Synthesis and some properties of iron- and vanadium-bearing kyanites, (Al,Fe3+)2SiO5and (Al,V3+)2SiO5

Iron- and vanadium-bearing kyanites have been synthesized at 900 and 1100° C/20 kb in a piston-cylinder apparatus using Mn₂O₃/Mn₃O₄- and MnO/Mn-mixtures, respectively, as oxygen buffers. Solid solubility on the pseudobinary section Al₂SiO₅-Fe₂SiO₅(-V₂SiO₅) of the system Al₂O₃-Fe₂O₃(V₂O₃)-SiO₂ extends up to 6.5 mole% (14mole %) of the theoretical end member FeSiO₅(V₂SiO₅) at 900°C/20 kb. For bulk compositions with higher Fe₂SiO₅ (V₂SiO₅) contents the corundum type phases M₂O₃(M = Fe³⁺, V³⁺) are found to coexist with the Fe³⁺(V³⁺)-saturated kyanite solid solution plus quartz. The extent of solid solubility on the join Al₂SiO₅-Fe₂SiO₅ at 1 100°C was not found to be significantly higher than at 900° C. Microprobe analyses of iron bearing kyanites gave no significant indication of ternary solid solubility in these mixed crystals. Lattice constants a ₀, b ₀, c ₀, and V₀ of the kyanite solid solutions increase with increasing Fe₂SiO₅- and V₂SiO₅-contents proportionally to the ionic radii of Fe³⁺ and V³⁺, respectively, the triclinic angles ,, remain constant. Iron kyanites are light yellowish-green, vanadium kyanites are light green. Iron kyanites, (Al_1.87 Fe _0.13 ³⁺ )SiO₅, were obtained as crystals up to 700 m in length.     

Cell parameters of thermally treated anorthite. Al,Si configurations in the average structures of the high temperature calcic plagioclases

Thermal treatments of anorthite carried out at up to 1,547° C show that the unit cell parameter changes as a function of the treatment temperature. The best fit curve found by non-linear least squares analysis is: =91.419-(0.327·10^-6)T ²+(0.199·10^-12)T ⁴-(0.391·10)T ⁶. The results obtained support significant Al,Si disorder (Al0.10, where Al=t ₁(0)-1/3 [t ₁(m)+t ₂(0)+t ₂(m)], Ribbe 1975), in anorthite equilibrated near the melting point and confirm a high temperature series differentiated from the low temperature series for calcic plagioclases in the An₈₅–An₁₀₀ range also. In the plot vs. An-content the high and low temperature curves intersect at An₈₅ composition and progressively diverge in the An₈₅–An₁₀₀ range. The trends of the high and low temperature curves in this range are interpretable on the basis of the degree of Al, Si order in the average structures of calcic plagioclases.     

Zur Stratigraphie,Petrologie und Genese einer Bentonit-Lage aus dem oberen Mittel-Turon (Oberkreide) des südöstlichen Münsterlandes

Zusammenfassung Die Bentonit-Lage kann möglicherweise mit der Lage M₆₈ aus dem Turon von Lüneburg (Norddeutschland) korreliert werden. Identifiziert wurden vulkanische Glasfragmente, Quarz, Na-, K-Feldspat, Oligoklas, Biotit, Muskovit, Calcit, Schwerminerale (u. a. Olivin, Hornblende) und Tonminerale (Kaolinit, Illit, mixed-layer Illit/Smektit, FeBeidellit - z. T. in großen Aggregaten). Die vulkanoklastischen Gläser zeigen alle Übergänge von intakt zu völlig devitriert. Mit Hilfe der Elektronenstrahl-Mikrosonde konnten, bei Berücksichtigung der Kathoden-Lumineszenz, die Feldspäte chemisch analysiert und genetisch in solche mit niedrigerer und solche mit höherer (vulkanoklastisch) Bildungstemperatur gegliedert werden. Von den Schwermineralen dürften vor allem Olivin und Hornblende vulkanogener Herkunft sein. Untersuchungen der durch Umwandlung vulkanischen Materials entstandenen kompakten Smektit-Aggregate mittels Mikrosonde, Röntgendiffraktometrie und Mössbauer-Spektroskopie zeigten, daß es sich hier um ein AI-reiches Glied der Mischungsreihe Nontronit-Beidellit (Fe-reicher Beidellit) handelt. Differentialthermoanalytische Untersuchungen ergaben für Fe-reiche, dioktaedrische, smektitische Tonminerale typische Kurven. Das Ausgangsmaterial des Bentonits war intermediär bis basisch. Äolischer oder kombiniert äolischer und mariner Transport von Exhalationspunkten im mitteleuropäischen Raum werden diskutiert.

---

The bentonite can probably be correlated with horizon M₆₈ in the Turonian of Lüneburg in northern Germany. Volcanic glass fragments, quartz, Na and K feldspars, oligoclase, biotite, muscovite, calcite, heavy minerals (i. a. olivine, hornblende) and clay minerals (kaolinite, illite, mixed-layer illite/smectite and Fe-beidellite) were identified. The glass shows a spectrum of all states from unaltered to completely devitrified. Analysis of feldspars by means of electron microprobe and cathodo-luminescence has allowed to divide them into genetically high (pyroclastic) and low temperature forms. Of the heavy minerals, olivine and hornblende most clearly are of volcanic origin. Examinations of smectite aggregates (alteration products of volcanic material) by electron microprobe, x-ray diffractometry, and Mössbauer spectroscopy demonstrated the presence of a member of the continuous series nontronite-beidellite (Fe-rich beidellite). Differential thermal analysis gave typical curves for dioctahedral Fe-rich smectites. The chemical composition of the original material of the bentonite was intermediate to basic. Eolian or eolian and marine current transport from sources in central Europe are considered.

---

Résumé La couche de bentonite peut probablement être corrélée avec la couche M₆₈ du Turonien de Lunebourg (au nord de l'Allemagne). Des fragments de verre volcanique, du quartz, du feldspath sodique, du feldspath potassique, de l'oligoclase de la biotite, de la muscovite, de la calcite, des minéraux lourds (p. ex. olivine, hornblende) et des minéraux argileux (kaolinite, illite, mixed-layer illite/smectite, beidellite ferreux — en partie en grands agrégates) ont été identifiés. Les verres pyroclastiques montrent tous les passages du verre intact jusqu'au verre entièrement dévitrifié. A l'aide de la microsonde électronique et en prenant en considération la cathodoluminescence, les feldspaths pouvaient être analysés chimiquement et ordonnés génétiquement selon leur température de formation. Ceux à haute temperature de formation sont pyroclastiques. Parmi les minéraux lourds pouvaient avant tout être d'origine volcanogène, l'olivine et la hornblende. Les études des agrégats de smectites compacts formés par la transformation de matériaux volcaniques montrent grâce à la microsonde, la diffractométrie X et de la spectrométrie de Mössbauer qu'il s'agit dans ce cas là d'un membre riche en Al de la série des mélanges nontronite-beidellite (beidellite ferreux). Des analyses thermiques différentielles donnèrent des courbes typiques pour les minéraux argileux smectitiques, dioctaédriques et riches en Fe. La matière de base de la bentonite était intermédiaire à basique. Transport éolien ou transport combiné, éolien et marin des points d'exhalation dans l'espace européen central seront dicutés.

---

, , M₇₈ (. ). : , , , , , , , , , , - , , , . . , , . . — — , - () - . , . , , . , , - , .

