Trace-element and Sr,Nd, Pb,and O isotopic composition of Pliocene and Quaternary alkali basalts of the Patagonian Plateau lavas of southernmost South America

The Pliocene and Quaternary Patagonian alkali basalts of southernmost South America can be divided into two groups. The cratonic basalts erupted in areas of Cenozoic plateau volcanism and continental sedimentation and show considerable variation in ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (0.70316 to 0.70512), ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd (_Nd) and ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb, and ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb ratios (18.26 to 19.38, 15.53 to 15.68, and 38.30 to 39.23, respectively). These isotopic values are within the range of oceanic island basalts, as are the Ba/La, Ba/Nb, La/Nb, K/Rb, and Cs/Rb ratios of the cratonic basalts. In contrast, the transitional basalts, erupted along the western edge of the outcrop belt of the Pliocene and Quaternary plateau lavas in areas that were the locus of earlier Cenozoic Andean orogenic arc colcanism, have a much more restricted range of isotopic composition which can be approximated by ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.7039±0.0004, _Nd, ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.60±0.08, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.60±0.01, and ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=38.50±0.10. These isotopic values are similar to those of Andean orogenic are basalts and, compared to the cratonic basalts, are displaced to higher ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr at a given ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd and to higher ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb at a given ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb. The transitional basalts also have Ba/La, Ba/Nb, La/Nb, and Cs/Rb ratios higher than the cratonic and oceanic island basalts, although not as high as Andean orogenic are basalts. In contrast to the radiogenic isotopes, ¹⁸O values for both groups of the Patagonian alkali basalts are indistinguishable and are more restricted than the range reported for Andean orogenic are basalts. Whole rock ¹⁸O values calculated from mineral separates for both groups range from 5.3 to 6.5, while measured whole rock ¹⁸O values range from 5.1 to 7.8. The trace element and isotopic data suggest that decreasing degrees of partial melting in association with lessened significance of subducted slabderived components are fundamental factors in the west to east transition from arc to back-arc volcanism in southern South America. The cratonic basalts do not contain the slab-derived components that impart the higher Ba/La, Ba/Nb, La/Nb, Cs/Rb, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr at a given ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb at a given ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb, and ¹⁸O to Andean orogenic arc basalts. Instead, these basalts are formed by relatively low degrees of partial melting of heterogeneous lower continental lithosphere and/or asthenosphere, probably due to thermal and mechanical pertubation of the mantle in response to subduction of oceanic lithosphere below the western margin of the continent. The transitional basalts do contain components added to their source region by either (1) active input of slab-derived components in amounts smaller than the contribution to the mantle below the arc and/or with lower Ba/La, Ba/Nb, La/Nb, and Cs/Rb ratios than below the arc due to progressive downdip dehydration of the subducted slab; or (2) subarc source region contamination processes which affected the mantle source of the transitional basalts earlier in the Cenozoic.     

Tectonic evolution of the basement complex in the central eastern desert of Egypt

The Egyptian basement rocks are gathered into three major rock groups, viz. Meatiq Group (oldest), Abu Ziran Group and Hammamat Group (youngest); the last two groups belong to the Pan-African orogenic cycle. The Meatiq Group is an old crystalline basement cropping out in gneiss domes. The Abu Ziran Group comprises the geosynclinal association which is formed of a lower ophiolite unit overlain by metasediments, volcanoclastics and locally intermediate volcanics having clear island arc characters. The Hammamat Group comprises molasse-type clastics, and penecontemporaneous Dokhan Volcanics of andesite to rhyolite composition; syn to late-tectonic calc-alkaline granites are the plutonic equivalents of the Dokhan Volcanics.The studied area lies within the foreland fold and thrust belt of a continental margin orogen. Ophiolites, particularly serpentinites, crop out along the trace of the sole thrust between the Meatiq infrastructure and the imbricated Abu Ziran nappe.Swells, developed along two geanticlines, were centers of marked calc-alkaline magmatic activity associated, at least, with gold mineralization.

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Zusammenfassung Die Gesteine des ägyptischen Kristallins sind in drei Hauptgruppen unterteilt: Meatiq Group (älteste), Abu Ziran Group und Hammamat Group (jüngste); die letzten zwei Gruppen gehören dem Pan-Afrikanischen Zyklus an. Die Meatiq-Gruppe stellt einen alten Sokkel dar, der in Gneisdomen auftritt. Die Abu-Ziran-Gruppe umfaßt die Geosynklinal-Assoziation, die aus einer unteren ophiolitischen Einheit besteht, überlagert von Sedimenten, volkanoklastischen Sedimenten und lokalen intermediären Vulkaniten mit ausgeprägten Inselbogen-Eigenschaften. Die Hammamat-Gruppe besteht aus Molassetyp klastischen Sedimenten und zeitlich assoziierte Dokhan Volcanics andesitischer bis rhyolitischer Zusammensetzung. Die synbis spät-tektonische Kalkalkaligranite sind die plutonischen Aequivalente der Dokhan Volcanics.Das untersuchte Gebiet liegt im Vorland-Falten- und Decken-Gürtel eines Kontinentalrand-Orogens. Ophiolite, insbesondere die Serpentinite, treten entlang dem Ausbiß der Überschiebungsfläche zwischen dem Meatiq-Sockelstockwerk und der Abu-Ziran-Decke auf.Schwellen in Form zweier Geantiklinalen waren Zentren aktiver kalkalkaliner magmatischer Tätigkeit, begleitet zumindest von Goldvererzungen.

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Résumé Les roches du socle égyptien se répartissent en trois groupes majeurs: Meatiq Group (le plus ancien); Abu Ziran Group et Hammamat Group (le plus récent); les deux derniers groupes appartiennent au cycle orogénique Pan-Africain.Le Meatiq Group est un socle cristallin ancien affleurant en dômes gneissiques. Le Abu Ziran Group comprend une association géosynclinale formée d'une unité ophiolitique inférieure suivie par des métasédiments, des volcanoclastites et localement par des roches volcaniques intermédiaires à caractere d'arc insulaire. Le Hammamat Group comprend des roches clastiques du type molassique, et des roches volcaniques pénécontemporaines de composition andésitique à rhyolitique (Dokhan Volcanics); des granites calco-alcalins syntectoniques à tardi-tectoniques sont les équivalents plutoniques des «Dokhan Volcanics».Le terrain étudié se situe dans l'avant-pays plissé et charrié d'un orogène de marge continentale. Des ophiolites, particulièrement des serpentinites, affleurent le long de la surface de charriage entre le massif autochtone de Meatiq et la nappe complexe d'Abu Ziran.Des dômes, développés le long de deux géanticlinaux, ont été les centres d'une forte activité magmatique calco-alcaline associée, au moins, à une minéralisation aurifère.

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: Meatiq Group ( ), Abu Ziran Group Hammamat Group ( ); - . , . , , , , , , . , Dokhan . Dokhan - - . . , , Meatiq Abu-Ziran.

     

Le magma plagioclasique

Résumé L'auteur, évoquant les caractères chimico-minéralogiques des magmas basiques, fait la distinction entre la branche ferromagnésienne, dont le type le plus représentatif est le magma tholéiitique, et la branche plagioclasique dont l'existence est à démontrer. Il qualifie de plagioclasique le magma dont la composition chimique entraîne la cristallisation première d'un plagioclase. L'existence d'un tel magma est démontrée par le massif éruptif du Rogaland méridional (SW de la Norvège) et avant tout par une de ses intrusions majeures, le massif de Bjerkrem-Sogndal. Celui-ci montre de façon évidente une lignée de différenciats par gravité, comprenant à la base une anorthosite, ensuite des leuconorites, des norites et des monzonorites passant finalement à des termes plus acides, des mangérites et mangérites quartziques. — Cette succession permet d'établir le caractère plagioclasique du magma qui a fourni les intrusions constituant le massif éruptif du Rogaland, en particulier la plus ancienne, le massif anorthositique d'Egersund-Ogna, qui est une accumulite plagioclasique. — Le magma plagioclasique serait le résultat d'une fusion syntectique entre un magma basaltique normal et des matériaux de composition pélitique ou pélitoarkosique; cette assimilation serait réalisée dans la catazone profonde à l'intervention d'un orogène catazonal. Les produits formés par différenciation gravitative donnent entr'autres de grands massifs anorthositiques homogènes, ou tréfonds anorthositiques, ancrés dans la partie inférieure de l'orogène. Le géosynclinal d'où celuici provient serait établi directement sur la croûte basaltique océanique. Le segment orogénique qui en dérive marquerait donc l'accroissement latéral du domaine continental aux dépens du domaine océanique et serait donc un orogène fondamental.

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Starting from the physico-chemical character of the basic magmas the author distinguishes between a ferromagnesian branch, the most representative type of which is the tholeiitic magma, and the plagioclasic branch whose existence he will now establish. — He defines as plagioclasic a magma whose chemical composition has as a direct consequence the first crystallisation of a plagioclase. The existence of that magmatic type is displayed by the eruptive massive of South Rogaland (SW Norway), and above all by one of its major intrusions, the Bjerkrem-Sokndal massive. The latter shows evidence of a differentiated rock succession resulting from a gravitative action: the lowest layer is an anorthosite overlaid successively by leuconorites, norites, monzonorites and finally by more alcalic and acidic types, mangerites and quartzmangerites. This succession establishes the plagioclasic character of the whole magma which produced the different major intrusions of the eruptive massive of South Rogaland, and in particular the oldest one, i. e. the Egersund-Ogna anorthosite massive interpreted as a plagioclasic accumulite. The plagioclasic magma would be the result of a syntectic fusion between a normal basaltic magma and pelitic and/or arkosic sediments. Such an important assimilation would then appear to have taken place in the deep catazone during the constitution of a catazonal orogenetic segment. The great anorthosite massive, whose main characteristic is its great homogeneity, is an essential and early differentiated product, which has intruted into the lowest part of the tectonic system, which is the reason why we call it anorthositic undermost basement body (tréfonds anorthositique). — The site of the geosyncline from which such an orogenetic segment issued would then have been directly superposed on the basaltic oceanic crust. This type of orogenetic segment would therefore indicate a lateral growth of the continent at the cost of the oceanic area: it is a foundation orogen (orogène fondamental).

