Zum Problem der Schichtlücken im Devon der Sierra Morena (Spanien)

Zusammenfassung Im Devon der nördlichen Sierra Morena und der Sierra de San Pedro treten Schichtlücken auf, die in den untersuchten Mulden ein unterschiedliches Ausmaß erreichen. Das Mitteldevon konnte nirgends nachgewiesen werden. Das Oberdevon folgt unmittelbar über unterdevonischen oder auch silurischen Schichten. Im südlichen Arbeitsgebiet kann sogar das Oberdevon fehlen, so daß unterkarbonische Sedimente über silurischen und älteren Schichten liegen.Für das Fehlen von Oberdevon kann Schwellenbildung und damit verbundene Abtragung vermutet werden. Die Schichtlücken im Unter- und Mitteldevon der übrigen Gebiete scheinen dagegen durch Unterbrechung der Sedimentzufuhr erklärbar zu sein.

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In the Devonian of northern Sierra Morena and Sierra de San Pedro there exist stratigraphical breaks of different amount in the investigated troughs. No Middle Devonian could be found. Upper Devonian rests directly upon Lower Devonian or Silurian rocks. Due to the occasional lack of Upper Devonian in the southern area under discussion even sediments of Lower Carboniferous age may superpose Silurian and older deposits.The absence of Upper Devonian is supposed to be caused by development of ridges and their erosion. However, stratigraphical breaks during Lower and Middle Devonian in the other areas seem to be explicable by non-deposition.

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Résumé Dans les synclinals étudiés du Dévonien de la Sierra Morena septentrionale et de la Sierra de San Pedro il y a des lacunes stratigraphiques atteignant de différentes ampleurs. Dévonien moyen ne fut nulle part observé. Dévonien supérieur suit immédiatement les couches du Dévonien inférieur ou bien du Silurien. Dans le secteur méridional il y a même des lacunes stratigraphiques du Dévonien supérieur, et les sédiments du Carbonifère inférieur reposent sur le Silurien ou sur des couches plus anciennes.Il est possible qu'un soulèvement d'un paléorelief accompagné de l'érosion soit responsable de la lacune du Dévonien supérieur. Quant aux lacunes du Dévonien inférieur et moyen des autres régions elles sont plutôt à expliquer par non-déposition.

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Feldgeologische Notizen über die Becken von Baja Verapaz/Guatemala

Zusammenfassung Die Becken von Baja Verapaz/Guatemala liegen in einer alten und ausgedehnten Depression, sind aber nicht unmittelbar tektonisch bestimmt. Ihr Inhalt, bestehend aus frischen und umgelagerten Vulkaniten, sowie die Morphologie bieten Anlaß zu Überlegungen regionaler und grundsätzlicher Art.

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The basins of Baja Verapaz, Guatemala belong to an old zone of depression to be traced as far as the Puerto Rico Trough. They are not controlled, however, by actual tectonic events as to their present pattern. Their sedimentary filling made up of pumice in different stages of reworking, and besides morphology give rise to considerations in regional as well as general geology.

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Résumé Les bassins de Baja Verapaz/Guatemala sont situés dans une ancienne et vaste dépression, mais ils ne sont pas en rapport direct avec une cause tectonique. Leur contenu, formé par des roches volcaniques fraîches et remaniées, ainsi que la morphologie donnent lieu à des réflexions d'ordre régional et de principe.

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Resumen Las cuencas de Verapáz/Guatemala se encuentran dentro de una extensa depresión antigua, pero no son de inmediato origen tectónico. Su contenido, vulcanitas frescas y redepositadas, así como la morfología, dan motivo para consideración regional y por principio.

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

Metallogenetic evolution of the East Alpine Paleozoic basement

Paleo-metallogenetic sketch maps of the East Alpine area are presented for the Ordovician/Silurian, the Devonian/Lower Carboniferous, and the Upper Carboniferous/Permian. Mineralization and tectonic evolution are then discussed in the frame of a plate tectonic model compatible with recent results in Western Europe.A group of microcontinents originally dispersed in an ocean north of Gondwana, comprising in the investigated area a Bohemian, Penninic and a South/Austro-Alpine microcontinent was sutured after earlier localized orogenies to a Central European continent during the Devonian resulting from a general northward drift from the Cambrian onwards. This was followed by the development of a new destructive plate margin in the South with a northerly dipping subduction zone, enabling the consumption of the Proto-Tethys ocean. Mainland Gondwana then collided with the newly formed continent during the Carboniferous.Contrary to the generally convergent tectonic pattern most mineralizations in the South/Austro-Alpine area appear associated with crustal extension and related volcanism continuing into the Lower Carboniferous. Especially in the Upper Ordovician this conforms well with the concept of a back arc extensional cratonic basin setting. Metal zoning similar to the Andean/Cordilleran situation cannot be observed. Notably different, however, is the orogenic setting of the Penninic area during the Lower Paleozoic, with an economic scheelite-mineralization and associated trace elements reflecting mainly crustal affinities.The Upper Carboniferous calc-alcaline magmatism of the South/Austro-Alpine-Penninic area with its Cu-Pb-Zn-Ag-F mineralisation in the South and anomalous Be-Bi-F-Li-Mo-W-U contents further North displays many features of a back arc magmatic belt. The orogenetic stage is followed in the Upper Carboniferous-Permian by molasse with sandstone type U, graphite (coal) and acidic volcanism giving rise to (Ba-F-) Cu-Pb-Zn-U ores. A renewed tensional regime accompanied by marine transgression during the higher Permian produced evaporite deposits and minor epigenetic mineralization dominated by Fe in the Austro-Alpine area.

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Zusammenfassung Paläometallogenetische Skizzen des Ostalpenraumes werden für die Zeitabschnitte Ordoviz/Silur, Devon/Unterkarbon und Oberkarbon/Perm vorgestellt. Mineralisation und tektonische Entwicklung werden im Rahmen eines plattentektonischen Modelles diskutiert, welches mit neueren Ergebnissen aus dem westlichen Europa kompatibel ist:Eine Gruppe von Mikrokontinenten, welche ursprünglich in einem Ozean nördlich von Gondwana verstreut lag, und welche im hier untersuchten Bereich einen böhmischen, penninischen und süd-/ostalpinen Mikrokontinent umfaßte, driftete seit dem Kambrium nach Norden und war nach räumlich begrenzten Orogenesen im Devon zu einem Mitteleuropäischen Kontinent verschweißt. Darauf entstand südlich davon ein neuer destruktiver Plattenrand mit einer nördlich abtauchenden Subduktionszone, wodurch die Proto-Tethys konsumiert wurde. Im Karbon kollidierte schließlich die Hauptmasse Gondwanas mit dem neu gebildeten Kontinent entlang einer heute im Mediterran-Raum gelegenen Sutur.Im Gegensatz zur generell konvergenten Tektonik erscheinen die meisten Mineralisationen der Süd- und Ostalpinen Einheiten an Krustendehnung und damit auftretenden Vulkanismus gebunden, welche bis ins Unterkarbon anhielten. Besonders im Ordoviz entspricht dies gut einem back arc extensional cratonic basin. Eine metallogenetische Zonierung in Abhängigkeit vom Abtauchen einer Subduktionszone nach dem Anden/Kordilleren-Modell ist nicht zu beobachten. Davon sehr verschieden ist die orogene Situation im Penninikum während des Alt-Paläozoikums, wo die wirtschaftlich wichtige Scheelitvererzung mit ihren Begleitelementen starke Krustenaffinität anzeigt.Der oberkarbone kalkalkalische Magmatismus des Süd- und Ostalpins sowie des Pennins mit Cu-Pb-Zn-Ag-F-Mineralisation im Süden und erhöhten Be-Bi-F-Li-Mo-W-U-Ge-halten weiter nördlich hat viele Züge eines back arc magmatic belt.Dem orogenen Stadium folgte im Oberkarbon-Perm Molassesedimentation mit U-Vorkommen und Graphit (Kohle), sowie mit saurem Vulkanismus verknüpften (Ba-F-) Cu-Pb-Zn-U-Vererzungen. Erneuerte Zerrung und marine Transgression im obersten Perm führten zur Bildung von Evaporit-Lagerstätten und einer unbedeutenden epigenetischen Fe-betonten Mineralisation im Ostalpinen Raum.