     

Mean and turbulent velocity measurements of supersonic mixing layers

The behavior of supersonic mixing layers under three conditions has been examined by schlieren photography and laser Doppler velocimetry. In the schlieren photographs, some largescale, repetitive patterns were observed within the mixing layer; however, these structures do not appear to dominate the mixing layer character under the present flow conditions. It was found that higher levels of secondary freestream turbulence did not increase the peak turbulence intensity observed within the mixing layer, but slightly increased the growth rate. Higher levels of freestream turbulence also reduced the axial distance required for development of the mean velocity. At higher convective Mach numbers, the mixing layer growth rate was found to be smaller than that of an incompressible mixing layer at the same velocity and freestream density ratio. The increase in convective Mach number also caused a decrease in the turbulence intensity ( _u /U).List of Symbols a speed of sound - b total mixing layer thickness betweenU ₁ – 0.1U andU ₂ + 0.1U - f normalized third moment ofu-velocity,f u ³/(U)³ - g normalized triple product ofu ² v,g u ² v/(U)³ - h normalized triple product ofu v ², h uv' ²/(U)³ - l _u axial distance for similarity in the mean velocity - l _u axial distance for similarity in the turbulence intensity - M Mach number - M _c convective Mach number (for ₁=₂),M _c (U ₁–U ₂)/(a ₁+a ₂) - P static pressure - r freestream velocity ratio,rU ₂/U ₁ - Re unit Reynolds number,Re U/ - s freestream density ratio,s ₂/ ₁ - T _t total temperature - u instantaneous streamwise velocity - u deviation ofu-velocity,u u–U - U local mean streamwise velocity - U ₁ primary freestream velocity - U ₂ secondary freestream velocity - U average of freestream velocities, ¯U (U ₁ +U ₂)/2 - U freestream velocity difference,U U ₁ –U ₂ - v instantaneous transverse velocity - v deviation ofv-velocity,v v – V - V local mean transverse velocity - x streamwise coordinate - y transverse coordinate - y ₀ transverse location of the mixing layer centerline - ensemble average - ratio of specific heats - boundary layer thickness (y-location at 99.5% of free-stream velocity) - similarity coordinate, (y –y ₀)/b - compressible boundary layer momentum thickness - viscosity - density - standard deviation - dimensionless velocity, (U –U ₂)/U - 1 primary stream - 2 secondary stream A version of this paper was presented at the 11th Symposium on Turbulence, October 17–19, 1988, University of Missouri-Rolla     

Formation of Mud-Volcanic Fluids in Taman (Russia) and Kakhetia (Georgia): Evidence from Boron Isotopes

Temperatures of the formation of mud-volcanic waters are determined based on concentrations of some temperature-dependent components (Na–Li, Mg–Li). Estimates obtained for the Taman and Kakhetia regions are similar and range from 45 to 170°, which correspond to depths of 1–4.5 km. The calculated temperatures correlate with the chemical (Li, Rb, Cs, Sr, Ba, B, I, and HCO₃) composition of water and ¹³ (₂) and ¹³ (CH₄) values in spontaneous gases. The isotope values indicate that mechanisms of the formation of ¹³-rich gases, i.e., gases with high ¹³ values (up to +16.0 in ₂ and –23.4 in CH₄) in mud-volcanic systems of Taman and Kakhetia are governed by fluid-generation temperatures rather than the supply of abyssal gases. The ¹¹ value was determined for the first time in mud-volcanic products of the Caucasus region. This value ranges from +22.5 to +39.4 in the volcanic water of Georgia, from –1.2 to +7.4 in the clayey pulp of Georgia, and from –7.6 to +13.2 in the clayey pulp of Taman. It is shown that the ¹¹ value in clay correlates with the fluid-generation temperature and ¹¹ correlates with ¹³ in carbon-bearing gases. These correlations probably testify to the formation of different phases of mud-volcanic emanations in a single geochemical system and suggest the crucial role of temperature in the development of isotope-geochemical features.     

Partition of magnesium and iron between Olivine and spinel,and between pyroxene and spinel

Partition of Fe²⁺ and Mg between coexisting (Mg, Fe)₂SiO₄ spinel and (Mg, Fe)SiO₃ pyroxene was investigated at pressures 80 and 90 kbar and at temperatures 840 and 1050° C, using tetrahedral-anvil type of high pressure apparatus. Olivine-spinel solid solution equilibria in the system Mg₂SiO₄-Fe₂SiO₄ were discussed in the light of the partition reaction. Partition of Fe²⁺ and Mg in both olivine-spinel and pyroxene-spinel systems can not be regarded as that between ideal solid solutions. By applying the simple solution model for the partition of Fe²⁺ and Mg, sign of the heat of mixing was estimated to be positive for all olivine, spinel and pyroxene. Relative concentration of Fe²⁺ in spinel in the pyroxene-spinel system is likely to cause some change in the chemical composition of modified spinel () or spinel () in the transition zone of the mantle. A considerable change is also expected in the transition pressure of to ( + ) and ( + ) to .Presented at the symposium Recent Advances in the Studies of Rocks and Minerals at High Pressures and Temperatures held in Montreal, 1972. Jointly sponsored by the International Mineralogical Association and the Commission on Experimental Petrology.     

Benthonische Foraminiferen aus der Unterkreide des »Deep Sea Drilling Project« (Leg 1–79)

Zusammenfassung In den DSDP-Legs 1, 11, 13, 17, 25, 27, 32, 36, 41, 43, 44, 50 und 62 wurden die Unterkreide-Foraminiferen biostratigraphisch, taxonomisch und paläoökologisch bearbeitet. Eine Übersicht zeigt die in Leg 1–80 erbohrte Unterkreide und ihre Foraminiferen-Bearbeitungen.Im Nordatlantik fehlen regional ab dem Oberen Tithonium im Verlaufe einer Regression und der sie begleitenden Schichtlücken bis in das Valanginium charakteristische Foraminiferenfaunen. In Gebieten ohne Schwarzschiefer-Bedingungen setzen im Valanginium-Barremium mäßig reichhaltige bis sehr spärliche Mikrofaunen mitPraedorothia ouachensis (Sigal) der gleichnamigen Zone ein (Valanginium-Hauterivium). Hauterivium-Aptium gliedern sich in dieGavelinella barremiana-, dieGaudryina dividens- und dieConorotalites aptiensis- Zone.Wo im Albium nicht das ausgedehnte Schwarzschiefer-Milieu herrschte, findet man eine kosmopolitische Fauna aus agglutinierten und kalkschaligen Foraminiferen derPseudoclavulina gaultina- Zone. Für das höhere Albium und Cenomanium wurde dieGavelinella cenomanica- Zone ausgeschieden. Von biostratigraphischer Bedeutung sind im Berriasium-Albium die GattungenPraedorothia, Gaudryina, Pseudoclavulina, von den Kalkschalern nur wenige skulptierte Arten der Nodosariiden (Citharina, Lenticulina) sowieGavelinella, Conorotalites, Pleurostomella, Valvulineria undOsangularia. Die vonMoullade (1984) begründeten Zonen vom Berriasium-Albium der Tethys und des DSDP sind wegen der großen stratigraphischen Reichweite der verwendeten Foraminiferenarten nicht überall anwendbar.Im Indischen Ozean lassen die wenigen, bisher bekannten »australen« Foraminiferenfunde aus dem Neokom von Site 261 mit überwiegend primitiven agglutinierenden Formen eine genaue Datierung kaum zu. Die Kalkschaler sind meist aufgelöst oder auch umgelagert. Man ordnet sie dem Bereich des kühleren Wassers zu.Im Pazifischen Ozean sind die meisten Mikrofaunen wegen der geringen Kerngewinne, Verunreinigungen oder primärer Foraminiferenarmut (Schwarzschiefer) biostratigraphisch und paläoökologisch kaum verwertbar. Erst im Albium findet sich — wie im Atlantik — eine etwas reichhaltigere Kalk- und Sandschalerfauna mit wichtigen Arten derPseudoclavulina gaultina- Zone. Da außerGavelinella cenomanica (Brotzen) keine andere benthonische Foraminiferenart neu einsetzt, wird die Grenze zum Cenomanium in der Regel mit planktonischen Foraminiferen gezogen.Im Albium fallen die einheitlichen, kosmopolitischen Foraminiferenfaunen ohne ausgeprägte Faunenprovinzen auf.