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Zusammenfassung Die chemisch-mineralogischen Eigenschaften der basischen Magmen werden erläutert. Es wird zwischen einer femischen Sippe, deren typischer Vertreter das tholeiitische Magma ist, und dem Plagioklasmagma unterschieden, wobei die Existenz des letzteren in dieser Arbeit bewiesen werden soll. Als plagioklasisch wird vom Verfasser ein Magma bezeichnet, dessen chemische Zusammensetzung die Erstkristallisation von Plagioklas hervorruft. Die Existenz eines solchen Magmas wird durch die Verhältnisse im Eruptivgebiet des südlichen Rogaland (Südwestnorwegen) und vor allem durch eine seiner Intrusionen erster Ordnung, das Bjerkrem-Sokndal-Massiv, bewiesen. Dieses letztere zeigt einwandfrei eine Reihe von durch die Schwere erzeugter Differentiate, die von unten nach oben aus einem Anorthosit, darüber aus Leukonoriten, Noriten und Monzonoriten besteht und zu saureren Gesteinen wie Mangeriten und Quarzmangeriten übergeht. Diese geometrische Reihe erlaubt es, den plagioklasischen Charakter des Magmas festzustellen, das die Intrusionen des Rogalandschen Eruptivmassives abgegeben hat. Das betrifft vor allem auch seine älteste Einheit, das anorthositische Massiv von Egersund-Ogna, das ein plagioklasisches Akkumulat darstellt.Vom Verfasser wird das Plagioklasmagma als eine syntektische Verschmelzung eines normalen basaltischen Magmas mit pelitischen bis pelitoarkosischen Gesteinen betrachtet. Diese Assimilation soll in der tiefen Katazone in Zusammenhang mit der Bildung eines katazonalen Orogens erfolgt sein. Die durch gravitative Differentiation erzeugten Produkte bilden die großen einheitlichen anorthositischen Massive, die sogenannten tréfonds anorthositiques. Diese dringen in den untersten Teil des Orogens ein. Die ursprüngliche Geosynklinale muß sich unmittelbar auf der basaltischen Kruste aufbauen. Das daraus entstandene orogenetische Segment stellt damit das laterale Zuwachsen des Kontinents auf Kosten der ozeanischen Gebiete dar und muß daher als ein Grundorogen (orogène fondamental) bezeichnet werden.

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Herrn Prof. Dr. Dr. h. c.Erich Bederke zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Stable isotope (C,O, S) systematics of the mercury mineralization at Idrija,Slovenia: constraints on fluid source and alteration processes

The world-class Idrija mercury deposit (western Slovenia) is hosted by highly deformed Permocarboniferous to Middle Triassic sedimentary rocks within a complex tectonic structure at the transition between the External Dinarides and the Southern Alps. Concordant and discordant mineralization formed concomitant with Middle Triassic bimodal volcanism in an aborted rift. A multiple isotopic (C, O, S) investigation of host rocks and ore minerals was performed to put constraints on the source and composition of the fluid, and the hydrothermal alteration. The distributions of the ¹³C and ¹⁸O values of host and gangue carbonates are indicative of a fracture-controlled hydrothermal system, with locally high fluid-rock ratios. Quantitative modeling of the ¹³C and ¹⁸O covariation for host carbonates during temperature dependent fluid-rock interaction, and concomitant precipitation of void-filling dolomites points to a slightly acidic hydrothermal fluid (¹³C–4 and ¹⁸O+10), which most likely evolved during isotopic exchange with carbonates under low fluid/rock ratios. The ³⁴S values of hydrothermal and sedimentary sulfur minerals were used to re-evaluate the previously proposed magmatic and evaporitic sulfur sources for the mineralization, and to assess the importance of other possible sulfur sources such as the contemporaneous seawater sulfate, sedimentary pyrite, and organic sulfur compounds. The ³⁴S values of the sulfides show a large variation at deposit down to hand-specimen scale. They range for cinnabar and pyrite from –19.1 to +22.8, and from –22.4 to +59.6, respectively, suggesting mixing of sulfur from different sources. The peak of ³⁴S values of cinnabar and pyrite close to 0 is compatible with ore sulfur derived dominantly from a magmatic fluid and/or from hydrothermal leaching of basement rocks. The similar stratigraphic trends of the ³⁴S values of both cinnabar and pyrite suggest a minor contribution of sedimentary sulfur (pyrite and organic sulfur) to the ore formation. Some of the positive ³⁴S values are probably derived from thermochemical reduction of evaporitic and contemporaneous seawater sulfates.Editorial handling: P. Lattanzi     

Oxygen,sulfur, and strontium isotope and fluid inclusion studies of barite deposits from the Iglesiente-Sulcis mining district,Southwestern Sardinia,Italy

This paper deals with barite from stratiform, karst, and vein deposits hosted within Lower Paleozoic rocks of the Iglesiente-Sulcis mining district in southwestern Sardinia. For comparison sulfates from mine waters are studied. Stratiform barite displays ³⁴S=28.8–32.1, ¹⁸O=12.7–15.6, and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.7087, in keeping with an essentially Cambrian marine origin of both sulfate and strontium. Epigenetic barite from post-Hercynian karst and vein deposits is indistinguishable for both sulfur and oxygen isotopes with ³⁴S=15.3–26.4 and ¹⁸O=6.6–12.5; ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios vary 0.7094–0.7140. These results and the microthermometric and salinity data from fluid inclusions concur in suggesting that barite formed at the site of mineralization by oxidation of reduced sulfur from Cambrian-Ordovician sulfide ores in warm, sometimes hot solutions consisting of dilute water and saline brine with different ¹⁸O values. The relative proportion of the two types of water may have largely varied within a given deposit during the mineralization. In the karst barite Sr was essentially provided by carbonate host rocks, whereas both carbonate and Lower Paleozoic shale host rocks should have been important sources for Sr of the vein barite. Finally, ³⁴S data of dissolved sulfate provide further support for the mixed seawater-meteoric water composition of mine waters from the Iglesiente area.     

Das Meer in der Geschichte der Geologie

Zusammenfassung Die Vorstellung, die geologische Erforschung der Erde sei zuerst von den Kontinenten ausgegangen und sei zeitlich sehr viel später auf den Meeresboden ausgedehnt worden, ist in ihrer Allgemeinheit nicht zutreffend. Denn nur einige wenige Jahre trennen den Beginn der festländischen Geologie durch den DänenNikolaus Steno (1669) von der ersten Publikation (1681) über die Hydrographie eines Meereskanales, nämlich des Bosporus, durch den italienischen NaturforscherLuigi Ferdinando Marsili aus Bologna. Schon 1711 erschien seine erste Notiz über submarine Geologie, und das Jahr 1725 bringt in seinem Werke Histoire Physique de la Mer die Grundlagen der physischen Ozeanographie und besonders der submarinen Geologie. Vor mehr als 250 Jahren wurden durch ihn der Schelf, die Schelfkante, der Kontinentalabfall, die submarinen Canyons entdeckt; ja, selbst die verschiedenen Sedimente in ihrer Lage nebeneinander, also das, was wir die Fazies nennen, wurde schon vonMarsili erkannt. A.Gressly hat (1836) die gut begründeten Faziesgesetze niedergelegt, und es sei auch A.Lavoisier (1789) nicht vergessen, dem wir die Begriffe wie littorale und pelagische Sedimente verdanken.Das Meer als Forschungsobjekt wurde durch die Entdeckung der rezenten Korallenriffe in der Südsee für Geologen und Zoologen interessant, wie ganz allgemein die großen Weltumsegelungen geologische Materialien in die Studierstuben brachten.Die Fortschritte der Technik sind die Schrittmacher der Ozeanographie in allen ihren Zweigen, auch der submarinen Geologie, gewesen. Darum gehört in eine historische Studie auch ein Abschnitt über die frühesten Lotapparate und die ersten Dredgegeräte, die Kernapparate und Bodengreifer.Mit den Lotleinen und Lotgewichten kamen auch die ersten Sedimente mit Tieren vom tiefen Meeresboden an Bord der Schiffe; sie muteten den damaligen Paläozoologen wie noch lebende Relikte der Kreide- und Tertiärzeit an.Jede einigermaßen gesicherte Lotung half mit, das Relief der Ozeanböden aufzuhellen. Marine Biologie und Geologie erkannten sich bald als Schwestern der Wissenschaft am Meere. Der Berliner GelehrteChr. Gottfried Ehrenberg und der EngländerEd. Forbes, der Amerikaner J. W.Bailey (alle um 1850) haben der submarinen Biologie und Sedimentologie unvergängliche Dienste geleistet, obwohl deren Namen heute kaum noch genannt werden.Es war ein weiter Weg, von den Meeresströmungen ausgehend (besonders nach der Entdeckung von Ober- und Unterstrom), bis hin zur Erkenntnis der Bildung einer fossilen Salzlagerstätte. Ja, selbst uns so geläufige Vorgänge wie die zerstörende Wirkung der Meereswellen an Steilküsten und Uferbauten wurden erst allmählich erkannt.Dienten die ersten Weltumsegelungen in erster Linie geographischen, nautischen, militärpolitischen und ethnographischen Zwecken, so drängten sich schließlich alle Zweige der Naturwissenschaften am Meere in den Vordergrund. Große Expeditionen, wie die Challenger-Fahrt (um nur eine von vielen zu nennen), mußten von Naturforschern gründlich vorbereitet und organisiert werden. Solche Pionierarbeit, besonders für die Geologie, leistete die Wiener Akademie in den Jahren 1850–1856 in der Vorbereitung der Erdumsegelung der Korvette Novara in den Jahren 1850–1856.Die vorliegende Studie beginnt mit Erinnerungen an die Kenntnisse der Alten, d. h. der Männer des klassischen Altertums, die fragten, was denn im Meere lebt, wie tief es sei und warum und wieso es salzig ist. Die Fragen und deren klare Antworten verdichteten sich in den Jahren zwischen 1650 und 1725. Etwa ab 1800 setzen systematische Forschungen ein. Diese Studie behandelt das historische Werden der submarinen Geologie bis um die Jahrhundertwende. Dann beginnt die moderne Zeit. Was von 1900 bis heute geschah, schildert J. R.Dean in seinem trefflichen Buche: Down to the Sea. A century of oceanography (Glasgow 1966).