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Résumé Trois esquisses paléométallogéniques de la région des Alpes orientales sont présentées pour les périodes suivantes: Ordovicien et Silurien, Dévonien et Carbonifère inférieur, Carbonifère supérieur et Permien. Sur cette base, les minéralisations respectives et l'évolution tectonique sont discutées dans le cadre d'un modèle de tectonique de plaques, lequel est compatible avec les résultats récents des recherches en Europe occidentale.Il s'agit d'un groupe de microcontinents, à l'origine dispersés dans un océan au Nord du Gondwana, comprenant les microcontinents moldanubien, penninique et austroalpin et qui dériva vers le Nord à partir du Cambrien pour se souder, après une orogenèse limitée durant le Dévonien, et former le continent de la « Paléoeurope centrale ». Ensuite s'installa, au Sud, une nouvelle marge de plaque destructive avec une zone de subduction inclinée vers le Nord, résultant dans la résorption de la Proto-Téthys. Au Carbonifère, le Gondwana entra finalement en collision avec ce continet nouvellement formé le long d'une suture aujourd'hui située dans le domaine de la Méditerranée.En opposition avec la tectonique de convergence, les minéralisation de la région sudaustroalpine sont apparemment liées à une extension de la croûte continentale accompagnée d'un volcanisme bimodal jusqu'au Carbonifère inférieur. Surtout pendant l'Ordovicien supérieur, ceci est comparable à un bassin cratonique extensionnel d'arrière-arc. Une zonation métallogénique dans la dépendance du prolongement d'une zone de subduction, semblable à la situation observée dans les cordillères occidentales des deux Amérique n'est pas évidente. Notablement différent cependant est l'environnement orogénique du Penninique au Paléozoïque inférieur, avec sa minéralisation importante de schéélite et éléments associés qui indiquent une forte affinité avec une croûte continentale.Le magmatisme calco-alcalin d'âge carbonifère supérieur du Sud-austroalpin et du Penninique, avec une minéralisation de Cu, Pb, Zn, Ag, F au Sud, et des eneurs élevées an Be, Bi, F, Li, Mo, W, U plus au Nord, présente de nombreux traits d'une zone magmatique d'un arrière-arc. Ce stade orogénique fut suivi d'une molasse avec des occurrences de U en roches gréseuses, de graphite (houille), et un volcanisme acide associé à des minéralisations de (Ba-F), Cu-Pb-Zn-U. Un nouveau régime extensionnel accompagné d'une transgression marine produisit au Permien supérieur des dépôts évaporitiques et une minéralisation épigéné tique insignifiante dominée par Fe, dans l'Austroalpin.

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/, / . , , . , - , , - , , , , . , , , . , . , , . back arc extensional cratonic basin. / . . - , u, Pb, Zn, Ag F Be, Bi, F, Li, Mo, W, U , back arc magmatic belt. / /, (, F) Cu, Pb, Zn U. .

     

Petrochemische und nomenklatorische Revision der Vulkanite des süd-ägäischen Raumes (Griechenland)

Zusammenfassung Alle einwandfreien Gesteinsanalysen der jungen Vulkanite des süd-ägäischen Raumes (insgesamt 181) wurden nach der von A.Rittmann neu entwickelten Berechnungsmethode (Rittmann-AMS) auf ihren quantitativen Mineralbestand berechnet und ausgewertet. Dabei zeigte sich, daß ein Großteil dieser Vulkanite falsch benannt ist. Der Anteil der Andesite ist wesentlich geringer als bisher angenommen. Ebenso sind keine Basalte vertreten. Der Schwerpunkt der Gesteine fällt in das Latitandesitfeld, wobei besonders stark quarzführende Typen dominieren. Ein Teil der alkalirhyolithischen bis latitandesitischen Vulkanite weist einen teilweise beträchtlichen AI-Überschuß auf, der sich im Auftreten von (errechnetem) Cordierit ausdrückt. Die Entstehung der Magmen des untersuchten Gebietes wird durch Anatexis von sialischem Material verschiedener Zusammensetzung erklärt. Dies wird durch AI-Überschuß, den ausgeprägt pazifischen Charakter, das Auftreten von exogenem Quarz und weitere Indizien gestützt. Die lokal vertretenen Vulkanite mit schwacher atlantischer und mediterraner Tendenz werden durch mäßige und lokale pneumatolytische Differentiation (Alkalizufuhr) der sialisch-anatektischen Magmen gedeutet.

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With a new calculation-method for volcanic rocks, recently developed by A.Rittmann (Rittmann-AMS), all available chemical analyses of the young volcanics of the south-aegean Sea (altogether 181) have been calculated. The evaluation proved a wrong denomination for the bulk of these volcanic rocks. More than 50% of the so-called andesites are latitandesites and dacites (nomenclatureStreckeisen, 1965). Likewise no basalts are existing in this area. The latitandesites are mostly quartz-bearing types (on an average between 10 and 15% of free quartz). Many of the alkalirhyolitic to dacitic rocks and some of the latitandesites show a considerable excess of A1₂O₃, which appears in the calculation as cordierite (up to7%). The acid volcanics are explained to have been originated by fusion of sialic material of granitic to granodioritic composition of the upper parts of the crust. The latitandesites and andesites are supposed to be derived by melting of degranitizised sialic material of lower parts of the crust. Characteristics for the sialic origin are: excess of A1₂O₃, the presence of exogenous quartz-relics, the strong calcalcaline serial index and others. In the south-aegean area locally appear volcanics with a weak atlantic or mediterranean serial character. This fact is interpreted by moderate pneumatolytic differentiation (gaseous transfer) of the sialic-anatectic magmas.