---

From the DSDP Legs 1, 11, 13, 17, 25, 27, 32, 36, 41, 43, 44, 50, and 62 the Lower Cretaceous foraminifers have been investigated for biostratigraphical, taxonomical, and palaeoecological purposes. An overview of the cored Lower Cretaceous sections of Leg 1–80 is given.In the Northern Atlantic Ocean characteristic foraminiferal faunas are missing from the Upper Tithonian to the Valanginian due to a marked regression which caused hiatuses. In areas without black shale conditions Valanginian to Barremian medium rich to poor microfaunas withPraedorothia ouachensis (Sigal) of thePraedorothia ouachensis Zone (Valanginian-Hauterivian). The Hauterivian-Aptian interval is characterized by zones ofGavelinella barremiana,Gaudryina dividens, andConorotalites aptiensis. During the Albian a world-wide fauna consisting of agglutinated and calcareous foraminifers of thePseudoclavulina gaultina Zone is established in areas lacking the wide-spread black-shale conditions. The Upper Albian and the Cenomanian are represented by theGavelinella cenomanica Zone. Some ornamented species of the nodosariids (Citharina, Lenticulina), Gavelinella, Conorotalites, Pleurostomella, Valvulineria, andOsangularia are of some importance for the biostratigraphy of the Berriasian-Albian interval. The Berriasian to Albian zones introduced for the Tethys and the DSDP byMoullade (1984) could only be of some local importance due to the long stratigraphical range of the foraminiferal species used.In the Indian Ocean an exact stratigraphical age cannot be assigned to the few Neocomian foraminiferal faunas of a cooler sea water (Site 261). These faunas mainly contain primitive agglutinated foraminifers, because in most cases the calcareous tests are dissolved or redeposited.In the Pacific Ocean most of the Berriasian to Aptian microfaunas are of minor biostratigraphical and palaeoecological importance for reasons of poor core recoveries, contaminations or original foraminiferal poverty (black shales). Since the Albian there are somewhat higher-diverse faunas of calcareous and agglutinated foraminifers with index species of thePseudoclavulina gaultina Zone. As a rule, the boundary Albian/Cenomanian is set by means of planktonic foraminifers because no other foraminifer has its first appearance datum during this interval, exceptGavelinella cenomanica.During the Albian very uniform, world-wide foraminiferal faunas without a marked provincialism are obvious.

---

Résumé Dans les Legs DSDP 1, 11, 13, 17, 25, 27, 32, 36, 41, 43, 44, 50 et 62, les foraminifères du Crétacé inférieur ont été étudiés aux points de vue biostratigraphique, taxonomique et paléoécologique. La note présente une vue d'ensemble de la section d'âge crétacé inférieur du Leg 1–80.Dans l'Atlantique nord, les faunes caractéristiques de foraminifères sont absentes depuis le Tithonique supérieur jusqu'au Valanginien, en raison d'une régression importante et des lacunes qui en résultent. Dans les régions dépourvues de milieux à shales noirs, on rencontre une microfaune, pauvre à moyennement riche, valanginienne à barrémienne, àPraedorothia ouachensis (Sigal), appartenant à la Zone àPraedorothia ouachensis. L'intervalle Hauterivien-Aptien est caractérisé par les Zones àGavelinella barremiana, Gaudryina dividens et Conorotalites aptiensis. Au cours de l'Albien une faune d'extension mondiale de foraminifères agglutinés et calcaires appartenant à la Zone àPseudoclavu-lina gaultina, s'est établie dans les aires où ne règnaient pas les conditions de formation de shales noirs. L'Albien supérieur et le Cénomanien sont représentés par la Zone àGavelinella cenomanica. Dans l'intervalle Berriasien-Albien, un rôle biostratigraphique de quelque importance est joué par quelques espèces de Nodosariides à coquilles ornementées (Citharina, Lenticulina) ainsi queGavelinella, Conorotalites, Pleurostomella, Valvulineria et Osangularia. Les zones établies parMoullade (1984) pour le Berriasien-Albien de la Téthys et du DSDP ne sont pas partout utilisables, en raison de l'extension verticale trop grande des foraminifères utilisés.Dans l'Océan Indien, un âge exact ne peut être assigné aux faunes de foraminifères néocomiennes considérées jusqu'ici comme «australes» (site 261): ces faunes renferment surtout des formes agglutinées primitives, car les tests calcaires ont été généralement dissous ou remaniés.Dans l'Océan Pacifique, la plupart des microfaunes berriasiennes à aptiennes sont de faible intérêt biostratigraphique et paléo-écologique, en raison des mauvais rendements des carottes, de contaminations ou de leur pauvreté originelle (facies des shales noirs). A partir de l'Albien, on trouve une faune plus diversifiée de foraminifères agglutinés et calcaires, comportant des espèces caractéristiques de la Zone àPseudoclavulina gaultina. Comme d'ordinaire, la limite Albiencénomanien est définie par les foraminifères planctoniques, aucun autre foraminifère n'apparaissant dans cet intervalle, saufGavelinella cenomanica.A l'Albien, la faune de foraminifères est uniforme à l'échelle mondiale, sans distinction de provinces.

---

, 1, 11, 13, 17, 25, 27, 32, 36, 41, 43, 44, 50 62 DSDP, , . , 1–80 . . , , - Praedorothia ouachensis (Sigal) — . : Gavelinella barremiana, Gaudryina dividens Conorotalites aptiensis,, , , Pseudoclavulina gaultina. Gavelinella ni. - Praedorothia, Gaudryina, Pseudoclavulina, (Citharina, Lenticulina), Gavelinella, Conorotalites, Pleurostomella, Valvulineria Osangularia. , moullade (1984) - , .. , , . .: 261, , «», . . , . , . . , - - , , ( ). , , , Pseudoclavulina gaultina. T. . Gavelinella ni (brotzen) , , , . .

     

Simulation of the ice age atmosphere — January and July means

A simulation of the atmospheric state under ice age conditions (18,000 years before present) is presented. The T21 Atmospheric General Circulation Model (AGCM), originally developed at the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, was used for the calculation of six annual cycles. Results of the near-surface climatology (2 m-temperature, 10 m-wind, and precipitation), averaged over the last five model years, are presented. The presentation is restricted to January and July means in order to demonstrate the glacial changes in summer and winter. The model's response to ice age boundary conditions was quite consistent with paleogeological data on land and with AGCM experiments of other studies. Although the differences between the mean climate states of the model atmosphere under glacial and modern boundary conditions were statistically significant, the basic structure of the simulated atmospheric circulation was not altered substantially.

---

Zusammenfassung Eine Simulation des Zustands der eiszeitlichen Atmosphäre (18000 Jahre vor heute) wird vorgestellt. Das T21-Modell (allgemeines Zirkulationsmodell der Atmosphäre), entwickelt am Europäischen Zentrum für Mittelfrist-Wettervorhersage, wurde zur Berechnung von sechs Jahresgängen verwendet. Die Ergebnisse der oberflächennahen Klimatologie (2 m-Temperatur, 10 m-Wind und Niederschlag) werden präsentiert als Mittel über die letzten fünf Modelljahre. Die Darstellung ist eingeschränkt auf Januar- und Julimittel, um die eiszeitlichen Änderungen im Sommer und Winter deutlich zu machen. Die Antwort des Modells auf die eiszeitlichen Randbedingungen stimmt recht gut überein mit paläogeologischen Landdaten und mit anderen Simulationsrechnungen. Obgleich die Klimaunterschiede in der eiszeitlichen und der heutigen Modellatmosphäre statistisch signifikant sind, wurde die Grundstruktur der atmosphärischen Zirkulation vom T21-Modell nur wenig verändert.

