Lake Suwa — Eutrophication and its partial recent recovery

Lake Suwa, located in the center of the largest Japanese island of Honshu was a typical hypertrophic lake with a dense scum Microcystis species in summer during the 1970's. However, due to the introduction of a sewage treatment plant and the awareness of environmental pollution by local residents, a decrease in the concentration of nutrients in lake water since 1981 has been observed (from 1600 g l^–1 and 160 g l^–1 in 1977 to 990 g l^–1 and 110 g l^–1 in 1984 for total nitrogen and phosphorus respectively).     

Continental drift: What driving mechanism?

A subducting oceanic lithospheric slab acts as an efficient heat sink which strongly influences the convection pattern in the neighbouring sub-continental mantle. Laboratory convection experiments show that this thermal coupling induces a roll about 5 times broader than deep underneath the continental lithosphere. The experiments are performed in a tank with imposed top and bottom temperature, and with, in addition, one cooled side wall. The convective pattern is observed by differential interferometry. For upper mantle convection one predicts rolls extending 3000 to 4000 km into the continental domain, parallel to the active margin. We show that, for Gondwana prior to the break-up, this simple convection pattern can explain the tensional state of the crust leading to the emission of flood basalts (Karroo, Parana and Antarctica). The thermal and mechanical effect of the large roll also provides a mechanism for the break-up itself and subsequent drift of the continental fragments. This motion of the continental plate leads finally to the closure of existing marginal basins along the Pacific coast of Gondwana. The laboratory experiments throw some light into another phenomenon of possible geodynamical relevance: within the large convection roll a smaller scale circulation is observed in the form of diapiric upwelling produced by thermal instabilities in the boundary layer. This dynamics may apply to hot spot volcanicity.

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Zusammenfassung Die subduzierte ozeanische Lithosphäre beeinflußt die Konvektion unterhalb der kontinentalen Lithosphäre, weil sie die Rolle einer Wärmepumpe spielt. Experimentelle Versuche zeigen, daß diese thermische Kopplung flache Konvektionsrollen im kontinentalen Mantel erzeugt, mit horizontalen Dimensionen zwischen 3000 und 4000 km. Diese flachen Zellen werden als Ursache der Dehnungstektonik in Gondwana vorgeschlagen (Karroo, Parana, Antarktika). Ihre thermische und mechanische Wirkung führt letztlich zum Zerbrechen des Superkontinents. Die Versuche im Laboratorium zeigen auch Instabilitäten kleinerer Dimensionen, welche thermische Diapire erzeugen, ähnlich den sogenannten hot spots.

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Résumé La lithosphere océanique en subduction constitue un puits de chaleur qui influence la convection dans le manteau sous-continental voisin. Des expériences de laboratoire montrent que ce refroidissement latéral crèe des rouleaux convectifs sous la lithosphere continentale de 3000 à 4000 km d'extension horizontale pour une convection limitée au manteau supérieur. Appliqué au Gondwana, ceci explique la tectonique en extension accompagnée d'épanchements basaltiques (Karroo, Parana, Antarctique) précédant l'ouverture Atlantique et Indienne. Cette ouverture est elle-même provoquée par l'action thermique et mécanique des grands rouleaux convectifs. Les expériences de laboratoire font également apparaître des instabilités à petite échelle, semblables aux diapirs que l'on pense être à l'origine du volcanisme intraplaque.

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, .. . , 3000 4000 , (Karoo, , ). . , , .. (Hot spots) .

     

Radioelement (U,Th, Rn) concentrations in Norwegian bedrock groundwaters

Twenty-eight samples of groundwater from bedrock boreholes in three distinct Norwegian geological provinces have been taken and analyzed for content of Rn, U, and Th, together with a wide variety of minor and major species. Median values of 290 Bq/1, 7.6 g/1, and 0.02 g/1 were obtained for Rn, U, and Th respectively, while maximum values were 8500 Bq/1, 170 g/1, and 2.2 g/1. Commonly suggested drinking water limits range from 8 to 1000 Bq/1 for radon and 14 to 160 g/1 for uranium. Radioelement content was closely related to lithology, the lowest concentrations being derived from the largely Caledonian rocks of the Trøndelag area, and the highest from the Precambrian Iddefjord Granite of southeast Norway (11 boreholes) where median values of 2500 Bq/1, 15 g/1 and 0.38 g/1, respectively, were obtained. The Iddefjord Granite is not believed to be unique in Norway in yielding high dissolved radionuclide contents in groundwaters, and several other granitic aquifers warrant further investigation in this respect.     

Trace elements in the shallow ground water of The Netherlands. A geochemical and statistical interpretation of the national monitoring network data

Concentration levels of the trace elements Al, As, B, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Li, Mo, Ni, Pb, Sr, V, Y, and Zn in the shallow Dutch ground water were studied. Data were extracted from the data base of the Dutch National Ground Water Quality Monitoring Network, a network set up to monitor the diffuse contamination. The network contains over 350 sites at a low density of about 1 per 100 km². The sites are sampled once a year at two depths (approx. 10 and 25 m below surface). A two-step multivariate statistical approach was used, in which the major element chemistry was used to define water types. Within each water type, trace element behavior could be coupled to distinct geochemical processes: dilution, acidification and weathering, carbonate dissolution, oxidation/reduction, and ion exchange. In recently infiltrated acid rain water in low buffering capacity sands, the anthropogenic influence indirectly caused mobilization of Al (median 430 g/l), Cd (0.6 g/l), Co (14 g/l), Cu (2.7 g/l), Ni (16 g/l), Y (11 g/l), and Zn (50 mg/l). In carbonate bearing sediments the acidification is neutralized, and the mentioned trace elements remain immobile. Arsenic and Cr have higher concentrations levels in ground waters with a slightly reducing character and are possibly governed by the dissolution of iron-manganese hydroxides. Boron, Li, and Sr have high concentrations (respectively 875, 80, 2700 g/l) in the water type related to a seawater source. Strontium is related to carbonate dissolution in all other water types (medians ranging from 100 to 1000 g/l). Barium shows a complex behaviour. It is concluded that the high Al, Cd, Co, Cr, Ni, and Zn concentrations are anthropogenically induced. High Ba and Cr concentrations are inferred to be due to natural processes.     

