Die wachsende Bedeutung der Ingenieurgeologie im Zeitalter der Umweltzerstörung

Zusammenfassung Die Entwicklung der Technik führt zu immer größeren Bauprojekten im Bereich des Talsperrenbaus, Verkehrswegebaus, Untertagebaus, Bergbaus und Grundbaus. Diese großen Bauprojekte stellen in vielfacher Hinsicht eine erhebliche Belastung der Natur sowie eine Beeinträchtigung ihres Gleichgewichts dar und rufen teilweise unvorhergesehene Wechselwirkungen von Bauwerk und Baugrund hervor. Die technische Entwicklung überrollte die Natur so stürmisch, daß ihre ökologischen Folgen weder von den Wissenschaftlern noch von den Praktikern erkannt und bedacht wurden. Die Aufgaben, die sich in diesem Rahmen dem Ingenieurgeologen stellen, bestehen nicht nur in der möglichst genauen Erfassung der geologischen Parameter zur Gewährleistung der Sicherheit des Bauwerks, wirtschaftlich vertretbarer Baukosten unter optimaler Berücksichtigung geologischer Gegebenheiten, sondern sie haben auch die Vorhersage der Wechselwirkungen von Bauwerk und Baugrund sowie von Störungen des oft erstaunlich labilen Gleichgewichts von Geo-, Bio- und Atmosphäre einzubeziehen. Dabei spielen oft rezente geologische Vorgänge eine bisher in der Ingenieurgeologie viel zu wenig gewürdigte Rolle. Die Notwendigkeit, die Ingenieurgeologie schon bei der allerersten Planung, beim Entwurf und der Bauwerksüberwachung mitbestimmen zu lassen, wird an einzelnen Projekten erläutert.

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Summary Technical development leads to dams, roads, tunnels, mines and foundations of always larger dimensions. Various aspects of these projects represent a serious encumbrance of nature and an impairment of her equilibrium and can cause unforeseen interactions between structure and the earth. Development has taken place so quickly, that the ecological consequences have not been recognised or considered in many cases — neither by the scientists nor by the practitioners. The tasks, confronting the engineering geologists in this regard, consist not only in an exact investigation of the geological parameters to guarantee the safety of the construction project and to achieve project costs by taking into consideration the geological conditions, but must encompass the recognition of the interactions of construction and the earth as well as the disturbance of the often astonishingly fragile equilibrium of the geo-, bio- and atmosphere. Specifically recent geological processes are often not accounted for, despite their possibly disadvantageous effects. The necessity, that the engineering geologist contributes in all project stages from the first planning, to the design upto the surveillance of the construction, is stressed by giving examples.

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Résumé Le développement technique a conduit à des projets de construction toujour plus grands dans le domain des barrages, des routes, des tunnels, des mines et des fondations. Ces grands projets représentent sous beaucoup d'aspects une immense contreinte pour l'environnement naturel, un préjudice pour son équilibre et conduisent parfois à une interaction imprévue entre la construction et le sol. Le développement fut si rapide que les conséquences écologiques ne furent pas reconnues et prises en compte, ni par la science ni par la pratique. Les taches, qui se présentent au géologue ingénieur sur le terrain, comprennent non seulement l'investigation exacte des paramètres géologiques dans le but d'assurer la securité de la construction pour des frais raisonnables tout en prenant en compte d'une façon optimale les conditions géologiques, mais aussi la prévision de ces interactions entre l'ouvrage et le sol, ainsi que les perturbations de l'équilibre de l'environnement géologique, biologique et atmosphérique, équilibre qui est souvent éxtrêmement fragile.Les phénomènes géologiques récents ne sont que très peu considérés dans ces études. La necessité de la participation du géologue ingénieur dès le début des études pendant la conception et la surveillance de l'ouvrage est illustrée à l'aide de projets particuliers.

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Archaean and Lower Proterozoic units in Central Brazil

The following main units have been recognized as Archaean basement rocks in central Brazil: a) High-grade granite-gneiss terrain composed predominantly by granodioritic and tonalitic gneisses; these rocks are cut by amphibolite dykes and present several nucleii locally surrounded by an array of Archaean greenstone belts, b) Greenstone belts presenting basal komatiitic ultramafic-mafic lavas with abundant spinifex textures, followed by basalts and chemical sediments such as cherts, limestones and graphitic pelites, that are often interbedded with acid and intermediate volcanics; metamorphism is within greenschist facies. Granulite mobile belt, including the granulitized mafic-ultramafic complexes of Barro Alto, Niquelândia and Brava. The Lower Proterozoic is represented by: a) metasedimentary sequences overlying the granite-greenstone terrains, with several tin bearing granite intrusions. b) Gabbro-anorthosite layered plutons and their associated mafic volcanics which are followed by acid and intermediate volcanics and ocean floor sediments. c) Mafic-ultramafic layered intrusions in the granulite terrain.

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Zusammenfassung Im zentralen Brasilien wurden folgende Haupteinheiten als Archaischer Sockel erkannt: a) hochmetamorphes Granit-Gneis-Gebiet mit vorwiegend granodioritischen und tonalitischen Gneisen; diese Gesteine werden von amphibolitischen Gängen durchschlagen. Sie bilden einzelne Kerne, die von Zonen Archaischer Grünsteingürtel umgeben werden. b) Grünsteingürtel, die basale komatiitische ultramafitische bis mafischen Laven representieren mit häufig auftretenden Spinifex-Gefügen. Diesen folgen Basalte und chemische Sedimente wie Kieselschiefer, Kalke und graphitische Pelite, in die häufig saure und intermediäre Vulkanite eingeschaltet sind. Die Metamorphose liegt in der Grünschiefer-Fazies. c) Mobiler Granulit-Gürtel, der die granulitisierten mafisch-ultramafischen Komplexe von Barro Alto, Niquelândia und Cana Brava einschließt.Das untere Proterozoikum wird durch folgende Einheiten vertreten: a) Metasedimentfolgen, die die Granit-Grünstein-Serien überlagern und die einige zinnführende GranitIntrusionen aufweisen. b) Lagige Gabbro-Anorthosit-Plutone mit dazugehörenden mafischen Vulkaniten, die von sauren und intermediären Vulkaniten und ozeanischen Sedimenten gefolgt werden. c) Mafisch-ultramafische Intrusionen innerhalb des Granulit-Gebietes.

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Resumo As seguintes unidades geológicas principais foram reconhecidas no embasamento da região central do Brasil: a) Terrenos granito-gnáissicos constituídos dominantemente por gnaisses de composição granodiorítica e tonalítica cortados por diques de anfibolito e mostrando vários núcleos graníticos localmente envolvidos por seqüências vulcano-sedimentares do tipo greenstone belt. b) Cinturões arqueanos de rochas verdes apresentando na base lavas komatiíticas com abundantes texturas tipo spinifex, seguidas de basaltos almofadados e de sedimentos químicos tais como chert, calcário e pelitos grafitosos, frequentemente intercalados com vulcânicas intermediárias e ácidas; o metamorfismo é de facies xisto verde. c) Cinturão móvel granulítico incluindo os complexos granulitizados de Barro Alto, Niquelândia e Cana Brava. Proterozóico Inferior é representado por: a) Seqüências sedimentares sobrepostas aos terrenos granito-greenstone, localmente intrudidas por granitos estaniferos; b) Plutões gabro-anortosíticos acamadados; c) Intrusões máfico-ultramáficas alojadas nos terrenos granulíticos.-- : ) - ; , , ) , . , , , , , . ; ) , - Barro Alto, Niguelandia Brava. : ) , - , , ; ) -- , ; ) - .

     

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 . - . , - . , . , . .

     

Die Trias Australiens,ihre tektonische Stellung und wirtschaftliche Bedeutung

Zusammenfassung Die Triasablagerungen Australiens wurden primär von zwei tektonischen Ereignissen beeinflußt: Von der permo-triadischen Hunter-Bowen-Orogenese am Ostrande des Kontinents und von Riftbewegungen, welche den Westrand des Festlandes erfaßten. Syneklisen entwickelten sich unmittelbar westlich der Orogenzone.Die Sedimente der Orogenzone wurden in Rand- und Vortiefen abgelagert, und umfassen meist untere und mittlere Trias. Es sind überwiegend fluviatile Ablagerungen, an deren Basis Rotsedimente auftreten. Kohleführende Schichten sind vom Ladin ab häufig. Auch Vulkanite sind weit verbreitet. Die Syneklisen zeigen eine ähnliche Tendenz, doch kamen in den westlichen Becken nur obertriadische Schichten zur Ablagerung.Am Westrand Australiens erstrecken sich die Triasvorkommen über die gesamte Küstenregion, vom Perth Becken bis zum Bonaparte Gulf. Ihr Auftreten ist an Gräben und Halbgräben gebunden, welche das im Perm eingeleitete Aufbrechen Gondwanas verstärkt fortsetzen.Die Sedimentation wird hier durch eine im frühen Skyth vom Norden vordringende Transgression eingeleitet. Im Anis einsetzende Regression führt zu paralischen Ablagerungsbedingungen, welche mehr oder minder für den Rest der Trias herrschten.Die geologischen Abläufe während der Trias haben zur Bildung von wichtigen Lagerstätten beigetragen. Tektogene Vorgänge der frühen Trias sind für die Bildung von Erzlagerstätten (Au, Ag, Pb, Zn, Cu, Sn) entlang der Ostküste verantwortlich. Bei weitem die wichtigste Rolle kommt der Trias Australiens jedoch in der Bereitstellung fossiler Energiequellen zu. Bauwürdige triadische Kohlevorkommen finden sich in Tasmanien, Queensland und Südaustralien. Erdgaslagerstätten gigantischer Dimensionen sind im Dampier Becken am Nordwest-Schelf nachgewiesen, doch liefert die Trias wichtige Kohlenwasserstofflagerstätten auch in Queensland und in Südaustralien.

