FUZZY QMODEL—A new approach for linear unmixing

Many data sets can be viewed as a collection of samples representing mixtures of a relatively small number of end members. When end members are present in the sample set, the algorithm QMODEL by Klovan and Miesch can efficiently determine proportionate contributions. EXTENDED QMODEL by Full, Ehrlich, and Klovan was designed to deduce the composition of realistic end members when the end members are not represented by samples. However, in the presence of high levels of random variation or outliers not belonging to the system of interest, EXTENDED QMODEL may not be reliable inasmuch as it is largely dependent on extreme values for definition of an initial mixing polyhedron. FUZZY QMODEL utilizes the fuzzy c-means algorithm of Bezdek to provide an alternative initial mixing polyhedron. This algorithm utilizes the collective property of all the data rather than outliers and so can produce suitable solutions in the presence of noisy or “messy” data points.     

The gold-rich seafloor massive sulphide deposits of Tasmania

Four major high grade polymetallic massive sulphide deposits (Rosebery, Hercules, Que River and Hellyer) occur within the Cambrian Mount Read Volcanic arc in western Tasmania. The Central Volcanic Complex which is host to the ores is a high-K calc-alkaline andesite-dacite-rhyolite suite which has erupted through thick continental crust along an ancient continental margin. The presence of longitudinal faults which control both the locations of mineralization and younger grabben fill volcanic sequences indicate late stage rifting during the development of the arc.The youngest and least deformed deposits at Hellyer and Que River contain primary textural features within the sulphide mound such as colloform pyrite and chalcopyrite diseased and zoned sphalerits. Isoclinal folding of the Que River ores has caused partial sulphide recrystallization and a cleavage induced lamination which is easily confused with the primary sulphide lamination. The older Rosebery deposit has a sheet like form and a poorly developed alteration pipe. The massive sulphide sheet has been strongly deformed by folding and thrusting leading to a series of imbricate ore lenses. All primary sulphide textures at Rosebery have been destroyed by the later deformation and annealing events.The classic metal zonation within these deposits of Fe->Cu->Pb-Zn->Ag-Au->Ba enables a reconstruction of the original form of the sulphide mounds and the location of primary hydrothermal seafloor outlets. The mean gold grade of the polymetallic massive sulphides varies from 2–4 ppm with the best grades concentrated toward the stratigraphic hanging wall of the deposits associated with either the high grade zinc zone or the barite zone. Mt. Lyell, which is a large copper stock-work orebody in the southern part of the volcanic arc, shows a distinctly different association of gold with copper in the deepest part of the stock-work system. This bipartite association of Au-Zn in the hanging wall (e. g. Hellyer, Que River and Rosebery Zn-Ba zone) and Au-Cu in the footwall (e. g. Mt. Lyell and Rosebery Cu zone) has been observed in other seafloor massive sulphide ores world wide, and is considered to relate directly to the gold transporting mechanism.The footwall gold-copper association is the result of deposition of gold from the high temperature soluble gold-chloride complex due to decreasing temperature and increasing pH as the fluids move up towards the seafloor. On the other hand, concentration of gold in the upper lead-zinc-barium rich parts of massive sulphide lenses at Hellyer, Que River and Rosebery results from remobilization and transport of gold as the bisulphide complex, as the hydrothermal fluids move up through the previously deposited sulphide mound or blanket and out onto the seafloor continually mixing with sea water and becoming more oxidized. Gold is ultimately concentrated at the upper-most surface of the massive sulphide lens due to the continuation of this zone refining process throughout the evolution of the orebody.

