Die Alpin-Mediterrane Metallogenese

Zusammenfassung Die ostmediterrane Erzprovinz, die Kleinasien und die Balkanhalbinsel umfaßt, ist gekennzeichnet durch die enge Bindung ihrer Lagerstätten an die sehr zahlreichen sichtbaren Zentren des alpidischen Magmatismus. In der karpatisch-alpinen Erzprovinz sind die Lagerstätten räumlich, zeitlich und stofflich mit der alpinen Kristallisationsmetamorphose verknüpft. Sie finden sich häufig an Überschiebungsflächen und ihre vorwiegende Form ist die der metasomatischen Lager. In der westmediterranen Erzprovinz, vor allem im Atlas-Gebirge, treten die Lagerstätten an steilen Brüchen und z. T. auch in flachen, selektiv verdrängten oder imprägnierten Schichten auf. Trotz dieser Unterschiede, die durch das regionale geologische Milieu erklärt werden können, zeigen die drei alpin mediterranen Erzprovinzen wichtige Gemeinsamkeiten: gleiches Alter wie der alpine Magmatismus in der ganzen Kette, Vorherrschen der Metalle Cu, Au, Fe (als Siderit) im Nordstamm und der Metalle Pb, Zn, Sb, Cr im Südstamm des Orogens und die Abwesenheit bzw. das Zurücktreten von Co, Ni, U, Sn. Die Vererzungsdichte in den drei Provinzen ist ähnlich, die Lagerstättenformen sind verschieden.

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The Eastern Mediterranean ore province covering Asia and the Balkan-countries is characterized by a direct relation of its deposits to the mostly visible centres of the alpine magmatism. In the Alpine-Carpathian province the deposits are related to the Alpine metamorphism by distribution, age and substantial composition. They frequently occur along overthrust planes and many of them are replacement bodies. The deposits in the Western-Mediterranean province, especially in the Atlas Mountains, are to be found in steep faults- and partially in flat layers being impregnated and selectivity replaced. In spite of such differences which can be understood by the regional geological environment, the three Alpine-Mediterranean metallogenetic provinces show some important common features: they are contemporaneous with the alpine magmatism in the whole belt and Cu, Au, Fe (siderite) predominate in the northern wing, while Pb, Zn, Sb, Cr do so in the southern wing. Co, Ni, U, Sn, are nearly absent. The intensity of the mineralisation in the three provinces is similar whereas the forms of the deposits are different.

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Résumé La province métallogenique de la Mediterranée Orientale qui comprend l'Anatolie et la Peninsule Balkanique, est characterisée par un rapport étroit de ses gisements avec les nombreuses centres d'un magmatisme visible. Dans la province Carpatho-alpine les gisements sont liés par space, par âge et par substance avec le métamorphisme alpin. Ils se trouvent souvent dans les surfaces de charriage et leur forme prépondérante est celle des amas de substitution. Dans la province occidentale, surtout dans la chaine de l'Atlas, les gisements apparaissent dans des failles verticales et aussi dans des couches horizontales, formées par imprégnation et substitution sélective. Malgrès ces differences, qui sont explicables par le milieu géologique regional, les trois provinces métallogeniques ont des traits communs essentiels: Contemporainité avec le magmatisme alpin dans toute la chaine, préponderance de Cu, Au, siderose dans le rameau septentrional du système orogenique, préponderance du Pb, Zn, Sb et Cr dans le rameau méridional et l'absence quasi-totale du Co, Ni, U, Sn. L'intensité de la mineralisation dans les trois provinces se resemble, mais les formes des gisements sont differents.

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Monte Senga-Senga,a domal structure in Central Moçambique

A circular structure, first recognized on aerial photographs, occurs at the northern end of the Gairezi-Barué highlands in the province of Manica e Sofala. This feature, known as Mte. Senga-Senga, was visited briefly and was found to consist of a nearly perfectly circular core of granitic gneiss of Mozambique Orogenic Belt type overlain by outward-dipping quartzites and pelites of the late-Precambrian Umkondo System. Although the structure of this feature is problematical, it might be a mantled gneiss dome. Other domes occur elsewhere in the area, but Senga-Senga which is completely encircled by the mantle rocks, and may represent a high structural level, is particularly worthy of a more detailed study.

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Zusammenfassung Eine kreisförmige Struktur wurde auf Luftbildern am Nordende des Gairezi-Barué Hochlandes in der Provinz Manica e Sofala entdeckt. Eine Kurzbegehung dieser Struktur, die als Mte. Senga-Senga bekannt ist, ergab einen nahezu kreisrunden Kern aus granitischem Gneis des Mozambique-Gebirgsgürtel-Typus, welcher von nach außen geneigten Quarziten und Peliten des oberpräkambrischen Umkondo-Systems überlagert wird.Obwohl die Struktur dieses Gebildes problematisch ist, könnte es sich um einen verdeckten Gneisdom handeln. Es gibt andere Dome in der Region, jedoch ist Senga-Senga vollständig von Deckgebirge umgeben und kann ein hohes Strukturniveau repräsentieren. Weitergehende Studien wären sehr wertvoll.