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The idea that the geological exploration of the earth was started on the continents and was only much later extended to the bottom of the oceans, is too simplifying to be true. Only a few years lie between the beginning of continental geology by the Danish scientistNikolaus Steno (1669) and the first publication on the hydrography of the Bosporus Strait by the Italian naturalistLuigi Ferdinando Marsili of Bologna (1681). Already in 1711, he published his first small paper on submarine geology and in 1725 his book: Histoire Physique de la Mer appeared, in which he laid down the foundations of oceanography and submarine geology. Thus, more than 250 years ago he discovered the existence of the shelf and the shelf-margin, the continental slope and the submarine canyons.Marsili even found the different kinds of sediments in their juxtaposition on the bottom of the sea, the phenomenon we now call facies. In 1836, A.Gressly set up the well established laws of the facies. Furthermore the name of A.Lavoisier (1789) should be mentioned to whom we owe the concepts of littoral and pelagic sedimentation.Through the discovery of recent coral reefs in the tropical seas, the ocean became a wide research topic for geologists and zoologists, just as the great voyages of discovery supplied a large amount of geological material to scientists.The technological advances promoted all sections of oceanography, including submarine geology. Therefore, a historical study of this kind should include a section on the earliest sounding apparatus, the first dredges, corers and bottom catchers.Attached to the sounding ropes and sinkers, the first sediments were pulled onto the deck of the ships; they appeared to the old paleozoologists as living relics of the Cretaceous and Tertiary.Every reliable sounding increased our knowledge of the relief of the ocean bottom. Soon, marine biology and submarine geology realized that they were adjoining sciences of the seas. Scientists likeChr. Gottfried Ehrenberg of Berlin,Ed. Forbes of Edinburgh and the American J. W.Bailey (all at about 1850) have rendered everlasting services to marine biology and sedimentology, although their names are seldom mentioned in our days.It was a long way from the observation of currents in the oceans (especially after the discovery of superficial and undercurrents) to the perception of the formation of fossil salt deposits. Even such simple phenomena as the destructive action of the sea waves on cliffs and artificial embankments were understood only gradually.The earliest voyages round the world served mainly geographic, nautical, ethnographical and military-naval purposes. But finally all fields of the sciences of the ocean gained importance. Large projects like the Challenger Expedition (to mention only the most famous one among many others) had to be thoroughly prepared and organized by natural scientists. Such pioneer work, especially for geology, was done by the Austrian Academy in Vienna in the course of preparing the sailing round the globe by the Corvette Novara during the years 1850–1856.The present study starts with a glance at the ideas of those men in classical Greek and Roman times, who first asked about life in the ocean, its depth and the origin of its salinity. These questions and their answers began to be more seriously discussed in the years between 1650 and 1725, but only around 1800 systematic research was started.This study deals with the historical development of submarine geology until the turn of this century. The new era of modern time oceanography in this century is very well described in the excellent book by J. R.Dean: Down to the Sea. A century of oceanography (Glasgow 1966).

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Résumé La conception que l'exploration géologique de la terre serait d'abord partie des continents et n'aurait été étendue que beaucoup plus tard au fond des océans n'est pas valable dans sa généralisation. Car très peu d'années seulement se sont écoulées entre le début de la géologie continentale par le danoisNikolaus Steno (1669) et la première publication (1681) sur l'hydrographie d'un détroit marin, à savoir le Bosphore, par le naturaliste italienLuigi Ferdinando Marsili de Bologne. Déjà en 1711 paraît sa première note concernant la géologie sous-marine et l'année 1725 apporte dans son oeuvre « Histoire physique de la mer» les fondements de l'océanographie physique et surtout de la géologie sousmarine. Il y a plus de 250 ans qu'il decouvrit la plate-forme continentale, son rebord, le talus continental et les canyons sous-marins; même la juxtaposition des divers sédiments, ce que nous appelons les faciès, fut déjà reconnue parMarsili. A.Gressly (1836) a établi et motivé les lois des faciès; il ne faut pas non plus oublierLavoisier (1789) à qui nous devons des notions telles que sédiments littoraux et pélagiques.A la suite de la découverte de récifs coralliens récents dans les régions australes, la mer devint un object de recherches intéressant les géologues et les zoologistes, tout comme d'une façon générale, les grands voyages autour du globe apportèrent des matériaux géologiques dans les cabinets d'étude.Les progrès de la technique ont fait avancer aussi bien la géologie sous-marine que toutes les branches de l'océanographie. C'est pourquoi une étude historique doit comprendre un chapitre concernant les appareils de sondage les plus primitifs et les premiers instruments de forage, les appareils à carotte et les bennes-autos.Avec les cordes et les lests des sondes remontèrent à bord des bateaux non seulement les sédiments, mais aussi les premiers animaux des fonds marins profonds; ils apparurent aux paléontologues d'alors comme des reliques vivantes des temps crétacés et tertiaires.Tout sondage tant soit peu soigneusement exécuté aida à préciser le relief des fonds océaniques. La géologie et la biologie marine se considérèrent bientôt comme étant les sciences soeurs de la mer. Bien que leurs noms soient encore à peine évoqués de nos jours,Chr. Gottfried Ehrenberg, savant berlinois,Ed. Forbes, anglais et J. W.Bailey, américain, ayant tous vécu vers 1850 ont rendu des services impérissables à la biologie sous-marine et a la sédimentologie.Partant des courants marins, surtout après la découverte des courants superficiels et profonds, le chemin à parcourir fut long pour arriver à la reconnaissance de la formation d'un gisement salifère. Même des notions actuellement très courantes, comme l'action destructrice des vagues le long de falaises et des constructions côtières, n'ont été reconnues que très progressivement.Bien que le premiers tours du monde aient eu en première ligne des buts géographiques, nautiques, politico-militaires et ethnographiques, toutes les branches des sciences de la nature se poussèrent finalement au premier plan. De grandes expéditions, telle celle de «Challenger», pour en citer une parmi de nombreuses autres, durent être préparées et organisées soigneusement par des naturalistes. Une telle oeuvre de pionnier, surtout en ce qui concerne la géologie, fut exécutée par l'Académie de Vienne durant les années 1850–1856 pour préparer le tour du monde de la corvette « Novara ».La présente étude débute avec des rappels des connaissances des anciens, c'est-à-dire des hommes de l'antiquité classique, qui se demandaient ce qui vit dans la mer, quelle est sa profondeur et pourquoi elle est aussi salée. Les questions et leurs réponses se concentrent entre les années 1650 et 1725, c'est après 1800 qu'apparaissent les recherches systématiques. Cette étude traite l'évolution historique de la géologie sous-marine jusque vers le début de ce siècle. C'est alors que débutent les temps modernes. Ce qui a été fait depuis 1900 est traité magistralement par J. R.Dean dans son livre: «Down to the Sea. A century of oceanography» (Glasgow, 1966).

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(Luigi Ferdinando Marsili, 1681 ) (Nicolaus Steno, 1669 ). : Marsili — , , , ; A. Gressly (1836 ) — ; A. Lavoisier (1789) — . , , . — , , , . . — Chr. Gottfried Ehrenberg 'a, Ed. Forbes 'a J. W. Bailey ' (1850) — , , . — Challenger (1873–1876 ) Novara 1850–1856 , . — 1800 ; . J.R. Dean Down to the sea. A century of oceanography (Glasgow 1966).

     

Chemical study of tectonically controlled hydrothermal dolomitization: an example from the Lessini mountains,Italy

In the Central Southern Alps (Feltre, Verona — Italy), a 750 m thick interval of Jurassic and Cretaceous pelagic limestones shows post-depositional partial brecciation and dolomitization. The overlying 500 m thick Tertiary sedimentary sequence is unaffected. Through the Paleogene, mostly submarine, mafic volcanism has been documented in the area. Small-scale extensional features were observed in the limestone near the contact with the dolomitized breccias. Their orientations measured in the field correspond to the tectonic framework of the area and give evidence for the contemporaneousness of the volcanic activity and the brecciation. The distribution and petrologic characteristics of the basalts, combined with the orientation of the extensional features observed in the field, allow a paleotectonic reconstruction. This tectonic scenario can be viewed as a back-arc extension, an eastward prolongation of the spreading that divided Southern France from the Sardinia-Corsica-Calabria block, generating the Ligurian-balearic basin in the Late Oligocene.The dolomite is fine-grained to sucrosic, with a microamygdaloidal porosity, partially filled with ankerite and calcite. The matrix shows a homogeneous, orange-red cathodoluminescence, indicating a single phase of iron-poor dolomite. The carbonate fraction consists of more than 90% dolomite. The dolomite is almost stoichiometric (Ca_0.6Mg_0.4 to Ca_0.5Mg_0.5). The ¹³C values of the dolomite are less than 1%. more negative than the unaffected limestone. The ¹⁸O values are between –5%. to –13%., with a depletion of 2–11%. relative to the undolomitized limestone. The depleted oxygen isotope ratios in the dolomitized rock can be derived either from fluids impoverished in the heavy isotopes (e.g. meteoric water) or high temperatures. The unvaried carbon isotopic ratios make the second interpretation the most acceptable. As the⁸⁷Sr/⁸⁶Sr values increase from a mean of 0.7077 in the unaffected limestones to 0.7085 in the dolomitized limestones, a derivation of the dolomitizing fluids from the volcanic rocks can be excluded. Comparing the obtained data with the Phanerozoic seawater isotope curve, however, the radiogenic Sr may be derived from marine waters of Late Oligocene-Early Miocene age. Microthermometric analyses of the fluid inclusions in the dolomite crystals from the bulk rocks and from the veins suggest a trapping temperature ranging from a minimum of 70°C (dolomite rock) to a maximum of 120°C (dolomite in veins). The solution contained in the inclusions is water with NaCl and MgCl₂ with salinities of 46%. (dolomite bulk rock) and 17%. (dolomite in veins). The pressure correction calculated from the fluid inclusion data is about 250 bars, which roughly correspond to the lithostatic pressure over the Mesozoic limestones in the Early Miocene.These results point to a hydrothermal origin of the dolomitization during the Late Oligocene-Early Miocene, as ascertained from the strontium isotope and fluid inclusion data. The circulation of hot marine water through the brecciated limestones in convective cells, triggered by the geothermal gradient related to the volcanic activity, is the proposed hydrodynamic model. Hydrologie considerations demonstrate that the proposed model is feasible.