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Triassic deposition in Australia was controlled primarily by two tectonic events: The eastern margin of the continent was affected by the Permo-Triassic Hunter-Bowen-Orogeny, whereas rift movements were experienced along the west coast of Australia. Syneclises developed adjacent to the orogenic belt.Within the orogenic belt the sediments were laid down in foredeeps and intramontane grabens. They generally comprise the lower and middle Triassic and are composed dominantly of fluviatile deposits. Red beds occure in the lower parts of the sequences. From the Ladinian onwards coal measures developed. Volcanics are widely distributed in some of the northern basins. Similar depositional trends existed in the syneclises, but only upper Triassic strata were laid down along their western limit.On the western margin of Australia Triassic deposits extend along the entire coastal region from the Perth Basin to the Bonaparte Gulf. The Sediments were laid down in a complex taphrogen system which continued the distensional development, initiated in the Permian. Deposition began with a marine transgression which advanced from the north in the early Skythian. In the Anisian regression commenced and led to paralic environments which remained more or less dominant for the rest of the Triassic.Geologic events of the Triassic led to the formation of important economic deposits. Tectogenesis is thought to be responsible for development of some mineral deposits along the east coast. By far the most important role play various fossil fuel deposits contained within Triassic strata. Economic coal deposits of Triassic age accure in Tasmania, Queensland and South Australia. Giant gas fields have been discovered within Triassic sandstones of the offshore Dampier Basin of the Northwest Shelf. Other important hydrocarbon deposits have been found in the Triassic of Queensland and South Australia.

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Résumé Les dépôts triasiques de l'Australie ont été influencés initialement par deux évènments tectoniques: l'orogenèse permotriasique de Hunter-Bowen sur le bord oriental du continent, et des mouvements suivant des fractures affectant la bordure ouest du continent. Des synéclises se sont développées immédiatement à l'ouest de la zone orogénique. — Les sédiments de la zone orogénique se sont déposés dans des zones de bordure et avantfosses, le plus souvent du Trias inférieur et moyen. Ce sont surtout des sédiments fluviatiles avec des sédiments rouges à la base. Les formations houillères sont fréquentes au commencement du Ladinien. Les volcanites sont largement répandues. Les synéclises montrent une tendance analogue; pourtant dans les bassins de l'ouest, seuls des sédiments du Trias supérieur se sont déposés. — Sur la bordure occidentale de l'Australie les occurrences triasiques se sont étendues sur toute la région côtière du bassin de Perth au golfe de Bonaparte. Leur présence est liée à des fossés et demi-fossés qui accentuent le Gondwana qui a débuté au Permien. — La sédimentation a débuté par une transgression qui vient du Nord, au début du Skythien. La régression qui a commencé à l'Anisien a conduit à des conditions sédimentaires paraliques, qui ont plus ou moins pedduré pendant le reste du Trias. — Les apports géologiques pendants le Trias ont contribué à la formation de gisements importants. Des mécanismes tectoniques du Trias inférieur sont responsables de la formation de gisements de minerais (Au, Ag, Pb, Zn, Cu et Sn) le long de la côte de l'Est. Le rôle de loin le plus important du Trias australien est sa contribution aux sources énergétiques fossiles. Des formations houillères triasiques exploitables se trouvent en Tasmanie, au Queensland et au South Australia. Des gisements de gaz naturel de dimensions «gigantesques» sont pouvées dans le bassin de Dampier, au nord-est du plateau continental; en outre le Trias fournit aussi des formations hydrocarburées importantes au Queensland et au South Australia.

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: - Hunter-Bowen'a , . . , . , . . . , . . , , . . , . . (Au, Ag, Pb, Zn, Cu, Sn) . . , , — Dampier - , — .

     

Evidenzen für die Vergletscherung eines alpinen Bergeller Hochgebirges an der Grenze Oligozän/Miozän

Zusammenfassung Aus fossilen Floren abgeleitete paläoklimatische und -ökologische Daten, Geröllanalysen und Alters-, insbesondere Spaltspur-Daten aus der südalpinen Molasse und vom Bergeller Pluton erlauben den Zusammenhang zwischen Vorland und alpinem Relief zu gewinnen. Die Zusammenfassung aller Daten und Evidenzen bringt uns zu folgender Vorstellung:Im jüngsten Oligozän haben sich im bis über 5000 m emporgestiegenen Bergeller Hochgebirge Gletscher gebildet. Dies war möglich, da während der gleichzeitigen Klima-Depression die Temperaturen kaum höher waren als heute. Die häufig facettierten Blöcke von vorwiegend Bergeller Material wurden weitgehend auf einem Gletscher nach Süden transportiert, allein die letzte Wegstrecke muß durch Schichtfluten erfolgt sein; diese sind auf sich wiederholende Dammbrüche von Moränenwällen zurückzuführen, die in vorgezeichneten Tälern Seen aufstauten.Die extreme Frische der Gesteine, von den großen Blöcken bis zum feinen Grus, deutet darauf hin, daß der Transport in relativ kurzer Zeit und bei relativ tiefer Temperatur, wie sie der Gletscher bietet, erfolgte.

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Based on paleobotanic and paleoecologic data, boulder analyses as well as geochronological data, especially fission track ages on Bergell rocks from the Alps and the molasse boulders, it has been possible to reconstruct the connection between the Alpine relief and the foreland. Summarizing all facts and evidence leads to the following model: At the end of Oligocène time the Bergell mountains with altitudes above 5000 m were glaciated, because at this time the temperature was not much higher than the present day temperature. The often wellfacetted boulders have been carried to the south to the main part by the glacier; only the last part of the transport has been effected by floods, due to ruptures of moraines which dammed lakes in preformed valleys. All the rocks in the molasse near Como, the big boulders as well as the finer debris, are extremely fresh, a strong argument for quick transport at low temperature.

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Résumé Les résultats paléoclimatiques et -écologiques livrés par les flores fossiles, les analyses de galets, les dates de traces de fission dans les galets de la molasse sudalpine et du massif du Bergell permettent d'établir la liaison entre le relief alpin et celui de l'avant-pays. En résumant les dates et les évidences nous arrivons à la conclusion suivante: à la fin de l'Oligocène des glaciers s'étaient formés dans les hautes montagnes brégagliennes atteignant plus de 5000 m. Les températures de cette dépression climatique, à peine plus hautes que celles de notre époque, expliquent ce phénomène. Les blocs, souvent facettés, en provenance de ce massif cristallin, prédominent et furent transportés par un glacier vers le sud; seul le dernier parcours s'effectua par des coulées, dues à des ruptures de barrages morainiques dans les vallées préformées. L'extraordinaire état de conservation des roches, comportant des blocs jusqu'à un matériel fin, indique un transport en un court laps de temps et dans des conditions de basses températures comme celles produites par un glacier.

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Sedimentationszyklen und stratigraphisch-fazielle Probleme der Randfazies des Unteren Muschelkalkes (Kernbohrung Mersch/ Luxemburg)

Zusammenfassung Ausgehend von einem Vergleich randnaher Normprofile und der faziellen Analyse eines vollständigen Bohrprofils wird für die Randfazies des Unteren Muschelkalkes ein Sedimentationsmodell entwickelt, das auf der Basis klimatisch und epirogenetisch bedingter Untergliederungen des Profils neue Parallelisierungsmöglichkeiten mit beckenwärtigen Faziesbereichen eröffnet.Hervorstechendste Merkmale des Bohrprofils sind rhythmisches Auftreten von Magnesit — der als sedimentäre Bildung bislang nur in Zusammenhang mit chloridischen Evaporiten bekannt war —, eine sedimentologisch und geochemisch begründete zyklische Gliederung sowie intensive Bioturbation und zugleich durchgehende Vergipsung.Die Zyklen sind formal gekennzeichnet durch Koppelung von tonigem Sandstein mit geringen Eisen- und hohen Magnesiumgehalten einerseits und von rotem Ton und Silt mit hohen Eisen- und niedrigen Magnesiumwerten andererseits. Die Zyklen werden als Wechselfolge von litoralen Sedimentationsphasen in subtropischem Klima und Abschnürungsphasen mit Hungersedimentation in aridem Klima interpretiert. Der syndiagenetisch gebildete Magnesit ist dabei Tonsedimentationsphasen genetisch zugeordnet. Anhand der Verteilung der vier nicht-detritischen Hauptminerale Dolomit, Gips, Anhydrit und Magnesit wird der Diageneseablauf rekonstruiert.Nach einer Diskussion der Bildungsumstände und der Korrelierbarkeit bieten sich die Werksteinzone der Randfazies und die Spiriferinabank der Beckenfazies als sedimentologische Zeitmarke an.

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A depositional model of the marginal facies of the Lower Muschelkalk (Middle Triassic) is developed by comparison of near-marginal profiles and a facies analysis of a complete drilling record. It is based upon climatologically and epirogenetically caused partitions of the profile and opens new possibilities of correlation with basinal areas.Significant features of the drilling record are rhythmic occurrences of magnesite in sediments only known in connection with chloridic evaporites, a cyclic deposition based on sedimentological and geochemical criteria, and intensive bioturbation with a gypsification throughout.The cycles are formally marked by the correlation of clayey sandstone with low iron and high magnesium contents at the one hand and of red clay and silt with high iron and low magnesium values at the other hand. The cycles are interpreted as an alternation of littoral sedimentation under a subtropical climate and of stages of lagoonal conditions or emersion under an arid climate. The magnesite syndiagenetically formed is genetically attached to stages of clay sedimentation. The process of diagenesis is reconstructed studying the distribution of four main non-detrital minerals: dolomite, gypsum, anhydrite, and magnesite.After discussion of the depositional conditions and the possibilities of correlation, the Werkstein-Zone of the marginal facies and the Spiriferina-Bank of the basinal facies are thought to be sedimentological time markers.

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Résumé Une conception de la formation du facies marginal du Muschelkalk inférieur est développée sur la base d'une comparaison entre les profils normés de la région de sondage Mersch/Luxembourg et l'analyse facielle du profil complet de la carotte de ce sondage. A partir des divisions en partie causées par les climats et par des mouvements épirogénétiques, cette conception donne une nouvelle possibilité de corrélation avec le facies situé plus au centre du bassin sédimentaire.Le forage étudié est caractérisé par la présence rythmique de magnésite, qui, jusqu'à présent, était seulement connu en tant que formation sédimentaire, avec des évaporites, par une répartition cyclique basée sur des observations sédimentologiques et géochimiques et par une bioturbation intensive ainsi qu'une gypsification générale.Les cycles sont caractérisés formellement par le couplage d'un grès argileux à faible teneur en fer et à forte teneur en magnésium d'une part et d'argile rouge à forte teneur en fer et à faible teneur en magnésium d'autre part. Les cycles sont interpretés comme une séquence alternante comprenant une sédimentation littorale en climat subtropical et une sédimentation lagunaire ou d'émersion en climat aride. La magnésite formée syndiagénétiquement est donc coordonnée à une phase sédimentaire argileuse. Le cours de la diagénèse est reconstruit à partir de l'étude de la répartition des quatre minéraux principaux non-détriques: dolomite, gypse, anhydrite et magnésite.A la suite de la discussion des conditions de formation et des possibilités de corrélation la « Werkstein-Zone » du facies marginal et la « Spiriferina-Bank » du facies central apparaissent comme des indicateurs sédimentologiques chronostratigraphiques.