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Zusammenfassung In dem kambrischen Vulkanbogen des Mount Read, Westtasmanien, gibt es vier hochwertige polymetallische, massive Sulfidlagerstätten: Rosebery, Hercules, Que River und Hellyer. Alle Lagerstätten liegen innerhalb des zentralen Vulkanit-komplexes, eines K-reichen, kalk-alkalischen Andesit-Dacit-Rhyolithes, der entlang eines alten Kontinentalrandes durch eine mächtige kontinentale Kruste eruptierte. Späte Riftphasen während der Bildung des Vulkanbogens werden durch längsgerichtete Störungen, die sowohl Ausfällungsorte als auch jüngere Grabenfüllungen steuern, angedeutet.Hellyer und Que River, die jüngsten und am schwächsten deformierten Vorkommen, enthalten innerhalb der Sulfide primäre texturelle Merkmale, wie kolloidalen Pyrit und Kupferkies, sowie zonierten Sphalerit. Isoklinale Faltung der Que River Lagerstätten verursachte eine teilweise Rekristallisation der Sulfide und eine schieferungsbedingte Lamination, die schwer von der primären Sulfidlamination zu unterscheiden ist. Die ältere Rosebery Lagerstätte hat eine plattenartige Form und einen schwach entwickelten Schlot. Die massive Sulfidplatte wurde durch Faltung und Überschiebung intensiv deformiert, so daß es zu einer dachziegelartigen Lagerung des Lagerstättenkörpers kam. Sämtliche primären Strukturen wurden so durch die spätere Deformation zerstört.Die klassische Zonierung der Metalle innerhalb der Lagerstätte, nämlich Fe->Cu->Pb-Zn>Ag-Au->Ba ermöglicht die Rekonstruktion der ursprünglichen Form und Lage der Sulfide am primären Ausfällungsort. Der durchschnittliche Goldgehalt der Sulfide liegt zwischen 2 und 4 ppm, mit Maxima innerhalb des Hangenden von hochwertigen Zinkoder Baritvorkommen.Mt. Lyell, eine große Kupferlagerstätte im Süden des Vulkanbogens, zeigt eine unterschiedliche Kupfer-Gold-Vergesellschaftung im tiefsten Teil der Lagerstätte. Dieses zweigeteilte Vorkommen, einmal von Gold und Zink in oberen Bereichen (z. B. Hellyer, Que River und der Rosebery Zn-Ba-Zone) und zum anderen von Gold und Kupfer in tieferen Stockwerken (z. B. Mt. Lyell und die Rosebery Cu-Zone) wurde weltweit bei mehreren Sulfidlagerstätten beobachtet. Dieses Phänomen wird direkt auf die Art des Transportme-chanismusses des Goldes zurückgeführt. Die Gold-Kupfervorkommen im tieferen Stockwerk resultieren aus einer Fällung von Hochtemperatur-Gold-Chlorid-Komplexen durch Abkühlung und steigenden pH-Wert während des Aufstiegs der Lösungen. Die Anreicherung von Gold in den höher gelegenen Blei-Zink-Barium-reichen Teilen bei Hellyer, Que River und Rosebery resultiert aus einer Remobilisation und einem Transport von Gold als Bisulfid-komplex, als Folge des Aufstiegs hydrothermaler Lösungen durch ältere Sulfide. Dabei werden die Lösungen auf dem Weg zum Ozeanboden kontinuierlich mit Meerwasser vermischt und bekommen einen mehr oxidierenden Charakter.Die Goldanreicherung direkt an der Oberfläche des massiven Sulfidkörpers ist die direkte Folge dieses fortlaufenden Prozesses während der Entwicklung der Lagerstätte.

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Résumé Dans l'arc volcanique combrien du Mont Read (Tasmanie occidentale), existent quatre dépôts de sulfures polymétalliques massifs à haute teneur: Rosebery, Hercules, Que River et Hellyer. Tous ces dépôts sont contenus dans le Complexe Volcanique Central, lequel consiste en une série andésitodacito-rhyolitique calco-alcaline riche en K, qui a fait éruption à travers une croûte continentale épaisse, le long d'une ancienne marge continentale. La présence de failles longitudinales, qui déterminent à la fois l'emplacement des minerais et l'existence de séries volcaniques jeunes de comblement de graben, témoigne de processus de rifting tardifs au cours de l'histoire de l'arc.Les dépôts de Hellyer et de Que River, qui sont les plus jeunes et les moins déformés, présentent dans les sulfures des structures primaires telles que: pyrite et chalcopyrite colloformes et blende zonaire. Le minerai de Que River a subi un plissement isoclinal, responsable d'une recristallisation partielle des sulfures et d'une foliation de schistosité, difficile à distinguer de la lamination originelle des sulfures. Le dépôt de Rosebery, plus ancien, présente la forme d'un feuillet avec une cheminée d'altération peu développée. Ce feuillet de sulfure massif a été fortement déformé par le plissement et par des failles de chevauchement qui ont engendré une série de lentilles de minerai imbriquées. Ces déformations ont provoqué la destruction de toutes les structures primaires des sulfures à Rosebery.La distribution zonée classique des métaux dans ces dépôts (FeCaPbZnAgAuBa) permet de reconstituer la forme originelle des ames de sulfures et de localiser les points d'émissions primaires sur le fond marin. La teneur moyenne en or dans les sulfures massifs polymétalliques varie de 2 à 4 ppm, les teneurs les plus élevées se concentrant vers le toit stratigraphique des sédiments associés, dans les zones à zinc ou à barite. Le Mont Lyell, formé d'un grand gisement de cuivre dans la partie sud de l'arc volcanique, présente une situation nettement différente: l'or y est associé au cuivre dans la partie inférieure du gisement. Une telle dualité d'association Au-Zn au toit (p.ex. Hollyer, Que River et Zone à Zn-Ba de Rosebery) et Au-Cu au mur (p.ex. Mt Lyell et zone à Cu de Rosebery) a été observée dans des amas de sulfures massifs en d'autres endroits du monde et est considérée comme résultant directement du mécanisme de transport de l'or.L'association Au-Cu au mur résulte du dépôt de l'or à partir de complexes solubles de chlorure d'or de haute température, dépôt provoqué par la baisse de température et l'augmentation du ph lorsque les fluides montent vers le fond marin. D'autre part, la concentration de l'or dans les parties supérieures à Pb-Zn-Ba des gisements de Hellyer, Que River et Rosebery résulte d'une remobilisation de l'or sous forme de complexes bisulfurés, lorsque les fluides hydrothermaux montent à travers les sulfures déjà déposés et arrivent sur le fond marin où ils s'oxydent et se mèlent continuellement à l'eau de mer. L'or est finalement concentré à la surface supérieure des lentilles de sulfure massif, grâce à la poursuite de ce processus au cours de l'évolution du gisement.