---

Résumé Cette note présente une simulation de l'état de l'atmosphère dans les conditions de l'âge glaciaire, il y a 18.000 ans. Le calcul de 6 cycles annuels a été effectué au moyen du modèle T 21 de la circulation atmosphérique générale développé au Centre Européen de prévision du temps à moyen terme. Les éléments du climat proche de la surface (température à 2 m, vent à 10 m, précipitations) sont présentés en moyenne des cinq dernières années du modèle. Ces éléments sont limités aux moyennes de janvier et de juillet, de manière à mettre en évidence les changements hiver/été. La réponse du modèle aux conditions aux limites de l'âge glaciaire est en bon accord avec les données paléontologiques de terrain ainsi qu'avec d'autres calculs de simulation. Bien qu'il existe d'importantes différences climatiques entre les modèles d'atmosphère de l'âge glaciaire et d'aujourd'hui, la structure de base de la circulation atmosphérique du modèle T 21 est peu modifiée.

---

, 18000 . 21 = , = , 6 . , — 2 10 , 5 . , , , . . , 21 .

     

Diagenetische Entwicklung und faziesabhängige Na-Verteilung in Karbonat-Gesteinen Sloweniens

Kurzfassung Natrium-Gehalte aus Karbonat-Profilen von Perm, Trias und Jura Sloweniens lassen sich mit deren lithofaziellen Parametern korrelieren. Etwa 650 Kalksteine und Dolomite aus 12 Profilen verschiedener Lokalitäten wurden auf Na analysiert und parallel dazu die Lithofazies bestimmt.Die Na-Gehalte der Kalksteine reichen von 30–240 ppm, die der Dolomite von 80 bis 550 ppm.Die höchsten Na-Gehalte in Kalksteinen (80–240 ppm) wurden in oberpermischen Kalksteinen aus evaporitischem Milieu gefunden, die niedrigsten (30–90 ppm) in Jura-Kalken des offenen Schelfbereiches.Die Na-Gehalte der untersuchten Dolomite sind allgemein höher; sie erreichen die höchsten Werte in einem frühdiagenetischen Obertrias-Dolomit, für dessen Entstehung supratidale Bedingungen angenommen werden.Spätdiagenetische Prozesse, besonders die späte Dolomitisierung, führten meist zu einer deutlich erfaßbaren Verarmung der Gesteine an Natrium, wobei Werte bis etwa 50 ppm erreicht werden.

---

Sodium Contents of Permian, Triassic and Jurassic carbonates of Slovenia are correlated with the lithofacies of the rocks. About 650 samples of both limestones and dolostones were studied from 12 profiles of different localities.Sodium contents are 30 to 240 ppm Na in limestones, and 80 to 550 ppm Na in dolostones.Within limestones the highest sodium contents (80–240 ppm Na) were found from Upper Permian rocks which were formed in an evaporitic environment. The lowermost sodium concentrations (30–90 ppm Na) occur within Jurassic limestones from an open shelf environment.Within dolostones the sodium concentrations are generally higher than in limestones. They were found highest within early diagenetic, probably supratidal dolostones of Upper Triassic age.Influence of late diagenesis, particularly late diagenetic formation of saccharoidal dolomite, leads to a considerable decrease of sodium within the rocks. Concentrations of about 50 ppm Na are common.

---

Résumé Il existe une corrélation entre les concentrations de Na et la lithofaciès des carbonates. On a analysé environ 650 échantillons de calcaire et de dolomie provenant de 12 profils de Slovenie, et appartenant stratigraphiquement au Permien, au Triassique et au Jurassique. Parallèlement aux analyses de Na on a microscopiquement déterminé la lithofaciès des roches.Dans les calcaires, les concentrations de Na varient entre 30 et 240 ppm; celles des dolomies, entre 80 et 550 ppm. Les teneurs en Na les plus élevées trouvées dans les calcaires (80–240 ppm) proviennent du Permien supérieur, d'un milieu évaporitique; les plus basses, dans des calcaires jurassiques d'un milieu ouvert de la marge continentale.Dans les dolomies, les concentrations du Na sont généralement plus élevées que dans les calcaires d'une faciès comparable. C'est une dolomie du Triassique supérieur, dont la genèse est considérée comme supratidale et précoce, qui a la concentration la plus haute.Une diagenèse tardive, surtout une dolomitisation tardive à faciès saccharoidal ont diminué considérablement la teneur en Na des roches qui se situe environs de 50 ppm.

---

, . 650 12- . 30–240 ppm. (80–240 ppm) , , (30–90 ppm) — . ; , , , -. , , . , 50 ppm.

     

Outline of the Pan-African geology of adrar des Iforas (Republic of Mali)

The Iforas (60 000 km²) falls within the Pan-African mobile belt bordering the West-African craton in north-eastern Mali Republic. It is characterized by major N-S shear belts parallel to the edge of the craton which delimit longitudinal blocks some of which have undergone considerable horizontal displacements. The central core of the Iforas which consists largely of reactivated pre-Pan-African basement injected by Pan-African syn- and post-tectonic intermediate and acid plutonic rocks, has behaved as a relatively rigid blocks during the Pan-African dividing the orogenic belt into a western Iforas and an eastern Iforas.Western Iforas displays W to E zonation: an ophiolitic suture (Timetrine); trench volcano-sedimentary deposits cut by gabbros diorites and acid granitoids (Tilemsi); and a late orogenic composite »coastal range batholith intruding the pre-Pan-African basement of Central Iforas and its overlying volcano-sedimentary deposits which here display a littoral facies and a tillite.Central Iforas consists of two major units: a polycyclic pre-Pan-African basement metamorphosed under high amphibolite facies conditions of presumed Eburnean age and the Iforas granulite block bound to the W, N and E by shear zones.Eastern Iforas was totally separated during metamorphism and deformation from the Iforas granulite block. From West to East, three lithological assemblages have been recognised separed by shear belts: a Quartzite Group, a Gneissic Group and a Pelitic Group the latter representing the southern prolongation of the central Hoggar Pharusian province.Shear zones are an essential feature of Pan-African tectonism East of the West-African craton. The superimposed stress fields have been recognised producing: early N20° trending sinistral shear zones, a north-south dextral shear zone (Andjour-Tamaradant shear zone) and late conjugating sinistral NNW and dextral ENE wrench faults.Late Pan-African events reflect the uplift and unroofing of the Pan-African composite batholith, the intrusion of circular granite plutons often located close to shear zones and alternating episodes of distension and compression.Lastly the simple model proposed for the closing stages of the Pan-African in the Iforas is that of an active continental plate margin separated from the West African craton by an oceanic domain. Subsequent continental collision to the South with a promotory of the West African craton led to the formation of the Dahomeyan thrust front and modified the stress field. Closure of the oceanic domain of western Iforas is thought to have taken place by continued eastward subduction of the oceanic plate and sinistral movement along an inferred north westerly trending transform fault coinciding with the future Cretaceous Gao trough and an alignement of strong positive gravity anomalies. It was accompanied by the northerly migration of central and western Iforas along the conjugating dextral N-S Andjour-Tamaradant shear zone. Further shortening led to folding of the arcuate Timetrine-Ydouban-Gourma fold belt overlying the deformed margin of the West African craton.