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Klimazeugen aus dem jüngsten Präkambrium und Unterkambrium in S-Marokko

Zusammenfassung In Gesteinen des jüngsten Präkambriums und Unterkambriums (mit einer Diskordanz nach dem pC III) sind im Antiatlas Marokkos wiederholt Anzeichen für eine Sedimentation bei warmem (semiarid bis arid) Klima zu finden. Klimaindikatoren sind Rotsedimente, CaSO₄- und NaCl-Pseudomorphosen sowie Sedimente vom Sabkha-Typ.Paläomagnetische Daten weisen zu dieser Zeit auf Südpolpositionen in diesem Gebiet hin.Vereisungsrelikte in Nachbargebieten entsprechen möglicherweise einer Sedimentationslücke nach dem pC III im Antiatlas.

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In the Antiatlas region of Morocco rocks of Late-Precambrian and Lower-Cambrian age (with a discordance after the pC III) show evidence for sedimentation under warm (semiarid to arid) climate. Climate indicators are redbeds, sabkha-sediments and pseudomorphoses after CaSO₄ and NaCl.Paleomagnetic data showed that at this time southpole positions were distributed in this area.In nearby regions documents of glaciation are possibly correspondend with a time of non-sedimentation after the pC III in the Antiatlas.

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Résumé Les roches du Précambrien supérieur et du Cambrien inférieur de l'Antiatlas du Maroc (avec une discordance après le pC III) présentent de nombreuses évidences d'une sédimentation sous des conditions climatiques chaudes (semiarides à arides). Les indicateurs climatiques sont des couches rouges, des sédiments de sabkha et des pseudomorphoses de CaSO₄ et NaCl.Les études paléomagnétiques démontrent que l'emplacement du pôle sud se trouvait à cette époque dans cette même région.Les restes de glaciation dans les régions voisines paraissent corréspondre à une periode de nonsédimentation après le pC III dans l'Antiatlas.

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— III- ( ) . , CaSO₄ NaCl, Sabkha. , . , , — 800–900 .

     

Eugen Wegmann in seinen Briefen

Zusammenfassung Das Lebensbild von E. Wegmann (1896–1982) wird durch Zitate aus seinen Briefen beleuchtet. Von besonderem Interesse ist der Briefwechsel des Schweizers Wegmann mit dem Deutschen Hans Cloos in Bonn während des 2. Weltkrieges. Trotz der strengen Zensur haben beide mit Hilfe einer geistreichen verschlüsselten Korrespondenz jahrelang ihre überaus kritischen Meinungen zur politischen Lage ausgetauscht, meist mit paläontologischen Begriffen.

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The biography of E. Wegmann (1896–1982) is presented using quotations from his letters. The correspondence with the German geologist Hans Cloos in Bonn during the Second World War ist especially interesting. In the face of heavy censorship they expressed their critical opinion about the political situation using paleontological terms as an ingenious private code.

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Résumé La figure de C. E. Wegmann (1896–1982) est mise en lumière à partir d'extraits de sa correspondance. Sont particulièrement pleines d'intérêt les lettres échangées entre ce Suisse et Hans Cloos, qui était allemand (Bonn), durant la seconde guerre mondiale. Malgré la censure sévère et grâce à l'emploi d'un code plein d'esprit basé le plus souvent sur des termes paléontologiques, ces deux savants ont pu échanger, des années durant, leurs critiques sur la situation politique.

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Die Stratigraphische Einordnung der Ophiolithe des Nordapennins

Zusammenfassung Die Ophiolithe des Nordapennins werden nach ihrem Alter in verschiedene Gruppen eingeteilt. Nur im Gebiet nördlich von Genua und längs des Küstenstreifens zwischen Sestri Levante und Levanto läßt sich die alte Anschauung eines oberjurassischen bis tief unterkretazischen Alters der Ophiolithe rechtfertigen. In dem noch verbleibenden Gebiet konnte für einzelne Vorkommen ein wesentlich jüngeres Alter (O.-Alb bis U.-Turon) wahrscheinlich gemacht werden. Von Bedeutung für diese Alterseinstufungen waren die fast alle Ophiolithvorkommen begleitenden Brekzien, die in einzelnen Typen untergliedert und beschrieben werden.

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Northern Apennitie Ophiolites are subdivided by their age. North of Genoa and along the coast between Sestri Levante and Levanto only, the rocks are Upper Jurassic or Lowest Cretaceous of age; the remaining area shows an Upper Albian to Lower Turonian age of ophiolithes.

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Résumé Les ophiolites des Apennins septentrionaux sont, suivant leur âge, subdivisés en différents groupes. C'est seulement dans la région au Nord de Gênes et le long de la bande côtière entre Sestri Levante et Levanto que se vérifie pour les ophiolites l'ancienne conception d'un âge allant du Jurassique supérieur à la base du Crétacé inférieur. Dans le territoire restant on peut attribuer à certains affleurements un âge notablement plus récent (Albien supérieur jusqu'au Turonvien inférieur). Pour fixer cet âge, on s'est appuyé sur les brèches qui accompagnent la plupart des ophiolites; ces brèches ont été décrites et subdivisées en quelques types.

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Riassunto Le ofioliti dell'Appennino Settentrionale si suddividono in due gruppi secondo la loro età. Solo per la zone Nord di Genova e la striscia costiera tra Sestri L. é Levanto vale la vecchia opinione sull'età supragiurassica-infracretacea delle ofioliti. Nelle altre parti dell'Appennino si può attribuire a certi affioramenti con molta probabilità un'età molto più recente (Albiano Sup. - Turoniano inf.). Di grande importanza per una tale datazione si dimostrarono le brecce, per lo più sedimentarie, che circondano quasi tutte le masse ofiolitiche e che si intercalano a sedimenti fossiliferi o ne contengono frammenti. Vengono descritti alcuni tipi litologici di queste brecce.

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U/Pb radiochronology of two granitic plutons from the eastern Cordillera (Peru) — Extent of Permian magmatic activity and consequences

Two granitic bodies of the eastern Cordillera (Peru) have been dated by U/Pb method on zircons: 257±3 my and 238±11 my ages are respectively obtained for P 438 Quillabamba and P 381 Coasa granites. P 381 zircon fractions show a degree of discordancy which can be related to their quite high uranium contents (continuous lead loss model, with variable diffusion coefficient Wasserburg, 1963). Recent data and these new radiochronological results allow to define in the eastern Cordillera an extensive magmatic province of nearly 1000 km in length. This activity should be related to a distension phase. Consequently kinematic Hercynian and Andean intrusives are only present in minor proportion in Peruvian eastern Cordillera.

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Zusammenfassung Zwei Granitkörper wurden in der östlichen Kordillere von Peru mit Hilfe der U/Pb-Methode an Zirkonen datiert. 257±3 mill. Jahre wurden für den P 438 Quillamba Granit und 238±11 mill. Jahre für den P 381 Coasa Granit ermittelt. Die P 381 Zirkon Werte zeigen eine Diskordanz, die auf einen erhöhten Urangehalt zurückgeführt werden kann (nach dem Modell für kontinuierlichen Bleiverlust mit variablem Diffusionskoeffizienten, Wasserburg 1963). Zusammen mit weiteren Datierungen kann man in der östlichen Kordillere eine magmatische Provinz von einer Länge bis zu 1000 km definieren. Diese Aktivität sollte im Zusammenhang mit einer Dehnungsphase stehen. Daraus folgt, daß herzynische und andin Intrusionen in der östlichen Kordillere von Peru nur von untergeordneter Bedeutung sind.

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Resume Deux massifs de granite appartenant à un vaste cortège magmatique de la Cordillère orientale du Pérou ont été daté par la méthode U/Pb sur zircons; des âges de 257 ± 3 m.A. et de 238 ± 11 mA ont été ainsi déterminés respectivement pour les granites de Quillabamba (P 438) et de Coasa (P 381). Le notable degré de discordance des échantillons P 381 parait être dû à leurs relativement hautes teneurs en uranium (modèle de perte continue, à coefficient de diffusion variable de Wasserburg, 1963). Des travaux récents et ces nouvelles données radiochronologiques permettent de définir dans la Cordillère orientale du Pérou une province magmatique permienne d'environ 1000 km de long, dont la mise en place serait dûe à une phase de distension. Les instrusions hercyniennes et andines ne représentent qu'une proportion mineure des massifs granitoïdes de la Cordillère orientale.

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- . Quilamba 438 257 ±3 , Coasa 381 — 238±11 . 381 , ( : , Wasserburg, 1963). 1000 . . , .

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Contribution C.G.G. n^o 222.     