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Mount Read, , 4 , : Rosebery, Hercules, Que River Hellyer. , - -- , . , , , . Hellyer Que River, , , .: . Que River , . Rosebery . , . . , F- > - > Pb- > Zn- > Ag> . 2 4 m, . Mt. Lyell , . : (.: Zn-Ba Hellyer, Que River Rosebery) (.: Mr. Lyell Rosebery). . pH . , , , , . . .

     

Ton- und Sulfatgesteine in Wechselwirkung bei Deformation

Zusammenfassung Für die Interpretation von Deformationsstrukturen in Sulfatgesteinen werden die felsmechanischen Resultate von Gips, Anhydrit, Tongestein und Halit aus Laboruntersuchungen miteinander verglichen. Während die Fließfestigkeit der kristallplastisch deformierenden Gesteinsmaterialien Anhydrit, Gips und Halit eine deutliche Abhängigkeit von der Temperatur und der Verformungsrate zeigen, deformiert das Tongestein kataklastisch und ist daher nur beschränkt von Temperatur und Verformungsrate abhängig. Das kataklastische Fließverhalten der Tongesteine wird weitgehend bestimmt durch den Wassergehalt, der seinerseits vom Überlagerungsdruck abhängig ist. Aufgrund dieses Verhaltens konnte für den untersuchten Opalinuston kein Fließgesetz gefunden werden, mit dem analog zu Anhydrit, Gips und Halit Fließfestigkeiten für Verformungsraten, wie sie in tektonischen Prozessen möglich sind, berechnet werden können.Die Gegenüberstellung der Fließfestigkeiten im möglichen Deformationsgeschwindigkeitsbereich der Juragebirgsbildung ist somit qualitativ und ergibt eine relative Abfolge der Ton- und Sulfatgesteine zueinander. Gips und Halit weisen ähnlich geringe Fließfestigkeiten auf, während die Werte für Anhydrit deutlich höher liegen. Im Experiment kann gezeigt werden, daß durch die Gips-Anhydritumwandlung Wasser frei wird. Dieses Wasser wird vom Tongestein aufgenommen, das dann seinerseits eine drastische Festigkeitsreduktion mit plastischer Deformation erfährt. Bei einer Umwandlung von Gips zu Anhydrit steigt die Fließfestigkeit der Sulfate an und das Tongestein könnte fließen.In der Sulfatserie der Mittleren Trias des Bergwerks Felsenau (Kt. Aargau, NE-Schweiz) wurden folgende Beobachtungen gemacht: Im undeformierten Bereich schwimmen zerbrochene Gipslagen im Tongestein, während im deformierten Bereich sowohl duktil deformierter Gips zusammen mit sich spröd verhaltendem Tongestein als auch zerrissene, ausschließlich aus Anhydrit bestehende Schichten beobachtet werden können. Eine solche Kompetenzinversion muß den durch Deformation und Umwandlung ändernden Fließfestigkeiten der beteiligten Gesteinsmaterialien zugeschrieben werden.

