Farbmessungen im Mittleren und Oberen Buntsandstein Süddeutschlands

Zusammenfassung Die große Variationsbreite der rotbraunen Farben im Buntsandstein bieten bei geeignetem Meßgerät und spezieller Methode eine wichtige Anwendungsmöglichkeit für stratigraphisches Arbeiten. Ein Farbprofil der Röttone (so 3 T, so 4 T) über 120 km Distanz, sowie die Auswertung der Farben von Kernbohrungen im Mittleren Buntsandstein (sm) zeigen den großen Wert exakter Farbmessungen.

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Colour measurements in the Middle and Upper Buntsandstein of Southern Germany prove that the method used here is a simple instrument for the correlation of strata series. A colour section of the Röttone (so 3 T, so 4 T) along a distance of 120 km and the interpretation of drill cores of the Middle Buntsandstein (sm) show the value of the exact colour measurements for stratigraphical research.

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Résumé Des mensurations de la couleur, à l'aide d'un Lovibond-Schofield-Tintometer, du Buntsandstein moyen et supérieur en Allemagne du Sud sont aptes à l'établissement de corrélations stratigraphiques. Des mesures dans les Röttone (so3T,so4T) sur une distance de 120 km et des interprétations des couleurs du Buntsandstein moyen (sm) — obtenues par carottage — témoignent de l'importance de tels mesures pour les recherches stratigraphiques.

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, (sm).

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Poster anläßlich der 72. Jahrestagung der Geologischen Vereinigung am 25.-27. 2. 1982 in Würzburg.     

Late Neogene Atlantic circulation model

A hydrodynamical-numerical model of the general circulation in the Paleo-Atlantic Ocean is applied to the climatological conditions of the period 3.6 to 2.4 m.a. b.p. For three different stages of this interval representing the transition from a warmer to a cooler climate the circulation and the temperature fields are calculated. Generally, a tendency towards a weakening of the currents is achieved.

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Zusammenfassung Ein hydrodynamisch-numerisches Modell der allgemeinen Zirkulation im Paläoatlantik wird mit den klimatologischen Randbedingungen der Periode 3.6 bis 2.4 m.a. zurück betrieben. Für drei verschiedene Zustände dieses Intervalls, die den Übergang von einer Warmzeit zu einer Kaltzeit darstellen, werden die Zirkulation und die Temperaturverteilung berechnet. Generell ergibt sich ein Trend zu einer Abschwächung des Strömungssystems.

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Résumé Un modèle numérique hydrodynamique de la circulation générale dans l'Océan Paléoatlantique est appliqué aux conditions climatiques de la période comprise entre 3.6 et 2.4 ma. Pour trois moments différents de cet intervalle, représentant la transition entre un climat plus chaud et un climat plus froid, on a calculé la distribution des circulations et des températures. En général, on observe que les courants ont tendance à atténuer.

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3,6 2,4 . , . .

     

Was veranlaßte Alfred Wegener zum Studium der Kontinentverschiebung ?

Zusammenfassung Nicht ein Aufsatz vonKeilhack, wie in einer in irrtümlicher Weise abgeänderten Fuß-note angedeutet, sondern ein Sammelreferat vonKrenkel veranlaßteWegener im Herbst 1911 sich mit dem Problem der Kontinentverschiebung zu beschäftigen.

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In a foot-note erroneously changed by the editorial committee, it was suggested that a paper byKeilhack inducedWegener to study the problem of continental displacement in the autum of 1911. In fact it was a review paper byKrenkel on the African Cretaceous that gaveWegener occasion to study this problem.

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Résumé Contrairement à une note infrapaginale (changée par erreur par la Rédaction) suggérant qu'un article de Keilhack aurait amené Wegener à étudier le problème de la dérive des continents au cours de l'automne 1911, c'est en fait une vue d'ensemble de Krenkel sur le Crétacé africain qui, pour Wegener, fut l'occasion de cette étude.

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Keilhack'a, , Krenkel'H 1911 .

     

Lead mobilization during foreland metamorphism in orogenic belts: Examples from northern Sweden

The imbrication of the Proterozoic basement during the Caledonian orogeny was associated with fluid flow, which caused locally low-grade retrograde metamorphism of the basement, and which introduced externally derived radiogenic lead (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb > 20.0) into permeable zones. This radiogenic lead was leached from the Proterozoic basement. To the east of the present-day Caledonian front, radiogenic lead is a pertinent geochemical tracer of the Caledonian imbrication of the Proterozoic basement, since lithostratigraphic marker beds are absent and the distribution of the retrograde metamorphism also could reflect a Proterozoic event.The distribution of radiogenic sulfide lead compositions suggests a zone of chemical and mechanical reactivation of the Proterozoic basement related to the Caledonian orogeny, that extends ca. 100 km to the east of the present border of the Caledonian nappes. Such radiogenic lead mainly occurs in conjunction with N-S to 20°E striking mylonite zones which often are bound to supracrustal rocks, e.g. such as pelitic schists and mafic vulcanites, while non-radiogenic lead compositions have been observed in mineralizations associated with acid supracrustal rocks and to the east of the imbricated and chemically active zone of the Proterozoic basement, which approximately coincides with the geographic distribution of Bouguer anomaly lows, metamorphic grade, and fault pattern.

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Zusammenfassung Die Verschuppung des proterozoischen Grundgebirges während der kaledonischen Gebirgsbildung war von einer Fluidinfiltration begleitet, die lokal eine retrograde Metamorphose des Grundgebirges bewirkte und die externes, radiogenes Blei (²⁰⁶Pb/²⁰⁶Pb > 20.0) in permeablen Zonen zuführte. Dieses radiogene Blei ist aus dem proterozoischen Grundgebirge ausgelaugt worden. Im Osten der heutigen Front der Kaledoniden ist das radiogene Blei ein geeigneter geochemischer Indikator der kaledonischen Verschuppung des proterozoischen Grundgebirges, da lithostratigraphische Leithorizonte fehlen und die Verteilung der retrograden Metamorphose auch ein proterozoisches Ereignis widerspiegeln könnte.Die Verteilung der radiogenen Sulfidbleizusammensetzungen deutet eine mit der kaledonischen Orogenese zusammenhängende Zone chemischer und mechanischer Mobilisierung des proterozoischen Grundgebirges an, die sich bis etwa 100 km östlich der heutigen Front der kaledonischen Decken erstreckt. Dieses radiogene Blei tritt hauptsächlich zusammen mit N-S bis 20°E streichenden Mylonitzonen auf, die oft an Suprakrustalgesteine, wie zum Beispiel pelitische Schiefer und mafische Vulkanite, gebunden sind. Im Gegensatz dazu tritt nichtradiogenes Blei hauptsächlich in Vererzungen, die mit sauren Suprakrustalgestemen assoziiert sind, und östlich der verschuppten und chemisch aktivierten Zone auf. Diese Zone fällt ungefähr mit der geographischen Verteilung der Bougueranomalieminima, des Metamorphosegrades und der Verwerfungssysteme zusammen.