Strukturelle Verhältnisse in den Südlichen Patagonischen Anden und Deren Beziehung zur Antarktis: Eine Diskussion

Zusammenfassung Das zum pazifischen Rückland konvexe Umbiegen der patagonischen Kordillere im Raum von Magellanstraße und Feuerland ist sehr uneinheitlich. In den subandinen Elementen hat sich um die Dawsoninsel eine eigentliche Knickstelle gebildet, mit beidseitig stärkerer Faltenscharung und Verschuppungstendenz. Der Zusammenschub des Gebirges auf Feuerland ist viel stärker als im N—S-streichenden Abschnitt nördlich der Magellanstraße. Dabei haben sich Blattverschiebungen entlang hauptsächlich NNW-, z. T. auch NE-streichender Bruchsysteme herausgebildet. Die Dawsoninsel selbst ist als ein zwischen solchen Bruchflächen südwärts zurückgebliebener Keil zu verstehen.Die mehr gebirgeeinwärts liegenden, zentralandinen Elemente machen das konvexe Umbiegen nur undeutlich mit, indem mehrere voneinander abgetrennte, an sich konkav stehende Segmente rotiert sind und mehr oder weniger stark nach NE vorgestoßen sind. Das Strukturbild der zentralandinen Zone ist denn auch unvergleichlich viel komplexer und gestörter als dasjenige des Subandins. Dabei macht sich am äußersten Südostzipfel Südamerikas eine starke Virgation der Gebirgselemente bemerkbar, die mit Richtungen zwischen ENE und SE ins Meer ausstreichen.Als weiteres, wichtiges Strukturelement wird die WNW-streichende Magellan-Bruchzone erwähnt, die auf 600 km Länge das Gebirge diagonal durchschneidet und gewissermaßen Südamerika nach S begrenzt; ihre Bedeutung wird diskutiert.Anhand fazieller und tektonischer Vergleiche, vor allem zwischen den zentralandinen Elementen auf Navarino und Südgeorgien, und basiert auf mehr spekulativen Betrachtungen der physiographischen Verhältnisse des Meeresbodens wird gezeigt, daß der Raum des Südantillenmeeres möglicherweise von einem System NE-streichender Blattverschiebungen beherrscht wird; diese wären im Gefolge des Ostdruckes eines starren Südpazifikblockes entstanden. Der Südantillenbogen würde sich damit aus verschiedenen, abgescherten Fragmenten zusammensetzen, die sich ungefähr bogenförmig um diesen Raum gruppieren. Das stärkere Zusammenpressen der feuerländischen Kordillere mit all ihren Komplikationen und Sekundärstörungen, wie auch die Bildung der Magellan-Bruchzone könnten ebenfalls durch diesen Vorstoß eines südlich davon liegenden, pazifischen Krustenteils erklärt werden.Das Zerreißen einer vorher direkten, tektonischen Verbindung zwischen Südamerika und der antarktischen Halbinsel hat erst im Anschluß an die andine Orogenese stattgefunden. Es wird vermutet, daß als Folge davon das Südantillenmeer wohl hauptsächlich von sialischem Krustentyp ist.

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The convex bending, with respect to the Pacific back-land, of the Patagonian Cordillera around Straits of Magellan and Tierra del Fuego is not at all uniform. Near Dawson Island, the subandean fold belt changes direction abruptly, showing simultaneously a tendency to develop narrow fold bundles and dislodged slices. Compression of the mountain belt in Tierra del Fuego is more pronounced than north of the Straits of Magellan, where the strike is roughly N-S. Consequently, wrench faulting occurred along NNW-, partly also NE-striking fracture systems. Dawson Island itself is considered a wedge which is left behind south, with respect to near-by segments that have advanced further along such fault planes.Elements of a more central position in the mountain belt do not show the convex bending to the same degree: individual segments, each in itself concavely bent, have rotated differently and been pushed to the NE by differential moving. Thus the structural picture of the central-andean part is much more complicated, as compared to the subandean belt. Between both areas, a pronounced virgation of the fold axes, which fan out in directions between ENE and SE, is evident toward the extreme southeastern tip of South America.Another, very important structural feature is the WNW-striking Magallanes Fault Zone, which over a distance of 600 km cuts obliquely across the area; in a way it delimits the continental block towards the south.Tectonic and facies relations, particularly between the central-andean elements of Navarino Island and South Georgia, as well as more speculative considerations of the physiographic ocean-bottom features suggest the Scotia Sea area being controlled by a system of NE-trending wrench faults; they are supposed to have developed in response to an easterly-directed pressure of a stable block in the South Pacific. The Scotia Arc would thus by composed of a number of differentially detached segments, their above-sea portions being located in an arc-like manner around the area. By such an advance of the Pacific crust south of Tierra del Fuego, both the pronounced compression of the Cordillera in the latter area with all its further implications, and the development of the Magallanes Fault Zone could equally well be explained.The rupture of an originally more direct, tectonic connection between South America and the Antarctic Peninsula occurred as a consequence of Andean orogeny. It is supposed that the Scotia Sea crust therefore is mainly of a sialic type.

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Resumen En base de nuevos antecedentes, se presenta un análisis tectonico-estructural de la Cordillera patagonica austral, discutiendo en adición su posible relación, através del Arco escosés, con la Peninsula antárctica. Un extracto mas extenso del tema fue publicado, en lengua castellana, por la Sociedad Gelógica de Chile («Resúmenes» no. 7/16, Santiago 1964 — ver Bibliografía al final).

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Résumé Dans la région du Détroit de Magellan et de la Terre de Feu, l'arc convexe, vu de l'arrière-pays, de la Cordillère patagonique est construit d'une mannière très irrégulière. Autour de l'île de Dawson, une véritable déflexion s'est formée dans les éléments subandins, exposant une tendance à la formation de faisceaux de plis et de lames charriées. La compression de la chaîne est beaucoup plus forte en Terre de Feu, qu'au nord du Détroit de Magellan où elle maintient une direction presque nord-sud. Des failles transversales se sont ainsi développées qui ont une direction surtout NNO, ou aussi NE. L'île de Dawson elle-même serait un coin resté en arrière au sud, par rapport aux segments voisins qui sont plus avancés le long de ces zones de faille.Les éléments qui se trouvent plus au centre de la cordillère suivent la forme de l'arc d'une manière peu prononcée. De différents segments qui eux-mêmes sont concaves, sont avancés différentiellement vers le NE à cause d'un mouvement rotatoire. C'est ainsi que la structure de la zone centrale-andine est beaucoup plus complexe que celle de la zone subandine. En outre, on note une forte virgation de tous les éléments vers l'extrême bout du continent, prenant une direction qui va entre l'ENE et le SE.De plus, on trouve une zone de faille régionale très importante qui a une direction ONO, traversant toute la région d'une longueur de 600 kms; elle est appelée «Zone de Faille de Magellan».Des comparaisons de la faciès et tectonique, surtout entre les éléments central-andins de l'île de Navarino et Géorgie du Sud, et des considérations plus spéculatives de la physiographie du fond de la mer, font présumer que la région de la mer écossaise soit controlée par un système de failles transversales de décrochement, ayant une direction nord-est. L'arc écossais serait composé ainsi par des éléments décollés le long de ces failles, groupés autour de la mer écossaise. Ce décollement, ainsi que la compression de la cordillère en Terre de Feu avec toutes ces complications secondaires seraient le résultat d'un avancement vers l'est de l'écorce du Pacifique sud.La rupture d'une connection tectonique originairement plus directe entre l'Amérique du Sud et l'Antarctique s'est produite en conséquence des mouvements orogénétiques andins. On suppose que pour cette raison la région de la mer écossaise soit occupée par une écorce sialique.

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Wegener's theory: The role of geophysics in its eclipse and triumph

Wegener's hypothesis of continental drift was based on a synthesis of world geological observations. Although there was much debate about the correctness of the geological interpretations, the chief objection to the theory came from the absence of a viable geophysical mechanism and in particular from the argument in favour of the mantle having finite strength. By about 1950 the hypothesis was widely rejected by geoscientists but soon after the development of palaeomagnetism provided what was needed to test it: a quantitative method of determining the position of the continents in the geological past. Comparisons of palaeomagnetic polar wandering curves from the different continents provided strong support for the essential ideas which Wegener had put forward. By the early 1960s the hypothesis of convection in the Earth's mantle made possible by solid state creep removed the basic geophysical objections to Wegener's theory. Sea floor spreading neatly complemented continental drift, and integrated into the concept of plate tectonics, has provided a framework in which much other geological and geophysical data fit.

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Zusammenfassung Wegener gründete seine Hypothese der Kontinentaldrift auf eine Synthese weltweiter geologischer Daten. Wenn auch viel über die Richtigkeit der geologischen Denkung diskutiert wurde, der wesentliche Einwand gegen die Wegenersche Hypothese wurde jedoch im Fehlen eines existenzfähigen geophysikalischen Mechanismus gesehen und im besonderen aufgrund der Argumente zugunsten eines Mantels mit einer endlichen Widerstandsfähigkeit. Bis etwa 1950 wurde die Kontinentalverschiebungshypothese von den Geowissenschaftlern weitgehend abgelehnt, aber bald nach der Entwicklung der Paläomagnetik war es möglich, mit Hilfe dieser neuen Methode diese Hypothese zu testen, nämlich eine quantitative Bestimmung der Positionen der Kontinente in der geologischen Vergangenheit vorzunehmen. Vergleiche der paläomagnetischen Polwanderungskurven von verschiedenen Kontinenten ergaben eine starke Unterstützung der wesentlichen Ideen der Wegenerschen Theorie. Anfang der sechziger Jahre wurde gezeigt, daß Konvektion im oberen Erdmantel durch Kriechvorgänge auch im festen Zustand möglich ist, dadurch wurde das Hauptargument gegen die Wegenerschen Hypothesen beseitigt. Die Ozeanboden-Spreizung ergänzte in bester Weise die Kontinentaldrift und beide wurden in das Konzept der Plattentektonik integriert, in deren Rahmen sich viele andere geologische und geophysikalische Daten einfügen.

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Résumé L'hypothèse de Wegener sur la théorie de la dérive des continents s'était fondée sur une mondiale synthèse géologique. Malgré beaucoup de débats sur la justesse des interprétations géologiques la principale objection à l'hypothèse de Wegener était vue dans l'absence d'un viable mécanism géophysique et en particulier à cause de la résistance limitée. Jusqu'à 1950 environ l'hypothèse de la dérive des continents était largement rejetée par des géoscientifiques, mais peu après, grace au développement du paléomagnetism il était possible de tester cette hypothèse avec l'aide de cette nouvelle méthode, c'est à dire de déterminer qualitativement les positions des continents du passé géologique. Combarisons de courbes de migration du pôle magnétique des différents continents montrent un fort support des idées essentielles de la théorie de Wegener. Dans les années soixante on a vu que la convection dans l'enveloppe terreuse supérieure était aussi possible à «solid state creep»; de cette manière le principale argument contre les hypothèses est éloigné. Sea floor spreading a complété à la meilleure façon la dérive des continents et l'une et l'autre sont intégrés dans le brouillon de la tectoniques des plaques, dans le cadre de lesquelles beaucoup des autres données géologiques et géophysiques s'insèrent.

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. , , , , . 1950 . , , . . . , , . 1960 , .