---

Zusammenfassung Das Iforas-Gebiet (60 000 km²) gehört zur pan-afrikanischen Bewegungszone, die in Mali an das westafrikanische Kraton grenzt. Diese Zone wird von N-S Scherbewegungen parallel zum Kraton durchzogen, wobei größere horizontale Versetzungsbeträge langgestreckte Blöcke herausgetrennt haben. Der zentrale Teil von Iforas besteht im wesentlichen aus reaktiviertem prae-panafrikanischem Basement, das in pan-afrikanischer Zeit von syn- und posttektonischen, intermediären und sauren Plutoniten intrudiert wurde. Dieses Gebiet wirkt als relativ starrer Block, der während der pan-afrikanischen Orogenese den Orogengürtel in einen westlichen und einen östlichen Ast teilt. Das westliche Iforas-Gebiet zeigt eine E-W Zonierung: eine Ophiolith-Sutur, einen vulkano-sedimentären Gürtel und einen Rand-Batholithen.Zentral-Iforas wird aus zwei Einheiten aufgebaut: ein mehrfach metamorphisiertes Basement und einen Granitblock.In den überregionalen Scherzonen lassen sich drei Stress-Felder erkennen: eine ältere 20° streichende sinistrale Scherzone, eine N-S dextrale Scherzone und jüngere NNW und dextrale ENE Bruchzonen.Spät-pan-afrikanische Ereignisse sind durch Heraushebung und Abtrag, Granitintrusionen und wechselnden Dehnungs- und Kompressionsbewegungen gekennzeichnet.

---

Résumé L'Adrar des Iforas (60 000 km²) fait partie de la zone mobile pan-africaine en marge du craton ouest-africain au Nord-Est de la République du Mali. La région est caractérisée par d'importants accidents mylonitiques parallèles à la bordure du craton qui délimitent des compartiments longitudinaux dont certains ont subi des déplacements horizontaux considérables. La zone dorsale des Iforas qui consiste essentiellement en un socle pré-pan-africain réactivé et injecté au Pan-Africain par des roches plutoniques intermédiaires et acides, syn- et post-tectoniques, s'est comportée en compartiments relativement rigides au cours du Pan-Africain, divisant la chaîne en un rameau occidental et un rameau oriental.Le rameau occidental présente une zonation d'Ouest en Est: une suture ophiolitique (Timetrine); des dépôts volcano-sédimentaires de fosse recoupés par des gabbros et des diorites; et un vaste batholite composite tardi-orogénique qui recoupe le socle pré-pan-africain de la zone dorsale des Iforas et sa couverture de dépôts volcanosédimentaires ici à faciès littoral.La zone dorsale des Iforas comprend deux unités majeures: un socle prépan-africain polycyclique métamorphisé dans le faciès amphibolite, d'âge éburnéen présumé et le môle granulitique des Iforas, délimité à l'W, au N et à l'E par des accidents mylonitiques.Le rameau oriental était séparé du môle granulitique des Iforas lors du métamorphisme et de la déformation. D'W en E, on trouve trois unités séparées par des zones mylonitiques: un Groupe de Quartzites, un Groupe de Gneiss et un Groupe de Pélites. Ce dernier représente le prolongement vers le Sud de la province pharusienne du centre Hoggar.Les grands accidents de cisaillement sont un fait marquant du tectonisme pan-africain à l'Est du craton ouest-africain. Trois champs de contraintes superposées ont produit des accidents précoces sénestres de direction N20, un accident N-S dextre (Andjour-Tamaradant), et des failles cisaillantes tardives conjuguées d'orientation NNW sénestres et ENE dextres.Les événements pan-africains tardifs sont marqués par la surrection et l'érosion des batholites pan-africains, la mise en place de plutons granitiques souvent à proximité des grands accidents et par des alternances de distensions et de compressions.Enfin un modèle simple est proposé pour les stades ultimes du Pan-Africain dans l'Adrar des Iforas: une marge continentale active séparée du craton ouest-africain par un domaine océanique; suite à une collision au Sud avec un promontoire du craton ouestafricain qui aurait produit le front de chevauchement dahomeyen et modifié le champ de contraintes, la fermeture du domaine océanique de l'Ouest Iforas se serait produite par subduction à l'E de la plaque océanique et une translation sénestre le long d'une faille transformante orientée NW et coincidant avec le fossé crétacé de Gao et un alignement d'anomalies gravimétriques positives. Elle aurait été accompagnée par le déplacement vers le N de l'Iforas occidental et central le long de l'accident cisaillant dextre d'Andjour-Tamaradant. Cette fermeture aurait provoqué les plissements de la chaîne du Timetrine-Ydouban-Gourma qui repose sur la bordure déformée du craton ouestafricain.

---

(60000 ²) - , . , , . , , -- , - . , - . - : , - . : . : , 20° ; , , -- -- . - , , .

     

Geologische Vorgänge in den Alpen ab Obereozän im Spiegel vor allem der deutschen Molasse

Zusammenfassung Die vorquartäre Geschichte des Molassebeckens nördlich der Alpen läßt sich in 3 Großabschnitte unterteilen, in deren Ablauf sich umrißhaft die jeweils zugehörigen Entwicklungsstadien des aufsteigenden Gebirges widerspiegeln, die bisweilen umgekehrt auch von Ereignissen im Vorland beeinflußt werden. Der 1. Abschnitt (Obereozän bis Aquitan/ Ober-Eger) ist von der in den Westalpen beginnenden Hebung sowie von Bewegungen der savischen Dislokationsphase geprägt, in besonderem Maße ferner an der Rupel/ChattGrenze von der größten Meeresspiegelsenkung seit dem Kambrium. Im 2. Abschnitt (Burdigal/Eggenburg bis Unterpannon) verlagert sich die Hebungsaktivität zu den Ostalpen, womit im Vorland die große, E-W gerichtete Flußschüttung der Oberen Süßwassermolasse ausgelöst wird. In ihr verursacht die gewaltige Erderschütterung des Riesmeteoriten-Einschlags im höheren Baden vermutlich die Flußverlegung der Enns, eines ihrer beiden Hauptzubringer, zum Grazer Becken und damit eine sich u. a. im Schwermineralbestand (als A-Grenze) abzeichnende Änderung der Materialzufuhr aus dem Gebirge. Im 3. Abschnitt (Unterpannon bis Pliozän) geht infolge weiteren Aufsteigens der Alpen samt Vorland bei gleichzeitiger Verlagerung des Hebungszentrums wieder zur Westschweiz die bisherige Akkumulation in Denudation über, die von dem sich nun von Niederösterreich aus ins Molassebecken hineinfressenden Donausystem besorgt wird.Die während des 2. Großabschnitts von der Auflast der vorrückenden kalkalpinen Dekken aus ihrem Ablagerungsraum herausgequetschte ältere Molasse ist zu den alpenparallelen Mulden des gefalteten Bereichs zusammengeschoben, mit einer wohl erst im 3. Abschnitt entstandenen Achsendepression zwischen Iller und Mangfall. In diesen Zeitraum vor allem fällt auch die Verformung der jüngeren ungefalteten Molasse zu einer alpenparallelen Großmulde, deren Achse nach SW und E aushebt.

---

The pre-Quaternary history of the Molasse basin north of the Alps can be subdivided into three major phases, in the course of which the respective associated evolutional stages of the rising mountains are reflected in outline. On the other hand, these stages are occasionally also influenced by events in the foreland. The first phase (Upper Eocene to Aquitanian/Upper Egerian) ist characterized by the uplifting beginning in the Western Alps and movements of the Savic dislocation phase, and in particular also at the Rupelian/Chattian boundary by the greatest eustatic lowering of the sea level since the Cambrian period. During the second phase (Burdigalian/Eggenburgian to Lower Pannonian) the uplifting shifts to the Eastern Alps, bringing about in the foreland the large E-W directed fluvial accretion of the Upper Fresh-water-Molasse. During its progress the enormous earth-tremor of the Ries meteoric impact in the upper Badenian presumably leads to the diversion of the Enns river, being one of the two main tributaries, to the Graz basin, resulting in a change in the material supply from the mountains, which is reflected in the heavy mineral content (designated as A-boundary). In the third phase (Lower Pannonian to Pliocene) the previous accumulation, as a result of the continuing uplifting of the Alps and the foreland with simultaneous shifting of the uplift centre back to Western Switzerland, turns to denudation which is effected by the Danube system extending from Lower Austria into the Molasse basin.The older Molasse squeezed out of its deposition area by the overburden of the advancing Austroalpine nappes has been compressed to the throughs of the folded zone along the Alps, with an axis depression between the rivers Iller and Mangfall, which has presumably not developed until the third phase. Above all, during this period the deformation of the younger unfolded Molasse to a large trough paralleling the Alps also took place; its axis rises to the SW and E.