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Résumé L'imbrication du socle protérozoïque pendant l'orogénése calédonienne a été associée à la circulation de fluides qui ont localement provoqué un métamorphisme rétrograde du socle et qui ont transporté du plomb radiogénique externe (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb > 20.0) dans les zones perméables. Ce plomb radiogénique a été lessivé des roches protérozoïques du socle. A l'est du front actuel des Calédonides, le plomb radiogénique représente un bon indicateur géochimique de l'imbrication calédonienne du socle protérozoïque, parce qu'il n'y a pas d'horizon de repère et que la distribution du métamorphisme rétrograde peut aussi résulter d'un événement protérozoïque.La distribution des compositions isotopiques du plomb radiogénique des sulfures indique une zone de réactivation chimique et mécanique du socle proterozoïque liée à l'orogenèse calédonienne, qui s'étend sur environ 100 km à l'est de la limite actuelle des nappes calédoniennes. Un tel plomb radiogénique se retrouve plus spécialement en relation avec des zones mylonitiques orientées N-S à 20 °E qui sont souvent confinées aux roches supracrustales, tels que des schistes pélitiques et des roches volcaniques acides. Cependant, des compositions isotopiques non radiogéniques de plomb ont été trouvées dans des minerais associés à des roches supracrustales acides, à l'est de la zone du socle protérozoïque imbriqué et activé. Cette zone coïncide approximativement avec la distribution géographique des minima des anomalies de Bouguer, des faciés métamorphiques et du type de failles.

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, (²⁰⁶/²⁰⁴ > 20.0) . . , .. , , . , , 100 . . . , - 20°, , .: . , . Bouguer'a, .

     

The genesis of the methane in Lake Kivu (Central Africa)

Large amounts of methane and carbon dioxide, among other gases, are dissolved in the deep water of Lake Kivu. There is no dispute about the primarily magmatic origin of the carbon dioxide, but models of the genesis of the methane have been contradictory up to now. They have been based on too few and partly too inaccurate data.On the basis of new measurements obtained from gas and sediment samples, some of the old concepts have been further developed to a new model. According to this model, the methane is generated mainly by bacteria from the organic carbon of the sediment. It probably also contains minor amounts of thermocatalytic methane.About 70% of the organic carbon of the upper sediment is derived from mainly magmatic carbon dioxide (old carbon), which enters the biozone of the lake from the deep water by eddy diffusion and is assimilated there. The remaining 30% comes from atmospheric carbon dioxide (young carbon) assimilated in the biozone. But because methane also migrates into the lake from deeper sediment, the¹⁴C-content in the methane dissolved in the lake water is not 30% modern but only ca. 10% modern.More isotopic measurements on plankton, methane, carbon dioxide and sediment samples are necessary to support this model.

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Zusammenfassung Im Tiefenwasser des Kivusees sind u. a. große Mengen an Methan und Kohlendioxid gelöst. Während über den hauptsächlich magmatischen Ursprung des Kohlendioxids weitgehend Einigkeit besteht, sind die bisherigen Modellvorstellungen zur Genese des Methans widersprüchlich. Sie beruhen auf zu wenigen und zum Teil zu ungenauen Meß-daten.Mit Hilfe neuer Meßergebnisse an Gas- und Sedimentproben des Kivusees wurden einige der alten Vorstellungen zu einem neuen Modell weiterentwickelt. Danach ist das Methan hauptsächlich bakteriell aus dem organischen Kohlenstoff des Sediments entstanden. Wahrscheinlich enthält es auch geringe Beimengungen thermokatalytischen Methans.Der organische Kohlenstoff des oberen Sediments stammt zu rd. 70% aus dem vorwiegend magmatischen Kohlendioxid (alter Kohlenstoff), das aus dem Tiefenwasser durch turbulenten Austausch in die Biozone des Sees gelangt und dort assimiliert wird. Die restlichen 30% stammen aus dem in der Biozone assimilierten atmosphärischen Kohlendioxid (junger Kohlenstoff). Weil jedoch auch Methan aus tieferen Sedimentschichten in den See wandert, beträgt der¹⁴C-Gehalt des im Seewasser gelösten Methans nicht 30% modern, sondern nur ca. 10% modern.Weitere Isotopenuntersuchungen an Plankton-, Methan-, Kohlendioxid- und Sedimentproben sind notwendig, um das Modell abzusichern.

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Résumé De grandes quantités de méthane et d'oxyde carbonique sont dissoutes dans les eaux profondes du Lac Kicu. Alors qu'on est en général d'accord sur l'origine surtout magmatique de l'oxyde carbonique, les modèles devant représenter la genése du méthane sont contradictoires. Ils reposent sur des données trop peu nombreuses et en partie trop inexactes.A l'aide de nouveaux résultats de mesures faites sur des échantillons de gaz et du sédiment, on a développé un nouveau modèle, à partir des anciennes représentations. D'après celui-ci, le méthane provient pour sa plus grande part du carbone organique du sédiment, transformé par des bactéries. Il contient probablement des traces d'un méthane de thermocatalyse.Le carbone organique du sédiment supérieur provient pour 70% de l'oxyde carbonique surtout magmatique (carbone »ancien«), des eaux profondes parvenu, par échanges turbulents, dans la biozone du lac, où l'oxyde carbonique est assimilé. Les 30% restant proviennent de l'oxyde carbonique atmosphérique (carbone »jeune«) assimilé dans la biozone. Le méthane des couches profondes du sédiment migrant dans le lac, la teneur en¹⁴C de méthane dissous dans les eaux du lac n'est pas de 30% modernes, mais de 10% modernes.D'autres recherches sur les isotopes d'échantillons du plancton, du méthane, de l'oxyde carbonique et du sédiment du Lac Kivu seront nécessaires pour confirmer ce modéle.

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. , , . , , . . , . 70 % ( ), , . 30% (). , , ¹⁴ 30% modern, 10 % modern. , , .

     

Continental drift: What driving mechanism?

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

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

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

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

     

Structural evolution of the Simla klippe in the lower Himalayas

The rocks of the Jutogh Series in the Simla area have been involved in folding of three generations and metamorphism in two phases. The earliest structures are isoclinal, recumbent/reclined folds (F₁) with a shallow plunge toward east or west where least reoriented. The axial surfaces of these folds have been folded coaxially into open, upright antiforms and synforms (F₂), which become tight to isoclinal in the northern part, causing local involution. The F₁ and F₂ folds have been affected by conjugate and chevron folding (F₃) with an overall NS strike of axial planes, resulting in axial culminations and depressions of the early folds. Axial plane foliation related to F₁ folding and transposition schistosities parallel to the axial planes of the F₂ and F₃ folds are the planar deformation structures that have developed. Cross stratification at one contact of two rock-units suggests that the structure of the Jutogh Series in the largest scale is a recumbent syncline, the peaks of Taradevi, Jutogh and Prospect Hill representing the inverted limb.The Jutogh rocks are surrounded and structurally underlain by the rocks of the Chail Series. The open, synformal nature of the Jutogh-Chail boundary in contrast with the complex fold-geometry within the Jutogh Series, tearing-off of the largescale early folds and sharp break in the first metamorphism at the Jutogh-Chail contact, and widespread cataclasis all along the border prove that the Jutogh Series has been thrust over the Chail Series forming a klippe in the Simla area. Continuation of the second metamorphism and the third folding across the Jutogh thrust indicates that the thrusting preceded F₃ and was broadly coeval with the F₂ movement.An unrestricted southward transport could generate the F₁ recumbent folds. The F₂ folds point to a flattening in the waning phase of the overthrust movement in broadly the same plan of deformation. The F₃ folds indicate a compression in an EW direction in the last phase of deformation.