     

Distribution,affiliation and derivation of rare-element granitic pegmatites in the Canadian Shield

Rare-element pegmatites are widespread in four provinces of the Canadian Shield. The pegmatite population of each province displays typical structural control, igenous affiliation, mineralogy and exonomic potential.In the Superior Province, peraluminous granites and associated pegmatites (2.7–2.55 Ga) are found along deep faults within greenstone belts, at subprovincial boundaries, and in metasedimetary troughs. Many fields attain high fractionation and enrichment in Li, Rb, Cs, Be, Sn>Ti, Ta>Nb, Mn>Fe, B, P, F. Pollucite and the low-pressure Lialuminosilicate petalite are relatively common. Metatonalitic basement and keels of greenstone belts are the probable protoliths of the fertile granites in this polycyclic province. Rareearth pegmatites with U, Th or Mo are subordinate and related to both juvenile and S-type granites.In the Slave Province, parent granites (2.6-2.4 Ga) are emplaced in volcanic-sedimentary sequences along batholithic margins or crossfold axes over remobilized basement faults. High-pressure spodumene-bearing pegmatites are typical, enriched in Li, Rb, Be, TaNb and poor in Cs, Mn, Sn, Ti, B, F. The fertile melts were probably generated at the interface of the basement and metavolcanicmetasedimentary sequence, during re-activation of basement faults.In the Churchill Province, pegmatite fields (1.8-1.7 Ga) are scattered in greenstone belts and metasedimentary fold belts in a variety of tectonic styles. Pegmatites with Be, Nb>Ta are the most common; enrichment in Li, Rb, Cs is scarce. Lithologies generating diverse granite-pegmatite suites include reworked Archean basement, derived sediments, juvenile Aphebian crust or intraoceanic deposits.In the Grenville Province, most pegmatites (1.1-0.9 Ga) are related to syntectonic syenites and largely anorogenic granites emplaced along incipient rifts. Peraluminous to subalkalic granites and pegmatites carry U, Th, Nb, Y, REE, F mineralization; Be is subordinate, Li extremely rare. Derivation from depleted lower crust is indicated for most localities, but a part of the pegmatite population seems to be transitional between muscovite and rare-element clases.Differences in age, crustal components and evolution of individual provinces are reflected in the tectonomagmatic derivation and petrology of their granite-pegmatite systems. Sources, evolution and emplacement of the fertile melts control the geochemistry, phase composition, mineralization and economics of the pegmatites.

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Zusammenfassung In vier Bezirken des Kanadischen Schildes sind Pegmatite mit seltenen Elementen eine häufige Erscheinung. Die charakteristischen Pegmatite einer jeden Provinz spiegeln eine typische strukturelle Kontrolle, eine bestimmte magmatische Verwandtschaft, sowie Mineralogie und ökonomisches Potential wider.In der Superior Provinz findet man entlang tiefreichender Störungen in Grünsteingürteln, jeweils an den Grenzen von Subprovinzen und in metasedimentären Trögen, tonerdenreiche Granite und dazugehörige Pegmatite mit einem Alter von 2700-2550 Mio a. Oft ist der Grad der Fraktionierung und eine Anreicherung in Li, Rb, Cs, Be, Sn> Ti, Ta> Nb, Mn> Fe, B, P, F hoch. Pollucit und das Niedrigdruck Li-Aluminiumsilikat Petalit sind recht häufig. Als mögliche Ausgangsgesteine der Stamm-Magmen der Granite in dieser Region kommen einmal metatonalitisches Basement und Kiele von Grünsteingürteln in Frage. Die mit seltenen Erden angereicherten Pegmatite, die U, Th oder Mo führen, spielen eine untergeordnete Rolle und werden auf juvenile und S-Typ Granite zurückgeführt.In der Slave Provinz sind die Granite (2600-2400 Mio a) in Abfolgen von Vulkaniten und Sedimentgesteinen entlang der Grenzen von Plutonitkörpern oder Querfaltungsachsen oberhalb von reaktivierten Basementstörungen zu finden. Typisch sind Hochdruck-Pegmatite, die Spodumen führen und in Li, Rb, Be, TaNb angereichert, aber arm an Cs, Mn, Sn, Ti, B, F sind. Der Aufschmelzvorgang begann wahrscheinlich an der Grenze von Basement zu der Abfolge der Metavulkanite und Metasedimente während der Reaktivierung der Basementstörungen.In der Churchill Provinz liegen die Pegmatite (1800-1700 Mio a) verteilt in Grünsteingürteln und metasedimentären Faltengürteln in einer Vielfalt tektonischer Baustile vor. Am häufigsten sind Pegmatite, die Be und Nb>Ta führen, eine Anreicherung in Li, Rb und Cs ist dagegen selten. Die Lithologie der Ausgangsgesteine verschiedener Granite und Pegmatite beinhaltet aufgearbeitetes archaisches Basement, Sedimentgesteine, juvenile Kruste des Aphebiums oder intraozeanische Ablagerungen.Die meisten Pegmatite der Grenville Provinz (1100-900 Mio a) werden mit syntektonischen Syeniten und anorogenen Graniten in Verbindung gebracht, die entlang junger Riftsysteme gebildet wurden. Tonerdenreiche bis subalkalische Granite und Pegmatite enthalten U, Th, Nb, Y, REE und F, während Be untergeordnet und Li extrem selten vorkommt. Wahrscheinlich ist eine Herleitung der Pegmatite von verarmten unteren Krustenbereichen, allerdings scheint ein Teil in der Klassifikation zwischen einem Muskovit-Typ und einem Typ mit Anreicherung von sonst seltenen Elementen zu liegen.Unterschiede in Alter, Krustenkomponenten und Entwicklung der Provinzen finden sich in der tektonomagmatischen Herleitung und der Petrologie der Granit-Pegmatit-Systeme wieder. Die Geochemie, Zusammensetzung der Phasen und Mineralisierung der Pegmatite werden von den Quellen und der Entwicklung während des Aufstiegs der Schmelzen kontrolliert.

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Résumé Des pegmatites à éléments rares sont répandues dans quatre provinces du bouclier canadien. Dans chacune de ces provinces, ces pegmatites présentent une relation spécifique avec la structure, une filiation magmatique, une minéralogie et un protentiel économique caractéristiques.Dans la province du Supérieur, des granites peralumineux et leurs pegmatites associées, datés de 2,7 à 2,55 Ga, se rencontrent le long de failles profondes dans des ceintures de roches vertes, à la limite entre sous-provinces et dans des fossés métasédimentaires. En de nombreux endroits, il existe un degré élevé de fractionnement avec enrichissement en Li, Rb, Cs, Be, Sn>Ti, Ta>Nb, Mn>Fe, B, P, F. La pollucite et la pétalite (alumino-silicate de Li de basse pression) sont relativement communs. Dans cette province polycyclique, le protolithe des granites fertiles peut être représenté par le socle métatonalitique et les racines des ceintures de roches vertes. Des pegmatites à terres rares, contenant U, Th ou Mo existent en quantités subordonnées, en relation avec des granites juvénils et de type S.Dans la province de l'Esclave, les granites, datés de 2,6 à 2,4 Ga se sont mis en place dans des séries volcano-sédimentaires le long de marges batholitiques ou d'axes de plis transverses, au-dessus de failles du socle réactivées. Les pegmatites sont typiquement des pegmatites de haute pression à spodumène, enrichies en Li, Rb, Be, TaNb et pauvres en Cs, Mn, Su, Ti, B, F. Les magmas fertiles ont probablement été engendrés le long du contact entre le socle et la série volcano-sédimentaire, à l'occasion de la réactivation de failles du socle.Dans la province de Churchill, les champs de pegmatites (1,8 à 1,7 Ga) sont répartis dans les ceintures de roches vertes et dans des ensembles plissés métasédimentaires à styles tectoniques variés. Les pegmatites à Be et Nb>Ta sont les plus fréquentes; les enrichissements en Li, Rb, Cs sont rares. Les sources qui ont engendré les diverses séries granito-pegmatitiques comprennent le socle archéen remanié, les sédiments dérivés, la croûte aphébienne juvénile ou des dépôts océaniques.Dans la province de Grenville, la plupart des pegmatites (1,1 à 0,9 Ga) sont en relation avec des syénites syntectoniques et des granites principalement anorogéniques mis en place le long de rifts naissants. Les granites, peralumineux à subalcalins et les pegmatites portent une minéralisation en U, Th, Nb, Y, terres rares et F; le Be est subordonné et le Li extrêmement rare. Dans la plupart des cas, il semble que ces produits soient dérivés de la croûte inférieure appauvrie, mais une partie des pegmatites semble correspondre à une transition entre les types à muscovite et à éléments rares.Les différences d'âge, de composants crustaux et d'évolution qui existent entre les différentes provinces se reflètent dans la filiation tectonomagmatique et la pétrologie de leurs systèmes granito-pegmatitiques. Les sources, l'évolution et la mise en place des magmas fertiles déterminent la géochimie, la nature des phases, la minéralisation et l'importance économique des pegmatites.

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4- , . , , . Superior , 2799–2550 , , . : Li, Rb, Cs, Be, Sn > , > Nb, Mn > Fe, B, P, F. , , , . . , , , , S. Slave ( 2600-2400 ) , , . , , Li, Rb, Be, Nb, Cs, Mn, Sn, , , F. , , . Churchill (1899-1700 ) . , >; , . , , , - . Grenville (1100-900 ) , . , , U, Th, Nb, Y, REE F; , . , . - , . , , , , .

     

Geophysical prospecting in the Lake Victoria goldfields

Two areas of the Lake Victoria Region in Tanzania, where most of the old gold prospects are situated, were chosen for a comprehensive mineral survey. Since most of the country is covered by tropical soils, geophysical methods were applied. The gold occurs in quartz veins, shear zones and impregnation deposits, sometimes closely associated with sulphides or graphites, mostly in the archean country rocks of the Nyanzian System. The Nyanzian rocks form irregular shaped rafts in the roof of the central granite and have nearly the same physical properties as the gold occurrences. This obstacle was overcome by a special combination of geophysical methods:Airborne magnetic and electromagnetic surveys were flown in order to distinguish major fault zones, conducting horizons and profound changes in lithology.In promising areas, selected from the airborne results or from the presence of old mine workings, special grids were cut out and pegged. These grids were surveyed with magnetometer and E. M. Gun. The results, evaluated in contour and derived structural maps, produced the important tectonic features of the areas.These informations formed the background for the finalTuram survey, which gave in some instances direct indications of the mineralized quartz veins. This combination revealed also so many particulars of the structural pattern, that extensions of the deposits could be established and it became possible, to carry out trenching and drilling programmes successfully. The application of the combined methods is explicated on the example of one particular mineralized quartz vein of Sarama Area.