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The aim of this study is to investigate the mechanical behaviour of rocks consisting of interbedded shales and sulphates from the Eastern Jura Mountains (Switzerland). The understanding of deformational structures in sulphate rocks is based on the studies of rheological behaviour of gypsum (Baumann 1984), anhydrite (Müller et al. 1981), halite (Heard et al. 1972) and the study of the mechanical behaviour of Opalinuston (Nüesch, 1989). Rock strengths were calculated for Jura mountain building conditions with a maximum simple shear strain of ca. 10^–14s^–1 and an estimated paleo-temperature of not more than 100°C.The mechanical behaviour of Opalinuston was investigated under similar experimental conditions to those for the sulphates. The bulk strength of dry specimens is generally independent of initial fabrics, the temperature (below 200°C) and strain rate in the range 10^–4s^–1 to 10^–7s^–1, but shows a strong confining pressure dependence. In contrast to evaporites cataclastic flow is the main deformation mechanism for dry Opalinuston, and time-dependent flow laws do not apply. A small increase in water content (4%), however, reduces the bulk strenght to 50%. This should also be the case for other shales since variations in the mineral composition from 10% to 90% clay have been observed to have only a small influence on the bulk strength.In order to compare rheological behaviour of shale with that of the evaporite rocks confining pressures and temperatures were calculated on the basis of a geothermal gradient of 30°C/km. The properties of gypsum are closer to those of halite than to those of anhydrite. Under experimental conditions the strength of shale lies between gypsum and anhydrite. With increasing burial depth the differential stress of Opalinuston increases in opposition to rapidly decreasing strength of the sulphates. All the same the shale will eventually be the weakest rock of all, for condition above the gypsum-anhydrite transition. Water produced during gypsum dehydration (27%/g) is absorbed by the adjacent shale reducing its bulk strength drastically.At ductile deformation conditions for gypsum the shale will deform cataclastically with distinct dilatation. The ductile deformation of gypsum ceases as the gypsum-anhydrite transition is reached and the shale starts to deform.We propose that the transition of the mechanical behaviour of sulphates from brittle to ductile concomitant with an inverse transition in the shale is caused by the transfer of water from gypsum to shale. We call this phenomenon deformation interaction. This mechanism can explain the inversion of competence between gypsum and shale observed in natural deformed Middle Triassic rocks of Northern Switzerland.

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Résumé Les rhéologies du gypse, de l'anhydrite, de la halite et des argiles sont comparées dans des conditions expérimentales semblables afin de mieux comprendre les structures de déformation des roches sulfatées. La résistance des roches impliquées lors de la formation du Jura e été calculée à partir de données rhéologiques connues du gypse (Baumann, 1984), de l'anhydrite (Müller et al., 1981) et de la halite (Heard et al., 1972). Le comportement des argiles (Opalinuston) a été étudié à des températures oscillant entre 20° et 200°C. Si la résistance globale des échantillons secs est généralement indépendante de la fabrique initiale, de la température et de la vitesse de déformation, elle montre une forte dépendance de la pression hydrostatique. Cependant, une légère augmentation de la teneur en eau en réduit très sévèrement la résistance globale.Contrairement aux évaporites, le principal mécanisme de déformation des argiles sèches (Opalinuston) est le »cataclastic flow«, processus indépendant du facteur temps.Comme les variations de la composition minéralogique de l'»Opalinuston« n'influencent pas sa résistance globale, nos observations devraient aussi pouvoir s'appliquer à d'autres argiles.Afin de pouvoir comparer le comportement rhéologique des argiles avec celui des évaporites, la pression hydrostatique et la température ont été calculées sur la base d'un gradient géothermique de 30°C par Km. Les propriétés du gypse sont plus proches de celles de la halite que de celles de l'anhydrite.Les conditions expérimentales montrent que la résistance des argiles de situe entre celles du gypse et de l'anhydrite. Puisque la contrainte différentielle de l'Opalinuston augmente continuellement avec la profondeur, les argiles pourraient devenir la roche la plus faible au delà de la transition gypse-anhydrite. L'eau résultant de la déshydratation du gypse est absorbée par les argiles environnantes et réduit leur résistance globale. Parallèlement au gypse qui se déforme de manière ductile, les argiles se déforment cataclastiquement et montrent une dilatation distincte. En s'approchant de la transition gypse-anhydrite la déformation ductile du gypse s'atténue. Au delà de cette transition, les argiles commencent à se déformer ductilement. Nous pensons que ce processus de »déformation interaction« correspond à une transition entre la déformation ductile du gypse et celle des argiles résultant d'un transfert d'eau entre le gypse et les argiles.Nos résultats sont comparés à des structures de déformation naturelle de roches du Triasique moyen du nord de la Suisse.

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Residuelle Spannungen in quarzreichen Gesteinen Röntgendiffraktometrische Messung und Erklärungsmöglichkeiten ihrer Entstehung

Zusammenfassung Röntgen-Diffraktionsmethoden werden auf dem Gebiet der Metallurgie und Materialforschung in der Keramik seit langem benutzt, um innere Spannungen zu ermitteln, die in vielen Produkten als Folge technologischer Prozesse, wie Schweißen, Rollen, Schleifen, Gießen, Sintern oder dem Härten metallischer Werkstücke, zurückbleiben.Die Anwendung der Methode auf quarzreiche Gesteine — Quarzite und Sandsteine — hat ergeben, daß auch in solchen natürlichen Mineralaggregaten residuelle Spannungen im mikroskopischen Bereich vorhanden sind. Diese Spannungen werden durch Zerstören der Bindungen zwischen Matrix und Korn der Sandsteine abgebaut. Es handelt sich deshalb um in den Mineralaggregaten gespeicherte elastische Formänderungsenergie.Geometrische Zusammenhänge zwischen den Hauptspannungsrichtungen der inneren Spannungen in Quarzkörnern von Siltsteinen und den geologischen Strukturen, denen die Proben entnommen wurden, deuten darauf hin, daß die residuellen Spannungen eine Folge syntektonischer Zementations- und Rekristallisationsprozesse sind.In Modellversuchen ließ sich die Entstehung residueller Spannungen von diesem Typus gut veranschaulichen. Daneben zeigen diese Versuche auch sehr deutlich das in der Entlastungsphase infolge innerer Spannungen entstehende Mikrorißgefüge, das eine Zugfestigkeits- und Steifigkeitsanisotropie des Materials bewirkt.