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Zusammenfassung Die Gesteine der Jutogh-Serie im Gebiet von Simla wurden von drei Faltungs- und zwei Metamorphosephasen betroffen. Die ältesten Strukturen sind isoklinale, liegende bis geneigte Falten (F₁) mit flachem Achsentauchen nach E oder W in den am wenigsten überprägten Bereichen. Die Achsenflächen dieser Falten wurden koaxial zu offenen, aufrechten Anti- und Synformen verbogen (F₂). Im nördlichen Teil werden diese eng bis isoklinal, was zu lokaler Involution führt. Die F₂- und F₂-Falten wurden durch paarige Knicksowie Zickzackfalten (F₃) mit generell N-S-streichenden Achsenflächen überprägt, wodurch in den älteren Falten Achsenkulminationen und -depressionen entstanden. An den Achsenflächen von F₁ ausgerichtete Spaltbarkeit und Umformungsschieferang parallel zu den Achsenflächen von F₂ und F₃ haben sich als planare Deformationsstrukturen entwickelt. Aus der Schrägschichtung am Kontakt zweier Gesteinseinheiten ist zu schließen, daß die Jutogh-Serie im ganzen eine liegende Synklinale bildet. Die Gipfel von Taradevi, Jutogh und Prospect Hill liegen in deren überlapptem Schenkel.Gesteine der Chail-Serie umgeben und unterlagern die Jutogh-Gesteine. Die offene, synformale Grenze zwischen Jutogh und Chail im Gegensatz zu der komplexen Faltengeometrie innerhalb der Jutogh-Serie, das Abreißen großmaßstäblicher alter Falten sowie das scharfe Absetzen der ersten Metamorphosephase am Jutogh-Chail-Kontakt und die verbreitete Kataklase überall an der Grenze beweisen, daß die Jutogh-Serie auf die Chail-Serie überschoben wurde und im Gebiet von Simla eine Klippe bildet. Die Auswirkungen der zweiten Metamorphosephase und der dritten Faltung über die Basis des Jutogh hinweg zeigen an, daß die Überschiebung vor F₃ und annähernd gleichzeitig mit den F₂-Bewegungen einzustufen ist.Die liegenden F₁-Falten konnten durch eine unbehinderte Verschiebung nach Süden entstehen. Die F₂-Falten weisen auf eine Pressung in der Spätphase der Überschiebungsbewegungen mit etwa gleichem Deformationsplan hin. Die F₃-Falten zeigen einen ost-westlichen Zusammenschub während der letzten Deformationsphase an.

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Résumé Les roches de la série Jutogh dans la région de Simla ont subi trois phases de plissement et deux phases de métamorphisme. Les plus anciennes structures sont des plis isoclinaux couchés à déversés (F₁), à faible plongement d'axe vers l'E et l'W dans les parties les moins remaniées. Les surfaces axiales de ces plis ont été reployés suivant les mêmes axes en plis antiformes et synformes, droits et ouverts (F₂). Dans la partie N, ces derniers se resserrent jusqu'à devenir isoclinaux, ce qui conduit à des involutions locales. Les plissements F₁ et F₂ sont remaniés par des plis en chevrons ou en zigzag (F₃) à surface axiale de direction Nord-Sud; il naît de la sorte dans les plis anciens des culminations et des dépressions d'axes. Une fissilité suivant les surfaces axiales de F₁ et une schistosité parallèle aux surfaces axiales de F₂ et F₃ se sont développées en tant que structures planaires de déformation. La stratification entrecroisée au contact des unités lithologiques permet de dire que la Série de Jutogh dans son ensemble constitue un synclinal couché. Les sommets Taradevi, Jutogh et Prospect Hill se trouvent sur le flanc renversé.Les roches de la Série de Chail entourent et forment le substratum des roches de Jutogh. L'allure synforme et ouverte dessinée par la limite entre les Séries de Jutogh et de Chail opposée à la géométrie plissée complexe de l'intérieur de la Série de Jutogh, l'étirement à grande échelle des plis anciens comme aussi la diminution nette de la première phase de métamorphisme au contact Jutogh-Chail et la cataclase générale à leur limite, démontrent que la série de Jutogh a été charriée sur la série de Chail et qu'elle forme un lambeau dans la région de Simla. Les effets de la 2ème phase de métamorphisme et du troisième plissement à partir de la base de la série de Jutogh montrent que le charriage est intervenu avant les mouvements F₃ et à peu près en même temps que les mouvements F₂.Les plis couchés F₁ purent se produire grâce à une poussée sans opposition vers le Sud. Les plis F₂ indiquent un écaillage au cours de la phase tardive des mouvements de charriage suivant le même plan de la déformation. Les plis F₃ montrent une compression Est-Ouest pendant la dernière phase de déformation.

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Jutogh Simla 3 2 . —, , (F₁) E, W . (F₂). , , . F₁ F₂ , (F₃), N-S , . , F₁ F₂ F₃, . , Jutogh . Taradevi, Jutogh Prospect Hill . Chail Jutogh. Jutogh Chail Jutogh, Jutogh/Chail , Jutogh Chail Simla Klippe. Jutogh , , F₃, , F₂. F₁ . F₂ . F₃ , - .

     

Differentiation im Chagnon-Orford-Intrusiv-Komplex,Südostteil der Provinz Quebec,Kanada

Zusammenfassung Der Chagnon-Orford-Intrusiv-Komplex ist durch einen zweifachen Zonarbau gekennzeichnet: einmal ein ausgedehnter Zonarbau mit Ultrabasiten in den tieferen Lagen und einer Folge saurerer Differentiationsprodukte in den dachnahen Gebieten des Lakkolithen; zum anderen ein regelmäßiger Wechselrhythmus von Peridotit- und Pyroxenitstreifen in den unteren Partien des Intrusivs. Der Autor ist der Meinung, daß die deutlich in Erscheinung tretende zonale Anordnung der Gesteine im Chagnon-Orford-Lakkolith auf eine gravitative Differentiation in situ zurückzuführen ist.

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The Chagnon-Orford Intrusive Complex is characterized by two types of banding: first, a large-scale zoning consisting of ultrabasic rocks at the bottom overlain by belts of successively more acid differentiates at the roof of the laccolith; secondly, a rhythmic banding near the floor of the intrusive, consisting of alternating peridotite and pyroxenite layers. The writer is of the opinion that the zonal arrangement of the Chagnon-Orford laccolith is the result of differentiation in situ under the influence of gravity.

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Résumé Le complexe intrusif de Chagon-Orford se caractérise par une structure zonaire double: une structure zonaire avec ultrabasites dans les parties profondes et une série de produits de différenciation plus acides dans la partie du laccolite proche du toit; d'autre part, un ensemble à disposition rythmique régulière formé de lits de péridotite et de pyroxénite se trouve dans la partie inférieure de l'intrusion. L'auteur est d'avis que la disposition zonaire des roches dans le laccolite de Chagnon-Orford est à rapporter à une différenciation in situ par gravité.

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Chagnon-Orford - . , .

     

Zur tektonischen Entwicklung Chiles im Känozoikum

Zusammenfassung Epirogenetische Oszillationen bestimmten nach lithostratigraphischen Befunden in der chilenischen Küstenzone während des Känozoikums zunehmend die tektonische Entwicklung. Unterschiede in der Bewegungsintensität und das Anhalten von Bruchtektonik bis in jüngste Zeit vorwiegend im Süden des Landes deuten eine Zweigliederung an, in der ein mobilerer Bereich südlich von etwa 39° südl. Br. dem stetiger bewegten Mittel- und Nordchile gegenübersteht. Verlauf und Dynamik des submarinen Chile-Rückens bieten hierfür eine Erklärungsmöglichkeit. Die komplexe Regelung der Strukturlinien in ganz Chile kann ebenfalls mit derartigen ozeanischen Einflüssen in Verbindung gebracht werden.

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Growing importance of epeirogenic oscillations during structural development in Cenozoic time is indicated by lithostratigraphic observations in the coastal zone of Chile. Late movements were of unequal intensity in the southern and central-northern parts of the country, effective faulting being continued into the Holocene mainly in the more mobile area south of about 39° S. The region north of this line has developed at a steadier pace since middle Pliocene time. Position and dynamics of the submarine Chile Ridge may explain this. Complexely ordered structural patterns in all of Chile may be related to comparable oceanic influences.