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Zusammenfassung Zwei Gebiete am Victoriasee in Tanzania, in denen zahlreiche alte Goldbergbaue liegen, wurden durch eine Mineralprospektion erfaßt. Da ein großer Teil des Landes von tropischen Lehmen überdeckt wird, mußten geophysikalische Methoden angewendet werden. Das Gold kommt in Quarzgängen, Scherzonen und Imprägnations-Lagerstätten vor, teilweise in enger Verbindung mit Sulfiden oder Graphit, zumeist innerhalb der archaischen Gesteine des Nyanzian, die als unregelmäßig gestaltete Flöße im Dach des Zentralgranites schwimmen. Diese Serie besitzt nahezu dieselben physikalischen Eigenschaften wie die Goldvorkommen. Dieses Problem wurde durch eine besonders geeignete Kombination geophysikalischer Methoden gelöst:Magnetische und elektromagnetische Flugvermessungen wurden gleichzeitig durchgeführt, um Hauptverwerfungen, gut leitende Horizonte und die Verbreitung der wichtigsten Gesteine festzustellen.In höffigen Gebieten, die nach den Ergebnissen der Flugvermessungen oder nach der Lage alter Goldbergbaue ausgewählt wurden, sind besondere Netzwerke ausgeschlagen und verpflockt worden. Magnetometer und E.-M.-Gun-Messungen erfolgten zuerst; ihre Ergebnisse, in Isolinienkarten und abgeleiteten Strukturkarten ausgewertet, spiegelten die wichtigsten tektonischen Einheiten des Untersuchungsgebietes wider.Diese Resultate bildeten die Grundlage für die abschließendenTuram-Messungen, die direkte Hinweise auf die vererzten Quarzgänge erbrachten. Diese Verbindung unterschiedlicher Untersuchungsmethoden gab außerdem so viele Einzelheiten des geologischen Aufbaues wieder, daß die Ausdehnung einiger Erzkörper festgestellt und Schürf sowie Bohrprogramme erfolgreich ausgeführt werden konnten. Die Anwendung dieses Verfahrens wird am Beispiel einer typischen Quarzgang-Goldlagerstätte aus dem Sarama-Gebiet erläutert.

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Résumé Une recherche minière a été effectuée dans deux secteurs de la région du Lac Victoria en Tanzanie, où se trouve située la majorité des anciennes mines aurifères. De différentes méthodes géophysiques furent appliquées au cours de cette recherche, compte-tenux de l'importante altération de type tropical existant dans cette région. L'or se rencontre dans des veines de quartz, des zones de cisaillement ou en imprégnations diffuses et se trouve fréquemment associé à des sulfures et du graphite. La minéralisation est intrusive dans les formations précambriennes du Nyanzien. Ces formations constituent des îlots de forme irrégulière répartis dans le granite et ont, géophysiquement parlant, sensiblement les mêmes propriétés physiques que les formations aurifères. Cet obstacle fut levé en utilisant une combinaison spéciale de méthodes géophysiques:Une campagne de géophysique aéroportée (magnétométrie et électromagnétisme) fut effectuée en vue de repérer les failles principales, les horizons conducteurs et les changements lithologiques majeurs.Une étude au sol par magnétométrie et électromagnétisme (E. M. Gun) fut alors entreprise dans les zones favorables, choisies sur la base des résultats de la géophysique et de l'importance des anciens travaux miniers, suivant une maille spéciale qui avait été jalonée au préalable sur le terrain. Les résultats furent consignés sous forme de cartes de contours et révélèrent les principales marques caractéristiques tectoniques de la région.Ces informations servirent de base à une campagne auTuram qui donne en certains endroits des indications précises sur les veines de quartz aurifère.Cette combinaison de méthodes géophysiques permit d'établir l'aspect structural de la région à un degré tel qu'il fut possible de déterminer l'extension des gisements et il devint alors possible de réaliser avec succès les programmes de prospection superficielle et de sondage. A titre d'exemple, l'application de ces méthodes combinéses est détallée pour une veine de quartz aurifère de la région de Sarama.

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

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Annotation note of the editorial staff: Due to lack of time we have not been able to alter the text of this paper.     

Formation and ascent of granitic magmas

New results obtained by the investigation of liquidus and solidus phase relationships in the haplogranite system Qz-Ab-Or are used to discuss the evolution of magmas during their ascent in the crust. It is assumed that the magmas are formed at 720°C, 820°C, 920°C and at a depth corresponding to a pressure of 8 kbar. The starting composition of the magma is taken as 50% melt plus 50% quartz and feldspars. In case of a closed system (no heat exchange and no transfer of elements) the melt fraction of magmas, the water activity and the viscosity increase with decreasing pressure. The temperature slightly decreases. At 700°C the viscosity is approximatively 2 orders of magnitude lower than at 900°C. This is related to the higher amount of water in the (H₂O-undersaturated) melt at low T. It is also shown that dehydration melting is only realistic at high T (900°C). At lower temperatures water has to be added from outside to obtain an intrusive magma with approximatively 50% melt.

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Zusammenfassung Neue Ergebnisse, erzielt durch Untersuchungen von Liquidus und Solidus Phasenbeziehungen des Granitsystems Qz-Ab-Or, werden benutzt, um die Entwicklung eines granitoiden Magmas während seines Aufstiegs zu diskutieren. Es wird vorausgesetzt, daß die Magmen bei Temperaturen von 720°C, 820°C und 920°C gebildet werden, sowie in einer Tiefe die einem Druck von 8 kbar entspricht. Die anfängliche Zusammensetzung des Magmas wird mit einem Verhältnis von 50% Schmelze sowie 50% Quarz und Feldspäten angenommen. Im Falle eines geschlossenen Systems (kein Austausch von Wärme und Elementen) steigt die Teilschmelzbildung von Magmen, die Aktivität des Wassers und die Viskosität bei abnehmenden Druck; hierbei sinkt die Temperatur leicht. Bei 700°C ist die Viskosität um ca. 2 Größenordnungen geringer als bei 900°C. Dies wird bedingt durch den höheren Gehalt an Wasser in der (H₂O-untersättigten) Schmelze bei tieferen Temperaturen. Es wird außerdem gezeigt, daß Magmenbildung durch Dehydratation nur bei hohen Temperaturen realistisch ist (900°C). Bei tieferen Temperaturen muß Wasser von außen zugeführt werden um ein intrusives Magma zu erhalten, das ungefähr 50% Schmelze besitzt.

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Résumé L'évolution des magmas granitiques au cours de leur ascension dans la croûte est discutée à la lumière de données nouvelles relatives aux relations entre phases liquides et solides dans le système Q-Ab-Or. On suppose que les magmas se forment à des températures de 720°C, 820°C, 920°C et à une profondeur correspondant à une pression de 8 Kb. On admet pour leur composition initiale un mélange de 50% de liquide et 50% de quartz + feldspaths. Dans le cas d'un système fermé (pas d'échange de chaleur ni de matière), la fraction liquide du magma, l'activité de l'eau et la viscosité augmentent quand la pression diminue; en même temps, la température décroît légèrement. A 700°C, la viscosité est d'environ 2 ordres de grandeur plus basse qu'à 900°C. Cette propriété est en relation avec la teneur en eau plus élevée dans le liquide (sous-saturé en eau) à basse température. On peut également montrer qu'une fusion déshydratante n'est vraisemblable qu'à haute température (900°C). Aux températures plus basses, de l'eau doit être apportée de l'extérieur pour l'obtention d'un magma à 50% de liquide.

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. , 720°, 820°, 920°, 8 . , 50% 50% . , , , , . . 700° 2 , 900°. ( ) . , 900°. , 50% , - .

     

Interaction between sediments and basalt injections in young Gulf of California-type spreading centers

During the transitional stage from stretching of continental crust to accretion of new oceanic crust, the upwelhng basaltic magma in spreading troughs of narrow ocean basins and pull-apart basins may form sills in soft sediment. The injections of subsequent great magmatic pulses are empla ced next to or on top of the contact zone of the older ones. In this manner a distinctive sill-sediment complex is built up.The thickness of this transitional zone between the sheeted dike complex (seismic layer 2) and overlying sediments (seismic layer 1) is controlled chiefly by the rate of sedimentation. Extremely high sedimentation rates surpassing the spreading rate cause filling up of the basins and hamper the rise of magma to the land surface. Very low rates, e.g. along mid-oceanic ridges of wide mature ocean basins, hardly influence the magma extruding at the sea floor. Intermediate (but comparatively still high) sedimentation rates cannot fill up the spreading troughs, but they generate sill-sediment complexes of a thickness up to a few hundred meters.The processes leading to this phenomenon were observed in the Guaymas Basin of the Gulf of California. Sill-sediment complexes similar to those described here may occur at several sections along the present passive continental margins and may contribute to the existence of a »disturbed seismic« and »magnetic quiet« zone. Examples of such complexes were also found in ancient rift zones and orogenic belts.

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Zusammenfassung Beim Übergang schmaler Ozeanbecken oder Pullapart-Becken vom Riftstadium mit Dehnung der kontinentalen Kruste zur Akkretion neuer ozeanischer Kruste kann es in den Spreading-Trögen zur Bildung von Lagergängen (Sills) innerhalb der Sedimente kommen. Injektionen nachfolgender starker magmatischer Pulse werden über und neben der Kontaktzone der zuvor gebildeten vertikalen Basaltgänge (Dikes) und Sills eingeschoben. Auf diese Weise wird ein charakteristischer Sill-Sediment-Komplex aufgebaut.Die Mächtigkeit dieser Übergangszone zwischen dem Sheeted Dike-Komplex (seismische »Lage« 2) und dem jüngeren Sediment (seismische »Lage« 1) wird in erster Linie von der Sedimentationsrate gesteuert. Extrem hohe Sedimentationsraten, welche die Spreadingrate übertreffen, bewirken eine Auffüllung der Becken und behindern vermutlich stark den Magmenaufstieg. Bei sehr geringen Sedimentationsraten wie z. B. im Bereich mittelozeanischer Rücken breiter, reifer Ozeanbecken, extrudiert das aufsteigende Magma praktisch ohne Sedimenteinfluß am Meeresboden. Mittlere, aber immer noch relativ hohe Sedimentationsraten können Spreading-Tröge nicht auffüllen, sondern ermöglichen die Bildung von Sill-Sediment-Komplexen mit Mächtigkeiten bis zu einigen hundert Metern.Dieses Phänomen wurde im Guaymas Becken des Golfs von Kalifornien beobachtet. Ähnliche Sill-Sediment-Komplexe können auch an den heutigen passiven Kontmentalrändern der großen Ozeane vorkommen und tragen vielleicht zum Auftreten einer »gestörten seismischen« und »magnetisch ruhigen« Zone bei. Auch aus fossilen Riftzonen und Orogen-Gürteln sind schon Beispiele für ähnliche Sill-Sediment-Komplexe bekannt.