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Résumé Une structure circulaire, d'abord reconnue sur photographies aériennes, existe dans la partie nord des Monts Gairezi-Barué dans la province de Manica et Sofala. Ce fait, connu sous le nom de Mte. Senga-Senga, a été visité brièvement et consiste en un noyau presque parfaitement circulaire de gneiss granitique appartenant à la zone orogénique du Mozambique; il est recouvert de quartzites et pélites inclinés vers l'extérieur et appartenant aux Systeme de Umkondo datées du Précambrien supérieur. Bien que cette structure soit problématique on peut penser à un dôme de gneis «coiffé». D'autres dômes se trouvent à d'autres endroits dans cette région, mais Senga-Senga qui est entièrement entouré par des roches de l'enveloppe et peut représenter un niveau structural élevé, mérite une étude plus détaillée.

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Paleomagnetism and the alpine tectonics of Eurasia V: The paleomagnetism of some mesozoic and cenozoic volcanic rocks from the lebanon

A sampling of Mesozoic and Tertiary basalts in Lebanon yielded the following information:

Age	D	I	α95	Pole position	dp	dm
Upper Jurassic	95	+21	10.6	114E 2N	5.9	11.2
				66W 2S
Lower Cretaceous	122	+2	9.0	105E 25S	4.5	9.0
				75W 25N
Upper Pliocene	2	+46	7.7	169E 88N	6.3	9.8
				11W 88S

Full-size table

These results confirm and amplify earlier work by Van Dongen et al., and can be interpreted as indicating a net anticlockwise rotation of Lebanon relative to the African tectonic plate amounting to about 70° during the Late Jurassic-Pliocene interval. This could have resulted from differential movement between the African and European plates as they made way for the growing Atlantic Ocean.     

Zur Stratigraphie der Kaisberg-Schichten (oberes Namur) im Ruhr-Karbon

Zusammenfassung Die Kaisberg-Schichten des tiefsten flözführenden Ruhr-Karbons sind etwa 120 m mächtig. Sie enthalten als markantestes Schichtglied das Kaisberg-Konglomerat, das sich regional in zwei bis drei Glieder (A, B und z. T. C) teilen läßt. Lokal treten die Einheiten A und B in mehrfacher Wiederholung auf. - Die darüber liegende Schichtfolge bis zum Flöz Sengsbank enthält im oberen Teil weitere Sandstein-Bänke, die ebenfalls in Einheiten zu untergliedern sind. Entsprechendes gilt auch für den Grenzsandstein, der etwa 25 m im Liegenden des Kaisberg-Konglomerates die lithostratigraphische Grenze gegen das Flözleere bildet; wahrscheinlich handelt es sich hierbei um verschiedene Sandstein-Horizonte. Zwischen Herdecke und Wetter liegt ein Bereich, in dem in allen beobachtbaren Niveaus der Schichtfolge Veränderungen eintreten: Horizonte spalten sich auf, keilen aus, neue setzen ein usw.Mit Hilfe der Modalbestands-Analyse lassen sich die oberen und unteren Sandsteine vom Kaisberg-Konglomerat und im letzteren die genannten Einheiten A, B und C unterscheiden. Zur (lokalen) Abgrenzung der Einheiten sind Korngrößen-Untersuchungen nützlich.Die lithostratigraphische Gliederung läßt sich sedimentologisch ausdeuten; sie stimmt mit den Grundtatsachen der zyklischen Schichtung im Ruhr-Karbon überein. Die Auswertung der Schrägschichtungs-Messungen zeigt, daß das Kaisberg-Konglomerat aus Strömungszyklen aufgebaut ist, die sich im immer gleichen Sinne und Ablauf mehrfach wiederholen. Die Haupt-Strömungsrinne ist ± ost/westlich gerichtet und weiter nördlich gelegen. Zwischen Herdecke und Wetter ergießt sich ein von Süden kommender Schuttstrom in sie.Die ganze Schichtfolge enthalt 9,5–12,5, am wahrscheinlichsten 11,5 Cyclotheme, die sich als Bildungen von jeweils gleichlangen Zeiteinheiten auffassen lassen. Damit können die wichtigsten lithologischen Grenzen als Isochronen betrachtet werden, und die lithologische Gliederung erhält in ihren Hauptzügen den Rang einer orthostratigraphischen.