---

Résumé L'histoire préquaternaire du bassin molassique au nord des Alpes peut se diviser en trois périodes principales dont le déroulement reflète à grands traits les phases de développement corrélatives de la chaîne en voie de soulèvement. D'autre part, ces phases de développement sont de temps en temps influencées par des événements intervenus dans le bassin. La première période (Eocène supérieur à Aquitanien/Egerien supérieur) est marquée par le soulèvement commençant dans les Alpes occidentales, ainsi que par des mouvements de la phase de dislocation savique et, en particulier à la limite du Rupélien/Chattien, par le plus grand abaissement eustatique du niveau de la mer depuis le Cambrien. Pendant la seconde période (Burdigalien/Eggenburgien à Pannonien inférieur) l'activité de soulèvement se déplace vers les Alpes orientales, provoquant dans le bassin préalpin la grande accrétion fluviale de la Süßwassermolasse (Molasse d'eau douce) supérieure dirigée de l'est vers l'ouest. Le violent ébranlement terrestre produit dans celle-ci par l'impact de la météorite dans le Ries pendant le Badénien supérieur mène probablement le détournement de l'Enns, l'un des deux fleuves tributaires principaux, vers le bassin de Graz, donnant lieu à un changement dans le transport de matériaux venant des montagnes, ce qui se reflète dans la teneur en minerais lourds (dénommé « limite A »). Pendant la troisième période (Pannonien inférieur à Pliocène), l'accumulation antérieure, par suite du soulèvement continu des Alpes et du bassin préalpin, accompagné de la retraite du centre du soulèvement vers la Suisse occidentale, tourne à la dénudation qui est effectuée par le système danubien s'étendant dès lors de la Basse-Autriche au bassin molassique.La Molasse plus ancienne expulsée pendant la seconde période principale de son milieu de sedimentation par la pression des nappes austroalpines susjacentes en progression a été comprimée en auges de la zone pliée le long des Alpes, avec un abaissement axial entre l'Iller et le Mangfall, qui ne s'est probablement formé que dans la troisième période. Dans cette période surtout intervient la déformation de la Molasse plus récente non plissée qui prend la forme d'une grande auge parallèle aux Alpes, dont l'axe s'élève vers le sud-ouest et l'est.

---

- , , . ( ) , , , , /. /- / , . , , , , , ( ). ( ), , , . , , , , . , , oc .

---

---

Herrn Dr. Dr. h. c. Artur Roll (Tübingen) gewidmet

---

Nach einem Vortrag auf der 73. Jahrestagung der Geologischen Vereinigung in Berchtesgaden am 25. Februar 1983.     

Mineralogical criteria in the origin of marine iron-manganese nodules

In iron-manganese nodules from the floor of Pacific ocean, Baltic, White Sea and Kara Sea, iron bydroxide '-FeOOH was analysed in the laboratory. In buried ooze, reduction processes generate Fe(HCO₃)₂ which migrates into the upper part of the bottom ooze and into near bottom sea water where Fe(OH)₂ is formed. The oxidation process of Fe²⁺ to Fe³⁺, without participation of iron bacteria, leads to the topotactic transformation of Fe(OH)₂ to '-FeOOH. Marine water does not contain Fe²⁺ and cannot be a direct source of iron deposited in the nodules. Discovery of '-FeOOH in marine nodules permits the consideration that both iron and manganese were derived from the buried bottom mud, which during diagenetic processes led to the transfer of these metals in solutions and their upward migration.     

Electrical conductivity,thermopower and <Superscript>57</Superscript>Fe Mössbauer spectroscopy of aegirine (NaFeSi<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>6</Subscript>)

DC and AC electrical conductivities were measured on samples of two different crystals of the mineral aegirine (NaFeSi₂O₆) parallel () and perpendicular () to the [001] direction of the clinopyroxene structure between 200 and 600 K. Impedance spectroscopy was applied (20 Hz–1 MHz) and the bulk DC conductivity _DC was determined by extrapolating AC data to zero frequency. In both directions, the log _DC – 1/T curves bend slightly. In the high- and low-temperature limits, differential activation energies were derived for measurements [001] of E_A 0.45 and 0.35 eV, respectively, and the numbers [001] are very similar. The value of _DC [001] with _DC(300 K) 2.0 × 10^{–6 –1}cm^–1 is by a factor of 2–10 above that measured [001], depending on temperature, which means anisotropic charge transport. Below 350 K, the AC conductivity () (/2=frequency) is enhanced relative to _DC for both directions with an increasing difference for rising frequencies on lowering the temperature. An approximate power law for () is noted at higher frequencies and low temperatures with () ^s, which is frequently observed on amorphous and disordered semiconductors. Scaling of () data is possible with reference to _DC, which results in a quasi-universal curve for different temperatures. An attempt was made to discuss DC and AC results in the light of theoretical models of hopping charge transport and of a possible Fe²⁺ Fe³⁺ electron hopping mechanism. The thermopower (Seebeck effect) in the temperature range 360 K < T <770 K is negative in both directions. There is a linear – 1/T relationship above 400 K with activation energy E 0.030 eV [001] and 0.070 eV [001]. ⁵⁷Fe Mössbauer spectroscopy was applied to detect Fe²⁺ in addition to the dominating concentration of Fe³⁺.     

The Al-Fe(III)epidote miscibility gap in a metamorphic profile through the penninic series of the Tauern window,Austria

The compositional variations in epidotes, Ca₂Al₂(Fe³⁺, Al)-Si₃O₁₂(OH), from a prograde Mesozoic rock series in the Eastern Alps, Austria, are systematically related to metamorphic grade and the oxidation state of the rock. With increasing metamorphic grade the average composition of the zoned epidotes shifts to Fe³⁺-poorer compositions reflecting not only the effect of temperature and total pressure but also the concomitant decrease of the oxidation state of the rocks. Oxidized hematite-bearing assemblages are: 90 mole % Al₂FeEp (greenschists) 70 mole % Al₂FeEp (garnet amphibolites) 58 mole % Al₂FeEp (eclogites); reduced sulfidebearing assemblages are: 42 mole % Al₂FeEp (greenschists) 24 mole % Al₂FeEp (garnet amphibolites) 23 mole % Al₂FeEp (eclogites).A similar compositional evolution of the epidotes as in the spatial sequence of the samples can be observed within the single zoned crystals, reflecting the temporal changes of temperature, total pressure and oxygen fugacity during the prograde crystallization. The Fe³⁺-contents of core and rim decrease with increasing metamorphic grade and decreasing oxidation state. Generally the zoned epidotes consist of a Fe³⁺-rich core (90 to 63 mole % Al₂FeEp) and a Fe³⁺-poorer rim (55 to 23 mole % Al₂FeEp). Core and rim of the epidote crystals are separated by a compositional gap the extension of which is independent of the bulk rock composition, the oxidation state, and the mineralogical composition of the assemblages but becomes smaller with increasing metamorphic grade: 7253 mole % Al₂FeEp (low grade greenschists, 400° C) 6355 mole % Al₂FeEp (higher grade greenschists, 500° C), and 6055 mole % Al₂FeEp (garnet amphibolites, 500–550° C). At the temperature conditions of the highest grade garnet amphibolites and eclogites (550° C) the compositional gap closes at a composition of 58 mole % Al₂FeEp.The data presented thus confirm clearly the existence of an asymmetric miscibility gap in the monoclinic Al-Fe(III)-epidote solid solution series, which, for the first time, has been assumed by Strens (1964, 1965).A model is proposed that describes the prograde compositional evolution of the epidotes studied through the competing mechanisms of growth and diffusional Al-Fe³⁺ exchange and their dependence on metamorphic grade and oxidation state.     

