevée pendant le Crétacé supérieur, c'est-à-dire la Nappe de Venediger (constituée par le Zentralgneis et sa couverture aussi que des nappes et des écailles particulières), la Nappe du Glockner (surtout constituée par des Schistes lustrés avec des ophiolites), et les nappes Austroalpines.Le métamorphisme tertiaire culmine à la fin de l'Eocène, au terme duquel les séries de la fenêtre des Hohe Tauern sont enfouies à un profondeur de 15 km ou plus. La formation de la voûte des Hohe Tauern commence immédiatement après par rétrécissement continuel, provoquant l'admission de materiel chaud de la croûte acide et l'anatéxie dans l'intérieur de l'anticlinorium.Le flysch des Alpes orientales dérive d'une zone située paléogéographiquement au nord de la zone du Zentralgneis.

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Iron ore of the Lahn-Dill type formed by diagenetic seeping of pyroclastic sequences — a case study on the Schalstein section at Gänsberg (Weilburg)

Investigations on the reconstruction of processes and facies relationships from submarine volcanics of Devonian age in the Lahn syncline (Rhenish Mountains, Western Germany) reveal a complex development of secondary alteration. This is well illustrated by a mafic pyroclastic sequence (»Schalstein«) at the Gänsberg near Weilburg where alteration processes are visible by petrographic and geochemical means and can be further classified by cathodoluminescence. Iron ore formation of Lahn-Dill type is recognized as part of this alteration process, resulting from diagenetic seeping. Until recently a direct magmatic source for the Lahn-Dill type iron ore has been the generally accepted model. These bodies have therefore been viewed as a rather unique stratiform deposit, whose occurrence was virtually confined to this type area. However, it is here considered that the formation of the iron ore corresponds well with existing models of alteration processes within recent oceanic environments which are of a more universal occurrence.

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Zusammenfassung Untersuchungen zur Rekonstruktion der Abläufe an und in den submarinen Vulkangebäuden des Devons (Givet/Adorf-Phase) der Lahnmulde (südliches Rheinisches Schiefergebirge) schließen die sekundäre Alteration mit ein und werden an dem ausschließlich aus basischen Pyroklastiten (Schalstein) aufgebauten Profil am Gänsberg bei Weilburg exemplarisch vorgestellt. Diese anhand petrographischer und geochemischer Kriterien erkennbaren sekundären Prozesse zeigen eine mehrphasige Entwicklung auf, die durch Kathodenlumineszenz-Untersuchungen der Karbonatzemente bestätigt und zeitlich geordnet werden kann. Die an die pyroklastische Abfolge gebundene Roteisensteinvererzung vom Lahn-Dill-Typ läßt sich mit der bei diesen Vorgängen erfolgten Wanderung verschiedener Elemente korrelieren. Damit wird die Vererzung zu einem Produkt der diagenetischen Alteration und nicht der magmatischen Differentiation, wodurch sie mit rezent im ozeanischen Raum beobachteten Prozessen vergleichbar ist. Diese Vorstellungen fügen die Lahn-Dill-Erze in aktualistisch begründete Modelle zur Genese von Erzen ein. Damit erscheint die Besonderheit und fast nur auf den rhenoherzynischen Raum beschränkte Verbreitung dieses Typus hinfällig.

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Résumé L'étude de la succession des phénomènes et des relations facielles dans les volcanites sous-marines d'âge dévonien du synclinal de la Lahn (Massif schisteux rhénan) fait apparaître des processus complexes d'altération secondaire. Ceci est particulièrement bien illustré par la séquence pyroclastique («Schalstein») du Gänsberg près de Weilburg: les processus secondaires, identifiables par des critères pétrographiques et géochimiques y présentent un développement polyphasé dont l'histoire peut être reconstituée par application de la cathodo-luminescence au ciment carbonaté. Les minéralisations en fer associées à la série pyroclastique peuvent être corrélées avec les migrations de divers éléments impliqués dans ces processus. Ces minéralisations apparaissent ainsi comme le produit d'une altération diagénétique et ne correspondent donc pas au modèle généralement admis d'une différenciation magmatique. Cette genèse par altération est d'ailleurs conforme à ce qu'on observe dans les domaines océaniques récents de sorte que les gisements de la région Lahn-Dill doiventêtre considérés non pas comme une singularité du massif schisteux rhénan, mais comme l'expression d'un phénomène plus général à caractère actualiste.