Study of the distribution of Trace elements in soils in and around Mysore city,Karnataka

Soil samples collected from various places in and around Mysore were analyzed for the total trace elements such as Fe, Mn, Cu, Zn, Pb, and Cd. The results of the analysis indicate that the concentration of lead and cadmium in soils is below 2.5 g ml^–1 and 0.2 g ml^–1, respectively, which are the minimum detection levels, whereas the concentration of iron, manganese, copper, and zinc in most of the samples is within the global average ranges of 3%, 500–1000 g g^–1, 15–40 g g^–1, and 50–100 g g^–1, respectively. The investigated area has the presence of gneisses and schists, in which partly there are igneous intrusions and pegmatitic intrusions. There are amphibolite enclaves in gneisses that account for the higher concentration of trace elements. The lower concentration may be attributed to the presence of silicic type of rock.     

Relationship of Water Chemistry to Serum ThyroidHormones in Captive Sharks with Goitres

Captive whitetip reef sharks, Triaenodon obesus,at Sea Life Park (SLP) Hawaii, Waimanalo, Hawaii develop goitre, whereas, T. obesus at the Waikiki Aquarium (WAQ), Honolulu,Hawaii do not develop goitre. To determine theeffects of natural concentrations of iodine on thereduction of goitre, two sharks from SLP with goitrewere placed in an enclosed coastal lagoon with naturalseawater. Using ultrasound measurements the twogoitres were initially 11.4 cm and 14.6 cm in depthand after 3 months decreased to 4.7 cm and 5.7 cm. Radioimmunoassay analysis of the thyroid hormoneT3 sera concentrations were initially 0.22 ng/mland 0.33 ng/ml and increased to 1.84 ng/ml after beingplaced in the lagoon. Sera T4 were initially0.93 ng/ml and 0.99 ng/ml and increased dramaticallyto 17 ng/ml and 56 ng/ml. Over the six month samplingperiod, two resident sharks in the lagoon with normalthyroids had sera T3 concentrations from 0.89ng/ml to 1.1 ng/ml, and sera T4 concentrationsfrom 3.1 ng/ml to 7.9 ng/ml. The hypothyroidcondition in the SLP goitred-sharks is likely linkedto the low environmental iodide (<0.005 M), andhigh nitrate (111 M) of SLP water. The WAQwell-water facility was characterized by anoxic waterwith high iodide (0.60 M), total iodine (1.90M), and typical nitrate (24.6 M)concentrations of interstitial groundwater. Thedifference of iodide concentration of SLP and WAQ tankwater (<0.005 M versus 0.60 M) wasdirectly related to the hydrogeology of the well-watersources. To avoid goitre in marine aquarium systems,we recommend maintaining iodide concentrations of atleast 0.15 M.     

Floodfan sedimentation and gravitational anomalies in the Salar de Punta Negra,Northern Chile

The Upper Tertiary inter-andean tectonic trough of the Salar de Punta Negra is being filled mainly through sporadic flash-floods by denudation products from the East (Andes). Borehole records up to 430 m deep suggest depositional conditions similar to the actual ones.Block tectonic movements with N-S and NNE-SSW directions from Upper Tertiary through Pleistocene affected the normal morphology of the fans.Gravity survey has corfirmed a tectonic origin of the basin. East of the Salar, a buried graben with an alluvial fill of 550–750 m thickness was found, which may contain a groundwater reservoir.

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Zusammenfassung Der jungtertiäre intra-andine Graben des Salars Punta Negra wurde durch sporadische Flutfächer vorwiegend aus dem Osten (Hochkordillere) gefüllt. Bohrungen bis 430 m Tiefe zeigen ähnliche Fanglomerate, wie sie heute entstehen.Verwerfungen mit N-S- und NNE-SSW-Richtungen zwischen Jungtertiär und Pleistozän beeinflussen die Morphologie der Schuttfächer.Gravimetrische Messungen ergaben, daß die Depression tektonisch angelegt ist. Östlich des heutigen Salars liegt ein verschütteter Graben mit einer alluvialen Füllung von mindestens 550–750 m Dicke. Hier könnte ein Grundwasser-Reservoir liegen.

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Resumen El graben intra-andino del Salar de Punta Negra de edad Terciario Superior ha sido esporádicamente rellenado por conos aluviales. Estos vienen principalmente del este desde la Alta Cordillera. Perforaciones que han llegado hasta 430 m de profundidad muestran fanglomerados semejantes a los que se forman actualmente.Una tectónica de bloques de dirección N-S y NNE-SSW entre el Terciario Superior y el Pleistoceno afectan la morfología de los conos aluviales.Mediciones gravimétricas permiten concluir que la depresión tiene origen tectónico. Al oriente del Salar aparece un graben relleno de materiales aluviales con una potencia entre 550–750 m. Este graben puede contener acuíferos profundos de utilidad local.