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The Kaisberg-formation (Upper Carboniferous, Ruhr-district) is about 120 m thick. Its most remarkable horizon is the Kaisberg-conglomerate (18–30 m), which regionally can be divided in 2–3 lithostratigraphic units (A, B and partly C). Between the Kaisberg-conglomerate and the lowest coal-measure of the Sprockhöveler Schichten (Sengsbank, Namur C) are other sandstone-layers, which can be divided too in lithologic units. The same applies to the Grenzsandstein 20–25 m below the Kaisberg-conglomerate, which is the limit to the Flözleeres (Namur A and B). - This lithologie subdivision is controlled by means of modal analysis, and partly by mechanical analysis.The lithostratigraphic subdivision corresponds with the cyclic sedimentation of the Carboniferous: the lithologic units are cyclothems respectively parts of them. The measurements of the cross bedding show, that the Kaisberg-conglomerate — with local variations — was sedimented in an E-W-striking wide channel; the correspondence with results given byWendt (1965) ist remarkable. As the lithologic subdivision of the Kaisberg-formation is conform to the cyclic sedimentation of the Carboniferous, this subdivision is an ortho-stratigraphic one.

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Résumé Dans la Ruhr du sud la couche de Kaisberg (Carbonifère productif le plus bas) est épaisse de 120 m. L'horizon le plus marquant de cette couche est le conglomérat de Kaisberg. Il est épais de 18–30 m et divisé en 2 à 3 unités lithostratigraphiques (A, B, et parfois C). Au-dessus du conglomérat de Kaisberg jusqu'à la veine la plus basse de la couche de Sprockhövel («Sengsbank», Namurien C) on trouve des bancs de grès qu'on peut diviser aussi en unités lithostratigraphiques. 20–25 m au-dessous du conglomérat de Kaisberg se trouve le Grenzsandstein qui est la limite lithostratigraphique inférieure du Carbonifère productif et également la limite entre les Namuriens C et B. Il est épais de 8 à 10 m et on peut le diviser aussi en unités lithostratigraphiques. On peut contrôler la subdivision lithostratigraphique à l'aide d'analyses de minéraux et de granulométriques.La subdivision lithostratigraphique correspond à la sédimentation cyclique du Carbonifère: les unités lithologiques sont des cyclothèmes ou des parties de cyclothèmes. Les mesurages de la stratification entrecroisée montrent que le conglomérat de Kaisberg était déposé dans un canal de l'est à l'ouest (avec des déviations locales). L'accord avec les résultats deWendt (1965) est remarquable. - Par conséquent cette subdivision lithologique est essentiellement une subdivision ortho-stratigraphique.

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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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Ressources minérales du Tchad: une revue

Chad has an area of about 1.2 million km², is located in the centreof the African continent and is not well explored. Results of importance to the local economic geology have been acquired recently, mainly during mineral exploration:

• 1. 

  i) all geological formations within Chad territory were reworked/influenced by the Pan-African Orogeny (by the end of the Proterozoic) terminating the crustal evolution of the area with most of the Chad granitoids being formed during this event;

• 2. 

  ii) The Precambrian formations are of Proterozoic age and contain volcanosedimentary series with considerable mineral potential (Au,…);

• 3. 

  iii) the vast Chad Basin (extending into neighbouring countries) has a complex structure and includes several sub-basins and troughs, whose development started during the break-up of Gondwana; they have been filled by up to 10, 000 m of sediments and petroleum and gas occur within these structures;

• 4. 

  iv) well preserved fossil remnants of an Australopithecus have been recently found in Chad; and

• 5. 

  v) large reserves of oil and vaste resources of a variety of minerals (Au, ornamental stones, marbles, diatomites, etc.) have been found.

     

Esquisse paleogeographique et structurale des chaines alpines de la Mediterranee moyenne

Résumé L'ensemble italo-dinarique est défini tant sur le plan de la paléogéographie (avec distinction des paléogéographies successivement géosynclinale, tardigéosynclinale, postgéosynclinale), de la tectonique (avec distinction des structures mises en place à la fin des périodes successivement géosynclinale, tardigéosynclinale, postgéosynclinale), du métamorphisme et du magmatisme. Chaque chaîne constitutive de l'ensemble, Dinarides d'une part, Apennin d'autre part, témoigne d'une remarquable polarité marquée par un certain nombre de gradients décroissant de l'intérieur vers l'extérieur de la chaîne (gradients tectonique, orogénique, métamorphique, magmatique) et une certaine organisation paléogéographique, tels que l'ensemble ait une symétrie centripète.A chaque occasion, le versant Sud des Alpes orientales (Alpes calcaires méridionales) est replacé dans son contexte de sorte qu'il apparaît comme l'extrémité septentrionale de l'ensemble italo-dinarique, là où les zones isopiques de celui-ci se bouclent vers le Nord. Ce bouclage adriatique des zones isopiques italo-dinariques, s'ajoutant au charriage des Alpes orientales, conduit à la mise en évidence d'un mouvement longitudinal de l'ensemble italo-dinarique par rapport à l'arc alpin.

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The Italo-Dinarien Unit shows a typical paleogeographical, structural, metamorphic and igneous development. Both members display a centripetal symmetry; tectonics, metamorphism and magmatism gradually fade from inner portions towards their marginal zones.The Southern slope of Eastern Alps (Southern Kalkalpen) form an end of the unit there, where its isopic zones are bent to the North. This Adriatic curve of those zones merging into East-Alpine nappes seems to indicate a longitudinal movement of the Italo-Dinarian Unit in relation to the Alpine Arc.