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X-ray diffraction has long been used in Metallurgie and Material Science to determine residual stresses existing in many technological products as a result of processes like welding, hot pressing or heat treatment for example.The use of the X-ray diffraction method in the study of quartzose rocks revealed that residual stresses exist in these natural mineral aggregates at the microscopic level. This internal stress is relieved when the bonds between matrix and grains of the sandstone samples are severed.Geometrical relations existing between directions of largest compression of the quartz grains in siltstone rocks and the geological structures from which the rock samples were extracted, indicate that the residual strains are a cause of de-stressing after a phase of syntectonic cementation or recrystallization processes. The development of residual strain in these rocks can qualitatively be demonstrated in model tests. These tests also indicate, how microcracks and the resulting anisotropy in strength and material stiffness develop in the unloading phase as a result of internal strain in the mineral aggregate.

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Résumé En métallurgie et dans l'industrie de la céramique on utilise les méthodes diffractométriques par rayons X pour découvrir des tensions internes résiduaires dans les métaux au cours des procédés technologiques comme la soudure, la trempe, le polissage, le moulage de fonderie.Il résulte de l'application de la méthode à des roches riches en quartz que, même dans les aggrégats naturels de cette sorte, des tensions résiduelles existent à l'échelle microscopique. Ces tensions sont résorbées dans les grés à la suite de la destruction des liaisons entre la matrice et le grain. Il s'agit donc ici d'une énergie de déformation élastique dans les aggrégats minéraux.La liaison géométrique entre les structure géologiques où les spécimens ont été pris, et les directions principales des tensions dans les grains de quartz, montre distinctement que les tensions résiduelles sont un résultat des processus syntectoniques de recristallisation et de cimentation. Dans les essais avec modèles, l'origine des tensions résiduelles de ce type se laisse très bien saisir. En outre ces essais montrent aussi très clairement la structure en microcassures due à des tensions internes engendrées lors de la phase de décharge, et qui influence l'anisotropie du matériau relative à sa cohésion et à sa rigidité.

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Paleomagnetic investigations of the tertiary and quaternary igneous rocks: IV. The tertiary volcanics of the Lausitz area,Germany

The basalts and phonolites of the Lausitz area belong to the Bohemian volcanic province of which the centre of activity lay in the eské Stedohoí. Samples from 30 localities were investigated, petrological, ore microscopical and palaeomagnetic studies being carried out. Normal and reversed directions were found. Magnetically stable and unstable samples occur. In many cases the petrological and ore microscopy studies can lead to an explanation of these stability variations. They also have a direct bearing on the origin of the reversed and normal directions found.

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Zusammenfassung Die untersuchten Basalte und Phonolite der Lausitz gehören zu den Ausläufern eines starken tertiären Vulkanismus mit dem Zentrum im Böhmischen Mittelgebirge. An Proben von 30 verschiedenen Lokalitäten werden paläomagnetische sowie petrologische und erzmikroskopische Untersuchungen durchgeführt. Daraus werden Magnetisierungseinrichtungen erhalten, die auf engstem Raum inversen und normalen Charakter nebeneinander aufweisen. Im gleichen Maße wechseln paläomagnetisch stabile und instabile Proben miteinander. Die Ergebnisse der petrologischen und erzmikroskopischen Untersuchungen führen in vielen Fällen zur Klärung der Ursachen für dieses unterschiedliche Stabilitätsverhalten und geben außerdem erste Hinweise über die stattgefundenen Inversionsmechanismen.

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Résumé Les basaltes et phonolites de Lausitz appartiennent à la province volcanique de la Bohême du nord, dont l'ancien centre d'activité se trouve dans les eské Stedohoí. Sur les échantillons prélevés à trente affleurements les études pé trologiques, minéralogiques et paléomagnétiques ont été faites. Des directions d'aimantation normales et renversées ont été trouvées. Le même affleurement montre les échantillons stabiles et instabiles. Les études pétrologiques donnent des explications. Les mêmes études s'appliquent aux problèmes d'origine des directions normales et renversées.