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Résumé Le graben intra-andin Cénozoïque Supérieur du Salar de Punta Negra se comble par des courants torrentueux sporadiques de produits de dénudation venant surtout de l'Est (Haute Cordillère). Des forages atteignant 430 m de profondeur suggèrent des conditions de dépôt similaires aux actuelles.Des failles N-S et NNE-SSW actives depuis le Cénozoïque Supérieur jusqu'au Pléistocène ont affecté la morphologie des cônes de déjection.Les mesures gravimétriques confirment l'origine tectonique du bassin de Punta Negra. A l'Est du Salar est situé un graben totalement enfoui de dépôts alluviaux d'une puissance d'environ 550–750 m, où des nappes aquifères exploitables sont susceptibles d'exister à grande profondeur.

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- Salars Punta Negra , . 430 , . - -- — -- . , , . Salars , 550–750 . .

     

Lower Paleozoic extensional tectonics in the limit between the West Asturian-Leonese and Central Iberian Zones of the Variscan Fold-Belt in NW Spain

The limit between the West Asturian-Leonese and Central-Iberian Zones in the NW of the Iberian Peninsula is described in the area of Caurel-Truchas (Provinces of Orense and León). From the distribution of the sedimentary formations and the Variscan structures it is inferred that the transition between the two zones was a fault system, which was active during, at least, the Ordovician and Lower Silurian. The faults were supposedly normal, though they had probably some strike-slip component, and gave rise to a half-graben in which a syn-rift sequence was deposited. The latter underwent inversion at the onset of the Variscan tectonism, producing a ramp anticline-syncline pair that forms the more important folds in the area. The varying geometry of these folds is interpreted partly as being due to the existence of previous en échelon folds related to the strike-slip component of the faults and, partly, as a result of the variable intensity of the shear strain undergone during the first variscan phase.

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Zusammenfassung Die Grenze zwischen der West-Asturischen-Leonesischen und Zentral-Iberischen Zone im NW der Iberischen Halbinsel wird aus dem Gebiet von Caurel-Truchas (Provinz Orense und León) beschrieben. Aufgrund der Verteilung der sedimentären Formationen, sowie der variszischen Strukturen wird abgeleitet, daß der Übergang zwischen den beiden Zonen durch ein Störungssystem bedingt wurde, das zumindest zwischen Ordovizium und Untersilur aktiv war. Dabei handelte es sich vermutlich um Abschiebungen mit einer Horizontalverschiebungskomponente. Diese Ausbildung führte zu einem Halbgraben mit darin abgelagerter sedimentärer Syn-Riftsequenz. Letztere wurde während der Anfangsphase der variszischen Tektonik invertiert, so daß es zu einem Rampen-Antiklinal-Synklinal Paar kam, welches die wichtigsten Falten der Gegend bildet. Die variable Geometrie der Falten wird zum einen der Existenz von frühen En-échelon Falten zugeschrieben, die durch die Horizontalverschiebungskomponente der Störungen hervorgerufen wurden; zum anderen sind sie das Resultat der veränderlichen Intensität der Scherspannung während der ersten variszischen Phase.

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Resumen Se describe el límite entre las Zonas Asturoccidental-Leonesa y Centroibérica en el NO de la Península Ibérica en el área del Caurel-Truchas (Provincias de Orense y León). Partiendo de la distribución de las formaciones sedimentarias y de la geometría de las estructuras varíscicas, se deduce que la transición entre las dos zonas fue un sistema de fallas, que fue activo al menos durante el Ordovício y el Silúrico Inferior. Se supone que la principal componente de las fallas fue normal, aunque debió de existir también una componente de desgarre, y su juego originó un semi-graben en el que se acumuló una secuencia sin-rift. Esta última experimentó una inversión al principio de la tectogénesis Varíscica, formándose un par de pliegues de rampa que son los pliegues más importantes del área. La geometría variable de esos pliegues se interpreta como debida, en parte, a la existencia previa de pliegues en escalón relacionados con la componente de desgarre de las fallas y, en parte, como consecuencia de la variable intensidad de la deformación por cizallamiento sufrida durante la primera fase de deformación varíscica.

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- - - Caurel-Truchas, Orense León. , , . , , . . , - . , - , , , , -, .

     

Implications of K-Ar ages of whole-rock and grain-size fractions of metapelites and intercalated metatuffs within an anchizonal terrane

White mica bearing fractions ranging in grain size from 0.4 m to 6.3–20 m were separated from metapelites and intercalated metatuffs of the eastern Rheinisches Schiefergebirge (FRG). The stratigraphic age of these rocks is Middle Devonian (Eifelian), and they contain detrital material of northwestern provenance (Old Red Continent, probably mainly derived from the Caledonian Orogen). Folding in the Carboniferous was associated with cleavage formation and an apparently synkinematic anchizonal metamorphism. Apparent K-Ar ages of metapelite fractions display a marked positive correlation with grain size illustrating the detrital influence which is diminished with decreasing grain size and increasing metamorphism (determined by illite crystallinity). Contrasting grain morphologies observed by SEM enable the interpretation of apparent age/ grain size relationship for coarse fractions. The anticipated lack of detrital mica in metatuffs is confirmed by the fairly consistent apparent K-Ar ages determined for the coarser than 0.63 m size fractions which date the anchizonal metamorphism at ca. 330 Ma. Comparison of metatuff and metapelite apparent ages suggests that the extent of rejuvenation in the latter was largely dependent on grain size. Rejuvenation was also somewhat controlled by the degree of anchizonal metamorphism as suggested by differences in K-Ar results of metapelites which were metamorphosed at variable anchizonal conditions. Fractions <0.63 m from upper anchizonal metapelites record ca. 330 Ma ages similar to those of the 0.63–20 m sizes in metatuffs. Together those results confirm the limited applicability of conventional K-Ar dating on bulk clay fractions (<2 m) of very-low grade (anchizonal) metamorphic rocks in dating metamorphic events and concomitant cleavage formation.     