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Résumé Au cours de la phase de transition entre l'extension de la croûte continentale et la formation de nouvelle croûte océanique, la montée de magma basaltique dans des bassins océaniques étroits et des bassins »pull-appart« peut conduire à la formation de sills dans les sédiments. Les puissantes injections magmatiques qui suivent se mettent en place au dessus et à côté de la zône de contact des venues plus anciennes. Ainsi peut s'édifier un complexe caractéristique de sills et de sédiments.L'épaisseur de cette zône de transition entre le complexe de dykes (couche sismique 2) et le sédiment susjacent (couche sismique 1) dépend principalement du taux de sédimentation.Des taux de sédimentation élevés, dépassant le taux d'ouverture, produisent le remplissage des bassins et s'opposent à la montée du magma.Dans le cas de taux de sédimentation très bas comme par exemple dans les dorsales des bassins océaniques larges et matures, le magma s'épanche sans obstacle sur le fond de la mer. Des taux moyens, mais toutefois relativement élevés, ne peuvent pas remplir les fossés d'ouvertures océaniques; par contre, ils rendent possible la formation de complexes sills-sédiments dont l'épaisseur peut atteindre plusieurs centaines de mètres. Ce phénomène a été observés dans le bassin de Guaymas dans le Golfe de Californie.Des complexes analogues peuvent se recontrer le long des marges continentales des grands océans et contribuer à l'existence d'une zône sismiquement perturbée et magnétiquement calme. On connaît de tels complexes dans les anciennes zônes de rift et les ceintures orogéniques.

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, Pullapart , . — — . . - . Sheeted Dike ( 2) ( 1) . , , , , . , .: , , , . , , , - . , . ; , , - . - .

     

Sediments and micronodules in the northern and central Peru Basin

The mineralogy and composition of sediments and manganese micronodules from the northern and central sectors of the Peru Basin are discussed. Because of the proximity of the basin to the Carbonate Compensation Depth (C.C.D.), surface sediments vary between calcareous oozes and siliceous muds. Besides biogenic components clay minerals are important. By far the most abundant clay mineral is smectite which is thought to be of diagenetic origin. On a carbonate-free basis, the surface sediments are rather uniform in composition throughout the basin and are similar in composition to those of the equatorial Pacific. Sedimentation rates for the uppermost core sections are in the range of 3 to 5 mm/ 1000 yr.Micronodule compositions show significant variations related to the size class of the micronodules and the depth of occurrence within the sediment column. In general, the chemistry of the micronodules can be explained by the reductive mobilization of Mn within the sediment column and by oxic diagenetic reactions between ferromanganese hydroxides and biogenic opal. The dominant mineral phase is todorokite.

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Zusammenfassung Mineralogie und chemische Zusammensetzung von Sedimenten und Manganmikroknollen aus dem nördlichen und zentralen Teil des Peru-Beckens werden beschrieben. Die Oberflächensedimente bestehen je nach der Lage zur Karbonatkompensationstiefe (C.C.D.) aus karbonatischen bzw. kieseligen Ablagerungen. Neben den biogenen Komponenten sind Tonmineralien (Smektit, Illit) von Bedeutung. Das häufigste Tonmineral ist diagenetisch gebildeter Smektit. Auf karbonatfreier Basis ist die chemische Zusammensetzung der Sedimente sehr einheitlich, vergleichbar mit dem Chemismus zentralpazifischer Sedimente.²³⁰Th-Datierungen ergeben eine Sedimentationsrate von 3–5 mm/1000 a für die obersten Sedimentschichten.In Abhängigkeit von der Korngrößenklasse und der Tiefe in der Sedimentsäule zeigen die Manganmikroknollen große Schwankungen im Chemismus. Remobilisationsprozesse unter reduzierenden Bedingungen in der Sedimentsäule sowie die diagenetischen Reaktionen zwischen Fe-Mn-Hydroxiden und biogenem Opal bestimmen die chemische Zusammensetzung der Manganmikroknollen. Die vorherrschende Mineralphase ist Todorokit.

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Résumé Cette note décrit la minéralogie et la composition des sédiments et des nodules polymétalliques de la partie septentrionale et centrale du bassin de Perou. Les sédiments de surface consistent en dépôts calcaires ou siliceux selon leur situation par rapport à la profondeur de compensation des carbonates (C. C. D.). A côté des composants biogènes, des minéraux argileux (smectites, illites) sont présents en quantité importante. Le minéral argileux le plus fréquent est une smectite diagenétique. La composition chimique de la fraction non carbonatée des sédiments est uniforme, comparable au chimisme de ceux du Pacifique central. Dans les couches les plus élevées, la vitesse de sédimentation, basée sur des datations par²³⁰Th, est de 3 à 5 mm/1000 ans.Le chimisme des micronodules polymétalliques est très variable et dépend de leur profondeur dans le sédiment et de leur dimension. Le chimisme est déterminé par des processus de remobilisation en conditions réductrices dans la colonne sêdimentaire, ainsi que par des réactions diagénétiques entre les hydroxydes de Fe-Mn et l'opale biogène. Le minéral dominant est la todorokite.

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. , (C. C. D.) , . ( , ). . , , . 230 , 3–5 /1000 . . , . .

     

Zur Verbreitung des Quecksilbers in Ostbayerischen Flussspatlagerstätten

Zusammenfassung Im ostbayerischen Grundgebirge treten im Moldanubikum, besonders an der Grenze Moldanubikum/Saxothuringikum erzführende Quarz-Feldspatpegmatite und Flußspatgänge auf. Sie gehören altersmäßig und genetisch zur variskischen Lagerstättenprovinz.Zinkblenden aus den Flußspatgängen haben je nach Altersgeneration und den Bildungstemperaturen Quecksilber-Gehalte zwischen 50 und 2000 ppm. Die katathermalen Zinkblenden der Pegmatite enthalten kein Quecksilber.Die Baryte der Flußspatgänge haben je nach Lage des Gangvorkommens unterschiedliche Hg-Gehalte bis 250 ppm. Die höchsten Gehalte wurden in Gängen am NW-Ende des Nabburg-Wölsendorfer Revieres festgestellt, die Gänge im Zentrum und am SE-Ende des Revieres führen geringere Hg-Gehalte. Baryte von Gängen außerhalb des Revieres enthalten kein oder nur Spuren von Quecksilber. Als Quecksilbermineralien wurden in mehreren Proben Quecksilberfahlerz und Zinnober beobachtet.Die Quecksilber-Gehalte der Baryte und Zinkblenden sind temperaturbedingt. Die zuerst bei höheren Temperaturen gebildeten Zinkblenden (Pegmatite) enthalten kein Quecksilber, die jüngeren niedrigthermalen Zinkblenden in den Flußspatgängen dagegen bis 2000ppm.In den Flußspatgängen kam es besonders innerhalb des Nabburg-Wölsendorfer Gangrevieres am Ende der Gangmineralisation zu einer sehr ausgedehnten Quecksilberzufuhr. Quecksilber-Gehalte und -Mineralien wurden hauptsächlich im Baryt, sehr selten im Fluorit festgestellt.

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In the basement-complex of the East-Bavarian Moldanubikum, especially in the borderzone of Moldanubikum and Saxothuringikum, there appear some ore bearing quartz-feldspar-pegmatites and veins of fluorite. They belong to the varistic deposits of this region.Contents of Hg from 50 to 2000 ppm are characteristic of the fluorite veins, whereas the katathermal sphalerites of pegmatites are free from Hg.The barite of fluorite veins countain different quantities of Hg up to 250 ppm depending on the location of a vein. The largest quantity was found in veins at the northwestern end of the Nabburg-Wölsendorf district, the veins of the central and southeastern parts of the district countain less Hg. Barites of veins outside the district show only traces or no Hg.The contents of Hg in the barites and sphalerites depends on their temperature of formation. No Hg could be discerned in sphalerites formed under a high temperature (pegmatitic phase); in the younger sphalerites of the low temperatured fluorite veins, however, quantities of Hg up to 2000 ppm were determined.The main access of Hg in the fluorite veins took place in the end of the ore mineralisation in the Nabburg-Wölsendorf district. Contents and minerals of mercury were found mainly in barite, rarely in fluorite.

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Résumé A l'est de la Montagne Bavaroise, dans le Moldanubikum, surtout à la limite Moldanubikum/Saxothuringikum, on trouve des Quarz-Feldspatpegmatite avec des veines métalliques et des filons de fluor. Ils sont le même âge et la même genèse que la province des gîtes varisqués.Il y a une capacité de mercure entre 50 et 2000 ppm dans les blendes de gîtes de fluor, qui se règle sur l'âge de la géneration et sur la température pendant l'origine. Les blendes katathermales des pegmatites ne contiennent pas de mercure.Les Barytes des gîtes de fluor ont des capacités de mercure variables, jusqu'à 250 ppm, selon la position de la filon. Les capacités les plus hautes sont dans les filons de Nabburg-Wölsendorf au bout de NW; les filons au centre et au bout de SE de cette région ont des capacités de mercure plus petites. Barytes dans les filons, qui ne se trouvent pas dans cette région, ne contiennent pas de mercure, ou parfois une petite quantité. Les minéraux de mercure sont ici Schwazit et Zinnober.La capacité de mercure des Barytes et des blendes dépend de la température. Les blendes, qui se sont constituées très tôt et pendant des températures hautes, ne contiennent pas de mercure; par contre les blendes plus jeunes dans les filons de fluor contiennent jusqu'a 2000 ppm.Il y a en, dans les filons de fluor, surtout dans la région de Nabburg-Wölsendorf, un transport de mercure très important à la fin de la minéralisation des filons. On a observé des capacités de mercure et de minéraux de mercure surtout dans le Baryt, mais très rarement dans le fluor.

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- . , , . .