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The Berchtesgaden magnetic anomaly

A total intensity survey of the large magnetic anomaly in the Berchtesgaden area in the Northern Calcareous Alps has been carried out. The anomaly can be simulated by two-dimensional plate-like bodies having a NS extension of about 65 km, lower boundaries between 20 and 10 km and upper boundaries up to 5 km below the surface, depending on the intensity of magnetization (1–2 · 10^–3 G). A comparison with Bouguer gravity data favours a relatively thin magnetic source layer with a lower boundary at about 10 km and an upper boundary at about 5 km. From the magnetization required for modelling it can be concluded that mafic and possibly also ultramafic rocks are the causes of the anomalies. Two interpretations are suggested: 1) The magnetic source layers could form part of the metamorphic complex of the Bohemian Massif, belonging to a paleo-European plate. There would be probably no relation to the processes involved in the formation of the Alps in this case. 2) The magnetic source layers could be part of an ancient tethyan ocean floor, and should then be considered in relation to fossil subduction zones proposed in different models for the geodynamic evolution of the Eastern Alps.

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Zusammenfassung Im Gebiet der Berchtesgadener Anomalie wurde die Totalintensität des Erdmagnetfeldes gemessen. Die Anomalie hat in NS-Richtung eine Halbwertsbreite von rund 40 km. Sie kann durch zweidimensionale, plattenförmige magnetisierte Körper mit einer NS-Erstreckung von rund 65 km, einer unteren Begrenzung zwischen rund 20 und 10 km und einer oberen Begrenzung bis 5 km unter der Oberfläche simuliert werden. Die Bouguer-Anomalie zeigt, daß eine relativ dünne magnetisierte Schicht zwischen 5 und 10 km als wahrscheinlicher anzusehen ist. Aufgrund der zur Modellrechnung erforderlichen Magnetisierung (1–2 · 10^–3 G) müssen basische, zum Teil eventuell auch ultrabasische Gesteine als Ursache der Anomalie angenommen werden. Diese Gesteine könnten einerseits Teile des sich bis weit unter die Alpen erstreckenden Kristallins der Böhmischen Masse sein. Andererseits könnten sie Reste eines ehemaligen Ozeanbodens am Südrand der europäischen Platte sein. Sie sollten dann bei den Modellen für die geodynamische Entwicklung der Alpen, die fossile Subduktionszonen postulieren, in Betracht gezogen werden.

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Résumé Un levé de l'intensité totale du champ magnétique terrestre a été exécuté dans la région de l'anomalie magnétique de Berchtesgaden, dans les Alpes calcaires du Nord. La largeur de valeur moyenne de l'anomalie est d'environ 40 km dans la direction NS. Les calculs de modèles montrent que l'anomalie est causée par un corps magnétique en forme de plaque, ayant une extension NS d'environ 65 km, la limite inférieure pouvant varier entre 20 et 10 km et la limite supérieure pouvant atteindre 5 km. Une comparaison des effets gravimétriques des modèles magnétiques avec l'anomalie de Bouguer indique que les modèles relativement minces, entre 5 et 10 km, sont plus probables. L'aimantation requise pour les calculs (1 à 2 · 10^–3 G) montre que des roches basiques et peut-être en partie ultrabasiques doivent être considérées comme causes probables de l'anomalie. Deux interprétations alternatives sont proposées: 1) Les couches magnétiques peuvent appartenir au complexe métamorphique du Massif Bohémien. 2) Il s'agit d'un ancien fragment de croûte océanique. Dans ce cas il faudrait en tenir compte dans les modèles géodynamiques expliquant la formation des Alpes Orientales par la tectonique des plaques.

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. 40 . , , 65 ; 20 10, 5 . , 5 10 . (1–2·10^–3 ) , . , , . , . , .