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Zusammenfassung In den zentralen Südalpen (Feltre, Verona — Italien) findet sich eine etwa 750 m dicke Abfolge jurassischer und kretazischer pelagischer Kalke, die nach der Ablagerung zum Teil breckziert und dolomitisiert wurde, während die darüberliegenden 500 m mächtigen tertiären Sedimente keine Dolomitisierung zeigen. Im Paläogen ist im Gebiet ein mafischer, überwiegend mariner Vulkanismus dokumentiert. Kleinmaßstäbliche listrische Brüche in Kalken am Kontakt mit der dolomitisierten Breckzie entsprechen geometrisch einem großräumigen extensiven Regime im Paläogen. Sie beweisen die Gleichzeitigkeit der vulkanischen Aktivität und der Breckzierung. Die Verteilung und petrographischen Eigenschaften der Basalte, mit der Geometrie der Extensionsstrukturen, erlauben eine paläotektonische Rekonstruktion. Diese tektonische Situation entspricht einem Back-arc-basin und stellt die östliche Verlängerung des ligurisch-balearischen Beckens dar, das Südfrankreich vom Sardisch-Korsisch-Kalabrischen-Block im späten Oligozän getrennt hat.Die ¹³C Werte der Dolomite sind weniger als 1%. negativer als die entsprechender nicht dolomitisierter Kalke. Die ¹⁸O-Werte (relativ zum PDB Standard) variieren zwischen –5%. und –13%., das ist 2 bis 11%. negativer als die nicht dolomitisierter Kalke. Dies wird auf erhöhte Bildungstemperaturen zurückgeführt. Ein Anstieg der⁸⁷Sr/⁸⁶Sr-Signaturen im Mittel von 0.7077 in den nicht dolomitisierten Kalken auf 0.7085 in den dolomitisierten Kalken schließt eine Herkunft der dolomitisierenden Fluide von den vulkanischen Gesteinen aus. Beim Vergleich der Isotopensignaturen mit der phanerozoischen Meerwasser-Isotopenkurve, könnte aber das radiogene Strontium von spät oligozänem — früh miozänem Meerwasser kommen. Mikrothermometrische Analysen flüssiger Einschlüsse in Dolomitkristallen im Gestein und in Adern deutet auf eine Einschlußtemperatur von 70°C (Dolomitgestein) bzw. 120°C (Dolomit in Adern) hin. Die Lösung in den Einschlüssen ist Wasser mit NaCl und MgCl₂, mit einer Salinität von 46%. (Dolomitgestein) bzw. 17%. (Adern). Die aus den Einschlüssen berechnete Druckkorrektur ist etwa 250 bar. Dies entspricht ungefähr der früh miozänen Gesteinssäule über den mesozoischen Kalken.Aufgrund dieser Daten wird eine hydrothermale Bildung der Dolomite im späten Oligozän - frühen Miozän postuliert. Es wird ein hydrodynamisches Modell vorgeschlagen, in dem aufgeheiztes Meerwasser konvektiv durch die breckzierte mesozoische Abfolge zirkuliert. Als Motor wirkt ein vulkanischer geothermischer Gradient. Dieses Modell läßt sich mit hydrologischen Betrachtungen testen und stützen.

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Résumé Dans la partie sud des Alpes Centrales (Feltre, Verone: Italie) il existe une succession, épaisse de 750 m, de calcaires pélagiques jurassiques et crétacés, qui ont subi après leur sédimentation une bréchification et une dolomitisation partielles. Les sédiments tertiaires surincombants, épais de 500 m, ne sont pas affectés par ces phénomènes. Un volcanisme paléogène mafique, essentiellement sousmarin, a été reconnu dans la région. Dans les calcaires, au contact de la brèche dolomitisée, existent des cassures listriques de petite échelle dont la géométrie témoigne d'un régime extensif général au Paléogène. Leurs orientations, mesurées sur le terrain, indiquent la contemporanéité de l'activité volcanique et de la bréchification. La distribution et les caractères pétrologiques des basaltes, combinés à la géometrie des structures extensives, permet une reconstitution paléotectonique. Celle-ci montre une extension dans un bassin d'arrière-arc, prolongement oriental de l'expansion qui, à l'Oligocène supérieur, a séparé du sud de la France le bloc corsico-sardo-calabrais en créant le bassin liguro-baléare.La dolomie, finement grenue à saccharoïde, possède une porosité à vides micro-amygdaloïdes, partiellement occupés par de l'ankérite et de la calcite. La matrice présente une cathodoluminescence homogène rouge-orange, indiquant la présence d'une seule phase constituée de dolomite pauvre en Fe. La fraction carbonatée consiste en dolomite pour plus de 90%. Cette dolomite est à peu près stoechiométrique (Ca_0,6Mg_0,4 à Ca_0,5Mg_0,5). Les rapports ¹³C de la dolomie sont inférieurs de moins de 1%. à ceux du calcaire intact. Les rapports ¹⁸O sont compris entre –5%. et –13%., soit 2 à 11%. inférieurs à ceux du calcaire non dolomitisé. Cette baisse du rapport isotopique peut provenir soit de fluides appauvris en isotopes lourds (p. ex. l'eau météorique), soit d'une température élevée; la constance des rapports isotopiques du C rend cette deuxième explication la plus plausible. Le rapport⁸⁷Sr/⁸⁶Sr passe d'une valeur moyenne de 0,7077 dans les calcaires non affectés à 0,7085 dans les calcaires dolomitisés; cet accroissement exclut une origine volcanique pour les fluides dolomitisants. En comparant ces valeurs à la courbe isotopique du Sr de l'eau de mer au Phanérozoïque, on peut déduire que le Sr radiogénique est dérivé d'eaux marines d'âge oligocène tardif à miocène inférieur. L'analyse microthermométrique des inclusions fluides contenues dans les cristaux de dolomite suggère une température de formation qui va de 70°C (dans la roche) à 120° (dans les veines). Le contenu de ces inclusions est une solution aqueuse de NaCl et MgCl₂ avec une salinité de 44%. (dans la roche) et de 17%. (dans les veines). La correction de pression calculée à partir des inclusions fluides est d'environ 250 bars, ce qui correspond grosso modo à la pression lithostatique qui s'exerçait au Miocène inférieur sur les calcaires mésozoïques.Sur la base de ces données, on conclut à une origine hydrothermale de la dolomie au cours de l'Oligocène supérieur - Miocène inférieur. Le modèle hydrodynamique proposé fait appel à la circulation convective, à travers le calcaire bréchié, d'eau marine échauffée grâce au gradient géothermique élevé dû à l'activité volcanique. Ce modèle est en accord avec des considérations hydrologiques.

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(, — ) , 750 , , , , 500 , . , . , . , . . - , - . ¹³ , 1%. ¹⁸, PDB –5 –13%, .. 2 11% . , , . ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr 0.7077 0,7085 . , - . 70° , 120° . , , 44%, 17%. , , 250 . - . , - . , . , . .

     

Korrelation der Sporenzonen der Oberen Trias und des Jura im Mittleren Orient und in Süddeutschland

Zusammenfassung Bei der sporenstratigraphischen Gliederung des mittleren Mesozoikums im Mittleren Orient konnten vom Nor bis zur Unteren Kreide 6 Sporenzonen unterschieden werden: Unterkreide:Ischyosporites variegatus — Rouseisporites laciniatus — Cicatricosisporites-Zone Malm:Ischyosporites variegatus — Rouseisporites laciniatus-Zone Dogger:Ischyosporites variegatus — Duplexisporites problematicus-Zone Lias:Concavisporites — Duplexisporites problematicus-Zone Rät:Concavisporites — Duplexisporites problematicus — Lophotriletes sangburensis — Ricciisporites tuberculatus-Zone Nor:Concavisporites — Duplexisporites problematicus — Lophotriletes sangburensis — Cyclotriletes oligogranifer-ZoneVergleichende Untersuchungen ergaben, daß diese Sporenzonen auch auf Süddeutschland übertragbar sind und den faunistischen Grenzen entsprechen. Nur die sporenstratigraphische Festlegung der Nor/Rätsowie der Dogger/Malm- und der Malm/Unterkreide-Grenze bedürfen noch der Verifizierung.

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In the middle Mesozoic of the Middle East 6 spore-assoziations could be distinguished from the Norian to the Lower Cretaceous: Lower Cretaceous:Ischyosporites variegatus — Rouseisporites laciniatus — Cicatricosisporites zone Upper Jurassic:Ischyosporites variegatus — Rouseisporites laciniatus zone Middle Jurassic:Ischyosporites variegatus — Duplexisporites problematicus zone Lower Jurassic:Concavisporites — Duplexisporites problematicus zone Rhaetian:Concavisporites — Duplexisporites problematicus — Lophotriletes sangburensis — Ricciisporites tuberculatus zone Norian:Concavisporites — Duplexisporites problematicus — Lophotriletes sangburensis — Cyclotriletes oligogranifer zone.The interregional validity and the correspondance of these spore zones with the faunistic boundaries could be substantiated in equivalent sequences in Southern Germany. However, the palynological definition of the Norian/Rhaetian, Middle/Upper Jurassic and Jurassic/Cretaceous boundaries have still to be confirmed in other regions since suitable sections have not been available in Southern Germany.

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Résumé Dans le Mésozoïque moyen du Moyen Orient, six zones de spores peuvent être distinguées du Norien au Crétacé inférieur: Crétacé inférieur: Zone àIschyosporites variegatus — Rouseisporites laciniatus — Cicatricosisporites Jurassique supérieur: Zone àIschyosporites variegatus — Rouseisporites laciniatus Jurassique moyen: Zone àIschyosporites variegatus — Duplexisporites problematicus Jurassique inférieur: Zone àConcavisporites — Duplexisporites problematicus Réthien: Zone àConcavisporites — Duplexisporites problematicus — Lophotriletes sangburensis — Ricciisporites tuberculatus Norien: Zone àConcavisporites — Duplexisporites problematicus — Lophotriletes sangburensis — Cyclotriletes oligogranifer Une étude comparative montre que les mêmes zones de spores existent en Allemagne du sud et qu'elles correspondent aux limites faunistiques. Toutefois, les limites Norien/ Rhétien, Dogger/Malm et Malm/Crétacé inférieur demandent à être vérifiées.