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Contribution No. 33, Geology Department, Case Western, Reserve University, Cleveland.Contribution Nr. 254, Geomagnetic Institute, Potsdam.     

Zum Nachweis jurassisch-kretazischer Eingleitungen von Hallstätter Gesteinsmassen beiderseits des Salzach-Quertales (Salzburg)

Zusammenfassung Beiderseits des Salzach-Quertales finden sich zahlreiche Hinweise, daß im Tithon permotriadische Gesteinsmassen mit Hallstätter Fazies aus ihrem triadischen Becken (Vorriff) Sedimentationsraum heraus nordwärts in den Plattformbereich einglitten. Zu diesen synsedimentär in den tithonen Anteil der Oberalmer Schichten (Kimmeridge/Tithon/Berrias), einem Tiefseesediment, eingebrachten Massen können die Schollen der Hallstätter ZoneHallein-Berchtesgaden und östlich von Golling gezählt werden.Der als Turbidit gewertete Barmsteinkalk (submember der Oberalmer Schichten) begleitet die Gleitmassen in der sedimentären Kontaktzone und führt in seiner vielfach grobklastischen Ausbildung triadische Komponenten der Hallstätter und Berchtesgadener Fazies sowie auffallend viel Komponenten aus oberpermischem Haselgebirge und malmischen Flachwasserkalken. Man darf annehmen, daß im triadischen Vorriffbereich ein Salzdiapirismus zur Tiefschwellenbildung und Sedimentation der Hallstätter Fazies Anlaß gab und daß es dann im Tithon sowohl zu Schlamm- und Trübeströmen als auch zu einer Hallstätter Großschollenbeziehungsweise Deckengleitung in das malmische Tiefseebecken kam. Gleichzeitig könnte die Berchtesgadener Decke begonnen haben, von Südrand der Plattform nordwärts zu gleiten.Jüngere, zur Austroalpinen Phase erfolgte Eingleitungen von Hallstätter Schollen, wie sie im Gebiet der Roßfeld- und Weitenaumulde vorliegen, sind durch den unterlagernden Turbidit der olisthostromreichen Oberen Roßfeldschichten (Hauterive) und den Turbidit der Grabenwaldschichten (Unterapt) altersmäßig fixiert.

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On both sides of the transverse Salzach valley there are numerous indications, that during Tithonian times Permotriassic rockmasses of Hallstatt facies type slided from their Trissic basin (forereef) area northwards into the platform area. The outliers of the Hallstatt zone in the areas of Hallein-Berchtesgaden and east of Golling can be interpreted as such rock masses which synsedimentarely took place in the Tithonian part of the Oberalm Beds (Kimmeridgian/Tithonian/Berriasian), a deep sea sediment.The Barmstein Limestone (submember of the Oberalm Beds and interpreted as a turbidite) accompanies the sliding masses in the sedimentary contact zone. This frequently coarse clastic Barmstein Limestone contains Triassic components of the Hallstatt and Berchtesgaden Facies as well as obviously much components of the Upper Permian Haselgebirge and Malmian shallowwater limestones. It is therefore allowed to suppose, that in the Triassic forereef area a salt diapirism caused the formation of a submarine rise, the sedimentation of Hallstatt Faciès, and subsequently, during Tithonian times, the occurence of mud-flows, turbidites and slidings of large Hallstatt outliers, respectively the transport of the Hallstatt nappe into the Malmian deep-sea environment. Simultaneously the Berchtesgaden Nappe may have started to slide northwards from the southern edge of the platform.The age of younger sliding occurences of Hallstatt outliers during the Austroalpine Phase can be fixed in the area of the Roßfeld and Weitenau basin by the unterlying turbidite of the olistostrome rich Upper Roßfeld Beds and the turbidite of the Grabenwald Beds (Lower Aptien).

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Résumé Des deux côtés de la vallée transversale de Salzach, ou trouve de nombreux indices de ce que, au Tithonique, des masses rocheuses permo-triasiques de facies Hallstatt ont glissé de leur bassin triasique (un rif adventif) vers le Nord dans le domaine de plateforme. Parmi cette contribution synsédimentaire à la fraction tithonique des couches d'Oberalm (Kimmeridgien/Tithonique/Berriasien), un sédiment de mer profonde, on peut figurer les blocaux de la zone de Hallstatt Hallein-Berchtesgaden et à l'Est de Golling.Le Calcaire de Barmstein (un sous-membre des couches de l'Oberalm) considéré comme turbidite, accompagne ces glissements dans la zone de contact sédimentaire et contient, parmi ses constituants grossiers, des constituants, triasiques des facies de Hallstatt et de Berchtesgaden, ainsi que, chose surprenante, de nombreux autres provenant de Haselgebirge du Permien supérieur et de calcaires d'eau peu profonde du Malm. On peut admettre que, dans l'espace du rif adventif triasique, un diapirisme salin occasionna la formation d'un seuil profond et la sédimentation du Faciès de Hallstatt, et qu'alors il en a résulté au Tithonien, l'arrivée dans le bassin profond du Malm, aussi bien des apports de boues et des courants de turbidités, que des glissement de blocaux, voire même la nappe de Hallstatt. Simultanément il se peut que la nappe de Berchtesgaden ait commencé à glisser à partir de la bordure méridionale de la plateforme vers le Nord.Des glissements plus jeunes de blocaux de Hallstatt, survenus lors de la phase austroalpine, comme il en existe dans la région du synclinal de Rossfeld et de Weitenau, sont datés par la turbidite sous-jacente des couches supérieures de Rossfeld, riche en olithostromes (Hauterivien) et par la turbidite des couches de Grabenwald (Aptien inférieur).