Behavior of the decollement at the toe of the Middle America Trench

Seismic reflection data from three areas of the Middle America Trench provide insights into the behavior of the decollement that separates subducted and offscraped sediment. The range of responses observed along this single subduction system provides clues as to how the decollement forms and is influenced by local conditions. The location of the decollement and whether or not the subducting basement topography influences the decollement are apparently controlled by the type and thickness of sediment in the trench. Where subducting basement topography and oceanic plate hemipelagic sediments are buried by sandy terrigenous turbidites, such as in the trench axis off Mexico, the decollement is localized near the base of the turbidite section. Subducting normal fault blocks in the oceanic crust control thrust ramps, and hanging wall anticlines form above the ramps.In regions of the trench where coarse terrigenous sediment is thin or absent, the decollement is localized within the incoming sediment section. Where muddy trench turbidites bury subducting topography (e.g. off Guatemala), the decollement is approximately 100 m deep and is little affected by the underlying subducting topography. The lower 200–300 meters of trench sediment and all of the pelagic sediment are subducted. Where there is no trench sediment overlying carbonate-rich oceanic plate sediments (e.g. off Costa Rica), the decollement is located within the subducting plate sediment section. The decollement is localized at a single stratigraphic level and rides up and over subducting horst blocks.

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Zusammenfassung Reflektionsseismische Daten aus drei Bereichen des Mittel-Amerika-Grabens geben Einblick in das Verhalten entlang einer Abscherung in der subduziertes und »abgeschabtes« Sediment voneinander getrennt werden. Die Daten, die entlang dieses Subduktionssystems erhalten wurden, liefern Anhaltspunkte darüber, wie sich die Abscherung bildet und wie sie von lokalen Bedingungen beeinflußt wird. Der Entstehungsort der Abscherung wird, unabhängig davon, ob die abtauchende Basementtopographie die Abscherung beeinflußt oder nicht, anscheinend von Typ und Dicke der Grabensedimente kontrolliert. Dort, wo das abtauchende Basement und die hemipelagischen Sedimente der ozeanischen Platte von sandigen, terrigenen Turbiditen überlagert werden, wie im Grabenabschnitt vor Mexico, liegt die Abscherung nahe der Basis des Turbiditprofiles. Abtauchende, normal gestörte Schollenblöcke der ozeanischen Kruste kontrollieren die Bildung von Überschiebungsrampen unter Bildung von Antiklinalen oberhalb dieser Rampen.Wo schlammige Grabenturbidite die subduzierende Topographie überdecken (z.B. vor Guatemala), liegt die Abscherung etwa 100 m unter der Sedimentoberfläche und wird kaum von der unterlagernden, abtauchenden Topographie beeinflußt. Die unteren 200–300 m der Grabensedimente sowie die gesamten pelagischen Ablagerungen werden subduziert. Wo karbonatreiche Sedimente der ozeanischen Platte nicht von Grabensedimenten überlagert werden (z.B. vor Costa Rica) liegt die Abscherung innerhalb der Sedimentsäule der abtauchenden Platte. Die Abscherung bewegt sich in einem einzigen stratigraphischen Niveau und gleitet dabei auf und über abtauchende Horstschollen.

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Résumé Des prospections par sismique-réflexion, effectuées dans trois régions de la fosse d'Amérique Centrale, éclairent le comportement du décollement qui sépare les sédiments subductés des sédiments «raclés». Les donnés recueillies le long de ce système de subduction simple fournissent des indications sur la manière dont le décollement prend naissance et est influencé par les conditions locales. L'emplacement du décollement et le fait qu'il est, ou non, influencé par la topographie du substrat en subduction dépendent, semble-t-il, de la nature et de l'épaisseur des sédiments de la fosse. Lorsque, dans la plaque océanique en subduction, la topographie du socle et les sédiments hémipélagiques surincombants sont enfouis sous des turbidites terrigènes arénacées, comme c'est le cas au large du Mexique, le décollement se produit près de la base de la série turbiditique. La subduction de blocs découpés par des failles normales dans la croûte océanique détermine des rampes de charriage au-dessus desquelles prennent naissance des structures anticlinales.Dans les parties de la fosse qui sont pauvres en sédiments terrigènes grossiers ou qui en sont dépourvues, le décollement est situé à l'intérieur de la série sédimentaire. Lorsque le relief de la plaque en subduction est enfoui sous des turbidites boueuses (p. ex. au large du Guatemala), le décollement se situe à 100 m sous la surface supérieure des sédiments et est peu affecté par la topographie du substrat subducté. La subduction affecte alors la partie inférieure (200 à 300 m) des sédiments de la fosse, ainsi que l'entièreté des sédiments pélagiques. Lorsqu'il n'y a pas de sédiments terrigènes recouvrant les dépôts carbonates de la plaque océanique (p. ex. au large de Costa Rica), le décollement se situe au sein de ces derniers; il correspond à un niveau stratigraphique et contourne par en-haut les blocs en horst de la plaque descendante.

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Sargipali galenas: Unusual lead-isotope data from eastern India

The Sargipali sulphide deposit, hosted by a sequence of metasediments of the Precambrian Gangpur Series, represents the stratiform and stratabound Pb-Cu mineralization. Lead-isotope analyses obtained from six galena samples of different forms and stratigraphical levels, yielded a model Pb age of 1665 Ma, which predates the episodes of deformation and metamorphism ( 850 Ma) as well as syn-to late-tectonic magmatism. The model Pb age, on the contrary, shows a relationship to the closing phase of the Gangpur sedimentation (1700 Ma) in a shallow-water marine environment. The notable paucity of the interlayered volcanic rock in the deposit and its Pb-rich nature possibly point to its being the sedimentary exhalative (SEDEX) type. Documentary evidence for the Pb component from the geological environment of the upper continental crust is revealed by an exceptionally high (= ²³⁸U/²⁰⁴Pb) and the slightly above average W(= ²³²Th/²³⁸U) values. These indicate that the source rock was initially rich in U-Th-Pb concentration. For the Sargipali ore Pb, the parent is assumed to be late Archean-lower Proterozoic soda granite.     