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- : : Ischyosporites variegatus —Rouseisporites laciniatus — Cicatricosisporites : Ischyosporites variegatus — Rouseisporites laciniatus : Ischyosporites variegatus — Duplexisporites problematicus : Concavisporites — Duplexisporites problematicus : Concavisporites — Duplexisporites problematicus — Lophotriletes sangburensis — Ricciisporites tuberculatus : Concavisporites — Duplexisporites problematicus — Lophotriletes sangburensis — Cyclotriletes oligogranifer. , , . , /, / / .

     

Die Existenz,Beschaffenheit und Bedeutung einer Zwischenschicht zwischen Gletschereis und Felsuntergrund

Zusammenfassung Fast unter allen Gletschern, einschließlich des Eisschildes auf Grönland, ist durch seismische Messungen eine Zwischenschicht zwischen Eis und Fels festgestellt worden. Sie ist auch in den Vorfeldern der Gletscher unter fluviatilen Ablagerungen vorhanden. Seismische Wiederholungsmessungen in Abständen von 25 bis 30 Jahren haben ergeben, daß sich die Morphologie der Oberkante der Zwischenschicht durch Sedimentation und Erosion beachtlich verändert. Es ist naheliegend, daß man sich die Zwischenschicht als gefrorene Grundmoräne vorstellt. Gegen diese Anschauung spricht aber die Existenz derselben in den Vorfeldern der Gletscher.Die beobachteten Geschwindigkeiten seismischer Wellen in der Zwischenschicht mit Werten zwischen 4000 und 5000 m/s können auch in verwitterten Gesteinen auftreten. Die erwähnten Veränderungen der Gestalt der Eisunterkante in relativ kurzer Zeit ist jedoch mit einer Deutung der Zwischenschicht als verwitterter Fels nicht in Einklang zu bringen.Die Verfasser nehmen an, daß die Zwischenschicht aus sehr dicht gepackten Sedimenten besteht. Mit dieser Annahme lassen sich alle Beobachtungsergebnisse erklären.

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Seismic measurements have shown nearly under all glaciers, including the iceshields of Greenland, a band between ice and rockbasement. This band exists also under the fluviatil sediments in the forefield of the glaciers. Seismic remeasurements in an interval of about 25–30 years have shown, that the morphology of the surface of the band has been heavily changed by sedimentation and erosion.It is evident that one imagines the band to be a frozen ground moraine. But the existence of the band in the forefield of glaciers demonstrates that this opinion must be wrong.The measured velocities of seismic waves between 4000 and 5000 m/s are possible also in weathered rocks. The above mentioned changes of the contour of the bottom of the ice during a relatively short period however cannot be reconciled with the interpretation of the band as weathered rock.The authors assume that the band consists of very densely packed sediments. This assumption explains all results of the observations.

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Résumé Presque sous tous les glaciers inclusivement l'Inlandeis du Groenland on a constaté par des mesurages séismiques une couche intermédiaire entre la glace et le roc. Cette couche existe aussi sous les sédiments fluviatils dans les glacis des glaciers. Pendant un intervalle de 25 à 30 ans des remesurements séismiques ont prouvé que la morphologie du bord supérieur de la couche intermédiaire a été considérablement changée par la sédimentation et l'érosion.On est bien tenté de croire, que la couche intermédiaire fût une moraine inférieure glacée. Mais l'existence de cette couche intermédiaire dans les glacis des glaciers démontre que cette opinion est incorrecte.Les vitesses des ondes séismiques mesurées de 4000 à 5000 m/s dans la couche intermédiaire se trouvent aussi dans des rocs décomposés. Mais les changements de la forme du bas de la glace pendant une période relativement courte ne peuvent pas être mis d'accord avec l'interprétation de la couche intermédiaire comme roc décomposé.Les auteurs supposent, que la couche intermédiaire se compose de sédiments très denses. Cette opinion prouve toutes les résultats d'observation.

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, , , . . , . , .

     

Structural aspects of the Middle and the High Atlas (Morocco) phenomena and causalities

Since the beginning of the Mesozoic the structural development of the Middle Atlas and the central High Atlas was controlled by a pre-existent fault pattern, which was reactivated repeatedly in various manners.The fault pattern is characterized by two main directions. The first runs 35–45° and dominates in the Middle Atlas, the second runs 70° and is common in the southern part of the central High Atlas; between these regions both directions overlap. In the Atlas of Demnat, Beni Mellal and El Ksiba at the northern border of the central High Atlas a further direction, the one of 120°, locally gains in significance. Into the gores of the pattern commonly magmatites intruded during the Mesozoic, in the course of the following compressive deformation often a cleavage was formed there.The compressive deformation started in the Oligocene; the directon of the main compressional stress ₁ lay at 160°. Dependant on their orientation to ₁ the pre-existent faults reacted differently on this stress: The 70° faults were reactivated as upthrusts, the 35° ones as sinistral oblique slip reverse faults and those of 120° as dextral oblique slip reverse faults. At the northwestern border of the hinge area between the Middle and the High Atlas this scheme of movements was complicated by an interference with movements along the Transalboran fault system.Because of changes in the style of deformation the so-called B-B fault zone, running ENE from El Ksiba to Aghbala, can be defined as the structural border between the High and the Middle Atlas.

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Zusammenfassung Die strukturelle Entwicklung des Mittleren Atlas und des zentralen Hohen Atlas seit dem Beginn des Mesozoikums wurde durch ein Bruchmuster präexistenter Störungen gesteuert, die sich im Verlauf dieser Zeit wiederholt in verschiedener Weise durchgepaust haben.Das erwähnte Bruchmuster wird durch zwei Hauptrichtungen charakterisiert, deren eine von 35–45° im Mittleren Atlas vorherrscht, während die andere von 70° für den südlichen Teil des zentralen Hohen Atlas bestimmend ist, in einem Zwischenbereich überlappen sich beide Richtungen. Im Atlas von Demnat, Beni Mellal und El Ksiba am Nordrand des Hohen Atlas tritt lokal begrenzt eine weitere Richtung von 120° hinzu. In die Zwikkel des Bruchmusters drangen im Verlauf des Mesozoikums verbreitet Intrusiva ein, während der anschließenden kompressiven Deformation wurde dort häufig eine Schieferung angelegt.Die kompressive Deformation setzte im Oligozän ein, wobei die Richtung der kompressiven Hauptnormalspannung ₁ ca. 160° betrug. Die präexistenten Störungen reagierten auf dieses Stressfeld je nach ihrer Lage zu ₁ unterschiedlich: Die 70°-Störungen wurden als Aufschiebungen reaktiviert, die 35°-Störungen als sinistrale Schrägaufschiebungen und die 120°-Störungen als dextrale Schrägaufschiebungen. Kompliziert wurde dieses Bewegungsschema am Nordwestrand des Scharnierbereiches zwischen Hohem und Mittlerem Atlas durch eine Überlagerung mit Bewegungen entlang des Transalboran-Störungssystems.Als strukturelle Grenze zwischen Hohem und Mittlerem Atlas kann aufgrund von Änderungen im Baustil die sog. B-B-Störungszone, die von El Ksiba Richtung nach ESE bis Aghbala verläuft, angesehen werden.

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Résumé Depuis le début du Mésozoïque, l'histoire structurale du Moyen-Atlas et du Haut Atlas central aété déterminée par un réseau de failles préexistantes qui ont été réactivées à diverses reprises et de diverses manières.Ce réseau de failles est caractérisé par deux directions principales: l'une (35° à 45°) domine dans le Moyen Atlas, l'autre (70°) dans la partie sud du Haut Atlas central. Entre ces deux régions, les deux directions coexistent. Dans l'Atlas de Demnat, de Beni Mellal et d'El Ksiba, à la bordure nord du Haut Atlas central, une troisième direction (120°) présente une importance locale. Pendant le Mésozoïque, des magmas se sont intrudés dans les ouvertures du réseau, tandis qu'une schistosité apparaissait souvent dans les régions en compression.La déformation compressive a débuté à l'Oligocène, avec une contrainte principale ₁ orientée à 160°. Les failles préexistantes ont réagi de manières différentes, selon leur orientation par rapport à ₁: les failles de direction 70° ont été réactivées en chevauchement, les failles à 35° ont donné des failles inverses à jeu oblique sénestre, et les failles à 120° des failles inverses à jeu oblique dextre. Le long de la bordure nord-ouest de la zone charnière entre le Moyen et le Haut Atlas, ce schéma s'est compliqué par interférence avec des mouvements le long de l'accident transalborien.Eu égard aux changements dans le style de la déformation, la zone failleuse dite B-B, qui s'étend en direction ENE de El Ksiba à Aghbala, peut se définir comme la frontière structurale entre le Haut et le Moyen Atlas.

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, . : 35–45° , 70° ; . Demnat, Beni Mellal El Ksiba 120°. , . , , , I₁ 160°. , I₁: 70° , 30° , 120° - . - Transalboran. .. -, E-S Aghbala.

     

Wärmeleitfähigkeiten anisotroper Gesteine

Zusammenfassung Ca. 70 — mit wenigen Ausnahmen orientiert im Gelände bzw. unter Tage entnommene — Gesteinsproben wurden bei einer Temperatur von ca. 94° C und Atmosphärendruck auf ihre Wärmeleitfähigkeiten in verschiedenen Richtungen untersucht. Insgesamt wurden einschließlich der Wiederholungsmessungen ca. 500 Einzelmessungen der Wärmeleitfähigkeit durchgeführt. Bei den untersuchten Proben handelt es sich zum großen Teil um Tonschiefer aus dem Rheinischen Schiefergebirge und dem Harz, zum kleineren Teil um Kalksteine aus dem Rheinischen Schiefergebirge, Metamorphite aus den Ostalpen und anderen Gebieten sowie um einige Magmatite.Bei den meisten untersuchten Proben, insbesondere denen mit schon äußerlich erkennbaren Planar- und Lineartexturen, sind die Wärmeleitfähigkeiten streng richtungsabhängig; diese Proben sind bezüglich der Wärmeleitfähigkeit (und anderer gesteinsphysikalischer Eigenschaften) anisotrop. Die Meßergebnisse werden in den Tabellen 2 bis 5 vorgestellt.