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The reactivation of the ancient structure and corresponding changes in the Earth's crust. An example of the Bohemian Massif

The geological reconstructions suggest that prior to the Upper-Proterozoic sedimentation the Bohemian Massif was formed by a relatively uniform, stable crust with highgrade metamorphites near the surface. This ancient Moldanubian Formation is thought to be 1000–1800 m. y. old. The lowest Earth's crust layer of the initial Moldanubian structure is inferred to be composed by partially hydrated ultramafics.Three principal units showing different development of the initial structure are briefly discussed. The Moldanubicum represents a rigid block. The old Moldanubian sequence was transformed mainly due to the Paleozoic periplutonic metamorphism. An Upper-Proterozoic graben-type collapse generated the Teplá-Barrandian and Labe basins. Attention is given to the possible causes, mechanism and consequences of the longlasting geosynclinal subsidence. In Erzgebirge and Sudeten the initial Moldanubian structure was transformed in a combined way due to the geosynclinal development and Paleozoic metamorphism. Corresponding changes in the Earth's crust are discussed.

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Zusammenfassung Geologische Rekonstruktionen führen zur Ansicht, daß die Böhmische Masse in der Zeitperiode vor der oberproterozoischen Sedimentation aus verhältnismäßig gleichartiger, stabiler Erdkruste mit nahe der Erdoberfläche gelegenen, durch Tiefenmetamorphose umgewandelten Gesteinen bestand. Das Alter dieser »moldanubischen« Formation wird auf 1000 bis 1800 Mill. Jahre geschätzt. Der untere Teil der moldanubischen Ausgangskruste dürfte wahrscheinlich von partiell hydratisierten Ultramafiten aufgebaut worden sein.Im vorliegenden Aufsatz werden drei Gebiete besprochen, wo eine unterschiedliche Entwicklung des ursprünglichen Baues erfolgte. Das Moldanubikum bildet einen rigiden Block, worin der ursprüngliche Ausgangsbau vor allem durch die paläozoische periplutonische Metamorphose umgewandelt wurde. In dem Teplá-Barrandium- und dem Labe (Elbe)-Gebiet erfolgte im oberen Proterozoikum eine Grabeneinsenkung des alten Baues in die Tiefe. Im Text wird ein Modell von Ursachen, Mechanismus und Folgen der langfristigen geosynklinalen Subsidenz dieses Gebietes dargestellt. Im Erzgebirge und in den Sudeten wurde der moldanubische Ausgangsbau durch eine geosynklinale Entwicklung und die paläozoische Metamorphose umgewandelt. Die unterschiedliche Entwicklung führte zu Änderungen in der Zusammensetzung und Mächtigkeit der Erdkruste, die in erwähnten Einheiten durch seismische Charakteristik gekennzeichnet wird.

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Résumé Une reconstruction géologique montre que le Massif de Bohême était formé — avant la sédimentation du Protérozoique supérieur — par une écorce relativement stable et uniforme avec des métamorphites profondément transformée située près de la surface. L'âge de cette ancienne formation »Moldanubienne« est estimée à 1000–1800 millions d'années. La couche la plus profonde de la croûte originelle de la structure Moldanubienne initiale est considerée comme composée par des roches ultramafiques, hydratées en partie.L'auteur discute brièvement les trois unités principales d'ou découle un développement différent de la structure initiale. Le Moldanubien forme un bloc rigide dans lequel la structure initiale de départ a été transformée principalement par le métamorphisme paléozoïque périplutonique. Au Protérozoïque supérieur, un effondrement du type graben a créé les bassins Teplá-Barrandien et de Labe. Les causes possibles, le méchanisme et les conséquences de la subsidence géosynclinale de longue durée sont étudiées. Dans l'Erzgebirge et dans les Sudètes, la structure moldanubienne initiale a été transformée par le développement géosynclinal de même que par le métamorphisme paléozoïque. Les changements y correspondant dans l'écorce terrestre sont discutées.