Pre-orogenic volcanic assemblages and structure in the Western Cordillera of Ecuador between l°40'S and 2°20'S

A major reverse fault with a separation of at least a few thousand meters is exposed in the western Cordillera of Ecuador near 2°S.Ree and other incompatible elements patterns show (i) that the rocks exposed in the upthrust block to the east of the fault areMorb that had not yet been identified and (ii) that a volcanic island-arc assemblage extensively outcrops in the downthrust block west of the fault.The fault therefore bounds a steeply east-dipping thrustsheet comprising the arc and its basement. Thrustsheets of the same type are known farther north in Ecuador. They were stacked in a presently inactive subduction-zone during the early Tertiary when the island-arc, drifting from the west, finally collided with continental south America.The large dextral-slip Guayaquil-Dolores fault system, traditionally but possibly erroneously thought to be the suture-zone between continental south America and the oceanic allochthone blocks collided during the Cretaceous and Tertiary, subsequently disrupted most of that structural arrangement.

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Zusammenfassung Die Gesteine einer bei 2° Südlicher Breite in der Westkordillere Ecuadors zu Tage tretenden und um mehrere tausend Meter versetzten Verwerfung wurden in geochemischer Hinsicht untersucht. Die Verteilung der seltenen Erden und der anderen inkompatiblen Elemente in den Proben zeigte östlich dieser Verwerfung das Vorkommen von Tholeiiten desMorb-Typs auf, deren Auftreten hier bis jetzt unbekannt war. Außerdem konnten die westlich der Verwerfung auftretenden Diabase, Andesite und Rhyolite dem Typ eines Inselbogens zugeordnet werden.Diese Verwerfung begrenzt infolgedessen eine stark nach Osten einfallende Schuppe des Sockels. Andere Schuppen dieser Art treten weiter im Norden Ecuadors auf, wo sie zu Beginn des Tertiärs während des Zusammentreffens des von Westen ankommenden, aus der Kreidezeit stammenden Inselbogens mit dem südamerikanischen Kontinent in eine Paläosubduktionszone eingebettet worden sind.Dieses Strukturgefüge ist anschließend zum größten Teil durch das System der rechtsseitigen Verwerfungen von Guayaquil — Dolores verdeckt worden. Dieses System wird für gewöhnlich — aber wahrscheinlich zu Unrecht — für die Nahtstelle des kontinentalen Südamerikas und der während der Kreidezeit und des Tertiärs gegen den Kontinent sto– Benden und/oder obduzierten allochtonen Blöcke ozeanischen Substrats gehalten.

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Résumé Une faille inverse exposée dans la cordillère occidentale de l'Equateur vers 2°S a un rejet de plusieurs milliers de mètres. L'étude géochimique des terres rares et autres éléments incompatibles permet de reconnaître à l'est de la faille des tholéiites de ride médio-océanique jusqu'alors non identifiées, alors que les diabases, andésites et rhyolites présentes à l'ouest de la faille appartiennent à une formation d'arc insulaire.Cette faille délimite donc une écaille de socle à fort pendage vers l'est. D'autres écailles de ce type sont connues plus au nord en Equateur. Elles se sont imbriquées au début du Tertiaire dans une paléozone de subduction, lors de la collision de l'arc insulaire, venu de l'ouest, avec le continent sud-américain.Ce dispositif structural a été ensuite oblitéré en majeure partie par le systême faillé dextre de Guayaquil-Dolores, qui passe classiquement, mais probablement à tort, pour être la suture entre l'Amérique du sud continentale et les blocs allochtones à substratum océanique collés au continent et/ou obductés durant le Crétacé et le Tertiaire.

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Metamictization and U-PB isotopic discordance in single zircons: a combined Raman microprobe and SHRIMP ion probe study

Summary We report results of a combined SHRIMP ion microprobe and Raman microprobe study of the correlation between metamictization and U-Pb isotopic discordance of zircon. The spatial resolution of the SHRIMP and Raman probe used are about 200 m³ and 80 m³, respectively. This allows a direct comparison of U-Pb isotopic discordance and metamictization of small areas within zircon crystals. We show that the impact of the oxygen ion beam on the zircon during the SHRIMP analysis does not cause significant amorphization or recrystallization in the remaining zircon on a scale of 1 m. Consequently, it is possible to determine the initial degree of metamictization of zircon within and adjacent to a SHRIMP analytical spot by Raman microprobe measurements after performing SHRIMP analyses. A combination of the two microprobe techniques gives information on the concentration and distribution of radionuclides as well as the degree of metamictization and its heterogeneity and the lateral age distribution within the grain. We found that the degree of U-Pb isotopic discordance correlates closely with the degree of metamictization within single zircon grains, on a scale of 15 m, which is consistent with previous results on the scale of single and multiple zircon grains showing that metamictization enhances the relative potential for secondary loss of radiogenic lead in zircon.