Single-crystal X-ray diffraction study of cation distribution in MgAl<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>4</Subscript>–MgFe<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>4</Subscript> spinel solid solution

Synthesis experiments in the system MgAl₂O₄–MgFe₂O₄ [MgAl_2–xFe_xO₄ (0 x 2)] were carried out using a PbF₂ flux. The crystalline products synthesized in the compositional range of 0.6 <x 1.2 consisted of two spinel phases, whereas those synthesized in the compositional ranges of 0.0 x 0.6 and 1.2 < x 2.0 crystallized as single spinel phases. Structure refinements of the spinel single crystals, which grew in the ranges of 0.0 x 0.6 and 1.2 < x 2.0, show that the degree of randomness of cation distribution between A and B sites increases as x approaches the two-phase region. This means that the degree of the size mismatch among Mg²⁺, Fe³⁺ and Al³⁺occupying each equivalent mixing site increases as x approaches the two-phase region. Consequently, if the coexistence of two spinels observed in the intermediate compositions reveals the existence of a miscibility gap at low temperatures, this increase in the degree of the size mismatch among the three cations is suggested as a factor of energetic destabilization to form the miscibility gap.     

Polymetamorphic relations in iron ores from the Iron Quadrangle,Brazil: The correlation of oxygen isotope variations with deformation history

This study deals with the oxygen isotope composition of hematite-rich ore bodies in the Iron Quadrangle, Brazil. The area studied can be divided into two different regions: a western (W) zone of greenschist facies assemblages and an eastern (E) zone of amphibolite facies with transitions into granulite facies assemblages.The ¹⁸O values of 136 quartz-iron oxide pairs have been determined and temperatures of formation have been calculated. The ¹⁸O values of quartz vary between +6 and 20 except one value near +23, whereas the iron oxides fall between –4 and +10, with nearly 80% of the iron oxide values between –0.5 and 4.0. The regional distribution of the ¹⁸O values is as follows: in the W-region 85% of the quartz are >12, whereas in the E-region only 46% fall in this range, In contrast to quartz the iron oxides do not show any regional differences.The variation of oxygen isotope fractionations between quartz and iron oxides is obviously related to the complex deformation history of the iron ores. Samples with a primary schistosity (S₁) only represent peak metamorphic conditions. In the E-region the (S₁) high temperatures >700° C seem to correspond to orogenic events in the Archaen basement 2,700 m.y. ago. In the W-region S₁-temperatures between 460° and 560° C seem to represent peak metamorphic conditions of the Proterozoic Minas metamorphism 2,000 m.y. ago. Iron ores which have been overprinted by later deformation events are selectively reset to lower isotopic temperatures. The more closely spaced the schistosity planes the larger the extent of a temperature lowering.The genetic processes associated with these hematite-rich ore bodies appear to be sedimentary-metamorphic rather than metasomatic processes. Furthermore, there is no evidence for secondary leaching by weathering solutions.     

Das Alpen-Dinariden-Problem und die Palinspastik der südlichen Tethys

Zusammenfassung Tektonische Lage und Sedimentationsgeschichte fassen Südalpin-Ostalpininterne (subtatrische und südlichere) Karpaten und Dinariden zu einer Einheit zusammen, die einen Teil des südlichen Kontinentalrandkomplexes der Tethys gebildet hatte. Zur Rekonstruktion dieses Kontinentalrandes ist eine palinspastische, die alpinen Deformationen entzerrende Rekonstruktion nötig. Versuche in dieser Richtung zwingen zu einer neuen Analyse des Alpen-Dinariden-Problems. Ausgehend von den gro\en prÄoligozÄnen Schubweiten in den nordvergenten Alpen und Karpaten einerseits, den südvergenten Helleniden und damit wahrscheinlich auch den Dinariden andererseits gelangt man zum Schlu\, da\ aus dem heutigen tektonischen übereinander ein palÄogeographisches Nebeneinander nur durch Annahme von mindestens zwei aufeinander folgenden Bewegungsphasen von ganz verschiedener Tendenz zu bewerkstelligen ist. Vor dem UnteroligozÄn entstand der Hauptteil des nordvergenten alpinen sowie des südvergenten dinarisch-hellenischen DeckengebÄudes. Der Vergenzwechsel zwischen dem Ostende der slowakischen Karpaten bei Koice und dem Westende der innerdinarischen Einheiten bei Zagreb verlangt eine dextrale Senke-Senke-Verschiebungszone, die heute zerrissen ist. Um den Zusammenhang wiederherzustellen und gleichzeitig palinspastischen Raum zu schaffen für die Dinariden, wird eine jungtertiÄre dextrale Verschiebung von im Osten 300 km lÄngs der insubrischen Linie s. l. postuliert, deren Implikationen besonders auch in den Westalpen und an der Karpaten-Balkan-Grenze spürbar sein müssen.

---

Southern Alps, Austroalpine nappes, the internal (Subtatrid etc.) units of the Carpathians and the Dinarids, on the evidence of paleogeographic development and present tectonic relations, once belonged to neighboring parts of the southern continental margin of the Mesozoic Tethys sea. Reconstruction of this margin requires palinspastic inversion of Alpine deformations. A new look at the problems involved reveals the necessity of at least two phases of vastly differing kinematics. Before the Oligocene, ± N-S compression of several hundred kilometers built up the nappe edifices of the Alps and the internal Carpathians (with northerly vergence) as well as that of the Dinarids-Hellenids (with southerly vergence). Between the eastern end of the first system in eastern Slovakia and the western end of the second near Zagreb, there must have been a zone of dextral sink-sink strike slippage which is now disrupted. In order to account for this disruption and, at the same time, to find an empty space to palinspastically accommodate the Dinarids, an Oligocene-Neogene dextral strike-slip motion of 300 km along the Insubric fault zone is required, with considerable consequences for the western Alps as well as for the Balkan-Carpathian boundary

---

Résumé Avant l'orogénèse alpine les Alpes méridionales, les nappes austroalpines, les Carpates occidentales internes et les Dinarides faisaient ensemble partie de la marge continentale méridionale de la Tethys mésozoÏque. Cela ressort aussi bien du développement paléogéographique que des relations tectoniques actuelles. La reconstruction de cette marge, demandant l'inversion palinspastique des déformations alpines, révèle l'activité d'au moins deux phases de cinématique notablement différente. Avant l'Oligocène, une compression nord-sud de plusieurs centaines de kilomètres au minimum aboutit à former la masse principale des nappes alpines et carpatiques internes, déversées vers le nord, et celle des Dinarides et Hellénides, déversées vers le sud. Entre la limite est en Slovaquie orientale, des premières, et la limite ouest, dans la région de Zagreb, des secondes, il devait exister une zone de failles à déplacement horizontal dextral, permettant de restituer la liaison cinématique des deux systèmes. Cette zone a été rompue ultérieurement ce qui implique l'existence d'un déplacement postérieur à l'oligocène inférieur avec un rejet horizontal dextral de 300 km de long de la faille insubrienne Ce déplacement s'impose si l'on veut remettre en place les nappes dinariques dans leur cadre paléogéographique mésozoÏque. D'importantes conséquences en résultent pour le système Balkano-Carpathique de mÊme que pour l'arc des Alpes occidentales.

---

, , , , . . . , , , , , , . - . , , . , , 300 , - .