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Résumé Toutes les analyses chimiques des jeunes roches volcaniques dans la région de la mer Egée sud (en somme 181) ont été calculées et évaluées à l'aide de la nouvelle méthode de A.Rittmann (Rittmann-AMS). Alors on a constaté qu'un grand nombre des roches volcaniques avait été qualifié incorrectement. Plus de 50 pour cent des « andesites » sont latitandesites et dacites. Il n'y a pas de basaltes. La plupart des latitandesites contiennent du quartz. Beaucoup de roches alcalirhyolitiques à latitandesitiques montrent un excès considérable de Al, ce qui apparaît dans la calculation comme cordierite. On explique la formation des magmas par la fusion de différents matériels sialiques. Quelques indices soutiennent cette théorie: l'excès de Al, le caractère typiquement pacifique, la présence de quartz exogène. La présence de roches volcaniques à caractère faiblement atlantique et méditerranéen est expliquée par la différenciation pneumatolytique modérée des magmas sialiques anatectiques.

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Herrn Professor Dr. Dr. A.Rittmann zum 75. Geburtstag gewidmet     

Deformation and metamorphism at the base of the Helgeland nappe complex,northwest of Grong (Northern Norway)

Pelites, carbonate-silicate rocks and mafic rocks occurring at the base of the Helgeland nappe complex northwest of Grong (N. Norway) were subjected together with the crystalline basement to medium grade metamorphism and threefold deformation during Caledonian times.During the first act of deformation temperature increased and reached a maximum of 600–650°C at 6–7 Kb after the cessation of the first deformation event. At the peak of metamorphism granitic, aplitic and pegmatitic rocks were formed.During the second and third acts of deformation the temperature decreased to 500–400°C. Mylonites, formed during the second act of deformation, indicate that there was nappe movement from NW to SE. Simple shearing with direction of the main elongation parallel to the fold axes was associated with the second deformation. During the third deformation simple shearing also occurred. However, elongation took place oblique to the fold axes and the sense of rotation was opposite to that of the second deformation.

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Zusammenfassung An der Basis des Helgeland-Komplexes nordwestlich von Grong (Nord-Norwegen) wurden pelitische, kalksilikatische und basische Gesteine zusammen mit dem Kristallinen Grundgebirge in kaledonischer Zeit von drei aufeinanderfolgenden Faltungsakten erfaßt. Dabei herrschten amphibolitfazielle Temperaturen.Während der ersten Deformation stieg die Temperatur an. Das Maximum von 600–650°C wurde, bei einem Druck von 6–7 Kb, nach der ersten und vor der zweiten Deformation erreicht. Gleichzeitig intrudierten Granite, Aplite und Pegmatite. Während der zweiten und dritten Deformation sank die Temperatur wieder auf 500–400°C. Im Zuge des zweiten Deformationsaktes entstanden stellenweise Mylonite, die auf Deckenbewegungen von NW nach SE hindeuten. Zweite und dritte Deformation sind beide rotational, während der zweiten liegt die Hauptdehnungsrichtung parallel zu den Faltenachsen, während der dritten aber schräg zu ihnen. Der Rotationssinn der dritten Deformation ist dem der zweiten entgegengesetzt.

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Résumé En Norvège septentrionale, au NW de Grong, la base du complexe d'Helgeland composée de metapélites, de roches calc-silicatiques et de roches mafiques, et le soubassement cristallin de ce complexe ont subi ensemble trois actes de déformation successifs à des températures du faciès amphibolites, pendant les temps calédoniens.Durant le premier acte la température a monté. Le maximum de 600–650° C, sous une pression de 6–7 kbar, a été atteint après la fin de cette déformation et avant la deuxième; des roches granitiques, aplitiques et pegmatitiques se sont formées au cours de ce stade. Durant le deuxième et le troisième acte de déformation, la température diminuait à 500–400° C. Des mylonites, indiquant un transport des nappes du NW vers le SE, ont été formées au cours de la deuxième phase. Celle-ci est caractérisée par un mouvement rotatoire par cisaillement simple, l'élongation étant parallèle aux axes des plis. La troisième phase était égalément une phase de mouvements rotatoires, mais en sens opposé et avec un élongation oblique aux axes.

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( ) , - - , . . . 600– 650° 6 – 7 , . , . 500 – 400°. , . , , — . , .

     

Das Permokarbon bei Zudáñez (Bolivien) und eine Übersicht des Jungpaläozoikums im zentralen Teil der Anden

Zusammenfassung Das ostbolivianische Bergland wird von altpaläozoischen Sedimenten aufgebaut, denen stellenweise jüngere Gesteine auflagern. So ist südlich von Zudáñez (Depto. Chuquisaca) ein jungpaläozoischer Muldenrest erhalten geblieben: auf einer Sandstein-Folge des Permokarbon (450 m mächtig; kontinental im Liegenden, marin beeinflußt im Hangenden) ruhen 20 m mächtige marine Kalke des Unterperm (Formation Copacabana/Wolfcampian), die noch von einer bis zu 20 m mächtigen Silt- und Tonstein-Folge überlagert werden. Aus der Kartierung des Vorkommens, nach sedimentologischen Untersuchungen und Fossilbestimmungen ergeben sich einige neue fazielle Hinweise und paläogeographische Ansätze.In einer Übersicht werden alle bisher bekannten Vorkommen von Jungpaläozoikum im zentralen Teil der Anden (zwischen 13° und 24° südlicher Breite) zusammengestellt und verglichen. Die Reichweite der karbonischen Gondwana-Eisbedeckung nach Westen sowie die Ostgrenze des marinen Ablagerungsraumes zur Permzeit werden diskutiert.

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The Eastern Cordillera of Bolivia is composed of Early Paleozoic sedimentary rocks, which locally are overlain by younger ones. South of Zudáñez (Depto. Chuquisaca) a Late Paleozoic syncline has been preserved which consists of the following units: 1. At the base, sandstones of Permo-Carboniferous age (450 m), of which the lower portion exhibits terrestrial, and the upper portion marine characteristics; 2. marine carbonates (20 m) of Early Permian age (Copacabana Formation of Wolfcampian age); 3. siltstones and shales (up to 20 m). On the basis of field work as well as sedimentological and paleontological investigations new concepts on facies distributions and paleogeography of this area have been developed.The sequences of Early Paleozoic sedimentary rocks known from the central part of the Andes (13°-24° S) are presented in a synopsis and compared. The westward extent of the Carboniferous Gondwana glaciation and the eastern boundary of the Permian basin of marine deposition are discussed.

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Resumen Las cordilleras orientales de Bolivia están constituidas por rocas del Paleozóico Inferior las que en algunas áreas están cubiertas por estratos más modernos. Así se ha mantenido en el sur de Zudáñez (Depto. Chuquisaca) un sinclinal rudimentario de sedimentos del Paleozóico Superior con la siguiente seccion estratigráfica: (1) areniscas permo-carboníferas de unos 450 mts. de espesor en la base (en las partes inferiores terrestres, en las superiores marinas); (2) carbonatos fosilíferos marinos del Pérmico Inferior (Formación Copacabana de la edad wolfcampiana) con un espesor de 20 mts. aproximadamente; (3) siltitas y lutitas pérmicas, hasta 20 mts. de espesor. Las investigaciones del campo, los datos sedimentológicos y paleontológicos suministraron algunas nuevas informaciones respecto a la fácies y a la paleogeografía de esta región.Presenta una sinopsis comparando todas las secuencias rocosas del Paleozóico Superior de la parte central de los Andes (entre los grados 13 y 24 de latitud sur). Se trata de los límites occidentales de la glaciación gondwánica del Carbonífero y el alcance oriental de los depósitos marinos del Pérmico.