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Resumen Los resultados de unos estudios litoestratigräficos en la zona costera de Chile indican que oscilaciones epirogenéticas aumentaron en importancia como factor del desarrollo estructural durante el Cenozoico. En el carácter de los movimientos tardíos, más intensivos y diferenciados por fallas al sur del paralelo 39° Sur, se basa una subdivision tentativa del pais. Al norte de este limite, el desarrollo tectónico fué más tranquilo ya desde el Plioceno medio. La posición y el dinamismo del Chile Ridge submarino podrian explicar este fenómeno. También parece ser relacionado a influencias oceánicas comparables, el arreglo complejo de Iíneas estructurales en Chile.

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, . - . 39° , , . . .

     

Isotopic contrasts,chronology of elemental transfers and high-grade metamorphism: the Sri Lanka Highland granulites,and the Lewisian (Scotland) and Nuk (SW Greenland) gneisses

Crust formation ages inferred on the basis of Nd model age, U-Pb zircon and Pb-Pb data for granulites from central Sri Lanka, and the late Archean Lewisian (Scotland) and Nuk (south-western Greenland) high-grade gneisses are comparable, and in the range 2.2–3.0 Ga and 2.8–3.0 Ga respectively. The time interval between crust formation and high-grade metamorphism (with its attendant depletions of incompatible and heat-producing elements) is in the order of 2 Ga for the 0.6 Ga Highland granulites of Sri Lanka, but are less than 0.1–0.2 Ga for the Lewisian and Nuk gneisses. Severe depletions of U and Th produced the distinctive unradiogenic present-day Pb ratios of the Lewisian and Nuk gneisses. The Sri Lanka granulites, in contrast, preserve a record of an extended residence in a high U/Pb, high Th/Pb environment and display radiogenic »upper crustal« — like present-day isotope ratios. Relative to primitive mantle compositions, the Pb isotopes identify the Lewisian and Nuk terrains as crustal reservoirs depleted in Th and U (relative to Pb), whereas the Highland granulites are enriched. The global Pb isotope mass balance requires the existence of low U/Pb, low Th/Pb and high Th/U reservoir(s) for successful solutions, and the lower crust is a likely candidate for this reservoir. High-grade terrains like Sri Lanka show depletions of measured U and Th abundances relative to Pb, but do not show Pb isotope signatures of »model bulk lower crust«. Archean high-grade gneisses display the appropriate combination of retarded Th/Pb and U/Pb although their absolute compositions are much less radiogenic than those of »model bulk lower crust« predicted from simple mass balance calculations.

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Zusammenfassung Nd-Modellalter, U-Pb-Zirkondaten sowie Pb-Pb-Alter weisen auf vergleichbare Krustenbildungsalter von 2.2–3.0 Ga für den zentralen Granulitgürtel Sri Lankas bzw. 2.8–3.0 Ga für die spätarchaischen Granulitgebiete der Lewisian-(Schottland) und Nuk-Komplexe (südwestliches Grönland) hin. Die extrem lange Zeitspanne von ca. 2 Ga zwischen Krustenbildung und hochgradiger Metamorphose und die daraus resultierende Verarmung an hochinkompatiblen Elementen unterscheidet jedoch die ca. 0.6 Ga alten Granulite der Highland- und Südwest-Gruppe Sri Lankas von den Lewisian- und Nuk-Gneisen. Hier erfolgte die Granulitmetamorphose verhältnismäßig bald nach der Krustenbildung ( 0.1–0.2 Ga), und die frühe signifikante Verarmung an U und Th ist verantwortlich für die heutige, wenig radiogene Pb-Isotopie in diesen Gesteinen. Im Gegensatz dazu zeigen Konzentrationsmessungen an den Granuliten Sri Lankas zwar eine Verarmung von U und Th relativ zu Pb, was aber aus der hochradiogenen Pb-Isotopie nicht ersichtlich ist. Der Grund hierfür ist, daß dieser Krustenkomplex eine sehr lange Zeit zur kontinentalen Oberkruste gehörte, mit entsprechend hohen U/Pb- und Th/Pb-Verhältnissen und dem daraus entstandenen Zuwachs an radiogenem Blei. Die terrestrische Massenbilanz des Bleis erfordert, daß die zeitintegrierten erhöhten U/Pb-, Th/Pb- und erniedrigten Th/U-Werte sowohl der Oberkruste als auch fast aller Mantel-derivate durch ein Reservoir, wie z.B. die Unter-kruste, mit langfristig erniedrigtem U/Pb und Th/ Pb und erhöhtem Th/U kompensiert werden muß. Krustenkomplexe wie Sri Lanka, die erst in jüngster Zeit in die Unterkruste versenkt wurden, kommen dafür nicht in Frage. Archaische Granulitgebiete, jedoch, zeigen das entsprechende Th/Pb und U/Pb, wenn auch ihre absolute Zusammensetzung deutlich weniger radiogen ist als es die Modellunterkruste verlangt.

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Résumé Les âges modèles de formation de la croûte, estimés à partir des méthodes Nd, U-Pb (zircon) et Pb-Pb, pour les granulites du Sri Lanka central d'une part et les gneiss de degré élevé lewisiens (Archéen sup.) d'Ecosse et de Nuk (sud-ouest du Groenland) d'autre part, sont comparables et se situent respectivement dans les intervalles de 2,2–3,0 Ga et 2,8–3,0 Ga. L'intervalle de temps qui sépare la formation de la croûte et le pic du métamorphisme (accompagné de pertes d'éléments incompatibles et producteurs de chaleur) est de l'ordre de ± 2 Ga pour les granulites du Sri Lanka, âgées de ± 0,6 Ga, mais n'excède pas 0,1 à 0,2 Ga pour le Lewisien et les gneiss de Nuk. Des pertes sévères en U et en Th sont responsables des rapports Pb actuels peu radiogéniques dans le Lewisien et les gneiss de Nuk. Par contre, les granulites du Sri Lanka se sont maintenues dans des conditions de rapports U/Pb et Th/Pb élevés et fournissent des rapports isotopiques analogues à ceux de la croûte supérieure actuelle. Par rapport aux compositions mantéliques primitives, les isotopes du Pb identifient le Lewisien et les formations de Nuk comme des réservoirs crustaux appauvris en Th et en U (par rapport au Pb), tandis que les granulites du Sri Lanka ont été enrichies. Le bilan de masse des isotopes du Pb à l'échelle globale requiert l'existence d'un ou de plusieurs réservoirs à faible U/Pb, faible Th/Pb et haut Th/U; la croûte inférieure pourrait constituer ce réservoir. Des formations très métamorphiques comme celles du Sri Lanka présentent un appauvrissement des teneurs en U et en Th par rapport au Pb, mais ne montrent pas les signatures isotopiques du Pb correspondant à un modèle de croûte inférieure globale. Les gneiss archéens de degré élevé possèdent la combinaison adéquate des rapports Th/Pb et U/Pb déprimés, bien que leurs compositions absolues soient moins radiogéniques que celle de la »croûte inférieure type« prévue par les bilans de masse.

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, - Nd U-Pb , Lewisian () Nuk (- ); : 2,2-3,0 2,8-3,0 . ( , , ) — 2 0,6 -, -0,1 -0,2 . , . - U/Pb Th/Pb, . , , , . U/Pb Th/Pb Th/U; , . , -, U Th , « ». Th/Pb U/Pb, , , .