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Zusammenfassung Die italo-dinarische Einheit ist durch Paläogeographie, Tektonik, Metamorphose und Magmatismus gekennzeichnet. Sowohl der Apennin als auch die Dinariden zeigen eine bemerkenswerte Polarität, die durch den abnehmenden Grad an Tektonik, Orogenese, Metamorphose und Magmatismus vom Inneren zum Äußeren der Ketten und durch eine zentripetale Symmetrie in der paläogeographischen Anlage gegeben ist.Der Südhang der Ostalpen (südliche Kalkalpen) wirkt stets dort als nördliches Ende der italo-dinarischen Einheit, wo ihre isopischen Zonen nach Norden umbiegen. Dieses adriatische Umbiegen der isopischen italo-dinarischen Zonen, die sich den Decken der Ostalpen anfügen, führt zur Augenscheinlichkeit einer Longitudinalverschiebung der italo-dinarischen Einheit im Vergleich mit dem Alpenbogen.

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Dendritic cordierite in argillaceous hornfels from the Toki area,Gifu Prefecture,central Japan

Dendritic cordierite occurs in argillaceous hornfels from the Toki area, Gifu Prefecture, Japan. The cordierite crystal consists of c-arms elongated parallel to the c-axes and a-arms perpendicular to the c-axis. The latter arms could be divided into six kinds of untwinned a-arms with different growth directions elongated parallel to the respective a-axis and twinned a-arms elongated parallel to the (110) twin plane. A-arms branch out from c-arms or other a-arms with different growth directions and c-arms sometimes branch out from a-arms, leading to a tree-like structure. Each of the c-arms contains three kinds of domains related by a three-fold axis about the c-axis. These domains are irregularly distributed without any relation to the shape of the c-arm and the domain boundaries are of zigzag shape. This domain arrangement suggests that c-arms grew as hexagonal cordierite and were later transformed into orthorhombic cordierite. The fact that each untwinned a-arm has a fixed growth direction to its orientation suggests that the a-arms grew as an orthorhombic cordierite. From the growth directions of c- and a-arms, orthorhombic and hexagonal phases are considered to grow preferentially along the c- and a-axes, respectively. The branching of a new arm is explained by nucleation on an old arm with a different preferred growth direction. The preferential growth is discussed in terms of a significant chemical potential gradient of the cordierite component. This has been preserved in the mineral zoning observed in the matrix around the cordierite porphyroblast.     

Formation of Ni–Cu–Platinum Group Element sulfide mineralization in the Sudbury Impact Melt Sheet

Summary The Ni–Cu–Platinum Group Element (PGE) sulfide deposits of the Sudbury Structure have provided a major portion of the worlds total nickel production and their host rocks have been the subject of numerous research studies, yet a number of perplexing problems remain to be solved. On the one hand, studies seeking to explain the formation of the Sudbury Structure have now converged on a genetic model which proposes that the Main Mass and Offset Dykes of the Sudbury Igneous Complex (SIC) were produced by crystallization of an impact-generated melt sheet. On the other hand, these models have yet to be fully reconciled with the production of the very large volume of magmatic Ni, Cu, Co, and PGE-rich sulfide mineralization and the associated mafic rock types. This paper explores this problem using new precious metal data from the Main Mass and Offset Dykes. These data are used to understand the relationships between these rocks, and to provide constraints on how the Ni–Cu–PGE sulfide ore deposits fit into the geological evolution of the Sudbury Structure.In the two drill cores selected for study in this project, the Mafic Norite has 1–5 modal percent pyrrhotite plus chalcopyrite, and elevated Ni (40–1000ppm), Cu (40–1140ppm), and PGE (1.9–7.8ppb Pd, 1.8–7.3ppb Pt); this is overlain by Felsic Norite that contains pyrrhotite, and has a wide range in concentration of Ni (13–257ppm), Cu (7–328ppm), and PGE (<0.01–6.4ppb Pd, <0.01–5ppb Pt). For a similar range of MgO, the upper portion of the Felsic Norite unit has 5–10 times lower Ni and Cu abundances than within-plate basalts and local crustal rocks, and PGE abundance levels are mostly below analytical determination limits. Stratigraphic studies of other compositional profiles around the SIC demonstrate that this depletion signature of Ni, Cu, and PGE is widespread and developed not only above mineralized embayments and offsets, but also above barren sections of the lower contact of the SIC.The depletion of the upper part of the Felsic Norite in Ni, Cu and PGE is presumably due to equilibration of the magma with magmatic sulfide, and accumulation of this dense sulfide liquid. Results of modeling indicate that the parental magma giving rise to the Mafic and Felsic Norites had initial Ni and Cu contents of 210 and 110ppm, respectively. In addition, Ni, Cu and PGE tenors calculated in 100% sulfide from the Copper Cliff Offset average 13% Cu, 6% Ni, 18ppm Pd, and 19ppm Pt indicating that these sulfides had formed by fractionation from magmas that contained 310ppm Ni, 310ppm Cu, 18ppb Pd and 19ppb Pt. These values are factors of 3 to 5 higher than the Ni, Cu, Pd, and Pt contents of the Onaping Formation with average values of 55ppm Ni, 48ppm Cu, and 4.9ppb Pd as well as the marginal sulfide-poor phase of the Worthington Offset quartz diorite, which has average values of 61ppm Ni, 59ppm Cu, 2.8ppb Pd and 4.0ppb Pt. Both the Onaping Formation and the marginal quartz diorite are believed to represent the initial composition of a large component of the melt sheet. There is therefore a fundamental problem in reconciling the initial metal contents of the SIC magma as indicated by the marginal phases of the Offset dykes and that of the Onaping Formation with the composition of the SIC magma at the times of formation of the sulfides as indicated by their Ni, Cu and PGE tenors.It is proposed that because the SIC melt sheet was initially superheated with a temperature of 1700°C, it was able to dissolve 5 times as much S as it could at its liquidus temperature of 1200°C. It was also initially composed of an emulsion of mafic and felsic melts (Marsh and Zieg, 1999), which may have formed discrete magma cells. As the temperature of the melt sheet decreased, some of these magma cells became S-saturated and the resultant Ni–Cu–PGE sulfides settled downwards and on reaching magma cells lower in the melt sheet were re-dissolved thereby raising the Ni, Cu and PGE contents of the lower magma cells. It was from these enriched magma cells that precipitation of the ore-forming Ni–Cu–PGE sulfide melts eventually took place.The mineral potential of Offset and embayment structures appears to be empirically linked to the thickness of the overlying noritic rocks; for example, the most heavily mineralized embayments and Offset Dykes are located in areas where the Felsic Norite is thickest. It appears unlikely that the entire 1–3km-thick melt sheet was convectively mixing throughout its lateral extent, and so the heterogeneity in sulfide distribution was retained after crystallization and cooling.     