     

Geological results of recent geophysical investigations in the Harz Mountains (Germany)

For the investigation of the tectonical situation of the Harz mountains various geophysical surveys were carried out during recent years. These included reflection seismic and refraction seismic lines crossing the Harz in NNE-SSW direction east of Clausthal-Zellerfeld. To complement this data magnetotelluric recordings were acquired in the same area, and a detailed gravity survey covered mainly the northern Harz margin. The investigations were directed primarily to test any evidence for overthrusting along the Harz margin with the possibility of less-consolidated sediments bearing hydrocarbon potential below the more-consolidated Harz sediments of mainly Lower Carboniferous or older age.The reflection seismic lines show mainly discontinuous reflections in several bands, but no single predominant reflection, similar e.g. to that of the Aachen — Faille du Midi overthrust in the western Rhenish Massif has been observed. As a main result of the refraction line the existence of a refracting horizon at a depth of less than 1 km in the NE (between Altenau and Bad Harzburg) has been shown dipping about 3 to 4 degrees to the SW to a depth of about 2500 m (near Herzberg) and continuing further to the south. The refraction velocity of 6250 m/s together with its geological setting favour an interpretation which associates this horizon with the top of the granitic intrusion of the Brocken pluton. It appears to underly the Harz and its southern foreland in great areal extent. No evidence for significant seismic inversion layers has been observed.The results of the magnetotelluric investigations are best explained by unconsolidated and electrically conductive sediments of the northern Harz foreland reaching south below the Harz paleozoic only about 2 km from the northern Harz margin.This agrees with the gravity field of the northern Harz margin which shows that the main increase of the Bouguer anomaly is within a zone of a few kilometers south of the boundary between mesozoic foreland sediments and the Harz paleozoic at the surface. Moreover, many tectonic details of the foreland and the internal tectonic units of the Harz show up on the map of the Bouguer anomaly.

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Zusammenfassung Zur Untersuchung der tektonischen Situation im Harz wurden in den vergangenen Jahren verschiedene geophysikalische Messungen durchgeführt. Dabei wurden reflektionsseismische Profile und eine refraktionsseismische Linie in NNE-SSW-Richtung quer zum Streichen des Harzes östlich von Clausthal-Zellerfeld vermessen. Zusätzlich wurden in diesem Gebiet magnetotellurische Messungen durchgeführt und der Harz und sein nördliches Vorland mit einem dichten Netz von Schwerestationen überdeckt. Diese Untersuchungen waren hauptsächlich darauf ausgerichtet, Anzeichen für Überschiebungen am Harzrand erkennen zu lassen. Unter einer solchen Überschiebung könnten sich möglicherweise weniger konsolidierte Sedimente mit Kohlenwasserstoff-Potential unter dem stärker konsolidierten Harz-Paläozoikum befinden.Die reflektionsseismischen Linien zeigen hauptsächlich diskontinuierliche Reflexionen in mehreren Bändern, aber keine einzelne dominierende Reflexion, welche vergleichbar wäre mit derjenigen der Aachener Überschiebung — Faille du Midi im westlichen Rheinischen Schiefergebirge.Als ein Hauptergebnis des Refraktionsprofiles konnte die Existenz eines Refraktionshorizontes in einer Teufe von weniger als 1 km nördlich von Altenau gezeigt werden, der etwa 3 bis 4 Grad nach SW einfällt, am Südrand des Harzes (bei Herzberg) in etwa 2500 m Tiefe liegt und sich weiter nach Süden fortsetzt. Die Refraktionsgeschwindigkeit von 6250 m/s und die geologische Situation deuten darauf hin, daß dieser Refraktor identisch ist mit der Oberfläche der granitischen Intrusion des Brocken-Plutons. Er scheint den Harz und sein südliches Vorland großflächig zu unterlagern. Anzeichen für Inversionen der seismischen Geschwindigkeit konnten nicht beobachtet werden.Die Ergebnisse der magnetotellurischen Untersuchungen lassen sich am besten deuten, wenn unkonsolidierte, leitfähige Sedimente des nördlichen Vorlandes nur etwa 2 km vom nördlichen Harzrand nach Süden unter das Paläozoikum des Harzes reichen.Dies stimmt überein mit den Ergebnissen des Schwerefelds am Harz-Nordrand, welches zeigt, daß die Hauptzunahme der Bouguer-Anomalie innerhalb einer wenige Kilometer breiten Zone südlich der Grenze zwischen den mesozoischen Vorlandsedimenten und dem Harz-Paläozoikum erfolgt. Viele tektonische Details aus dem Vorland und den internen Einheiten des Harzes lassen sich auf der Karte der Bouguer-Anomalie erkennen.