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- , . Zudáñez ( Chuquisaca) - : ( 450 : , ) , 20 ( Copacabana/Wolfcampian), 20 . , . ( 10° 24° ). , .

     

Trondhjemites in the Badajoz-Cordoba belt,Sw Spain. Geochemical interpretations and geological implications

Several banded bodies of the Valencia de las Torres Formation in the Azuaga Group (Badajoz-Cordoba axis) are defined as trondhjemites. Principal component analysis of major elements shows that the chemical variability of the samples is compatible with a single differentiation process. Systematic study of their petrography and chemistry points to trondhjemite-tonalite series belonging to high grade metamorphic belts and their generation is postulated as being due to partial melting of a tholeite in a subduction zone, for which a hercynian age is suggested.

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Zusammenfassung Mehrere gebänderte Gesteinskörper innerhalb der Valencia de las Torres-Formation der Azuaga Gruppe (Badajoz-Cordoba-Achse) werden als Trondheimite interpretiert. Eine chemische Analyse der wichtigsten Elemente der Proben bestätigt, daß die Variabilität im Chemismus mit einem einzigen Differentiationsvorgang erklärbar ist. Die systematische petrographische und chemische Analyse deutet auf eine Trondheimite-Tonalität Abfolge, die hochmetamorphen Gürteln zugeordnet wird. Ihre Entstehung wird auf teilweises Schmelzen eines Tholeites in einer Subduktionszone herzynischen Alters zurückgeführt.

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Résumén Diversos cuerpos bandeados de la Formación Valencia de las Torres en el Grupo de Azuaga (Eje Badajoz-Córdoba) se definen como trondhjemitas. Del Anâlisis de Componentes Principales sobre elementos mayores se desprende que la variabilidad química de las muestras es compatible con un sólo proceso de diferenciación. El estudio sistemâtico de sus caracteres petrográficos y químicos pone de manifiesto su relación con series trondhjemítico-tonalíticas propias de cinturones metamórficos de alto grado y, coherentemente, se postula su generación por fusión parcial de una tholeta en una zona de subducción, para la cual, de acuerdo con los datos geocronológicos disponibles se sugiere una edad hercínica.

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Valencia de la Torres Azuaga ( Badajoz-Cordoba) , . , . , , , - . .

     

The evolution of the Western Ligurian Flysch Units and the role of mud diapirism in ancient accretionary prisms (Maritime Alps,Northwestern Italy)

The Western Ligurian Flysch Units represent an Upper Cretaceous to Paleogene accretionary prism overthrust onto the paleo-European continental margin during the collisional stages of the Alpine orogeny (Eocene). Their precollisional evolution has been reconsidered according to the data collected through extensive field mapping, the study of lowgrade metamorphism and by considering more strictly the processes documented in modern convergent zones.The proposed model involves chaotic facies produced by the flow of muddy sediments along decollement surfaces (diapiric melange) with the growth of mud volcanoes into an accreting wedge progressively shifting toward the European continental margin.

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Zusammenfassung Der westliche Ligurische Flysch repräsentiert die Entwicklung eines Akkretionskeiles während des Kreide-Paleogens, das auf den europäischen Kontinentalrand während der Kollisionsphase der alpidischen Orogenese (Eozän) überschoben wurde. Die Entwicklung vor der Kollision wird neu gedeutet auf der Basis ausgedehnter geologischer Felduntersuchungen, dem Studium der niedrig gradigen Metamorphose und anhand von Vergleichen mit heutigen konvergenten Zonen.Das vorgeschlagene Modell interpretiert das Erscheinen der chaotischen Fazies als Diapirismus von nur teilweise verfestigten Sedimenten und deren Umlagerung nahe Diskontinuitätsflächen im Inneren eines Akkretionprismas, das in Richtung des europäischen Kontinents wandert.

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Résumé Les flyschs de la Ligurie occidentale représentent un prisme d'accrétion du Crétacé-Paléogène charrié sur la marge continentale européenne pendant les phases de collision de l'orogenèse alpine (Eocène). Leur évolution anté-collision est reconsidérée sur la base de nouvelles données provenant du levé de terrain d'une vaste région, de l'étude du métamorphisme de degré faible et de l'application plus rigoureuse des enseignements fournis par les zones de convergence actuelles.Le modèle proposé envisage la production de facies à texture chaotique par flux diapirique de sédiments non consolidés le long de surfaces de décollement, à l'intérieur d'un prisme d'accrétion qui migre progressivement vers la marge continentale européenne.

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

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

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

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

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Continental drift: What driving mechanism?

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

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

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

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Probleme der Gliederung präkambrischer,phyllitisch metamorpher Gesteinskomplexe im Hedjaz,Saudi-Arabien

Zusammenfassung Es wird ein kurzer Überblick über den komplexen Gesteinsbestand eines Gebietes im arabischen Grundgebirge des südlichen Hedjaz gegeben. Es zeigte sich, daß die tektonischen, stark überprägten und metamorphen Serien heute noch nicht in das Schema der in der Literatur genannten Serien eingebaut werden können. Diese scheinen sowohl hinsichtlich ihres stofflichen Bestandes wie auch des Zusammenhanges ihrer strukturellen und metamorphen Prägung noch zu wenig gekennzeichnet zu sein.Die im Grundgebirge weit verbreiteten Seitenverschiebungen werden kurz beschrieben und ihr Alter als wahrscheinlich spät-präkambrisch aufgefaßt.

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The paper gives a general view of the different rock series occurring in a mapped area of the basement complex in the southern Hedjaz. The predominant masses of strongly tectonized and epimetamorphic series cannot be correlated with some series, which are named already in the literature of Arabia. These latter series seem defined not sufficiently in their composition and in the relation to their structural and metamorphic development.The wrench movements, wide spread in the Arabian basement, are briefly described and defined as being probably late-precambrian.

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Résumé L'auteur donne un bref aperçu de la composition géologique complexe d'une région du soubassement arabe de l'Hedjaz du Sud. Il s'est avéré qu'à l'heure actuelle les séries fortement tectonisées et métamorphiques ne peuvent encore être intégrées au schéma des séries mentionnées par la littérature. Ces séries semblent être encore trop peu caractérisées en ce qui concerne leur composition ainsi que le rapport entre leurs caractéristiques structurelles et métamorphiques.Les failles horizontales de décrochement, qui sont très répandues dans le soubassement, sont décrites brièvement et définies comme datant probablement de la fin de l'antécambrien.