Wärmeleitfähigkeiten anisotroper Gesteine

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

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

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

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

     

Die Alpine Gesteinsmetamorphose am Alpenostrand

Zusammenfassung Im Semmeringfenster erscheinen tiefere unterostalpine Elemente der metamorphen Zone der Ostalpen. Der Hauptteil dieses Gebietes besteht aus metamorphen Graniten (Grobgneisen) und ihren Hüllgesteinen, vorwiegend phyllitischen Glimmerschiefern. Diese Serie trägt eine lückenhafte Decke von Metaquarziten und Karbonatgesteinen mesozoischen Alters. An der Grenze der Gneise wurden mehrere korund- und spinellführende Gesteinsvorkommen gabbroider Zusammensetzung nachgewiesen. Diese befinden sich in allen Stadien der Metamorphose zu Hornblende-Prasiniten und Gesteinen, die aus Chlorit, Chloritoid, Sericit, Albit und Granat bestehen und für die der Lokalname Eckbergit vorgeschlagen wurde. Es ist wahrscheinlich, daß die Entwicklung der Granite in diesem Gebiet das Ergebnis anatektischer Prozesse im Anschluß an die variskische Gebirgsbildung ist. Die korund- und spinellführenden Gesteine werden als Restite dieser Anatexis erklärt. Die paratektonische Kristallisation von Albit in Glimmerschiefern, von Chlorit, Glimmer und Tremolit in mesozoischen Kalken und die Metamorphose granitischer und gabbroider Gesteine weist auf eine bedeutende Rekristallisation während der alpinen Gebirgsbildung in dieser Zone hin.

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In the Semmering-fenster deeper unterostalpine elements of the metamorphic zones of the eastern alps appear. The major part of this region is built up by metamorphic granites (Grobgneise) and their country rocks, mainly phyllitic mica schists. This formation is fragmentary covered by metaquarzites and carbonatic rocks of mesozoic age. On the boundary of the gneisses several occurrences of corundum and spinel bearing gabbroid rocks have been prooved. These can be found in all stages of metamorphism to hornblende prasinites and rocks which consist of chlorite, chloritoid, sericite, albite and garnet and for which a local name Eckbergit had been introduced. It is probable that the development of granites in this area is the result of anatectic processes subsequent to variscien orogeny. The corundum and spinel bearing rocks were explained as residues of this anatexis. The paratectonic crystallisation of albite in mica schists, of mica, chlorite and tremolite in mesozoic limestones and the metamorphism of granitic and gabbroid rocks points to a broadly recrystallisation during alpine orogeny in this region.