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Résumé Dans le cadre de l'investigation tectonique du massif du Harz, diverses missions géophysiques ont été effectuées ces dernières années. Elles comportaient des profils de sismiqueréflexion et un profil de réfraction NNE-SSW traversant le Harz à l'est de Clausthal-Zellerfeld. En complément de ces données, des enregistrements de courants magnéto-telluriques furent effectués dans la même région ainsi qu'un relevé gravimétrique par un réseau dense de stations couvrant la montagne du Harz et son avant-pays septentrional. Ces recherches ont été conduites principalement pour mettre en évidence un éventuel chevauchement le long de la bordure du Harz. Ceci aurait impliqué la possibilité de trouver sous les sédiments consolidés du Harz, appartenant en grande partie au Paléozoïque, des sédiments moins consolidés possédant un potentiel en hydrocarbures.Les réflexions observées sur les profils sismiques se répartissent en bandes généralement discontinues mais ne montrent aucun réflecteur prédominant semblable à celui d'Aachen-Faille du Midi dans la partie Ouest du Massif schisteux Rhénan. Le résultat principal de la sismique que-réfraction a été de mettre en évidence un horizon qui se trouve à une profondeur de moins de 1 km au NE — entre Altenau et Bad Harzburg — et qui plonge de 3 à 4 degrés vers le SW atteignant une profondeur de 2.5 km près de Herzberg, à la limite du Harz, et se poursuivant plus au sud. La vitesse de réfraction de 6250 m/s ainsi que la situation géologique permettent une interprétation selon laquelle cet horizon coïncide avec le toit du pluton granitique de Brocken. Celui-ci apparaît comme étant omniprésent sous le Harz et ses contreforts méridionaux. Aucune inversion des vitesses sismiques avec la profondeur n'a été observée.Les résultats des mesures magnéto-telluriques s'expliquent le mieux par la présence de sédiments non consolidés de bonne conductivité électrique s'enfonçant sous les roches paléozoïques du Harz, depuis la limite nord du massif, sur une distance d'environ 2 km.Ces résultats sont en accord avec ceux du levé gravimétrique de la limite nord du Harz, qui indiquent que l'augmentation la plus importante de l'anomalie de Bouguer a lieu dans une zone de quelques kilomètres de large, bordant au sud la limite entre les sédiments mésozoïques de l'avant-pays et le Paléozoïque du Harz. De plus, de nombreux éléments tectoniques de détail, tant à l'extérieur qu'à l'intérieur du massif, sont reconnaissables sur la carte de l'anomalie de Bouguer.

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. - - NNE — SSW, . . - . , , , . . . , , , Faille du Midi . 1 , 3–4 SWa , , 2500 . 6250 / , . , . - . , 2 . , , . , , .

     

Trondhjemites in the Badajoz-Cordoba belt,Sw Spain. Geochemical interpretations and geological implications

Several banded bodies of the Valencia de las Torres Formation in the Azuaga Group (Badajoz-Cordoba axis) are defined as trondhjemites. Principal component analysis of major elements shows that the chemical variability of the samples is compatible with a single differentiation process. Systematic study of their petrography and chemistry points to trondhjemite-tonalite series belonging to high grade metamorphic belts and their generation is postulated as being due to partial melting of a tholeite in a subduction zone, for which a hercynian age is suggested.

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Zusammenfassung Mehrere gebänderte Gesteinskörper innerhalb der Valencia de las Torres-Formation der Azuaga Gruppe (Badajoz-Cordoba-Achse) werden als Trondheimite interpretiert. Eine chemische Analyse der wichtigsten Elemente der Proben bestätigt, daß die Variabilität im Chemismus mit einem einzigen Differentiationsvorgang erklärbar ist. Die systematische petrographische und chemische Analyse deutet auf eine Trondheimite-Tonalität Abfolge, die hochmetamorphen Gürteln zugeordnet wird. Ihre Entstehung wird auf teilweises Schmelzen eines Tholeites in einer Subduktionszone herzynischen Alters zurückgeführt.

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Résumén Diversos cuerpos bandeados de la Formación Valencia de las Torres en el Grupo de Azuaga (Eje Badajoz-Córdoba) se definen como trondhjemitas. Del Anâlisis de Componentes Principales sobre elementos mayores se desprende que la variabilidad química de las muestras es compatible con un sólo proceso de diferenciación. El estudio sistemâtico de sus caracteres petrográficos y químicos pone de manifiesto su relación con series trondhjemítico-tonalíticas propias de cinturones metamórficos de alto grado y, coherentemente, se postula su generación por fusión parcial de una tholeta en una zona de subducción, para la cual, de acuerdo con los datos geocronológicos disponibles se sugiere una edad hercínica.