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Evolution of a tertiary volcanogenic trough in SW Turkey — The Alakaya basins of the Lycien belt

Field study of several stratigraphic sections from allochthonous thrust fault slices of SW Turkey reveal that a deeply subsiding volcanogenic trough, the Alakaya basin existed during Paleocene-Middle Eocene times along the Lycian belt. The Alakaya basin was located along a tectonically active zone of weakness between two relatively stable tectonic terrains, the Menderes massif to the northwest and the Beydaglari continental platform to the southeast. The basin was underlain by continental substratum. All known outcrops of the Alakaya sediments overlie platform carbonates of Cretaceous age that correlate with the Beydaglari shelf sediments. The generation of the volcanogenic Alakaya basin reflects a tensional period that culminated in Middle Eocene when basic volcanic activity took place. The tensional stage was replaced by a compressional regime in Late Eocene and large scale overthrust faulting took place. The Alakaya basin was closed when the Tefenni nappe from the north was emplaced on its sediments in Late Eocene. The Alakaya sediments overlying the Tefenni nappe and underlying the Cretaceous platform carbonates moved southeastward over a hundred kilometers onto the autochthonous sediments of the Beydaglari terrain in Miocene time. The Alakaya basin is analogous to the Maden basin of SE Turkey thrust fault belt. Both basins were located along tectonically active belts. The main stage of basin subsidence and volcanism was in Middle Eocene. Closure of both basins by large scale thrust faulting was in Late Eocene. The creation and destruction of the volcanogenic Alakaya basin may be related to the regional adjustments in plate motions in Paleocene-Eocene times.

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Zusammenfassung Geländestudien einiger stratigraphischer Profile von allochthonen Überschiebungspaketen in der SW Türkei zeigen, daß ein tief abgesunkener vulkanogener Trog, das Alakaya Becken, während des Paläozäns und Mittel Eozäns entlang der Lyzischen Zone bestand. Das Alakaya Becken lag innerhalb einer tektonisch aktiven Schwächezone zwischen zwei relativ stabilen tektonischen Terrains, dem Menderes Massiv im NW und der Beydaglari Kontinentalplattform im SE. Das Becken besaß eine kontinentale Unterlage. Alle bekannten Aufschlüsse mit Alakaya Sedimenten lagern über kretazischen Plattformkarbonaten, die sich mit den Beydaglaria Schelfsedimenten korrelieren lassen. Die Entwicklung des vulkanogenen Alakaya Bekkens spiegelt eine Spannungsperiode wieder, die im Mittel Eozän mit basischem Vulkanismus kulminierte. Diese Periode der Zugspannung wurde im späten Eozän von einer kompressiven Beanspruchung abgelöst, welche zu großmaßstäblichen Überschiebungen führte. Das Alakaya Becken wurde geschlossen, als auf Grund der späteozänen Platznahme die aus dem Norden stammende Tefenni Decke auf deren Sedimenten zu liegen kam. Die Alakaya Sedimente zusammen mit der überlagernden Tefenni Decke und den unterlagernden kretazischen Plattformkarbonaten wurden während des Miozäns über einhundert Kilometer südostwärts auf die autochthonen Sedimente des Beydaglari Terrains überschoben. Das Alakaya Becken ist ein Analogon zu dem Maden Becken der SE Türkischen Überschiebungszone. Beide Becken lagen entlang tektonisch aktiver Zonen. Während des Mittel Miozäns war das Hauptstadium der Beckensubsidenz und des Vulkanismus. Das Schließen der Becken mittels großmaßstäblicher Überschiebung fand in beiden Fällen im späten Eozän statt. Die Bildung und der Zerfall des vulkanogenen Alakaya Beckens scheint mit den regionalen Anpassungen an die Plattenbewegung während des Paläozäns und Eozäns verbunden zu sein.

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Résumé L'étude de terrain de plusieurs coupes stratigraphiques dans les lames charriées de l'allochtone du sud-ouest de la Turquie révèle l'existence, du Paléocène à l'Eocène moyen, d'une fosse volcanogénique fortement subsidente: le bassin d'Alakaya, situé le long de la chaîne lycienne. Ce bassin d'Alakaya s'est localisé le long d'une zone de faiblesse tectoniquement active, entre deux blocs relativement stables: le massif de Menderes au nord-ouest et la plate-forme continentale de Beydaglari au sud-est. Le bassin repose sur un substratum continental. Dans tous les affleurements connus, les sédiments d'Alakaya surmontent des carbonates de plateforme d'âge Crétacé, corrélables aux sédiments de shelf de Beydaglari. La genèse du bassin volcanogène d'Alakaya reflète une période d'extension dont le maximum se situe à l'Eocène moyen, lors de l'apparition d'une activité volcanique basique. A la phase distensive a succédé, à l'Eocène supérieur, un régime compressif marqué par des charriages de grande échelle. Le bassin d'Alakaya était fermé au moment où la nappe de Tefenni, venant du nord, s'est mise en place sur ses sédiments, à l'Eocène supérieur. Au Miocène, l'ensemble formé par la plate-forme carbonatée crétacée sous-jacente, les sédiments dAlakaya et la nappe de Tefenni surincombante a été transporté d'une centaine de km vers le sud-est sur les sédiments autochtones de Beydaglari. Le bassin d'Alakaya est analogue au bassin de Maden de la ceinture charriée du sud-est de la Turquie. Tous deux se sont localisés le long de zônes tectoniques actives. Leur phase culminante de subsidence et de volcanisme se situe à l'Eocène moyen. Dans les deux cas, les bassins ont été formés à l'Eocène supérieur par un charriage à grande échelle. La formation et la destruction du bassin d'Alakaya semblent pouvoir être rattachées aux ajustements régionaux dans les mouvements des plaques au Paléocène-Eocène.

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Problémes du Crétacé inférieur dans les Pyrénées et le Nord de l'Espagne

Résumé A travers les publications récentes, on recherche les faits importants ou les orientations nouvelles pour la stratigraphie du Crétacé inférieur.Le Jurassique terminal (post-callovien) a été marqué par une extension considérable des surfaces émergées. C'est le départ d'une paléogéographie d'un style nouveau. On voit désormais un conflit quasi permanent entre une sédimentation terrigène, argilo-sableuse, et une sédimentation thalassogène essentiellement calcaire. La première est fortement dépendante des conditions locales. La seconde, identique à elle-même pendant de longues durées dans tout le domaine méditerranéen, exprime de véritables constantes mésogéennes: calcaires à Rudistes, séries à Orbitolines...Dans le déroulement historique, une sédimentation assez calme mais variée, lacustre, saumâtre ou même marine, a précédé en divers points la décharge terrigène massive du classique «Wealdien» gréseux. Ailleurs la découverte de Néocomien marin modifie les conceptions sur la transgression aptienne. Enfin l'épisode détritique, albien, des couches d'Utrillas, apparaît comme un phénomène de vaste extension; une variation climatique pourrait en être la cause. Pour chacune de ces étapes cependant, il reste encore beaucoup à apprendre; ne serait-ce que pour obtenir des datations et des corrélations plus sûres.