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Résumé Dans la fenêtre du Semmering des éléments profonds «Unterostalpin» de la zone métamorphe des alpes orientales apparaissent.La plus grande partie de cette région se compose des granites métamorphiques (Grobgneise) et de leurs roches encaissantes. Ce sont surtout des mica-schistes phyllitiques. Cette formation est couverte de quarzites et de roches carbonatiques d'âge mésozoique.En bordure des gneiss on a prouvé l'apparition de plusieurs roches de composition gabbroidique contenant du corindon et du spinelle. Ceux-ci se trouvent dans toutes les phases de métamorphose en hornblende-prasinites et roches qui se composent de chlorite, chloritoide, sericite, albite et granat et pour lesquelles le terme local de Eckbergit» a été proposé.Il est probable que le développement des granites dans cette région est le résultat des processus anatectiques succedant à l'orogénèse varisque. Les roches contenant du corindon et du spinelle sont expliquées comme restes de cette anatexie.La cristallisation paratectonique d'albite dans les mica-schistes, de chlorite, de mica et de trémolite dans les calcaires mésozoiques et la métamorphose des roches granitiques et gabbroides montrent une recristallisation importante durant l'orogénèse alpine dans cette région.

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Die Schlüsselstellung des Malm-Schichtkammes der Hilsmulde in der Morphologie des nordwestdeutschen Berglandes

Zusammenfassung Der Malm der Ith-Hils-Mulde wird am. SE-Ende des Ith diskordant von Unterkreide überlagert, und im Innern der Mulde sind in einer Umgebung von Jura und Wealden Schichten des Neokom und des Tertiär erhalten, die durch Ablaugung auf dem Salzstock von Weenzen versenkt worden sind. Aus diesen Lagerungsverhältnissen ergibt sich folgende Vorstellung von der Entstehung des Malm-Schichtkammes der Ith-Hils-Mulde:Die Malm- und Wealdenschichten des Ith-Hils-Gebietes sind während ihrer Ablagerung eingemuldet worden; die Mulde ist nach Einebnung ihrer Ränder von den Schichten der marinen Kreide überlagert worden und hat bis zum Ende der Oligozänzeit unter Kreide- und Tertiärschichten gelegen. Soweit diese Schichten infolge einer nacholigozänen Hebung wieder abgetragen worden sind, wurden die Kalke des Unteren und Mittleren Malm in jungtertiärer Zeit als Schichtkamm herausgearbeitet.Der Malm-Schichtkamm der Ith-Hils-Mulde ist insofern ein Schlüssel zur Morphologie des nordwestdeutschen Berglandes, als seine morphologische Entwicklung in allen wesentlichen Phasen aus dem geologischen Befund abgeleitet werden und damit auch für andere Teile dieses Berglandes, deren geologische Überlieferung weniger vollständig ist, als Beispiel gelten kann.

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At the south-east spur of the secondary chain of mountains of the Ith situated between the valleys of the Rivers Weser and Leine the Malm of the Ith-Hils Trough is unconformably overlain by the Lower Cretaceous. In the interior of this trough, strata of the Neocomian and of the Tertiary have been preserved in a surrounding of Jurassic and Wealden. Salt dissolution and evacuation have caused these strata to subside on top of the salt dome of Weenzen. From these circumstances of stratification the following concept ensues regarding the formation of the Malm stratum ridge of the Ith-Hils Trough:During strata deposition the Malm and Wealden strata of the Ith-Hils region have been subjected to trough formation. After levelling of its rims the trough has been overlain by strata of the Cretaceous, and, until the end of the Oligocene, it had been situated underneath Cretaceous and Tertiary strata. Insofar as these latter strata have been destroyed again in consequence of a post-oligocene uplift, the limestones of the Lower and Middle Malm have been shaped out as the stratum ridge in the late Tertiary epoch.The Malm stratum ridge of the Ith-Hils Trough represents a key to the explanation of the morphological conditions of the mountainous country of north-western Germany, as the morphological development of the same can be derived from the geological findings in all its essential phases. Thereby the Malm stratum ridge of the Ith-Hils Trough can be set as a validated example for other parts of this stretch of mountainous country, whose structural aspect is less complete.

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Résumé Au contrefort sud-est de la chaîne de montagnes de l'Ith située entre les vallées des rivières Weser et Leine, le Malm (Jurassique Supérieur) du synclinal de l'Ith-Hils est couvert par le Crétacé Inférieur sous forme d'une discordance de stratification. A l'intérieur de ce synclinal des strates du Néocomien et du Tertiaire se sont conservées dans un entourage du Jurassique et du Wealdien. Au-dessus du dôme de sel de Weenzen la dissolution et l'écoulement des sels ont causé que ces strates se soient enfoncées. De ces circonstances de stratification le concept suivant s'ensuit en ce qui concerne la formation de la crête de strate du Malm du synclinal de I'Ith-Hils:Pendant le processus de stratification les strates du Malm et du Wealdien de la région de l'Ith-Hils ont subi une formation de synclinal. A la fin du processus de nivellement de ses bords le synclinal a été couvert par les strates du Crétacé (marin), et, jusqu'à la fin de l'Oligocène, il a été situé au-dessous des strates du Crétacé et du Tertiaire. En tant que ces dernières strates ont été enlevées à nouveau en conséquence d'un soulèvement post-oligocène, les calcaires des strates de Malm inférieur et moyen ont été façonnés en qualité de crête de strate à l'époque du Néogène.La crête de strate du Malm du synclinal de l'Ith-Hils représente une explication fondamentale des conditions morphologiques du pays de montagnes de l'Allemagne du nord-ouest jusqu'à un tel point que le développement morphologique de ce pays peut être dérivé des constatations géologiques de l'état récent dans toutes ses phases essentielles. De cette manière la crête de strate du Malm peut servir d'exemple corroboré à d'autres parties de cette région de pays de montagnes, dont l'aspect structurel est moins complet.