     

Isotopic composition of oxygen and hydrogen in mud-volcanic waters from Taman (Russia) and Kakhetia (Eastern Georgia)

The ¹⁸O and D values in mud-volcanic waters of the Taman Peninsula and Kakhetia vary from +0.7 to +10.0 and from –37 to –13 , respectively. These values increase as the Greater Caucasus is approached. The increase in 18O and D also positively correlates with fluid generation temperatures based on hydrochemical geothermometers. This is accompanied by changes in the chemical composition of waters, in which contents of alkali metals, HCO^– ₃ ion, and boron increase, while the content of halogen ions (Cl, Br, J) decreases. Changes in the isotopic composition of water are also accompanied by the increase of ¹³ in methane and decrease of ¹¹ B in clays. Analysis of formal models of the evolution of isotopic composition of mud-volcanic waters showed that mud volcanoes are recharged by freshened water from the Maikop paleobasin with an inferred isotopic composition of D –40 and ¹⁸ O –6. Based on this assumption, the ¹⁸O and D values observed in mud-volcanic waters can be explained not only by processes of distillation and condensation in a closed system, but also by combined processes of isotopic reequilibration in the water-illite-methane system.Translated from Litologiya i Poleznye Iskopaemye, No. 2, 2005, pp. 143–158.Original Russian Text Copyright © 2005 by Lavrushin, Dubinina, Avdeenko.     

Fluid regimes in the deformation of the Helvetic nappes,Switzerland, as inferred from stable isotope data

The stable isotope composition of veins, pressure shadows, mylonites and fault breccias in allochthonous Mesozoic carbonate cover units of the Helvetic zone show evidence for concurrent closed and open system of fluid advection at different scales in the tectonic development of the Swiss Alps. Marine carbonates are isotopically uniform, independent of metamorphic grade, where ¹³C=1.5±1.5 (1 ) and ¹⁸O=25.4±2.2 (1 ). Total variations of up to 2 in ¹³C and 1.5 in ¹⁸O occur over a cm scale. Calcite in pre- (Type I) and syntectonic (Type II) vein arrays and pressure shadows are mostly in close isotopic compliance with the matrix calcite, to within ±0.5, signifying isotopic buffering of pore fluids by host rocks during deformation, and closed system redistribution of carbonate over a cm to m scale. This is consistent with microstructural evidence for pressure solution — precipitation deformation.Type III post-tectonic veins occur throughout 5 km of structural section, extend several km to the basement, and accommodate up to 15% extension. Whereas the main population of Type III veins is isotopically undistinguishable from matrix carbonates, calcite in the largest of these veins is depleted in ¹⁸O by up to 23 but acquired comparable ¹³C values. This generation of veins involved geopressurized hydrothermal fluids at 200 to 350° C where ¹⁸O H₂O=–8 to +20, representing variable mixtures of ¹⁸O enriched pore and metamorphic fluids, with ¹⁸O depleted meteoric water. Calc-mylonites ( ¹⁸O=25 to 11) at the base of the Helvetic units, and syntectonic veins from the frontal Pennine thrust are characterized by a trend of ¹⁸O depletion relative to carbonate protoliths, due to exchange with an isotopically variable reservoir ( ¹⁸O H₂O=20 to 4). The upper limiting value corresponds to carbonate-buffered pore fluid, whereas the lower value is interpreted as ¹⁸O-depleted formation brines tectonically expelled at lithostatic pressure from the crystalline basement. Carbonate breccias in one of the large scale late normal faults exchanged with infiltrating ¹⁸O-depleted meteoric surface waters ( ¹⁸O=–8 to –10).During the main ductile Alpine deformation, individual lithological units and associated tectonic vein arrays behaved as closed systems, whereas mylonites along thrust faults acted as conduits for tectonically expelled lithostatically pressured reservoirs driven over tens of km. At the latest stages, marked by 5 to 15 km uplift and brittle deformation, low ¹⁸O meteoric surface waters penetrated to depths of several km under hydrostatic gradients.     

Diastrophisme et sédimentation dans le Bassin de PetroŞeni (Roumanie)

Résumé Les faunes de Mollusques découvertes pendant les dix dernières années, auxquelles s'ajoutent des arguments d'ordre paléoclimatique, tectonique et paléogéographique, prouvent que les dépÔts de ce bassin, que l'on attribuait à l'Oligocène et à tout le Miocène presque, appartiennent en réalité au Tortonien supérieur. La sédimentation a commencé pendant les derniers mouvements de la phase styrienne pour s'achever au début des mouvements de la phase moldave. à l'époque relativement calme qui sépare ces deux phases se sont formées les quelques 27 couches de charbon à épaisseurs, par endroit, remarquables.

---

So far the Petroeni Basin has been investigated only on a local scale without taking into account either the numerous and important advances related to the knowledge of some large areas belonging to Carpathian regions, or the evolution of the adjacent Neogene basins. The Oligocene and Aquitanian ages were assigned to these deposits by the first geologists without sufficient consideration of the palaeontological basis. These ages have been accepted for many years. The field work of the last years yielded the discovery of a rich Tortonian fauna. Palaeontological, palaeoclimatic and tectonical data suggest, for the time being, that the entire series of sediments in the basin represents a sole stage — the Tortonian. This stage cannot be considered complete but is represented only by its upper part. The assumption that all the deposits of the basin are Tortonian in age can be supported only with difficulty, but it is the only age which accounts for all geological observations. The large thickness of the deposits is considered the result of intense subsidence, during the Upper Styrian movements of ruptural character, which led to formation of a relatively small-sized graben. The exclusive presence of the Upper Tortonian tallies with the importance of the transgression which took place at the end of the Middle Miocene over large areas of the Carpathian regions.

---

Zusammenfassung Das Petroenier-Becken wurde bis heute nur in einem ganz engen Rahmen untersucht, ohne die zahlreichen und wichtigen Fortschritte über den Weidegang der Karpaten und der benachbarten neogenen Becken zu berücksichtigen. Das oligozäne und aquitanische Alter der Ablagerungen, das von den ersten Forschern postuliert wurde, ist von den meisten Geologen bis ins letzte Jahrzehnt angenommen worden. Es mangelte jedoch an einer vertieften paläontologischen Grundlage. Die reichhaltige Flora hat sich für die eindeutige Bestimmung des Alters als unzureichend erwiesen. Die fünf festgestellten lithologischen und biologischen Fazies wurden irrtümlicherweise als verschiedene Altersstufen des Oligozäns und des Miozäns betrachtet. Die Feldarbeiten im letzten Jahrzehnt haben jedoch eine reiche Molluskenfauna tortonischen Alters erbracht. Paläontologische, paläoklimatische und tektonische Ergebnisse bezeugen heute, daß die meisten Ablagerungen nur einer einzigen Stufe, nämlich dem Torton, angehören. Eine nähere Untersuchung lehrt weiter, daß auch das Torton unvollständig abgelagert wurde, da es nur durch sein letztes Drittel vertreten ist. Die letzten Ablagerungen gehören möglicherweise dem ältesten Sarmatikum an. Der Schluß über das spätmittelmiozäne Alter des ganzen Schichtkomplexes ist der einzige, welcher uns heute erlaubt, sämtliche geologischen Tatsachen zu verstehen. Die etwa 2000 m Mächtigkeit der Schichten ist die Folge einer intensiven Ablagerung in einem tiefen Einbruchsbecken während der mittelmiozänen Bewegungsphasen. Die Ablagerung der Kohlenflöze entspricht der Ruhezeit zwischen den steyerischen und den moldavischen Krustenbewegungen. Das mittelmiozäne Alter der Schichten des Beckens von Petroeni steht mit der weiten mittelmiozänen Meerestransgression in Mittelund Südosteuropa im Einklang.

---

— . , , . . , 25 , , , , .