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Through recent publications, the major facts or new trends in the stratigraphy of lower Cretaceous are examined.A considerable extension of emerged areas marks the Upper Jurassic (Post-Callovian). A new paleogeography is thus starting. Henceforth terrigenous deposits (clay and sand) are almost continuously conflicting with a mostly calcareous marine sedimentation. The former are highly dependent on local conditions; the latter, unchanging over long periods in all the Mediterranean areas, is the result of really uniform geographical factors: e.g. Rudist limestones, Orbitolina series.In the course of time, a rather quiet but varied sedimentation (lacustrian, brackish or even marine) precedes, in different places, the dumping of huge quantities of Wealden sandstones. Elsewhere the discovery of marine Neocomian changes our views on the aptien transgression. Lastly the detrital albian occurrence of Utrillas beds seems to be widely spread. A climatic change might be responsible for it.

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Zusammenfassung Es werden die Ergebnisse von Stratigraphie und Paläogeographie der Unterkreide zusammengefaßt. Das Ende des Juras (Post-Callovien) ist durch eine große Emersion gekennzeichnet. Die Unterkreide besteht aus einem Wechsel von lokalen terrestrischen (Sande und Tone) und ausgedehnten marinen Ablagerungen (Rudistenkalke, Orbitolina-Serien). Für die Änderung der Sedimentationsverhältnisse wird ein Klimawechsel verantwortlich gemacht.

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Major-element composition of the Åmål granitoids and possible constraints on the growth of the Baltic Shield

The Åmål granitoids in southwest Scandinavia form a calc-alkaline group. Based on 71 major-element analyses their chemical range seems to be constrained to less evolved and somewhat less aluminous compositions than the Svecokarelian synkinematic granitoids. The Åmål granitoids occur in three occurrence types: rather homogeneous massifs, intermingled with other rocks, and as bands in banded gneiss complexes. No statistically confident difference in chemical composition can be proved as a function of occurrence type. The K/K+Na-ratio increases somewhat towards the former Baltic continent. Some of the possible interpretations of this observation are discussed. Most of the chemical variation is due to magmatic differentiation, the mentioned K-Na variation is the most important additional variable. A discussion of geological, isotopic, and paleomagnetic data to the background of ideas on Earth development suggests a nonactualistic model for the generation of the granitoids.

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Zusammenfassung Die südwestskandinavischen Åmål Granitoide stellen eine typische kalkalkalische Reihe dar. Das Resultat von 71 Hauptelementeanalysen ergibt einen Variationsbereich, der im Vergleich mit den svekokarelischen synkinematischen Granitoiden weniger differenziert erscheint. Sie sind im Vergleich mit diesen Gesteinen auch aluminiumärmer. Die Åmål-Granitoide kommen in mehr oder weniger homogenen Massiven vor, aber auch mit anderen Gesteinen vermischt oder als Glieder von Bändergneisen. Es ist nicht möglich, eine statistische Differenz als Funktion des Vorkommens nachzuweisen. Das K/K + Na-Verhältnis erhöht sich etwas gegen den älteren Baltischen Kontinent. Die chemische Variation beruht hauptsächlich auf Differentiation, die genannten K-Na-Variationen sind die wesentlichsten Zusatzvariablen. Eine Diskussion der geologischen, isotopenchemischen und paleomagnetischen Daten im Rahmen der Entwicklung der Erdkruste führt zu einem nichtaktualistischen Modell der Granitoidgenese. Das Modell wird hier nicht weiter erörtert.

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Résumé Les granitoïdes d'Åmål, dans le Sud-Ouest de la Scandinavie, constituent une série calco-alcaline typique. 71 analyses chimiques portant sur les éléments majeurs montrent que l'ampleur de leur variation est moins différenciée que celle des «granitoïdes syncinématiques svécokaréliens»; ils sont aussi plus pauvres en aluminium que ces derniers. Les granitoïdes d'Åmål se présentent en massifs plus ou moins homogènes, et aussi mélangés à d'autres roches ou comme composants des gneiss rubanés. Il n'est pas possible de faire apparaître statitisquement une différence en fonction de leur occurrence. Le rapport K/K+Na croît vers l'ancien continent baltique. Il est possible d'interpréter l'observation de façons différentes. La différenciation explique la majeure partie de la variation chimique; les variations K/Na mentionnées sont les autres variables principales. Les résultats sont discutés dans le cadre des données géologiques, de la chimie des isotopes, et du paléomagnétisme sur la base du développement de l'écorce terrestre, ce qui conduit, pour la genèse des granitöïdes, à un modèle de type non actualiste.

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Åmål - . 71 , « ». . Åmål , , , . , . / + Na . . . . K-Na . , - .

     

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

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

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

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

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New petrochemical data of volcanites from the Island of Pantelleria (Channel of Sicily)

The author presents 32 new analyses of volcanites from Pantelleria and draws some magmatological and geochemical conclusions.

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Zusammenfassung Der Autor gibt 32 neue Analysen von Vulkaniten von Pantelleria bekannt und zieht daraus einige magmatologische und geochemische Schlußfolgerungen.

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Résumé L'auteur présente 32 analyses nouvelles de roches volcaniques de l'île de Pantelleria et en tire des conclusions d'ordre magmatologique et géochimique.

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Riassunto Nella presente nota, l'Autore riporta 32 nuove analisi di vulcaniti di Pantelleria traendone delle conclusioni di carattere magmatologico e geochimico.

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32 Pantelleria. , .

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Dedicated to Professor Dr. A.Rittmann on the occasion of his 75. birthday     

Convection experiments and the driving mechanism

The problem of mantle convection is discussed in light of laboratory and numerical experiments. Since Wegener's time our knowledge of earth behaviour has increased, so that we are in a better position to explain continental drift. The explanation of this phenomenon must inevitably include mantle convection. The problem has three aspects: the physical laws, the boundary conditions, and the material. We find that a likely model is high-Rayleigh number convection in a medium of temperature, pressure, and stress-dependent rheology; in this model we expect a strong and heavy upper thermal boundary layer and a fluid and light lower boundary layer. The upper one consists of the lithospheric plates which highly organize the large-scale circulation, while the lower one at the core-mantle boundary becomes unstable in the form of diapirs, plumes, or blobs in a fashion rather independent of the large-scale circulation. This model has the potential of reconciling the conflicting views of horizontal and vertical tectonics.

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Zusammenfassung Das Problem der Mantelkonvektion wird im Lichte neuer Laboratoriums- und Computerexperimente diskutiert. Seit Wegener haben wir über das Verhalten des Erdkörpers manches hinzugelernt, so daß wir bessere Aussichten haben, die Kontinentalverschiebung zu erklären. Die Erklärung muß den Aspekt der Konvektion einschließen, ihre Form ist jedoch noch offen. Das Problem ist ein dreifaches: es umfaßt die Lösung physikalischer Gleichungen, es beinhaltet unzureichend bekannte Randbedingungen, und es schließt die von der Lösung beeinflußten — nicht a priori vorhersagbaren — Materialeigenschaften mit ein. Ein heute wahrscheinliches Modell ist Konvektion bei hoher Rayleigh-Zahl in einem Medium mit temperatur-, druck- und spannungsabhängiger Rheologie. Es sind thermische Grenzschichten zu erwarten, deren obere durch die kalten hochviskosen bzw. festen und schweren Lithosphärenplatten gebildet wird, während die untere an der Kern-Mantel-Grenze heiß, flüssig und leicht ist. Die Platten sind gravitativ instabil und üben einen stark ordnenden Einfluß auf die großräumige Mantelströmung aus. Die untere Grenzschicht ist ebenfalls instabil und hat die Tendenz, die großräumige Zirkulation diapirartig zu durchbrechen. Durch dieses Modell kann der Konflikt zwischen Horizontal- und Vertikaltektonik gelöst werden.