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Ith-Hilo Ith . , . : , . . . , , .

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Vortrag, gehalten auf der 58. Jahrestagung der Geologischen Vereinigung in Göttingen am 19. 2. 1968.     

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.     

Quantitative P-T paths from zoned minerals: Theory and tectonic applications

An analytical approach to the analysis of zoning profiles in minerals is presented that simultaneously accounts for all of the possible continuous reactions that may be operative in a given assemblage. The method involves deriving a system of simultaneous linear differential equations consisting of a Gibbs-Duhem equation for each phase, a set of linearly independent stoichiometric relations among the chemical potentials of phase components in the assemblage, and a set of equations describing the total differential of the slope of the tangent plane to the Gibbs free energy surface of solid solution phases. The variables are the differentials of T, P, chemical potentials of all phase components, and independent compositional terms of solid solution phases. The required input data are entropies, volumes, the compositions of coexisting phases at a reference P and T, and an expression for the curvature of the Gibbs functions for solid solution phases. Results derived are slopes of isopleths (dP/dT, dX/dT or dX/dP) which can be used to contour P-T diagrams with mineral composition.To interpret mineral zoning, T and P can be expressed as functions of n independent composition parameters, where n is the variance of the mineral assemblage. The total differentials of P and T are differential equations that can be solved by finite difference techniques using the derivatives obtained from the analytical formulation of phase equilibria.Results calculated from Zone I and Zone IV garnets of Tracy et al. (1976) indicate that Zone I garnets grew while T increased (T+72° C) and P decreased sharply (P–3 kb). Zone IV garnets zoned in response to decreasing T (T–17° C) and P (P–1 kb). A P-T path calculated for a zoned garnet from the Greinerschiefer series, western Tauern Window, Austria, also indicates growth during decompression (–3kb) and heating (T+15° C). A P-T path calculated for the Wissahickon schist (Crawford and Mark 1982) indicates growth during cooling and compression (T–25 C, P+2.2 kb). The calculated P-T paths differ according to structural environment and can be used to relate mineral growth to tectonic processes.     

Die Hochflächen-Treppe der Nordeifel und ihre Beziehungen zum Tertiär und Quartär der Niederrheinischen Bucht

The tableland of the northern Eifel consists of a whole series of levelling planations which descend like steps to the plain of the Lower Rhine or form broad terraces along the river valleys. A similar staircase structure can be seen in the Cretaceous range of the Aachener Wald. The oldest obliquely situated plateau of the Hohe Venn is a resurrected fossil peneplain which was formed before the Maastricht formation as can be proved by scanty remains of the flinty chalk (Maastricht) which still overlays this peneplain at the present time. Therefore the great elevation of the northern Eifel to heights of 2280 feet above sea-level did not follow until later than Upper Cretaceous.The indentation of this old Cretaceous peneplain presumably resulted in the formation of an older system of plateaus in Oligocene and in a system of young plateaus in Miocene which had the appearance of a staircase. These tableland systems originated in times of slight elevation in which superficial denudation must have predominated under the influence of a damp climate and intensive chemical decomposition of the rocks. During the Lower Miocene and Pliocene epochs considerable elevatory movements occurred which led occasionally to the formation of steep obsequent slopes at the edges of both systems. During the Lower Pleistocene epoch glacial conditions existed and at this time the main period of terrace formation occurred. In the course of this period there was a great gravel accumulation which was linked with lateral erosion and which, whith the aid of its valley terraces and rubble remains, can be traced as far as the foreland. A later, very marked incision of the rivers can be traced back to great elevations of land which occurred after this period. The rhythmic alternation of periods of elevation and inactivity can be seen in the morphological development of the northern Eifel. The individual periods of tableland and terrace formation can be related to corresponding sediments belonging to the Upper Tertiary and the Quaternary periods.