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Valencia de la Torres Azuaga ( Badajoz-Cordoba) , . , . , , , - . .

     

A gravity-derived model for the steinheim impact crater

The gravity survey of the Steinheim impact crater comprises about 500 gravity stations resulting in aBouguer anomaly map of the crater and its surroundings. From this map aBouguer residual anomaly of the impact structure was deduced which shows considerable character. A central negative anomaly with an amplitude of about -2 mgal and a halfwidth of 3 km is surrounded by ring-like relative positive and negative anomalies which extend to a radial distance of about 5–6 km. The interpretation is based on nine radial profiles with close station spacing. Model calculations were performed suggesting the Steinheim crater to be much larger and of different formation than has been assumed. Based on the gravity interpretation, on a morphological analysis, and on additional geological and geophysical observations a model of the Steinheim crater and its development is proposed. The main characteristics are a 500–600 m deep primary excavation and a final, apparent, diameter of roughly 7 km, contrasting to an up to now favoured shallow excavation and a 3.5–4 km final diameter. The model considerations include mass and energy calculations and references to the Ries impact crater.

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Zusammenfassung Im Gebiet der Impakt-Struktur Steinheimer Becken wurden in Ergänzung zu früheren Untersuchungen neue Schweremessungen durchgeführt. Mit den nunmehr etwa 500 vorliegenden, nachBouguer reduzierten Schwerewerten wurde eine Karte derBouguer-Anomalien konstruiert, aus der nach Abzug eines Regionalfeldes eine Restfeld-Anomalie für den Impakt-Krater gewonnen wurde. Sie ist grob rotationssymmetrisch und zeigt außerhalb eines zentralen Schwereminimums von –2 mgal ringförmig angeordnete, relative positive und negative Schwereanomalien. Die Interpretation stützt sich auf neun radiale Profile erhöhter Stationsdichte, von denen vier für Modellrechnungen ausgewählt wurden. Auf Grund der berechneten Dichtemodelle, einer ergänzenden morphologischen Analyse der Kraterstruktur sowie zusätzlicher geologischer und geophysikalischer Befunde wird ein Modell für den Aufbau und die Entstehung des Steinheimer Beckens vorgeschlagen. Danach ist das heutige Becken mit einem Durchmesser von rund 3,5 km der Ausdruck einer primären Kraterstruktur, die in einer Exkavationsphase entstand und eine Tiefe von 500–600 m besaß. Ausgleichsbewegungen führten zu einer Massenkonvergenz und Anhebung in der Kratermitte und einer Absenkung außerhalb des primären Kraters, die die endgültige Struktur auf grob 7 km Durchmesser vergrößerte. Die Modell-Betrachtungen schließen Massen- und Energieabschätzungen sowie Vergleiche zum Ries-Krater ein.

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Résumé La recherche gravimétrique dans le cratère d'impact de Steinheim et ses environs (Allemagne du Sud) comprend environ 500 stations de mesure qui ont été utilisées pour construire une carte des anomalies deBouguer. Un champ régional a été tracé pour obtenir l'anomalie résiduelle du cratère. On observe une anomalie négative (–2 mgal) au centre de la structure cernée d'anomalies positives et négatives relatives de faible amplitude, jusqu'à une distance radiale de 5–6 km. Pour l'interprétation neuf profils radiaux, où les stations sont à faible distance, ont été utilisés. Les modèles calculés pour quatre profils radiaux suggèrent que la structure de Steinheim est plus grande qu'on ne l'a supposé jusqu'à présent. En partant de l'interprétation des mesures gravimétriques, d'une analyse topographique du cratère et d'observations géologiques et géophysiques complémentaires un modèle de la structure Steinheim et de son développement est proposé. On en conclut que le bassin actuel avec un diamètre de 3,5 km est l'expression d'une structureprimaire du cratère qui s'est formée au cours d'une phase d'excavation et possédait une profondeur de 500–600 mètres. Des mouvements d'égalisation conduisirent à une convergence de masses avec soulèvement dans le centre du cratère et un affaissement à l'extérieur du cratère primaire, lequel s'accrut jusqu'à la structure finale de quelque 7 km. Le modèle inclut le calcul des masses déplacées et des énergies d'impact ainsi qu'une comparaison avec le cratère d'impact du Ries.

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, . 500 , , , , . – 2 , . 9- , 4 . . 3,5 , 500 – 600 . , , , 7 . , .