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The heat conductivities of some 70 oriented rock specimens taken from the field or subsurface were determined in various directions at about 94° C and atmospheric pressure. Some 500 individual measurements, duplicate measurements included, were carried out.The majority of the tested samples are slates from the Rheinische Schiefergebirge and the Harz (Rhenoherzynikum), a minor portion is made up of limestones from the Rheinische Schiefergebirge, metamorphic rocks from the central Eastern Alps and some other areas, and only some magmatic rocks were tested for comparison. The results of the heat conductivity measurements are presented in the tables 2–5.In most of the rocks investigated, especially in those showing planar and linear textures at the mesoscale, the heat conductivity is strongly controlled by the direction of measurement. These rocks are anisotropic with respect to the heat conductivity (and to other physical rock properties as well).The measurements of the heat conductivity in slates from the Rheinische Schiefergebirge showed considerable differences in different directions of the rock samples. In those slates, containing a transverse (slaty) cleavage (s₁) besides the bedding planes (ss) (the typical roofing slates, e g.), the plane of the slaty cleavage turns out to be the best heat insulator, i. e., the direction of the least heat conductivity of the whole rock (k₃₃) is oriented normally to s₁ The direction of the greatest heat conductivity (k₁₁ of these rocks lies within the plane of s₁ and parallel to the intersection line of ss and s₁, or parallel to the Faser (longrain), a lineation down dip of the slaty cleavage planes, only in some regionally restricted areas. The direction of the mean conductivity (k₂₂) is oriented normally to k₁₁ in the plane of s₁. The anisotropy of heat conductivity in these slates (as well as in the mica schists and gneisses investigated) shows a orthorhombic symmetry. The tensor of the heat conductivity for these rocks, referred to the main axes, has the formIn other slates, or better shales in the cases concerned, from the upper part of the Rhenohercynian sedimentary column, lacking any transverse cleavage at the mesoscale and rearrangements and new crystallization of the phyllosilicate minerals at the microscale, the bedding plane (ss) turns out to be the best heat insulator. Consequently, the direction of least heat conductivity (k₃₃) in these rocks is normal to the bedding plane (ss). Within the bedding plane there is no preferred direction of heat conductivity (k₁₁ = k₂₂ > k₃₃). Both slate types differing with respect to the anisotropy of heat conductivity with k₃₃ s₁ and k₃₃ ss, resp., are linked by transitional stages.The results of heat conductivity measurements in slates from different tectonic frameworks (tectonic environments) of the Rhenoherzynikum presented here, reflect — in an indirect way — the various finite stages of the progressive fabric development within a relatively shallow orogen such as the Rheinische Schiefergebirge and the Harz, according to the author (Langheinrich 1964, 1976, 1978).Measurements of the heat conductivity of limestones from the Rheinische Schiefergebirge showing marked evidence of finite internal tectonic deformation demonstrated that these rocks are isotropic with regard to heat conductivity, presumably as a result of posttectonic annealing recrystallization of the rock forming calcite.Within the mica-schists and gneisses investigated the heat conductivity is always at a minimum normal to the s-planes (foliation) of these rocks, and at a maximum within the s-planes, mostly parallel to a lineation at mesoscale. Within this group of rocks the highest (k₁₁) and lowest heat conductivity (k₃₃) can differ by a factor of nearly 3 (table 4).All specimens of magmatites, only measured for comparison, showed near-perfect isotropy of heat conductivity.The whole-rock anisotropy of heat conductivity — considered under the conditions of experiment — is controlled by a number of factors. But the essential factors controlling this strong whole-rock anisotropy of the slates, mica-schists, and gneisses are the presence in considerable amounts of rock forming minerals with high individual anisotropies of heat conductivity, and the statistically preferred orientation of these minerals.The phyllosilicate minerals illite/muscovite with an anisotropy factor (k₁₁/k₃₃) of about 6 and chlorite (with a presumably similar anisotrop factor) play a major part. Quartz which shows some preferred crystal lattice orientation in some cases only plays a subordinate role with respect to the whole-rock anisotropy of heat conductivity. The anisotropy factor of quartz is about 1.7 (at room temperature).The statistically preferred orientation of some crystal lattices of the rock forming minerals with high individual anisotropies of heat conductivity was studied for a series of representative specimens of slates using a X-ray texture goniometer. The X-ray studies revealed excellent geometric correlations between the symmetries of the X-ray textures and the anisotropy of heat conductivity.Some 50 specimens of slates were selected for measurements of the propagation velocity of longitudinal ultrasonic pulses in various directions. Here, a perfect geometric correlation of the anisotropy of heat conductivity and the elastic anisotropy was found.Comparisons of the degree of crystallinity of illite and the anisotropy of heat conductivity in some slate specimens revealed no clear-cut correlation of these two parameters (see table 2).Before extending the data of heat conductivity and anisotropy of heat conductivity of rocks, determined under laboratory conditions, to in situ conditions a number of correction factors must be taken into account. These correction factors involve temperature conditions, the porosity of rocks, the kind of the pore fluids, the crack content (again a function of the stress conditions in situ), and others.

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Résumé Près de 70 échantillons de roches pris sur le terrain ou en subsurface, et orientés sauf quelques exceptions, ont été examinés en vue de leurs conductibilités thermiques dans des directions différentes à une température de 94° C et à pression atmosphérique. En tout 500 mesures individuelles de conductibilité thermique ont été exécutées, y compris les mesures doubles. Les échantillons examinés sont pour la plupart des schistes argileux du Massif Schisteux Rhénan et du Harz, le reste provient de calcaires du Massif Schisteux Rhénan, de métamorphites des Alpes orientales et d'autres régions, ainsi que quelques magmatites.Les conductibilités thermiques de la plupart des échantillons examinés, surtout de ceux qui montrent des textures planaires et linéaires déjà reconnaissables à l'extérieur, dépendent strictement de la direction; ces roches sont anisotropes du point de vue de la conductibilité thermique (ainsi que d'autres caractères physiques de roches). Les résultats des mesures sont présentés dans les tableaux 2 à 5.

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. (70 ) 94 . , , 500 . , , , . , , , ; — — . (2–5).

     

Mineralogy of sedimentary formations in the western North Atlantic Ocean: Preliminary results

Six sedimentary formations, and two separate members recently were described byJansa, et al. (1979) from the western North Atlantic Ocean basin. We have investigated the mineralogical composition of these lithostratigraphic units by qualitative X-ray diffraction analyses of about five hundred samples from DSDP Sites 105, 106, 386, 387, and 391. The sedimentary section studied, from bottom to top, consists of: argillaceous limestones (Cat Gap Formation); limestones (Blake-Bahama Formation); claystones and shales (Hatteras Formation); zeolitic claystones (Plantagenet Formation); nannofossil marls (Crescent Peaks Member); siliceous oozes, clays, and cherts (Bermuda Rise Formation), and hemipelagic muds (Blake Ridge Formation) that locally contain redeposited shallow-water carbonates (Great Abaco Member). The section ranges in age from Oxfordian at the base to Quaternary at the sea-floor.Most of the formations and members described byJansa, et al. (1979) have a characteristic mineralogical composition. Thus it is possible to recognize boundaries between formations and members by changes in mineral components, although these changes range from sharp to transitional. Within the same formation local differences in mineral spectra between sites can be explained by changing distance from terrigenous sources, lateral changes in surface paleoproductivity, and varying diagenetic conditions.

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Zusammenfassung Sechs sedimentäre Formations und zwei dazugehörige Members wurden vor kurzem durchJansa, et al. (1979) aus dem Ozeanboden des westlichen Nordatlantik beschrieben. Wir haben die Mineralzusammensetzung dieser lithostratigraphischen Einheiten anhand von etwa 500 qualitativen röntgenographischen Analysen untersucht; die Proben dazu entstammen den DSDP-Bohrungen 105, 106, 386, 387 und 391. Vom Liegenden zum Hangenden lassen sich folgende Einheiten unterscheiden: Tonige Kalksteine (Cat Gap Formation); Kalksteine (Blake-Bahama Formation); Tonsteine und shales (Hatteras Formation); Zeolithische Tonsteine (Plantagenet Formation); Nannofossil-Mergel (Crescent Peaks Member); Kieselige Schlamme, Tone und Hornsteine (Bermuda Rise Formation) und Hemipelagische Schlamme (Blake Ridge Formation), die lokal umgelagerte Flachwasser-Karbonate (Great Abaco Member) enthalten. Das Gesamtprofil reicht altersmäßig von Oxfordium an der Basis bis zum Quartär.Die meisten der vonJansa, et al. (1979) beschriebenen Formations und Members haben eine charakteristische Mineralzusammensetzung; es ist daher möglich, Grenzen sowohl zwischen Formations als auch zwischen Formations und Members anhand ihrer Mineralkomponenten zu erkennen; der entsprechende Wechsel kann scharf sein oder fließende Übergänge aufweisen. Lokale Unterschiede in den Mineralspektren einer Formation zwischen einzelnen Bohrpunkten lassen sich auf wechselnde Entfernungen vom Liefergebiet bzw. unterschiedliche Liefergebiete selbst, auf laterale Wechsel in der oberflächennahen Paläo-Produktivität und/oder auf unterschiedliche diagenetische Bedingungen zurückführen.