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Metamiktisierung und U-Pb-Isotopendiskordanz in Einzelzirkonen: eine komplexe Untersuchung mittels Ramanmikrosonde und SHRIMP Ionensonde

Zusammenfassung Wir präsentieren die Ergebnisse einer Untersuchung des Zussammenhangs von Metamiktisierung und U-Pb Isotopendiskordanz in Zirkonen mittles kombinierter SHRIMP-Ionenmikrosonden- und Ramanmikrosondenanalysen. Die räumliche Auflösung der verwendeten Analysensysteme, experimentell mit 200 m³ (SHRIMP) und 80 m³ (Ramansonde) bestimmt, gestattet den direkten Vergleich der in Mikrobereichen innerhalb von Zirkon-Einkristallen gemessenen Isotopendiskordanzen und Metamiktisierungsgrade. Wir zeigen, daß der während der SHRIMP-Analyse auf den Zirkon einwirkende Sauerstoffionenstrahl weder signifikante Amorphisierung noch Rekristallisation des benachbarten Zirkonmaterials im 1 m-Bereich hervorruft. Es ist deshalb möglich, den Grad der Metamiktisierung eines Zirkon-Mikrobereiches auch in den SHRIMP-Analysengrübchen, d.h. erst nach dem Analysieren dieses Bereiches mit der Ionensonde, mittels hochauflösender Ramanmessungen unverfälscht zu bestimmen. Der Einsatz beider Mikromethoden liefert kombinierte Informationen zu den Gehalten und Verteilungen radioaktiver Elemente, zum Grad der Metamiktisierung und seiner Heterogenität und zur lateralen Altersverteilung innerhalb von Einzelkörnern. Wir weisen eine deutliche Korrelation des Grades der U-Pb-Isotopendiskordanz mit dem Grad der Metamiktisierung im Mikrobereich (15 m Auflösung) nach. Dies stimmt mit früheren, an Einzelzirkonen und Populationen getätigten Beobachtungen überein, daß die Metamiktisierung von Zirkon dessen Potential zu sekundären Bleiverlusten erhöht.

     

Zur Geochemie der Uranvererzungen in den Schweizer Alpen

Zusammenfassung Die im Verlaufe der letzten Jahre in den Schweizeralpen gefundenen Uranvorkommen sind auf einer geologischen Karte dargestellt. Das wichtigste Uranmineral ist Pechblende. Die mineralisierten Gesteine, wie Chlorit-Serizitschiefer und -Gneise und Serizit-Albitgneise zeigen wechselnd starke Metamorphose. An Proben von mehreren Tonnen sind Analysen ausgeführt und dabei die Gehalte von U, Th sowie von Metallen wie Cu, Pb und anderen begleitenden Spurenelementen ermittelt worden. Eine Kurvendarstellung und Tabellen enthalten die gefundenen Daten. In den metamorphen, mineralisierten Gesteinen ist der U-Gehalt immer deutlich höher als der Th-Gehalt.

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The various localities at which uranium was found in the Swiss Alps are noted in a geological map. Pitchblende is the most important uranium ore mineral to be found. The ore-containing rocks such as the chlorite- and sericite-schists and gneisses and the sericite-albite-gneisses are metamorphic to varying degrees. The uranium- and thorium-contents as well as the content of other metals such as Cu, Pb and of other accompanying trace-elements have been determined by means of various analytical methods from samples of several tons. The results are presented in tables and in a graph. It was found out that in mineralized, metamorphic rocks the uranium-content is substantially higher than that of thorium.

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Résumé Les gisements d'uranium des Alpes suisses trouvés au cours des dernières années sont indiqués sur une carte géologique. La pechblende est sans doute le minerai d'uranium le plus important. Les roches minéralisées telles que les schistes et les gneiss à chlorite et séricite et à séricite et albite sont plus ou moins métamorphisées. Différentes sortes d'analyses d'uranium, de thorium et de métaux tels que le Cu, Pb et d'autres éléments en trace ont été effectuées sur plusieurs tonnes d'échantillons. Les résultats obtenus sont représentés sous forme de tableaux et d'un graphique. Dans les roches métamorphiques et minéralisées la teneur en uranium est toujours nettement plus élevée que la teneur en thorium.

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Oxyanion Concentrations in Eastern Sierra Nevada Rivers – 2. Arsenic and Phosphate

Water samples were collected from the Truckee River-Pyramid Lake system, the Walker River-Walker Lake system, and the Carson River, all located in eastern California and western Nevada, U.S.A., at three different times (i.e., summer 1991, spring 1992, and autumn 1992) over a two year period. The concentrations of As, Na, Cl, PO4, and pH were measured in these river samples and the associated terminal lakes. Arsenic values ranged from below 13 nmol/kg near Truckee, California to 160 nmol/kg at Nixon, Nevada in the Truckee River, from 40 nmol/kg in the headwaters of both West and East Walker Rivers to 270 nmol/kg below Weber Reservoir on the main branch of the Walker River, and from <27 nmol/kg to 234 nmol/kg for the lower Carson River system. Arsenic concentrations in Steamboat Creek (0.91 mol/kg–1.80 mol/kg) in the Truckee River catchment are above the U.S. EPA drinking water maximum contaminant level of 0.67 mol/kg, as are the As concentrations in both Pyramid Lake (1.33 mol/kg–1.57 mol/kg ) and Walker Lake (13.7 mol/kg–18.7 mol/kg). Sources of As for all three rivers include weathering of As-rich rocks and/or regolith and input of high-As geothermal spring waters, both processes primarily, although not exclusively, adding As to the headwater regions of these rivers. Steamboat Hot Springs (29 mol/kg As 54.5 mol/kg), for example, is identified as a source of As to the Truckee River via Steamboat Creek. The high As concentrations in Pyramid and Walker Lakes are likely due to (1) desorption of arsenate from aquatic particulate matter in these high pH waters (9.0 pH 9.5), (2) limited biologic uptake of arsenate, and (3) evaporative concentration of the lake waters. Evaluation of molar PO4}/As ratios of river waters and geothermal spring waters (e.g., Steamboat Hot Springs), indicates that phosphate is substantially enriched in Steamboat Creek as well as the mid to lower reaches of the Walker and Carson Rivers. These regions of each river are dominated by agricultural interests and, additionally, in the case of Steamboat Creek, residential areas and golf courses. Our data strongly imply that phosphate-rich agricultural return flow has likely added P to these streams and, consequently, increased their respective P:As ratios.     