     

Die Bruchtektonik in den Ostalpen

Zusammenfassung Es wird eine Kurzübersicht über die bruchtektonischen Strukturen der Ostalpen aus der Zeit des alpidischen geosynklinalen, orogenen und kratogenen Stadiums gegeben. Der Überblick läßt erkennen, daß hier eine Bruchtektonik herrscht, die in enger kausaler und zeitlicher Beziehung zur alpinotypen Transversal-Tektonik im Orogen steht. Aufgrund des Studiums der Bruchtektonik der Ostalpen läßt sich durch Abstraktion eine genetische bruchtektonische Zyklenabfolge für das Orogen schlechthin ableiten.

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The author gives a short survey of the fault-systems of the Eastern Alps, which were formed during the geosynclinal, the orogenic and the cratogenic stage of the alpidic era. This review shows that the origin of this fault-system is in a close causative and temporal connection with the formation of the great transversal tectonic structures of alpinotype style during all the phases of the evolution of the orogene. Finally, as a result of the study of the characteristic succession of different fault-systems within the Eastern Alps, it is possible to deduce the general principle of the typical succession of cycles of fault-systems for the orogen.

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Résumé L'auteur donne un aperçu du système des failles des Alpes orientales, formé pendant l'époque géosynclinale, orogénique et cratogénique de l'ère alpidique. Cette revue montre que la génèse de ce système de failles a des rapports étroits causaux et temporels avec la génèse des structures tectoniques transversales de style alpinotype pendant toutes les phases de l'évolution de l'orogène. Enfin, l'étude de cette succession génétique des differents systèmes de failles dans les Alpes orientales permet de déduire une succession caractéristique des cycles de failles typiques, valable pour l'orogène en général.

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Alpidische Gebirgsbildung in den Ostalpen: ein plattentektonisches Modell (Kurzfassung)

Zusammenfassung Plattentektonische Modelle stellen neue Hilfsmittel für die Interpretation der alpinen Orogenese dar. Die Bildung ozeanischer Kruste und ihre gleichzeitige oder nachfolgende Abführung (Subduktion) im alpinen Raum werden als Hauptmechanismen tektonischer Ereignisse angesehen.Der Ablauf der alpidischen Gebirgsbildung als plattentektonisches Modell kann in fünf Epochen eingeteilt werden: Oberes Perm bis Trias, erste Gliederung des Ost- und Südalpenraumes mit Ausbildung zweier Grabensysteme; Lias bis Malm die Öffnung des penninischen Ozeans und Trennung der Eurasischen Platte von der Ostalpin-Südalpin-Adriatischen Platte; Malm bis Unterkreide, Ausdehnung des penninischen Ozeans und Bildung ozeanischer Kruste; Genoman bis Eozän, Subduktion der penninischen ozeanischen Lithosphäre unter die Ostalpin-Südalpin-Adriatische Platte und oberes Eozän bis Pliozän, Kollision der kontinentalen Platten und zentralalpine Hebungen.

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A plate tectonics model has been applied to explain mountain building in the eastern Alps. The formation of ridge-type oceanic crust and its destruction in a subduction zone are regarded ast the main mechanisms for the alpine orogeny.The process can be divided into five tectonic epochs: Permo-Triassic ( 235-200 m. y.) first tectonic subdivision of the Eastern and Southern Alps and formation of two different rift systems; Liassic to Malm ( 195-150 m. y.) opening of the Penninic Ocean or Piemontais and separation of the Eurasian plate from the Austroalpine-Southalpine-Adriatic plate); Malm to Early Cretaceous ( 150-110 m. y.) formation of ridge-type oceanic crust in the Penninic Ocean; Cenomanian to Eocene ( 100-45 m. y.) subduction of the Penninic oceanic lithosphere under the Austroalpine-Southalpine-Adriatic plate; Late Eocene to Miocene ( 42-5 m. y.) collision of the two continental plates and vertical uplift.

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Résumé La formation d'une croûte océanique et sa subduction contemporaine et postérieure sont invoquées ici comme l'un des mécanismes essentiels de l'évolution tectonique des Alpes orientales.Utilisant, comme modèle, la tectonique des plaques, l'orogénèse alpine peut se diviser en cinq «époques»: Permien supérieur-Trias (env. 235-200 m. a.), première individualisation tectonique entre les Alpes orientales et méridionales et dévelopement de deux systèmes de grabens; Lias-Malm (env. 195-150 m. a.), ouverture de l'océan pennique et séparation des plaques «Eurasia» et «Austroalpine-Meridionale-Adriatique»; Malm — Crétacé inférieure (env. 150-110 m.a.); extension de l'océan pennique et formation d'une croûte océanique; Cénomanien-Eocène (env. 100-45 m. a.), subduction de la lithosphère océanique sous la plaque «Austroalpine-Meridionale-Adriatique» et Eocène supérieur-Pliocène (env. 42-5 m. a.), collision des plaques continentales et soulèvement des Alpes centrales.

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Vortrag, am 27. 2. 1975 auf der 65. Jahrestagung der Geologischen Vereinigung in Karlsruhe gehalten.     

North German Zechstein facies patterns in relation to their substrate

An attempt was made to relate the early Zechstein facies distribution to the Zechstein substrate. Comparable developments in the Hessian Trough and along the Lower Rhine Embayment allow for the assumption that the creation of depocenters in the Weser/Ems area are governed by interrelated, late Saalic tectonic pulses. Due to differences in the architecture and mobility of the substrate, variations in the depositional model must be assumed.The area of interest is located approximately 50 km south of Bremen, near Sulingen. During the first cycle evaporite phase (A1) this area is characterized by a primary sabkha/ playa accumulation over a complexly faulted Lower Permian horst-graben structure. In the course of the second cycle carbonate phase (Ca2) sediment accumulation shifts generally basinwards within limits of well defined fault zones. These linear troughs are presumed to relate to splays of active strike-slip faults. The strongly tectonically overprinted morphology organizes the Stassfurt paleorelief into a platform to the south, and a complex internal sag/embayment as a transition to outer shoals further basinwards. Further to the north in continuation to the Rotliegend Basin a gradually subsiding basin is envisaged.It is suggested that the foundering areas are directly related to major Hercynian trending strike-slip lineaments.

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Zusammenfassung Ein Versuch wurde unternommen, die Zechstein Faziesverteilung mit dem Zechstein Unterbau in Zusammenhang zu bringen. Vergleichbare strukturelle Entwicklungen in der Hessischen Senke wie am Niederrhein lassen vermuten, daß die Ausbildung von Ablagerungströgen im Weser/Emsgebiet durch dieselben, spät saalischen tektonischen Impulse gesteuert wurden. Durch eine differenzierte Architektur und Mobilität des Unterbaus dürfen unterschiedliche, jedoch prinzipiell verwandte, Ablagerungsmodelle in Betracht gezogen werden. Das hier besprochene Beispiel aus dem Scholengebiet bei Sulingen, welches ungefähr 50 km südlich von Bremen gelegen ist, zeigt während des Z1-Zyklus die Entwicklung von Sabkha-Playaablagerungen über einer vielfach gestörten frühpermischen Horst-Graben-Struktur. Während der Ca2 Ablagerung wird ein hauptsächlich beckenwärts angrenzendes Nachbargebiet entlang vorgezeichneten Schwächezonen destabilisiert, mit dem Resultat, daß eine deutlich begrenzte interne Senkung entsteht. Die hauptsächlich tektonisch geprägte Morphologie gliedert das Ca2 Paleorelief in einen Plattformgürtel im Süden. Als Übergang zum Becken hin darf eine interne Senke betrachtet werden, welche sich damals wohl als komplexes Buchtensystem zwischen der Plattform und den beckenwärtigen Untiefen und Inselketten entwickelt hatte. Beckenwärts von diesen Untiefen wird ein sich langsam absenkendes Großbecken postuliert, welches schon seit dem frühen Perm bekannt ist.Es wird vorgeschlagen, daß die untertauchenden Schollen einem vorwiegend herzynisch streichenden Blattverschiebungssystem zuzuordnen sind.