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Résumé Le probléme de la convection du manteau est discuté à la lumière de nouvelles expériences de laboratoire et à l'ordinateur. Depuis Wegener nous avons appris bien des choses sur le comportement du corps terrestre ce qui nous donne de meilleurs vues pour expliquer le déplacement des continents. L'explication doit comporter l'aspect de la convection, dont la forme reste encore ouverte. Le problème est triple: il comporte la solution d'équations physiques, il implique les conditions à la limite qui ne sont pas assez connues, ainsi que les proprietés des matériaux, qui, non prévisibles a priori, sont influencées par les solutions. Un modèle probable est la convection, dans le cas d'un nombre de Rayleigh élevé, dans un milieu à rhéologie dépendant de la température, de la pression et de la tension. Il faut s áttendre à l'existence de couches-limites thermiques, dont la supérieure consiste dans les plaques lithosphériques froides et denses, visqueuses, voire «consolidées», tandis que l'inférieure, située à la limite du manteau et du noyau, est chaude, liquide et légère. Les plaques sont instables et exercent une forte influence dans l'ordonnance à grande échelle des courants du manteau. La couche limite inférieure est également instable et possède la tendance de pénétrer diapiriquement dans cette grande circulation. Ce modèle donne la possiblité de régler le conflit entre la tectonique horizontale et verticale.

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Ist der Fischfluß-Cañon in Südwestafrika (Namibia) durch eine Grabenstruktur vorgezeichnet?

Zusammenfassung Der Cañon, in welchem der Fischfluß verläuft, folgt einer Bruchstruktur, die kein einfacher Graben ist, sondern von Aufschiebungen statt von Abschiebungen begrenzt wird. Hinzu kommen auf beiden Seiten des Flußverlaufs große Flexurfalten, vermutlich durchgepauste Aufschiebungen. Das hat zur Bildung eines Rampgrabens geführt. Diese Einengungstektonik paßt nicht ohne weiteres zu der Vorstellung eines zerdrifteten Gondwana-Landes, das im Sinne von A.Wegener in Einzelkontinente zerrissen ist.

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The canyon of the Fischfluss follows a fracture zone, which is not a normal graben as often is supposed. The so called Fisch River Graben has been formed by overtthrusting fractures instead of normal faults on both sides of the graben. Besides there exist folding structures (flexure-folds) on both sides of the graben. Theses compression structures have formed a Ramp-Graben, which was firstly discribed by B.Willis (1928). Theses compression structures do not agree with A.Wegeners hypothesis of the old Gondwana continents destruction by drifting and tension, by which the old African block broke up into the African and the American block.

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Résumé Le cañon du Fischfluss suit une zone de fractures qui n'est pas un graben normal ainsi qu'on l'a souvent supposé; elle est limitée, non par des failles d'affaissement, mais par des chevauchements. En outre viennent, sur les deux côtés du cours de la rivière, de grands plis-flexures, espéces de chevauchements refoulant le scole cristallin sous les sédiments plissés. Il s'agit d'un «Rampgraben», (= fossé poussé) qui est le résultat d'une tectonique de resserrement. Celle-ci ne répond pas à l'idée d'un continent de Gondwana qui, fissuré et dérivant, s'est subdivisé en continents isolés, selon l'hypothèse de A.Wegener.

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Magnetfeldanomalien in der Eifel

The magnetic anomalies over the Laach volcanics and in adjacent areas were interpreted by comparison with the fields of three-dimensional model bodies. In addition to an aeromagnetic survey, magnetic measurements were carried out on the ground and in the laboratory. Most of the model bodies in the Laach volcanic field require a thickness adjustment of only a few tens of meters to achieve a correlation of the magnetic model fields with the anomalies detected at ground level or at flight altitude.The three-dimensional model calculations did not yield any evidence for the existence of a deep-seated body which might be interpreted as a remnant magma chamber from which magma was explosively extruded during the eruption of the Laacher See volcano.The extensive positive magnetic anomaly near Ahrweiler is interpreted as being caused by a magnetized tabular body located at a depth of 8 km.The sharp bend of the isolines in the northeastern part of the Ahrweiler anomaly is a possible indication of the existence of magnetic rock at a maximum depth of 3–4 km. However, the rock need not necessarily occur in the form of a discrete body. The longitudinal axis of the model body lies on the line connecting the Siebengebirge with the Laach volcanic area.Two model body configurations have been developed for the magnetic anomaly near Kelberg. One of them consists of an upper part corresponding to the magma chamber of the Tertiary volcanics of the Hocheifel (high Eifel), and a lower part that can be regarded as a southern extension of the deep-seated body which is probably the source of the Ahrweiler anomaly. The other configuration represents a magnetized zone formed by thermal metamorphism due to an underlying plutonic body or by magma differentiation, possibly during the Paleozoic.

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Zusammenfassung Die Magnetfeldanomalien im Raum der Laacher Vulkanite und deren Umgebung wurden durch Vergleich mit den Feldern von dreidimensionalen Modellkörpern interpretiert. Dazu wurden außer der aeromagnetischen Vermessung auch ergänzende Magnetfeldmessungen am Boden sowie gesteinsmagnetische Messungen herangezogen. Für die Mehrzahl der Modellkörper im Laacher Vulkanfeld reicht eine Mächtigkeit von einigen Zehnermetern aus, um die magnetischen Modellfelder den gemessenen Anomalien in Boden- und Flugniveau anzugleichen.Die dreidimensionalen Modellrechnungen haben keinen Hinweis auf die Existenz eines tiefreichenden Körpers ergeben, der als Restkörper einer Magmenkammer, die bei der Eruption des Laacher Sees z. T. ausgeblasen wurde, gedeutet werden könnte.Der weiträumigen magnetisch positiven Anomalie bei Ahrweiler wird eine magnetisierte Platte in ca. 8 km Tiefe zugeordnet.In der engräumigen Krümmung der Isolinien im NE-Teil der Ahrweiler-Anomalie deutet sich magnetisches Gestein in maximal 3–4 km Tiefe an, das aber nicht unbedingt als ein kompakter Körper vorliegen muß. Die Längsachse des betreffenden Modellkörpers liegt in der Verbindungslinie von Siebengebirge und Laacher Vulkangebiet.Fur die magnetische Anomalie bei Kelberg sind zwei Modellkörperkonfigurationen erarbeitet worden — die eine besteht aus einem oberen Modellkörper, welcher der Magmenkammer des tertiären Hocheifelvulkanismus entspricht und aus einem unteren Körper, der als Erweiterung nach Süden des für die Ahrweiler-Anomalie angenommenen tiefen Körpers betrachtet werden kann. Die andere Konfiguration stellt eine magnetisierte Zone dar, die durch thermischen Kontakt mit einem darunterliegenden plutonischen Körper oder auch durch Magmendifferenzierung, möglicherweise im Paläozoikum, entstanden ist.