Messung des Ultrarot-Pleochroismus von Mineralen. X. Der Pleochroismus der OH-Streckfrequenz in Zoisit

Zusammenfassung Der Pleochroismus der OH-Streckfrequenz (=3,16 ±0,02 ) zeigt sowohl für -Zoisit als auch für -Zoisit, daß die OH-Dipole paralel [001] orientiert sind.

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Measurement of the infrared-pleochroism in minerals. X. The pleochroism of the OH-stretching frequency in zoisite

Summary The pleochroism of the OH-stretching frequency (=3.16 ±0.02 ) proves for - and -zoisite that the OH-dipoles are oriented parallel [001].

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Mit 1 Abbildung     

Compositional variations in calciturbidites due to sea-level fluctuations,late Quaternary,Bahamas

Piston cores in Tongue of the Ocean, Bahamas, revealed an alternating sequence of periplatform ooze and bankderived turbidites of the past 5 glacial and interglacial periods. By using the point-count method we have analyzed the composition of the turbidite sediment. Variations in the bank-derived fraction are clearly linked to the glacial-interglacial cycles. Nonskeletal components (pellets; ooids; grapestones) are most abundant in interglacial turbidites, while skeletal components (calcareous algae; peneroplids and reef builders) dominate in glacial turbidites. We attribute this pattern to the exposure and flooding of the surrounding carbonate platforms during Late Quaternary sea-level cycles. Because nonskeletal sediment is produced in the interior of the platforms, its growth and subsequent export to the flanks are at a maximum when the banks are flooded, i.e. during interglacial periods. During glacials, skeletal grains dominate because the banks are exposed and carbonate production is limited to a narrow belt of skeletal sands and fringing reefs. The resulting compositional signal appeared to have a good correlation with aragonite variations in the periplatform ooze between the turbidites. Further, compositional variation parallels the change in turbidite frequency described earlier (»highstand bundling«). Frequency and composition of turbidites are both unaffected by diagenesis and therefore provide an excellent monitor of sealevel fluctuations.

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Zusammenfassung In Kolbenlotkernen aus der Tongue of the Ocean, Bahamas, bestehen die jüngsten fünf Glaziale und Interglaziale aus einer Wechselfolge von Periplattform-Schlamm und Turbiditen mit Flachwasser-Material. Die Zusammensetzung der neritischen Kornfraktion in den Turbiditen wurde durch Punktzählung ermittelt. Sie schwankt deutlich im Verlauf eines glazialen Zyklus. Abiogene Komponenten (Pellets, Ooide, Traubenklumpen) dominieren in den interglazialen Turbiditen, während Biogene (Kalkalgen, peneroplide Foraminiferen und Riffbildner) in glazialen Turbiditen vorherrschen. Wir erklären diese Schwankungen mit dem Auftauchen und Überfluten der Bahama Bänke während der jungquartären Schwankungen des Meeresspiegels. Die abiogenen Komponenten werden auf der Innenseite der Plattformen gebildet. Ihre Produktion und Export zu den Plattformflanken erreichen daher ein Maximum während der interglazialen Hochstände des Meeres. In den Glazialen dominieren biogene Komponenten, weil die Plattformen trocken liegen und die Karbonat-Produktion auf einen schmalen Streifen von Saumriffen und Biogensanden beschränkt ist.Die Zusammensetzung der Turbidite variiert im gleichen Rhythmus wie der Aragonitgehalt der zwischengeschalteten Periplattform-Schlamme. Überdies korreliert die Zusammensetzung gut mit der Häufigkeitsverteilung der Turbidite. Während der Interglaziale sind Turbidite häufiger als während der Glaziale (»Hochstand-Bündel«). Häufigkeitsverteilung und Zusammensetzung der Turbidite zusammen ergeben ein gutes, durch Diagenese nicht verwischbares Abbild der Schwankungen des Meeresspiegels.

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Résumé Dans le »Tongue of the Ocean« (Bahamas), des sondages à piston effectués dans les sédiments des cinq dernières périodes glaciaires et interglaciaires montrent une alternance de turbidites et de boues déposées en périphérie de plate-forme. La composition de la fraction néritique des turbidites, dé terminée par la méthode du compteur de points, montre une relation claire avec les cycles glaciaires. Les composants abiogènes (pellets, ooïdes, grapestones) dominent dans les turbidites interglaciaires, tandis que les composants biogènes (algues calcaires, foraminifères de type pénéroplide et organismes constructeurs) sont prépondérants dans les turbidites glaciaires. Nous attribuons cette répartition aux émersions et submersions successives du banc des Bahamas, consécutives aux variations du niveau de la mer au Quaternaire récent. Comme les composants abiogènes ont été formés sur la partie interne de la plate-forme, leur développement et leur transport vers les flancs étaient maximaux lorsque le banc était submergé, au cours des périodes interglaci aires. Par contre, les composants biogènes dominaient pendant les épisodes glaciaires, où la plate-forme était exondée et où la production de carbonate était restreinte à une zone étroite de récifs frangeants et de sables biogènes. Ces variations dans la composition des turbidites présentent une bonne corrélation avec la teneur en anhydrite des boues de périphérie de plate-forme intercalées entre les turbidites. Il existe également une bonne corrélation avec la fréquence des turbidites, plus élevée pendant les interglaciaires. La fréquence et la composition des turbidites ne sont pas affectées par la diagenèse et constituent donc un excellent témoin des fluctuations du niveau de la mer.