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Résumé Six »formations« sédimentaires ainsi que deux »members« séparés ont été ré cemment décrits parJansa, et al. (1979) dans la partie nordouest du bassin de l'océan Atlantique. Nous avons étudié, d'un point de vue qualitatif, la composition minéralogique de ces unités lithostratigraphiques à partir de l'analyse diffractométrique d'environ 500 échantillons provenant des sites DSDP 105, 106, 386, 387 et 391. Les sections sédimentaires examinées comprennent de bas en haut: Des calcaires argileux (Cat Gap Formation); des calcaires (Blake-Bahama Formation); des argilites et des argiles schisteuses (Hatteras Formation); des argilites zéolitiques (Plantagenet Formation); de la marne aux nannofossiles (Crescent Peaks Member); des boues silicieuses, des argiles et du silex (Bermuda Rise Formation), ainsi que des boues hémipélagiques (Blake Ridge Formation) qui contiennent par endroits des carbonates resédimentaires provenant d'un milieu peu profond (Great Abaco Member). Leur âge s'échelonne de l'Oxfordien à la base jusqu'au Quaternaire au fond océanique.La plupart des »formations« et des »members« décrits parJansa, et al. (1979) ont une composition minéralogique caractéristique. Il est donc possible de reconnaître les limites entre des »formations« et des »members« à partir des changements de la composition minéralogique, bien que ces changements varient du net au transitoire. Dans une même formation on peut expliquer les différences locales des spectres minéraux entre les sites, par la variation de distance des sources terrigènes, des changements latéraux de la paléoproductivité de surface et des conditions diagénétiques variables.

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Jansa . (1979) 6 2 . 500 . 105, 106, 386, 387, 391. : — Cat Gap —, — Blake-Bahama —, — Hatteras'a —, — Plantagenet —, - — Crescent Peaks —, , — Bermuda Rise — — Blake Ridge —, — Great Abaco. . Jansa ; , , , . , ., , / .

     

A sulfur isotopic study of alunites from Latium and Tuscany,central Italy

Sulfur isotope analyses were made on 14 alunites from volcanic and sedimentary rocks widely different in chemistry and age from southern Tuscany and northern Latium, central Italy. The ³⁴S values range from +0.7 to +9.6, and appear not to be related to the nature of the host rock. Geological and isotopic evidence suggests that all the alunites formed by supergenic oxidation of sulfides. Sulfides occurring with alunites in the volcanic rocks of Latium can be divided into an isotopically light group of probably magmatic origin (³⁴S=–1.5 to +3.4) and a heavy one with ³⁴S=+6.0 to +10.3, tentatively interpreted as deposited by hydrothermal fluids that leached sulfides of similar ³⁴S/³²S from the deep basement. Such an interpretation is consistent with recent studies indicating that in the perityrrhenian belt of Latium exists a continuation, at depth, of the Tuscan stratigraphic series, rich in sulfides with ³⁴ from +6 to +12.     

Orthogneisses due to irrotational extension,a case from the Sudetes,Bohemian massif

Orthogneisses occurring in the core of the Orlica-Kodzko dome, NE part of the Bohemian massif, exibit a penetrative, N-S stretching lineation defined by mostly ductile elongation of quartz and dilation of K-feldspar crystals of the former granite, now turned into quartz rods and variously elongated K-feldspar porphyroclasts. N-S stretching of the granite seems to be inconsistent with W-E tectonic transport shown by major folds and thrusts developing concurrently in its schistose envelope. The two major lithologies of the dome, differing in their fabrics and rheological properties, offered a drastically different response to an overall shortening. It is interpreted that folds due to buckling evolved in the mantle rocks and after a certain definite range of incremental shortening suffered extension parallel to their hinges. At that time the statistically isotropic granite body was subjected to the same N-S extension and was deformed in common with its schistose mantle under conditions of irrotational strain which represents an early but significant part of the protracted deformation history related to the granite-gneiss transformation.

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Zusammenfassung Die Orthogneise, die im NE-Teil der Böhmischen Masse den Kern der Adlergebirge-Kodzko-Kuppel bilden, zeigen eine N-S-ausgerichtete Streckungslineation. Die Streckungsfaser ist an plastisch gedehnten Quarz-Aggregaten zu erkennen sowie an Klastenzügen von Kalifeldspat. Große Falten und Überschiebungen in der Schieferhülle des Granits hingegen geben eine W-E Richtung des tektonischen Transports an. Diese entspricht nicht der Längung des Granits.Zur Deutung werden die unterschiedlichen rheologischen Eigenschaften des Granits und seiner Hüllgesteine herangezogen, die auf Unterschieden der Zusammensetzung und des Gefüges beruhen. Diese Unterschiede bewirken, daß die Hüllgesteine zunächst Biegefaltung erleben bis weitere Einengung durch Faltung unmöglich wird. Daraufhin werden die Hüllgesteine parallel zur Faltenachse in N-S-Richtung gedehnt. Diese Dehnungsrichtung ist allein und von Anfang an den isotropen Graniten überprägt.Die Deformation erfolgte irrotational und nahezu als achsialsymmetrische Streckung. Sie stellt ein frühes, aber wichtiges Stadium der Umwandlung dieses Granits zu Gneisen dar.

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Résumé Les orthogneiss qui constituent le coeur du dôme d'Orlica-kodzko (région nord-est du massif de Bohème) présentent une linéation d'étirement pénétrative orientée nordsud. Cette linéation est exprimée principalement par l'allongement ductile en bâtonnets d'agrégats de quartz et par l'alignement de porphyroclastes de feldspath potassique. D'autre part, dans l'encaissant schisteux du granite, les grands plis et les charriages indiquent une direction ouest-est du transport tectonique, ce qui ne semble donc pas correspondre à la structure de l'orthogneiss central.Ce contraste est interprété par la différence entre les propriétés rhéologiques des deux ensembles lithologiques, qui ont répondu de manières différentes au processus de raccourcissement régional. Dans les roches de l'enveloppe, se sont formés d'abord des plis de courbure, jusqu'à un certain degré de raccourcissement, après quoi, ce processus n'étant plus possible, elles ont subi un étirement parallèle aux axes de ces plis. Le corps granitique isotrope, au contraire, a réagi dès le début par une extension nord-sud. Ces conditions de déformation irrotationnelle, à symétrie quasi-axiale, représentent un stade précoce, mais significatif de la transformation du granite en orthogneiss.

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, AdlergebirgeKlodzko - , , ; , , , - . - , . , . , . . . - . . - , , , .

     

Collapse structures in the Permian of the Saar-Nahe area,Southwest Germany

Volcanic breccias near an intrusive rhyolite dome in the Permian Saar-Nahe trough of southwest Germany have been identified as complex pipe-like subsidence-structures occupying the site and immediate neighbourhood of explosive volcanoes.At the Rödern, at first fine-grained, well-bedded and later coarser-grained and poorly bedded pyroclastic materials were deposited on top of a lava flow that formed the regional surface. Collapse along a ringfault with differential subsidence of 500 to 700 m produced a saucer-shaped structure in which steeply dipping pyroclastic beds still overlie the lava flow on which they were originally deposited. In the actual feeder, large blocks of country-rock subsided individually prior to wholesale subsidence of the entire feeder-content. Intrusion of a high alumina quartz tholeiite into the pyroclastic beds terminated the activity.The Hirschberg structure has essentially the same history, but is more fragmented. Subsidences vary between 150 and 260 m. Intrusion of petrographically and chemically similar basalt took place mainly near the margin of the ringfault.Three smaller structures also contain bedded pyroclastic deposits that subsided approximately 600, 1100, and 1400 m. The surface expressions of these five collapse structures are assumed to have been small collapse-calderas with diameters of several 100 m. to 1.5 km.

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Zusammenfassung Vulkanische Brekzien im Rotliegenden der Umgebung des Donnersberges in der Saar-Nahe-Senke/Pfalz liegen in Einbruchsstrukturen vor, die den ursprünglichen Schlot und seine unmittelbare Umgebung einnehmen.Am Rödern wurden ehemals auf einer Olivin-Basalt-Lava feinkörnige und spÄter grobkörnige Pyroclastica abgelagert. Einbruch an einem Ringbruch und differentielle Absenkung zwischen 500 und 700 m führte zur Anlage der trichterförmigen Struktur der geschichteten Pyroclastica. Trotz der Absenkung liegen sie immer noch mit ungestörtem Kontakt, jedoch nun steil einfallend, dem mitabgesenkten Olivin-Basalt auf.Am ursprünglichen Schlot ist Absenkung einzelner gro\er Nebengesteinsschollen und nachfolgend des gesamten Schlotinhaltes festzustellen. Die vulkanische AktivitÄt wurde durch Intrusion eines high-alumina Quarz-Tholeiites abgeschlossen.Der Hirschberg weist im wesentlichen die gleiche Struktur und Entwicklungsgeschichte auf, ist jedoch in mehrere Schollen untergliedert. Die BetrÄge der differentiellen Absenkung liegen zwischen 150 und 260 m. Infolge der Zerblockung innerhalb des Ringbruches intrudierte Basalt vorwiegend im Bereich der Verwerfungen, also am Ringbruch und zwischen einzelnen Schollen.Drei kleinere Strukturen enthalten ebenfalls geschichtete Pyroclastica und weisen maximale AbsenkungsbetrÄge von 600, 1100 und 1400 m auf.Im Bereich der ursprünglichen ErdoberflÄche müssen infolge der Einbrüche tiefe Krater vorgelegen haben, die als kleine Einbruchscalderen bezeichnet werden können.

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Résumé Aux alentours du «Donnersberg» dans la «Saar-Nahe-Senke» (Palatinat, Sudouest de l'Allemagne) des brèches volcaniques du Permien inférieur sont conservées à l'intérieur de structures d'effondrement. Celles-ci se trouvent au lieu mÊme de la cheminée originale et à ses alentours immédiats.Une de ces structures, le «Rödern», est caractérisée par des dépÔts pyroclastiques — fins à la base et plus grenus vers le sommet — couvrant des laves basaltiques à olivine. L'effondrement à l'intérieur d'une faille annulaire et une subsidence différentielle de 500 à 700 m ont eu comme résultat une structure rappelant un entonnoir. Les dépÔts pyroclastiques stratifiés reposent, quoiqu'avec un pendage fort, toujours en superposition normale et non faillés sur les basaltes à olivine qui eux aussi ont été affectés par la subsidence.A la cheminée mÊme on constate l'affaissement de grands panneaux de roches encaissantes suivi de l'effondrement de tout le remplissage de cheminée. L'activité s'achève par des venues d'une «high-alumina Quarz-Tholeiite».Le «Hirschberg», dont la structure et l'évolution ressemblent à celles du «Rödern», est caractérisé par une fragmentation du bloc effondré. L'affaissement de différents panneaux varie entre 150 et 260 m. Suite à la fragmentation de nouvelles venues basaltiques prennent place, soit le long de la faille annulaire, soit le long des failles entre les differents panneaux.Des dépÔts pyroclastiques stratifiés sont conservés encore dans trois autres structures plus petites. L'affaissement à l'intérieur de ces structures est de 600, 1100 et 1400 m au maximumQuant à la morphologie de la région après l'effondrement, on peut supposer qu'elle était caractérisée par l'existence de cratères profonds (caldères d'effondrement).