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Résumé Les anomalies magnétiques dans les volcanites du Laacher See et dans les régions avoisinantes ont été interprétées par comparaison avec les champs qu'engendreraient des corps-modèles tridimensionnels. Outre un levé aéromagnétique, des mesures complémentaires ont été effectuées sur le terrain et sur des échantillons de roches. Dans la région volcanique de Laach, la plupart des corps-modèles utilisés requièrent un ajustement en épaisseur qui ne dépasse pas quelques dizaines de mètres pour assurer la corrélation entre les champs magnétiques du modèle et les anomalies mesurées.Le calcul du modèle tridimensionnel n'a fourni aucune indication de l'existence d'un corps profond qui pourrait s'interpréter comme le reste d'une chambre magmatique, partiellement vidée par l'éruption du Laacher See.L'anomalie magnétique positive qui affecte une grande surface près d'Ahrweiler est interprétée comme due à un corps magnétique tabulaire situé à 8 km de profondeur.La courbure prononcée des isogrades dans la partie nord-est de l'anomalie d'Ahrweiler pourrait traduire la présence d'une roche magnétique à une profondeur maximale de 3 à 4 km. Cette roche ne doit cependant pas nécessairement se présenter sous la forme d'un corps individualisé. Le grand axe du corps magnétique modèle correspond à la ligne qui relie le Siebengebirge à la région de Laach.En ce qui concerne l'anomalie magnétique de Kelberg, deux configurations de corps-modèles ont été envisagées. La première consiste en un corps peu profond correspondant à la chambre magmatique du volcanisme tertiaire du Haut Eifel et en un corps plus profond qui pourrait être le prolongement vers le sud de celui qui serait responsable de l'anomalie d'Ahrweiler. L'autre configuration fait appel à une zone magnétique formée soit par le métamorphisme thermique engendré par une masse plutonique sousjacente, soit par une différenciation magmatique d'âge paléozoïque probable.

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. , , . , , . , , , . Ahrweiler'a , 8 . Ahrweiler'a , 3–4 , . , . , Kelberg'a, : , , , , , Ahrweiler'a. , , , , , , .

     

Seismic model of Iceland's crust

The data of the two long seismic profiles crossing Iceland (Nasp 1972 andRrisp 1977) have revealed its deeper structure and its relation to the Reykjanes and the Faeroe-Iceland Ridge. All deep velocity levels dip down from the ocean towards Iceland. The maximum velocity found on Iceland does not exceed 7.6–7.7 km/s. The 7.0 km/s velocity level is of complex shape. Due to a disagreement of first arrivals at the crosspoint of the two profiles crustal velocity anisotropy may exist.Two different models can be derived from the seismic cross sections. The first model contains a thin oceanic crust being 10–15 km thick. This layer is followed directly by the asthenosphere with velocities near 7.0–7.4 km/s. The top of this diapir-like asthenosphere should be in a partly molten stage. The other version, favoured by the authors, suggests a crust of 30 km thickness which is underlain by mantle material with velocities of 7.5–7.7 km/s. The top of the asthenosphere is assumed to exist in a depth of about 50 km. In the upper crust at 10–15 km depth there occurs a local zone of rocks being in a partly molten stage, as evidenced by the reduced shear wave velocity and the high electrical conductivity. Due to this configuration Iceland forms combined structure with the Faeroe-Iceland Ridge. Despite of its great thickness the crust of Iceland must be regarded as belonging to the oceanic type because of its basic rock composition, thus it is classified as suboceanic.

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Zusammenfassung Die Daten der beiden seismischen Langprofile auf Island (Nasp 1972 undRrisp 1977) erlauben Aussagen über die tiefere Struktur Islands und deren Zusammenhang mit dem Reykjanes und dem Faeroe-Island-Rücken. Alle tieferen Geschwindigkeitshorizonte fallen vom Ozean her unter Island ein. Die größte unter Island beobachtete Geschwindigkeit beträgt 7.6–7.7 km/s. Einen komplizierten Verlauf zeigt die 7.0 km/s Geschwindigkeitslinie. Andererseits kann auch Anisotrophie nicht ausgeschlossen werden.Die berechneten seismischen Profile erlauben zwei Interpretationen für die Krustenstruktur Islands. Die erste Deutung geht von einer dünnen (10–15 km mächtigen) ozeanischen Kruste aus, die direkt von der domartig aufdringenden Asthenosphere unterlagert wird. Der oberste Bereich der Asthenosphäre ist partiell geschmolzen und zeigt Geschwindigkeiten von über 7.0–7.4 km/s. Die andere, von den Autoren vertretene Deutung, geht von einer etwa 30 km mächtigen Kruste aus, die auf Mantelmaterial mit Geschwindigkeiten von 7.5–7.7 km/s liegt. Die Asthenosphäre folgt erst in 50 km Tiefe. Innerhalb der Kruste ist in 10–15 km Tiefe eine begrenzte Zone mit partiell geschmolzenem Gestein eingelagert, die sich durch eine verringerte Geschwindigkeit der Scherwellen und eine hohe elektrische Leitfähigkeit zu erkennen gibt. Die Kruste Islands bildet mit der Faeroe-Island-Rückens eine Einheit. Ungeachtet der Krustendicke von 30 km gehört die Kruste Islands aufgrund der basischen Zusammensetzung zum ozeanischen Typ und nicht zum kontinentalen.

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Résumé Les données sur les deux longs profils sismiques en Islande (Nasp 1972 etRrisp 1977) permettent de déterminer la structure profonde et la relation avec le Seuil de Reykanes et des ïles Färoe. Tous les horizons à vitesse faible viennent du côté de l'Océan sous l'Islande. La vitesse la plus élevée observée sous l'Islande est de 7.6 à 7.7 km/sec. La courbe des vitesses montre une allure compliquée. D'autre part l'anisotropie ne peut être exclue. Les profils sismiques permettent deux interprétations de la structure de la croûte sous l'Islande. La première est celle d'un croûte mince (10–15 km) océanique, placée directement au-dessus de l'asthénosphère qui y pénétre à la manière d'un arceau. La couche supérieure de l'asthénosphère est partiellement fondue et montre des vitesses de plus de 7.0–7.4 km/sec. L'autre interprétation, d'après les auteurs, part d'une croûte de presque 30 km. au-dessus d'une espèce de manteau où la vitesse irait de 7.5 à 7.7 km/sec. L'asthénosphère se trouverait à 50 km. de profondeur. A l'intérieur de la croûte, à une profondeur de 10–15 km. se trouverait une zone restreinte, partiellement fondue, que revèle une vitesse réduite des ondes de cisaillement et sa haute conductibilité. La croûte d'Islands et celle du Seuil des Iles Färoe ne forment qu'une seule unité. Malgré la valeur de 30 km. la croûte d'Islande appartient au type oc"anique, et non pas au type continental à cause de sa constitution basique.

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(—1972 —1977) - . , 7,7 /. . . 10–15 , 7,0–7,4 /. . , , 30 7,5–7,7 /. 50 . 12–18 , . , .