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Résumé Cette note propose de relier la distribution des facies du Zechstein au substratum du Zechstein. Une évolution comparable dans la dépression de Hesse et le long du Bas-Rhin permet de présumer que l'apparition de centres de sédimentation dans la région Weser-Ems a été déterminée par des impulsions tectoniques saaliennes tardives. En raison des différences dans l'architecture et la mobilité du substratum on doit s'attendre à des variations du modèle de dépôt.La région étudiée se trouve dans les environs de Scholen, près de la ville de Sulingen, située à quelque 50 km au sud de Brème. L'étude a montré que pour le premier cycle du Zechstein une accumulation primaire des évaporites (A1) de type sabkha-playa repose directement sur un substratum cassé par un système de failles formant des horsts et des grabens d'âge permien inférieur. Pendant la sédimentation des calcaires du second cycle (Ca2), des déformations tectoniques se sont localisées le long des zones de faiblesse, généralement en position plus interne (vers le nord) au bassin. Le paléorelief des calcaires de Stassfurt (Ca2) a été fortement influencé par le tectonique; il comporte une série de plate-formes au sud, séparées d'un bassin peu profond par des flexures complexes. La délineation de ce bassin interne est marquée par un système de baies et d'îlots. Plus au nord, dans les eaux plus profondes, s'est formé un bassin régional qui s'est affaisé lentement; cela c'est l'ancien bassin Permien méridional du Rotliegend.L'auteur propose de considérer les zones d'effondrement comme directement reliées aux blocs hercyniens.

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Neue Vorstellungen über den Tiefbau von Vorsenken

Zusammenfassung Der geologische Tiefenbau und die Entwicklungsgeschichte der Kopetdag-, Terek-Kaspi-, Indol-Kuban- und Karpaten-Vorsenke sind ähnlich. Es zeigt sich, daß die genannten Vorsenken keine Zonen kurzzeitiger Durchbiegungen sind, die sich in der orogenen Schlußentwicklungsetappe des alpidischen Faltengebietes gebildet haben, sondern daß sie langlebige negative Strukturen darstellen. Die Intensität ihrer Durchbiegung zu Beginn des alpidischen geotektonischen Zyklus (in der Jura und Kreidezeit) ist mit der Größe der Absenkung im Neogen-Quartär vergleichbar. Im Verlaufe des gesamten alpidischen Zyklus entwickelten sich die Senken posthum.Überall dort, wo notwendige geophysikalische Untersuchungen durchgeführt wurden, wurde unter diesen Senken unterhalb eines mächtigen alpidischen Gesteinskomplexes ein genauso mächtiger Sedimentkomplex variszischen Alters festgestellt. Territorial fallen die Zonen der maximalen Mächtigkeiten des variszischen und alpidischen Gesteinskomplexes zusammen.

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Structure and development of the Pre-Copetdag, Terek-Caspian, Indol-Kuban, and Pre-Carpathian fore deeps are similar. The fore deeps were not zones of short term subsidence during the final stage of orogenic development of the Alpine folded belt, but they were long term subsidence zones. The rates of subsidence at the beginning of the Alpine geotectonic cycle (during Jurassic and Cretaceous) and at the end of the cycle (during Neogene and Quaternary) are comparable.Wherever geophysical investigations were carried out in this zone, beneath the Alpine sediments a Hercynian sediment complex of equal thickness was found. The areas of maximum thickness in both complexes coincide.

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Résumé La structure géologique et le développement historique des avant-fosses de Copetdag, Terek-Caspienne, Indol-Kouban et des Carpates sont semblables. Il appert que ces dépressions ne sont pas des zones d'inflexion de courte durée qui se sont formées pendant l'étape finale du plissement alpin, mais qu'ils présentent des structures négatives de longue durée. L'intensité de leur affaissement au commencement du cycle géotectonique alpin (au Jurassique et au Crétacé) est comparable, en grandeur, avec celui de la période néogène-quaternaire. Au cours de l'ensemble du cycle alpin, les dépressions se sont développées de façon posthume.Partout où ont eu lieu des explorations géophysiques, nous avons découvert sous ces avant-fosses, un épais complexe de roches alpines, et sous elles un complexe aussi puissant de sédiments varisques. Spatialement les zones des puissances maximum des complexes alpins et varisques coïncident.

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Sediment compaction in large scale systems

The classical partial differential equation for compaction proves to provide a rather singular model, if the deformations caused by overload become reasonably large. An alternative model for compaction is derived by adapting an Eulerian view and by deriving the model equations from integral equations rather than from a priori differentiability assumptions. The result is not — as usual — a single partial differential equation, but an infinite set of differential equations, interesting in both mathematical and geological terms.Although there are still several simplifications and linearizations in the derived model, the model illustrates at least that the classical Terzaghi equation and mathematical models in its vicinity are highly idealized and probably instable, if applied to large scale systems.

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Zusammenfassung Die klassische partielle Differentialgleichung für die Kompaktion stellt ein sehr vereinfachtes Modell dar, zumindest für den Fall, daß die Deformationen infolge Auflast sehr groß werden. Hier wird ein alternatives Modell entwickelt, das nicht von der Voraussetzung der Differenzierbarkeit ausgeht, sondern über Integralgleichungen entwickelt wird, wobei die Eulersche Sicht des Raum-Zeitbezuges zur Anwendung kommt. Das Resultat ist dann nicht mehr eine einfache partielle Differentialgleichung, sondern ein unendliches System solcher Gleichungen.Obwohl auch das entwickelte Modell vereinfachte Annahmen erfordert und stark linearisiert, so verdeutlicht es doch zumindest, daß die klassische Therzaghi Gleichung und modifizierte Modelle, die auf diese Gleichung aufbauen, sehr wahrscheinlich instabil sind, wenn sie auf Systeme mit großen Deformationen angewandt werden.

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Résumé L'équation classique aux dérivées partielles de la compaction fournit un modèle très simplifié, particulièrement dans le cas où les déformations dues à la surcharge deviennent considérables. L'auteur propose en alternative un modèle, adapté des conceptions eulériennes, qui repose sur les équations intégrales plutót que sur la présomption de différenciabilité. Le résultat n'est plus une simple équation aux dérivées partielles, mais un système infini de telles équations.Bien que le modèle présenté implique des hypothèses simplificatrices et des linéarisations, on peut néanmoins en déduire que l'équation classique de Terzaghi, ainsi que les modèles modifiés qui en découlent, sont très probablement instables s'ils sont appliqués à des systèmes à forte déformation.

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A Precambrian core sample from the Altiplano/Bolivia

Drilling in the Bolivian Altiplano discovered the Precambrian basement at 2.744 m of depth, Paleozoic strata lacking. The core is composed of hornblende meta-granite (hornblende granoblastite), in the upper part of biotite meta-granite (biotite granoblastite). Radiometric dating provides evidence for a Grenvillian magmatic or anatectic rock formation (1.050±100 my) and a later metamorphic event of 530±30 my in age.

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Zusammenfassung In einem Bohraufschluß vom Altiplano in Bolivien wurde in 2.744 m Teufe unter tertiärer und kretazischer Bedeckung das präkambrische Basement angetroffen. Der präkambrische Bohrkern besteht teils aus Hornblende-Meta-Granit (Hornblende-Kalifeldspat-Quarz-Plagioklas-Gneis), teils aus Biotit-Meta-Granit (Biotit-Kalifeldspat-Quarz-Plagioklas-Gneis). Nach Rb-Sr Datierung dürfte das Bildungsalter etwa 1.050±100 my betragen, eine Aufheizungsperiode um 530±30 my ist nach K-Ar Analyse zu vermuten.