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The geometry of the joint pattern and its relation with fold structures in the Aywaille area (Ardennes,Belgium)

The geometry of the joint pattern in the Aywaille area (Ardennes, Belgium) is analysed with statistical methods. The orientations of intersecting joint-planes were recorded together with the bedding-plane. Four principal sets have been distinguished. These sets are related orthogonally to the bedding-plane and geometrically to the regional fold structure. All sets are considered to represent tensional structures, formed in a single period after the folding. The joint pattern is compared with a model given byPrice (1966). It is concluded that this model, describing the generation of joints in relation with folding, cannot explain completely the formation of the joint-sets under consideration here.

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Zusammenfassung Die Geometrie des Klutgefüges im Aywaille Gebiet (Ardennen, Belgien) wurde mit statistischen Methoden analysiert. Die Orientierungen sich schneidender Kluften und der Schichtflächen wurden erfaßt und vier Hauptkluftscharen unterschieden. Diese Scharen durchsetzen die Schichtflächen im rechten Winkel und in Symmetrie zur Faltenachse. Alle Klüfte werden als gleichzeitig nach der Faltung entstandene Zugklüfte gedeutet, Das Kluftgefüge wird mit einem vonPrice (1966) angegebenen Modell für das Entstehen von Klüften nach der Faltung verglichen. Es ergibt sich, daß dieses Modell nicht zur vollständigen Erklärung der betrachten Kluftscharen ausreicht.

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Résumé La géométrie du régime de fractures dans la région d'Aywaille (Ardennes, Belgique) est analysée par des méthodes statistiques. Les orientations des intersections des plans de fractures ont été enregistrées en inculant le plan de stratification. On a distingué quatre ensembles principaux. Ces ensembles sont reliés orthogonalement au plan de stratification et géométriquement au plissement régional. On considére que tous ces ensembles représentent des structures de traction, formées au cours d'une mème période postérieure au plissement. Ce type de fractures peut-être comparé au modèle donné par Price (1966). On peut en conclure que ce modèle, décrivant la formation des fractures associées au plissement, ne peut pas expliquer complètement le développement des ensembles de fractures étudiés ici.

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, 4 ( Aywaille, Ardenne, Belgium). . , . Price, (1966) . .

     

Die isotopische Verteilung von Kohlenstoff und Schwefel in Marmor und anderen Metamorphiten

Zusammenfassung Die C¹²/C¹³-Verhältnisse des Karbonatanteils metamorpher Gesteine liegen mit ihren C¹³-Werten zwischen –8,2 und –22,9 recht niedrig. Die Graphitanteile haben ein C-Isotopenverhältnis –15,7. Prä- bis postkambrischer Marmor aus verschiedenen europäischen Vorkommen ist auf Grund der Isotopenrelationen des Karbonatkohlenstoffs vermutlich marin entstanden. Seine Graphite lassen sich in 2 Gruppen einteilen: Gruppe I mit –19,4 bis –28%.; Gruppe II mit –5,2 bis –16,8. Die S³²/S³⁴-Verhältnisse von sulfidischem Eisenerz aus eklogitischen Gesteinen der Münchberger Gneismasse haben einen relativ kleinen Schwankungsbereich, von 12,0.

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The C¹²/C¹³-ratio of carbonate-carbon in metamorphic rocks is relatively low: C¹³: –8,2 to –22,9; graphitic carbon shows its normal isotopic composition: –15,7. Pre- and postcambrian marbles can be presumed of marine origin on the ground of the isotopic composition of carbonate-carbon whereas their graphites can be divided in two groups: Group I has a C¹²/C¹³-ratio supposed to be typical of organic origin; Group II is surprisingly high in C¹³. The S³²/S³⁴-ratios of ironsulfides from eclogitic rocks (Münchberger Gneismasse) show a relatively narrow spread of 12,0 per mil.

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Résumé Le rapport C¹²/C¹³ du carbone des carbonates dans les roches métamorphiques est relativement petit (C¹³ =–8,2 à –22,9). Le carbone graphitique a sa composition isotopique normale, – 15,7. Les marbres pré- à postcambriens sont probablement marins selon la composition isotopique des carbonates. Leurs graphites forment deux groupes: le premier groupe a des rapports C¹²/C¹³ typiques d'une origine organique, le deuxième groupe contient plus de C¹³ que la normale. Les relations S³²/S³⁴ des sulfures de fer des roches éclogitiques (Münchberger Gneismasse) ne montrent pas de grandes variations isotopiques (12,0).

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¹²/¹³ , . . ¹³ 8,2 22,9 . 15,7 . , , , . : 19,4 28, — 5,2 16,8. S³²/S³⁴ , , 12,0.