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Die vorliegende Arbeit wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft, Bad Godesberg, gefördert, welcher wir dafür verbindlichst danken. Die Flußspatbetriebe im Nabburg-Wölsendorf er Revier unterstützten die lagerstättenkundlichen Untersuchungen, wofür wir den Direktoren und dem Betriebspersonal vielmals danken.     

Trace elements in the Singhbhum granite,India

A study of the trace elements in the Singhbhum granite from its northern borders (Saraikela) and the central mass (Chaibasa) reveals that there are differences not only in the limit of concentration but also in their behaviour. It is found that while correlating with the petrographic and also the major elements behaviour, the trace elements always do not mark an increase or decrease during the various stages of the evolution of the Singhbhum granite. The behaviour of the trace-elements as revealed from the previous studies relating to both igneous and metamorphic rocks, is significant in working out the physico-chemical factors involved in the genesis of rocks. In the magmatic rocks, the trace elements obviously follow a trend and go in accordance withGoldschmidt's principles of camouflage, capture and admission. In the present study such uniformities are not found. The present study reveals firstly, the different nature of chemical gradients formed by these elements during different geological environments; secondly, the mutual relationships and the ratio of certain traceelements in the different associations, indicating the original heterogeneity of these rocks and their formation under different geological as well as physico-chemical conditions. It has been concluded (Roonwal, 1968) that the rocks studied here as representing parts of Singhbhum granite do not form one granite series as referred to byRead. In fact they represent rocks formed from material having originally different lithological composition.The trace elements determined for the present study are Va, Cr, Ga, Y, In, Sc, Co, Ni, Cu, Ba, Sr, Sn, Pb and Zr. Among these Ga, Y, In and Sc do not show the normal behaviour viz., Ga should be more in granites but is found to be more in the basic representatives. Y is also more in the basic parts than in the granites. The present granites are very poor in In. Similarly whilst the granites should not normally be rich in Sc, in the present case the distribution of Sc in basic representatives as well as the true granitic parts is more or less uniform. The behaviour of Cu limits the application ofGoldschmidt's rule to magmatic rocks. The behaviour of other elements is normal. Pb shows an antipathic relationship with K⁺ and Ca⁺² and indicates that it has not changed the position due to granitization. An inverse relationship between Zr⁺⁴ and Si⁺⁴ is observed which indicates the formation of zircon and has been in conformity with mineralogy of the rocks.

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Zusammenfassung Eine Untersuchung der Spurenelemente in Gesteinen aus den nördlichen Randgebieten (Saraikela) und der zentralen Masse (Chaibasa) des Singhbhum-Granites zeigte, daß Unterschiede nicht nur hinsichtlich der Konzentrationsgrenzen, sondern auch im Verhalten der Spurenelemente bestehen. Bei einer Korrelation des petrographischen Verhaltens mit dem der Hauptelemente wurde festgestellt, daß die Spurenelemente im allgemeinen keine Zu- oder Abnahme während der verschiedenen Evolutionsstadien aufweisen. Das Verhalten der Spurenelemente, ersichtlich aus früheren Untersuchungen von Intrusiv- und metamorphen Gesteinen, ist bedeutsam für die Feststellung der physiko-chemischen Faktoren, welche bei der Genese der Gesteine mitwirkten. In magmatischen Gesteinen folgen die Spurenelemente offensichtlich dem Trend vonGoldschmidts Regel der Camouflage, capture and admission. Bei der vorliegenden Untersuchung wurde eine solche Übereinstimmung nicht festgestellt. Die Untersuchung enthüllt erstens eine durch diese Elemente während verschiedener geologischer Umweltverhältnisse hervorgerufene verschiedene Natur der chemischen Gradienten und ließ zweitens ein gegenseitiges Verhältnis und das Verhältnis gewisser Spurenelemente in verschiedenen Gesteinsgesellschaften erkennen, was auf die ursprüngliche Heterogenität dieser Gesteine und deren Bildung unter verschiedenen geologischen sowie physiko-chemischen Bedingungen hinweist. Es wurde daraus geschlossen (Roonwal, 1968), daß die untersuchten Gesteine, welche den typischen Singhbhum-Granit repräsentieren sollen, nicht nachRead eine einzige Granitserie bilden, sondern daß sie Gesteine darstellen, welche ursprünglich aus Material verschiedener lithologischer Zusammensetzung stammen.Für diese Untersuchung wurden die folgenden Spurenelemente bestimmt: Va, Cr, Ga, Y, In, Sc, Co, Ni, Cu, Ba, Sr, Sn, Pb, Zr. Von diesen zeigen Ga, In und Sc nicht das normale Verhalten, da Ga eigentlich in größeren Mengen in Graniten auftreten sollte, was jedoch im vorliegenden Falle für die basischen Gesteinsvertreter zutrifft. Ebenfalls ist Y zahlreicher in den letzteren Vertretern vorhanden. Die vorliegenden Granite sind sehr arm an In, während sie andererseits normalerweise auch nicht reich an Sc sein sollten. Hier ist die Verteilung von Sc in den basischen Vertretern sowie auch in den wirklichen Granitanteilen mehr oder weniger gleichmäßig. Das Verhalten von Cu schränkt die Anwendung vonGoldchmidts Regel in bezug auf magmatische Gesteine ein. Das Verhalten anderer Elemente ist normal; Pb zeigt eine antipathische Beziehung zu K⁺¹ und Ca⁺², was darauf hinweist, daß es als Folge der Granitisation seine Position nicht geändert hat. Es wurde ein umgekehrtes Verhältnis zwischen Zr⁺⁴ und Sr⁺⁴ beobachtet, was auch die Bildung von Zirkon beweist und was durchaus der Mineralogie dieser Gesteine entspricht.

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Résumé L'étude des éléments mineurs (traces) des roches de la région septentrionale aux environs de Saraikela et des massifs centraux de Chaibasa révèle une différence, non seulement dans le mode de concentration des éléments, mais également dans leurs caractères. Il apparaît, d'après la corrélation des études pétrographiques et les éléments principaux (major), que les éléments mineurs n'ont subit aucune augmentation ou diminution pendant les différentes phases de l'évolution.Le comportement des éléments mineurs, selon des études antérieurs de roches éruptives et de roches métamorphiques, est significatif dans la détermination des facteurs physico-chimiques qui contribuèrent à la génèse de ces gisements. Quant aux roches d'origine magmatique, les éléments mineurs suivent apparemment la tendance au principe deGoldschmidt « camouflage, envahissement et admission ». Mais l'étude actuelle n'a pas permis d'établir une telle conformité.L'étude de ces éléments révèle: premièrement, les différents caractères d'ordre chimique pendant les époques géologiques; deuxièmement les relations mutuelles et les rapports de certains éléments mineurs dans différentes associations; ceci indique l'hétérogénéité primordiale de ces roches et leur formation sous diverses conditions d'ordre géologique et physico-chimique.En conclusion (Roonwal, 1968), les roches étudiées figurant le granite-type de Singhbhum, ne forment pas la moindre série de granite — comme le ditRead — mais constituent des roches engendrées par les matériaux de différentes compositions lithologiques.De par ces études, il a été déterminé les éléments suivants: Va, Cr, Ga, Y, In, Sc, Co, Ni, Cu, Ba, Sr, Sn, Pb et Zr. Parmi ces éléments, Ga, In et Sc ne se rencontrent pas de façon normale puisque Ga devrait en réalité être plus répandu dans les roches granitiques ce qui pourtant s'avère dans le cas du substitut basique. De même, y se trouve en plus grande quantité dans les derniers substituts. Les granites de la région sont pauvres en In et riches en Sc — bien que le contraire soit attendu en ce qui concerne le Sc. Ici, la distribution de Sc, aussi bien dans les substituts basiques que dans les roches granitiques est plus ou moins régulière. Le comportement du Cu suit l'application de la loi deGoldschmidt sur les roches magnétiques; celui des autres éléments est normal; le plomb montre de l'antipathie pour les ions K⁺ et Ca⁺², ceci indique qu'il n'a pas changé sa position par suite de la granitisation du magma. On observe une relation inverse entre Zr⁺⁴ et Sr⁺⁴, relation indiquant la formation de zircon en concordance avec la minéralogie de ces roches.

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Sakaikela Chaibasa Singhbum , , . , , , . , , - , . : Camoflage, capture and admission. . , , -, , , , - , , , - . (Roonwal, 1968), , Singhbum, Read'a , , , . : V, Cr, Ga, Y, In, Sc, Co, Ni, Cu, Ba, Sr, Pb, Zr. Ga, In Sc. , Ga , . . In, , . , , . . — . Pb K Ca, , Pb . Zr⁴⁺ Sr⁴⁺, , .

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For a preliminary account, seeRoonwal (1968). The details of petrology and the major elements are being published elsewhere.     

An objective replacement method for censored geochemical data

Geochemical data are commonly censored, that is, concentrations for some samples are reported as less than or greater than some value. Censored data hampers statistical analysis because certain computational techniques used in statistical analysis require a complete set of uncensored data. We show that the simple substitution method for creating an uncensored dataset, e.g., replacement by3/4 times the detection limit, has serious flaws, and we present an objective method to determine the replacement value. Our basic premise is that the replacement value should equal the mean of the actual values represented by the qualified data. We adapt the maximum likelihood approach (Cohen, 1961) to estimate this mean. This method reproduces the mean and skewness as well or better than a simple substitution method using3/4 of the lower detection limit or3/4 of the upper detection limit. For a small proportion of less than substitutions, a simple-substitution replacement factor of 0.55 is preferable to3/4; for a small proportion of greater than substitutions, a simple-substitution replacement factor of 1.7 is preferable to4/3, provided the resulting replacement value does not exceed 100%. For more than 10% replacement, a mean empirical factor may be used. However, empirically determined simple-substitution replacement factors usually vary among different data sets and are less reliable with more replacements. Therefore, a maximum likelihood method is superior in general. Theoretical and empirical analyses show that true replacement factors for less thans decrease in magnitude with more replacements and larger standard deviation; those for greater thans increase in magnitude with more replacements and larger standard deviation. In contrast to any simple substitution method, the maximum likelihood method reproduces these variations. Using the maximum likelihood method for replacing less thans in our sample data set, correlation coefficients were reasonably accurately estimated in 90% of the cases for as much as 40% replacement and in 60% of the cases for 80% replacement. These results suggest that censored data can be utilized more than is commonly realized.