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Résumé Le paysage en plateaux emboîtés du Nord de l'Eifel se compose de toute une série de surfaces de nivellement qui descendent en gradins vers la plaine basse du Rhin inférieur ou constituent de larges terrasses le long des vallées fluviales. Une pareille structure en plateaux étagés est décelable dans la petite montagne crétacée du Aachener Wald. Le plus ancien haut plateau incliné des Hautes Fagnes représente une ancienne pénépleine à nouveau exhumée qui s'est formée avant le Maastrichtien comme on peut le démontrer par des restes peu abondants d'éluvions à silex (pierre à feu) qui lui servait autrefois de couverture. Le fort soulèvement du Nord de l'Eifel jusqu'à des hauteurs de 760 au dessus du niveau de la mer ne s'est produit par conséquent qu'après le crétacé supérieure.Á l'oligocène, un système plus ancien de surfaces applanies étagées et au miocène, un système de surfaces plus jeunes ont été probablement entaillés en gradins dans cette ancienne pénéplaine crétacée. Ces systèmes de plateaux emboîtés ont pris naissance à des époques de faible soulèvement, où l'érosion en surface a dû prédominer sous l'influence d'un climat humide et d'une décomposition chimique intensive de la roche. Au miocène inférieur et au pliocène ils ont chaque fois produit des mouvements de soulèvement assez forts qui ont entraîné la formation de versants à profil plus abrupt au bord des deux systèmes. Dans les conditions glaciaires, du pleistocène ancien, de l'époque des principales terrasses, il se produisit un important remblaiement de cailloutis uni à une érosion latérale et que l'on peut suivre jusque dans les parties avancées du territoire à l'aide de ses terrasses de vallées et de ses restes de cailloutis. Une forte entaille ultérieure des fleuves remonte à de vastes soulèvements de terrain postérieurs à cette époque. C'est ainsi que dans l'évolution morphologique du Nord de l'Eifel s'exprime l'alternance rythmique de périodes de soulèvement et de repos. Les différentes époques de formations de hauts plateaux étagés et de terrasses peuvent être mises en relation avec des sédiments correspondants parallèles du tertiaire supérieur et du quaternaire de la baie du Rhin inférieur.

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Crystal chemistry of igneous rock biotites

Summary A study of 304 selected biotite analyses, with 17 chemical variables (Al ^IV , Fe ^IV , Al ^VI Fe ^VI , Mg, Mn, Ti, Li, Na, K, Rb, Ca, Ba, OH, F, Cl,), was carried out using variation diagrams and statistical methods. It was our aim to verify the existence of characteristic variation patterns in the crystal chemistry of igneous biotites related to the geological setting and chemistry of the parent rocks. In the absence of a range of analyses covering the whole spectrum of igneous rocks, the biotites were grouped a priori either as volcanic (rhyolites, rhyodacites and trachyrhyolites, dacites and trachytes, andesites, trachybasalts and nephelinites) or as plutonic (granites, granodiorites, tonalites, diorites, gabbros). Variation diagrams failed to distinguish clearly between the different groups of biotites; the data overlapped considerably and were accordingly difficult to interpret. Statistical analysis, on the other hand, revealed clear chemical differences; moreover, simple statistical equations and careful coefficients were established which make it possible to evaluate the degree of discrimination between the different groups and to classify unknown biotites. The most important petrological factors affecting biotite chemistry are temperature of crystallization, rock acidity and, probably, rock alkalinity and the presence of other Fe-Mg minerals. Factors, such as/tf and , can cause more limited variations.

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Kristallchemie von Biotiten -aus magmatischen Gesteinen

Zusammenfassung Unter Berücksichtigung von 17 chemischen Variabeln wurde eine statistische und geochemische Auswertung von 304 ausgewählten chemischen Analysen von Biotiten ausgeführt, um die Existenz von charakteristischen Variationsschemata der Kristallchemie der magmatischen Biotite, im Bezug auf geologische Lage und Zusammensetzung des Gastgesteines, zu verifizieren. Da kein vollständiger Analysensatz für die gesamte magmatische Abfolge zur Verfügung war, wurden die Biotite a priori entweder als vulkanisch (Rhyolite, Rhyodacite und Trachyrhyolite, Dacite und Trachyte, Andesite, Trachybasalte und Nephelinite) oder als plutonisch (Granite, Granodiorite, Tonalite, Diorite, Gabbros) gruppiert. Variationsdiagramme allein reichen für eine scharfe Unterscheidung der verschiedenen Biotitgruppen nicht aus. Die Daten überlagerten sich teilweise, so daß jede Interpretation zweifelhaft war. Auf der anderen Seite ergaben sich scharfe chemische Unterschiede aus der statistischen Analyse, außerdem wurden einfache statistische Gleichungen und Koeffizienten, die die Ermittlung des Diskriminationsgrades zwischen verschiedenen Gruppen und die Klassifizierung der Biotite unbekannter Herkunft ermöglichten, festgesetzt. Die wichtigsten petrologischen Faktoren, die den Biotitchemismus beeinflussen, sind die Kristallisationstemperatur, die Azidität der Gesteine, und wahrscheinlich auch deren Alkalinität, und die Anwesenheit von anderen Mg-Fe-Mineralien. Faktoren wie und haben nur einen beschränkten Einfluß.

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With 8 Figures