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Résumé Lors d'un forage dans l'Altiplano bolivien le substratum précambrien a été rencontré à une profondeur de 2.744 m. La couverture sédimentaire comprend des couches tertiaires et crétaciques. La carotte précambrienne se compose d'un micro-granite gneissique de l'assemblage hornblende — feldspath potassique — quartz — plagioclase et d'un microgranite gneissique de biotite — feldspath potassique — quartz — plagioclase. L'âge de constitution de la roche est d'après l'analyse Rb-Sr de 1.050 ± 100 my. L'analyse K-Ar laisse supposer une transformation métamorphique de 530 ± 30 my.

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Petrographie des minerais de fer de la Fosse du Labrador

Résumé Les textures des minerais de fer précambriens de type «jaspilite» sont semblables à celles des calcaires. Les éléments texturels suivants sont décrits: 1. orthochems: a) fémicrite, b) matrice siliceuse, c) ciment siliceux; 2. allochems: a) pellets, b) intraclastes, c) oolithes et pisolithes, d) échardes. Les types pétrographiques sont définis par la combinaison des éléments de texture, comme pour la classification des calcaires. Les types de faciès sont caractérisés par une séquence de bancs correspondant à un ou plusieurs types pétrographiques et par certaines structures sédimentaires. Ils forment la base de l'interprétation des conditions de dépôt et de la paléogéographie du bassin.Les transformations épigénétiques sont les suivantes: 1. dessication, fissuration, cimentation et compaction. 2. Cristallisation du gel de silice: a) quartz à cristallisation primaire, calcédonite et quartzine, b) quartz micropolygonal, c) quartz recristallisé. 3. Cristallisation de la poussière d'hématite, migration du fer et cristallisation de la spéculante et de la magnétite. 4. Cristallisation et recristallisation de la sidérite, de la minnesotaïte, de la stilpnomélane, de la riebeckite et du talc. La migration du fer et la cristallisation de la spécularite, de la magnétite et de la sidérite prennent place avant la compaction complète du sédiment et avant ou pendant la cristallisation primaire du quartz. Le quartz recristallisé, la minnesotaïte et peut-être le talc et la stilpnomélane, sont des minéraux tardidiagénétiques. La riebeckite se forme pendant le métamorphisme. Les phénomènes de recristallisation se poursuivent pendant le métamorphisme régional.

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Textures of Precambrian cherty ironstones are similar to those of limestones. The following textural elements have been recognized: 1. Orthochems: a) femicrite, b) matrix chert, c) cement chert. 2. Allochems: a) pellets, b) intraclasts, c) oolites and pisolites, d) shards. Textural lithotypes are defined by the combination of the textural elements they contain, analogous to the classification of limestones. Textural faciès consist of beds of one or several lithotypes in characteristic sequence. They commonly contain distinguishing sedimentary structures. Textural facies are the basis of the interpretation of the depositional environment and basin configuration.The following types of epigenetic transformations have been recognized: 1. Dessication, shrinkage, cementation and compaction. 2. Crystallization of silicagel in the following sequence: a) primocrystalline quartz and chalcedony (normal and lengthslow), b) micro-polygonal quartz, c) recrystallized quartz. 3. Crystallization of hematite dust, migration of iron and crystallization of specular hematite and of magnetite. 4. Crystallization and recristallization of siderite, minnesotaite, stilpnomelane, riebeckite and talc. Migration of iron and the recristallization of speculante, magnetite and siderite take place essentially before the complete compaction of the rock and before and during the primo-cristallization of quartz. Recrystallized quartz, minnesotaite, and may be stilpnomelane and talc are essentially late diagenetic minerals. Riebeckite formed during metamorphism. A certain recrystallization occured during regional metamorphism.

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Zusammenfassung Texturen der präkambrischen, kieseligen Eisensteine (Jaspilite) sind ähnlich denen von Kalken. Folgende Texturelemente wurden erkannt: 1. Orthocheme: a) Femikrit, b) Quarzmatrix (matrix chert), c) Quarzzement (cement chert). 2. Allocheme: a) Pellets, b) Intraklasten, c) Oolithe und Pisolithe, d) Scherden. Texturelle Lithotypen werden definiert durch die Kombination ihrer Texturelemente, wie in Kalken. Texturelle Fazies bestehen aus einem oder mehreren Lithotypen in regelmäßiger Folge. Sie besitzen oft kennzeichnende Strukturen. Texturfazien sind die Grundlage der Rekonstruktion der Bildungsbedingungen, Umwelt und Paläogeographie der Eisensteine.Folgende Arten epigenetischer Veränderungen wurden unterschieden: 1. Trocknung, Schrumpfung, Zementation und Kompaktion. 2. Kristallisation von Silikagel in der Reihenfolge: a) Primärquarz, Chalzedon und Quarzin, b) Kristallisation von Hämatitstaub, Wanderung von Eisen und Kristallisation von Spekulant und Magnetit. 4. Kristallisation und Rekristallisation von Siderit, Minnesotait, Stilpnomelan, Riebeckit und Talk. Wanderung von Eisen sowie Kristallisation von Spekulant, Magnetit und Siderit erfolgen im wesentlichen während der Kompaktion der Gesteine und vor (z. T. während) der Primärkristallisation von Quarz. Rekristallisierter Quarz, Minnesotait und vielleicht Stilpnomelan und Talk bilden sich weitgehend im spätdiagenetischen Stadium. Regionalmetamorphe Reaktionen führen zur Entstehung von Riebeckit und gelegentlich zu weiterer Kornvergröberung aller Minerale.

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Publié avec l'autorisation du Ministre, Ministère des Richesses Naturelles du Québec.     

Magnetotelluric study of the earth's crust along the deep seismic reflection profile DEKORP 2-N

In 1986/1987, 53 magnetotelluric soundings were carried out along the deep seismic reflection line DEKORP 2-N crossing the Münsterland basin and the Rhenish Massif. Examination of the data suggests one-dimensional interpretation to be appropriate for the Münsterland sites and still reasonable as an approximation for the major part of the Rhenish Massif sites. In some cases, the data are disturbed by man-made noise, in particular at the northern border of the Rhenish Massif, or affected by static shift distortion effects evidencing small scale, near surface electrical conductivity inhomogeneities. One-dimensional modeling for undistorted stations reveals a good conductor at a depth of 6–8 km in the Münsterland basin and at a depth of 14–16 km in the Rhenish Massif, shallowing to the north. Thus far, earlier MT results for these regions are largely corroborated. Comparison with reflection seismic results shows the conductor of the Rhenish Massif to coincide fairly well with a poorly reflective zone in the middle crust associated with strong reflectors at its upper and lower boundaries.The discussion of possibly responsible electrical conduction mechanisms considers electronic conduction to be most favorable for explanation of the Münsterland good conductor. Black shales with high organic content are regarded as being primarily capable of producing the observed high conductance because of adequate pre-graphitization of organic matter which may form a conducting network at conditions of very low grade metamorphism. In accordance with the crustal structure discernible from seismic reflections, an extension of this black shale horizon to the south into the Rhenish Massif is discussed. At the base of overthrusted rock masses it could have served as a gliding horizon during the Variscan folding era. Mobilization of its organic content and redeposition in shear zones would explain the good conductor of the Rhenish Massif by means of electronic conduction. Therefore, concurrence between the good conductor and strong seismic reflecting elements appears conceivable provided the latter represent shear zones as well. Electrolytic conduction, often supposed to be causative to high conductivity layers at midcrustal depths, would require considerable connected pore space. If the latter interpretation is correct the good conductor observed will indicate a recent thermal or extensional process.