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, Donnersberg ( -, ) , . - Rödern - , . - 500–700 , . , .- , . . - Hirschberg, , , . 150–260 . , . . . - ; 600, 1100 1400 . - , , , , .

     

Preliminary investigations of 18O/16O and D/H compositions in rhyo-ignimbrites in the In Hihaou (In Zize) Magmatic Center,central Ahaggar,Algeria

The 620 M.y.-old in Hihaou (In Zize) magmatic complex located at the north-western boundary of the Archaean In Ouzzal block (western Ahaggar), is composed of massive alkaline rhyo-ignimbrites and rhyolitic domes, which are intruded by a granophyric and granitic body. The whole is preserved in a cauldron structure. Extrusive rocks are strongly ¹⁸O-depleted, with -values as low as –1.5/SMOW, while granophyres are less depleted (minimum -¹⁸O value=+2.0/SMOW. The granite has values around + 6/SMOW. D/H compositions are rather low, with D–90 to –110/SMOW. Isotopic zoning of quartz phenocrysts, ¹⁸O/¹⁶O fractionation among coexisting phases, and heterogeneity of the whole-rock -¹⁸O values, suggest that the volcanic rocks have interacted with meteoric water after the eruption. Several mechanisms of isotopic alteration are discussed. The hydrothermal alteration does not seem to have been controlled by the granitic intrusion, but rather seems to have followed the deposition of thick pyroclastic deposits on permeable arkosic sandstones and fluvio-glacial conglomerates. Pervasive circulation of water through the cooling volcanic deposits could have produced the observed ¹⁸O depletion.     

Heterogeneous fluids in high-grade siliceous marbles of Pusula (SW Finland)

Siliceous and magnesia-poor marbles of the small Pusula quarry (50 km NW Helsinki) are situated in the West Uusimaa Charnockite Complex (800°C/4 kbar) of Proterozoic age. Marbles behaved as closed systems during granulite facies metamorphism and organogenic fluids, contrasting in composition and density compared to the surroundings, were preserved. Quartz veins in marble contain, besides H₂O inclusions, extremely heterogeneous gas mixtures of N₂, CO₂, H₂S, CH₄ and accessory higher alkanes. Fluids of predominantly N₂±H₂S and CO₂±CH₄, occur in veinlets of some mm's apart. CO₂ was partly derived from a metamorphic wolllastonite-forming reaction. It is supposed that wollastonite became stable by a low CO₂ activity in the marbles: the CO₂ activity was suppressed not only by the presence of water, but in particular by N₂ and other gas species. The molar volume of gas mixtures in siliceous marbles is 70 cm³/mole and cannot reflect the peak metamorphic pressure and temperature conditions. The fluids were volumetrically and chemically re-equilibrated during retrograde conditions, but the differences in fluid composition were maintained.

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Zusammenfassung Kieselige, magnesiumarme Marmore aus dem kleinen Steinbruch Pusula (50 km NW' Helsinki) gehören zum West Uusimaa-Charnockit-Komplex (800°C/4 kbar) proterozoischen Alters. Die Marmore wirkten während der Granulitfazies-Metamorphose als geschlossenes System. Dadurch konnten sich organogene Flüssigkeiten erhalten, die sich in Zusammensetzung und Dichte von ihrer Umgebung unterscheiden. Quarzgänge im Marmor enthalten neben H₂O Einschlüssen extrem heterogene Gasmischungen von N₂, CO₂, H₂S, CH₄ und Beimengungen höherer Alkane. Flüssigkeiten, hauptsächlich von N₂±H₂S und CO₂±CH₄ kommen in kleinen Gängen vor, die einige mm voneinander entfernt sind. Das CO₂ stammt teilweise von den metamorphen Wollastonit-formenden Reaktionen. Es wird angenommen, daß Wollastonit bei kleinen CO₂-Aktivitäten im Marmor stabil wurde. Die CO₂-Aktivität wurde nicht nur von der Anwesenheit des Wassers unterdrückt, sondern besonders von N₂ und anderen Gasarten. Das molare Volumen von Gasgemischen in kieseligen Marmoren beträgt 70 cm³/mol und kann nicht die metamorphen Spitzendruck- und temperaturbedingungen wiederspiegeln. Während der retrograden Metamorphose sind die Flüssigkeiten volumenmäßig und chemisch wieder ins Gleichgewicht gekommen, aber die Unterschiede in der Flüssigkeitszusammensetzung sind beibehalten worden.

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Résumé Les marbres siliceux pauvres en Mg de la petite carrière de Pusula (50 Km au nord-ouest d'Helsinki) sont situés dans le complexe charnockitique de West-Uusimaa (800°C/4 Kbar) d'âge protérozoïque. Ces marbres se sont comportés en système fermé au cours du métamorphisme granulitique, ce qui y a permis la conservation des fluides organogènes dont la composition et la densité contrastent avec ceux des roches environnantes. Les veines de quartz du marbre renferment, à côté d'inclusions de H₂O, des mélanges très hétérogènes de N₂, CO₂, H₂S, CH₄ et d'alcanes supérieurs en quantités subordonnées. Des fluides riches en N₂ ± H₂S et en CO₂ ± CH₄ s'observent dans des veinules distantes des quelques mm. Le CO₂ provient en partie de la réaction métamorphique de formation de la wollastonite. Celle-ci a dû se stabiliser dans des conditions de faible activité de CO₂: l'activité du CO₂ a été réduite non seulement par la présence d'eau, mais aussi par celle de N₂ et d'autres gaz. Le volume molaire des mélanges gazeux dans les marbres siliceux est de 70 cm³/mole, valeur qui ne reflète pas les conditions (p,t) du pic du métamorphisme. Les fluides ont été rééquilibrés volumétriquement et chimiquement dans les conditions de rétromorphose, mais les différences dans leurs compositions se sont maintenues.

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, (50 - ) (800° 4 ) . . , , , . , , , , , , . , , , . ₂ , . , ₂. , ₂. 70³/ , . , , , .

     

Sulfur isotopes and the origin of stibnite mineralisation in New England,Australia

Stibnite mineralisation in the antimony province of New England can be divided into Central type ores (veins of stibnite + quartz ± berthierite) and Peripheral type ores of stibnite + quartz + native antimony ± berthierite. The Central stibnites have ³⁴S_CDT values of –5±2 (1) which may represent equilibrium precipitation from mantle sulfur at about 200°C. Peripheral stibnites have ³⁴S values between 0 and –25, with a large group at 0±2. They represent precipitation from a limited supply of mantle sulfur and the acquisition of sedimentary sulfur. We consider that the different ore types were produced from distinct ore solutions derived from two immiscible melts. These originated in the deep mantle, were mobilised by tectonic activity and supplied the antimony and most of the sulfur to the ores.     

A stable isotope study of the Palaeoproterozoic Tallberg porphyry-type deposit,northern Sweden

The Tallberg deposit is situated in the Skellefte District in northern Sweden. It is a Palaeoproterozoic equivalent of Phanerozoic poryphyry-type deposits. The mineralization is situated within the Jörn granitoid complex and is associated with intrusive quartz-feldspar porphyries. The granitoids are coeval with mainly felsic volcanic rocks hosting several massive sulphide deposits. The alteration is generally of a mixed phyllic-propylitic type, but areas or zones associated with high gold grades exhibit phyllic alteration. Ore minerals are pyrite, chalcopyrite, sphalerite, magnetite, and trace amounts of molybdenite. In this stable isotope study, quartz, sericite, and chlorite from the alteration zones were sampled. The magmatic quartz has a ¹⁸O composition of + 6.2 to +6.7 whereas the quartz in the hydrothermal alteration zones have values ranging from +7.5 to +10.6. The calculated temperatures for this fractionation range from 430° to 520°C. The sericites have ¹⁸O ranging from +4.6 to +8.2 (average +6.6) and D -31 to -54 (average -41). Chlorites range from ¹⁸O +4.2 to +7.7 and D from –34 to –44. The range of ³⁴S of 11 pyrite samples is +3.8 to +5.5 with an average of +4.6 ± 0.5, suggesting a relatively homogeneous sulphur source, probably of magmatic origin. Modelling waters in equilibrium with the minerals indicates early magmatic fluids with ¹⁸O of 6.5. This fluid mixed with a low ¹⁸O and high D fluid, which is tentatively identified as seawater. The ¹⁸O signature of sericite and chlorite also indicates significant water-rock exchange, explaining the positive ¹⁸O values for the waters in equilibrium with the hydrated minerals.     

Mineralogical and geochemical compositions of modern bivalve shells from the Mediterranean coast of Egypt

The stable isotopic composition (¹³C and ¹⁸O) and elemental (Sr and Mg) of marine molluscs are presented for Carditacea and Solenacea shells collected off the Mediterranean coast of Egypt. Based on shell microstructures and mineralogy, the bivalve shells are preserved in their original mineralogy and chemistry.The Sr and Mg concentrations of the bivalve shells have mean values of 1960 ppm and 226 ppm respectively. The stable isotopic composition generally show high values of ¹⁸O and ¹³C. The ¹⁸O values range from +0.1 to –1.8 PDB and most shells are highly enriched in¹³C; averaging +2.5 PDB. These elemental and isotopic signatures are analogous to modern marine bivalves from other localities.The oxygen and carbon isotopes, together with the calculated temperatures, suggest that the aragonitic bivalve shells were precipitated in isotopic equilibrium from warm marine waters.