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The central part of the Jebel Nefusa volcano (Libya) survey map,age relationship and preliminary results

The main result of a field survey is the presentation of a petrographical map, which for the first time gives details of the main structures of the Jebel Nefusa volcano. A second result of the mapping is that obviously the age relationship between two of the major rock types — phonolites and flood basalts — needs revision: the phonolites are the oldest ones. - Also are given some preliminary remarks regarding mineralogical composition: flood basalts are characterized by olivines corroded and partly oxidized before final crystallization, and all phonolites contain appreciable amounts of analcite.

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Zusammenfassung Es wird eine petrographische Übersichtskarte vorgelegt, welche erstmals die beherrschenden Strukturen im Aufbau des Jebel-Nefusa-Vulkans (nördl. Tripolitanien, Libyen) erkennen läßt. Ein Ergebnis der Kartierung ist eine Neugliederung der Altersabfolge der drei Haupt-Gesteinsgruppen Phonolithe — Flutbasalte — Melabasalte. Die Phonolithe müssen offensichtlich älter als die Flutbasalte sein, und sind wahrscheinlich die ältesten Glieder der Abfolge. — Vorab mitgeteilte petrographische Details: die Flutbasalte werden durch Olivine charakterisiert, welche schon vor der Erstarrung der Schmelze korrodiert und teiloxidiert worden waren, und die Phonolithe führen sämtlich erhebliche Anteile an Analcim.

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Résumé Le résultat principal de cette recherche sur le terrain est présentation d'une carte pétrographique qui, pour la première fois, montre les détails de la structure principale du volcan Jebel Nefusa. Ce travail montre avec évidence que les relations d'âge entre deux des principaux types de roches, les phonolites et les épanchements basaltiques, appellent une révision, car les phonolites sont les plus anciennes. Quelques remarques sont faites sur la composition minéralogique: les épanchements de basaltes sont caracterisés par des olivines corrodées et en partie oxydées avant la cristallisation finale; toutes les phonolites contiennent de l'analcime en proportions appréciables.

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

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

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

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

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Deformation fabric and microstructures in ophiolitic chromitites and host ultramafics,Sultanate of Oman

Harzburgite and dunite from the Oman ophiolite display a strong olivine fabric and microstructures typical for high temperature mantle deformation. The syntectonic, magmatically formed, chromitites occurring throughout the mantle sequence vary from almost undeformed (resembling chromitite from stratiform complexes) to highly deformed. Usually the interstitial silicates in the deformed ore possess a fabric similar to those of the host rocks, whereas a weak or poikilitic fabric is observed on relatively undeformed deposits. Chromite grains are elongated and flattened, defining strong foliations and lineations, in disseminated ore, and pull-apart-like structures perpendicular to the lineation form in the coarser massive ore. No preferred crystallographic orientation of chromite has been detected with the X-ray-texture goniometer, and it is proposed that chromite mainly deforms by passive rotation in the weaker silicate matrix, cataclasis and diffusion creep.

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Zusammenfassung Die Dunite und Harzburgite, die im Ophiolit des Oman auftreten, zeigen ein Olivingefüge und Mikrostrukturen, die typisch sind für Manteldeformationen bei hohen Temperaturen. Die syntektonischen, magmatisch gebildeten Chromitite sind über die gesamte Abfolge der Mantelgesteine zu finden. Das Ausmaß der Deformation der Chromitite reicht von gering bis stark. Fast undeformierte Chromitite gleichen denen stratiformer Komplexe. Im deformierten Erz zeigen die in Zwickeln auftretenden Silikatminerale im allgemeinen ein ähnliches Gefüge wie das Wirtsgestein; in relativ undeformierten Vorkommen zeigen sie ein schwaches oder poikilitisches Gefüge. Die Chromitkörner haben einen plattigen Habitus und bilden im Sprenkelerz ein deutliches Flächen- und Lineargefüge. Im grobkörnigen Derberz entstehen hingegen Dehnungsstrukturen (pull-apart textures) senkrecht zur Lineation. Röntgentexturgoniometrische Untersuchungen ergaben keine Regelung des Chromits, und es wird daher angenommen, daß der Chromit aufgrund passiver Rotation in der schwächeren Silikatmatrix deformiert wurde, weiterhin kommen auch Kataklase und Diffusionsmechanismen in Frage.

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Résumé Les dunites et harzburgites du complexe ophiolitique d'Oman présentent une forte fabrique de l'olivine et des microstructures typiques de déformations mantelliques de haute température. Les chromitites, d'origine magmatique syntectomque, qui se trouvent le long de la séquence mantellique varient entre des termes presque non déformés (ressemblant aux chromitites des complexes stratiformes) jusqu'à des termes très déformés. Les silicates interstitiels du minerai déformé présentent fréquemment une fabrique semblable à celle des minéraux de la roche hôte alors que l'on observe une fabrique peu développée ou bien une texture poecilitique dans les minerais des gisements relativement peu déformés. Les cristaux de chromite sont allongés et aplatis, définissant une foliation et une linéation très marquées dans les minerais disséminés; des structures d'étirement (pull-apart) perpendiculaires à la linéation apparaissent dans les minerais plus massifs. Aucune orientation cristallographique préferentielle n'a pu être mise en évidence au goniomètre de texture; on propose donc que la chromite se déforme principalement par rotation passive dans une matrice silicatée plus fragile, par cataclase et par fluage-diffusion.

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