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Zusammenfassung In den Jahren 1986 und 1987 wurden 53 magnetotellurische Sondierungen entlang des tiefenreflexionsseismischen Profils DEKORP 2-N in der Münsterländer Bucht und im Rheinischen Schiefergebirge durchgeführt. Die Auswertung der Daten läßt erkennen, daß eine eindimensionale Interpretation für die Meßpunkte in der Münsterländer Bucht angemessen ist und eine zulässige Näherung für den größten Teil der Meßpunkte im Rheinischen Schiefergebirge darstellt. In einigen Fällen sind die Daten durch künstliche elektromagnetische Signale gestört, besonders am nördlichen Rand des Rheinischen Schiefergebirges, oder durch »Static Shift«-Effekte verzerrt. Letztere weisen auf kleinräumige, oberflächennahe Leitfähigkeitsinhomogenitäten hin. Eindimensionale Modellrechnungen an ungestörten Stationen zeigen einen guten Leiter in 6 bis 8 km Tiefe in der Münsterländer Bucht und einen weiteren in 14 bis 16 km Tiefe im Rheinischen Schiefergebirge, der nach Norden hin ansteigt. Frühere MT-Ergebnisse für diese Gebiete werden damit weitgehend bestätigt. Ein Vergleich mit den reflexionsseismischen Ergebnissen macht deutlich, daß die Tiefenlage des guten Leiters im Rheinischen Schiefergebirge sehr gut mit einer reflexionsarmen Zone in der mittleren Kruste zusammentrifft, die an ihrer oberen und unteren Grenze von kräftigen Reflektorenbündeln eingeschlossen ist.Eine genaue Betrachtung der in Frage kommenden elektrischen Leitungsmechanismen ergibt, daß Elektronenleitung als wahrscheinlichste Erklärung für den guten Leiter in der Münsterländer Bucht anzusehen ist. Schwarzschiefer mit einem hohen Gehalt an organischem Material können die beobachteten großen Leitfähigkeiten erzeugen, wenn das organische Material durch eine niedriggradige Metamorphose prägraphitisiert ist und ein Netzwerk elektrischer Leiterbahnen ausbildet. In Anlehnung an die aus den seismischen Reflexionen ableitbare Krustenstruktur wird eine Ausdehnung dieses Schwarzschiefer-Horizontes nach Süden in das Rheinische Schiefergebirge diskutiert. An der Basis der überschobenen Gesteinspakete könnte er als Gleithorizont während der variszischen Faltung gedient haben. Eine mögliche Mobilisation seines organischen Gehaltes und Wiederablagerung in Scherzonen könnte den guten Leiter des Rheinischen Schiefergebirges somit ebenfalls durch Elektronenleitung erklären. Es liegt deshalb nahe anzunehmen, daß der gute Leiter unmittelbar identisch ist mit den Bündeln von Reflektoren, sofern diese ebenfalls als Überschiebungsbahnen anzusprechen sind. Elektrolytische Leitung, die oft als Ursache für Schichten mit hoher Leitfähigkeit in der mittleren und unteren Kruste vermutet wird, erfordert einen beträchtlichen konnektierten Porenraum. In diesem Fall wäre der gute Leiter als Hinweis auf rezente Wärmezufuhr oder Dehnungsprozesse zu deuten.

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Résumé En 1986 et 1987, 53 sondages magnéto-telluriques ont été effectués le long du profil de sismique-reflexion DEKORP 2-N mené à travers le bassin du Münsterland et le massif schisteux rhénan. L'examen des résultats montre qu'une interprétation uni-dimensionnelle convient à la région du Münsterland et est acceptable en première approximation pour la majeure partie du massif rhénan. Dans quelques cas, les mesures sont perturbées par des signaux électro-magnétiques d'origine artificielle, particulièrement au bord nord du massif rhénan, ou encore sont affectées par des effets de «static shift» traduisant des hétérogénéités de la conductivité électrique près de la surface. La modélisation uni-dimensionnelle, établie pour les stations non perturbées, met en évidence un bon conducteur situé à une profondeur de 6 à 8 km dans le Münsterland et un autre à 14 à 16 km dans le massif rhénan, ce dernier s'élevant vers le nord. Les résultats de mesures magnéto-telluriques antérieures sont ainsi confirmés. Par comparaison avec le profil de sismique-reflexion, le conducteur du massif rhénan correspond à une zône peu reflective de la croûte moyenne limitée à son toit et à son mur par des réflecteurs marqués.La discussion des mécanismes susceptibles d'être responsables de la conduction électrique fait apparaître la conduction électronique comme la plus probable dans le cas du conducteur du Münsterland. Des schistes noirs riches en matière organique peuvent justifier la haute conductivité en raison de la pré-graphitisation qui, dans des conditions de métamorphisme de très faible degré, peut engendrer un réseau conducteur. En liaison avec les structures crustales déduites de la sismique-réflexion, l'extension latérale éventuelle de cet horizon pourrait avoir joué le rôle de lubrifiant à la base de masses charriées au cours du plissement varisque. La mobilisation de son contenu organique reprécipité dans des shear-zones expliquerait la présence du bon conducteur sur le massif rhénan, par un processus de conduction électronique. Ainsi pourrait s'expliquer la coïncidence du bon conducteur et des bons réflecteurs sismiques, puisque ces derniers s'interprètent comme des surfaces de charriage. Un processus de conduction électronique, souvent considéré comme responsable de couches à haute conductivité dans la croûte moyenne, exige la présence d'un volume important de pores interconnectés. Si une telle interprétation est correcte, le bon conducteur observé serait l'indice d'un échauffement ou d'un processus extensif récent.

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DEKORP 2Nord , N-S 230 , E-W 170 , . . , , . DEKORP , , . , .

     

Die Herkunft der „Porphyr“-Gerölle im Rotliegenden Süd-Hessens

Zusammenfassung Mit Hilfe petrographischer und geochemischer Untersuchungsmethoden wurde versucht, die Liefergebiete der Gerölle saurer Vulkanite im Unter-Perm des sdlichen Hessischen Troges zu ermitteln. Dabei zeigte sich, daß Rhyolith-Gerölle, angeliefert von den Rhyolithvorkommen der Odenwald-Spessart-Rhön-Schwelle, nur auf das schmale Gebiet der Schwellenrand-Sedimente beschränkt sind. Im eigentlichen Becken der Wetterau führen die Konglomerate nahezu ausschließlich Keratophyr-Gerölle, die von der nördlich gelegenen Taunus-Schwelle stammen.Die Verteilung der Rhyolith- und Keratophyr-Gerölle in den Rotliegend-Konglomeraten deutet auf eine stete Dominanz der Taunus-Schwelle gegenüber der Spessart-Schwelle. Es läßt sich ferner wahrscheinlich machen, daß die Taunus-Schwelle durch eine N-S-streichende Querdepression gegliedert war, die die spätere Hessische Senke bereits vorzeichnet. Der Spessart-Schwelle war im basalen Unter-Rotliegenden eine Barriere nördlich vorgelagert (Nördliche Gneise), die im Laufe des Rotliegenden in den Ablagerungsraum einbezogen wurde.

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Petrographical and geochemical investigations were carried out to determine the source areas of volcanite pebbles in the Lower Permian Hessischer Trog (southern Chattia, West-Germany). The pebbles of rhyolites have been derived from the Permian rhyolites of the Odenwald-Spessart-Rhön-Uplift in the south. They are restricted to marginal deposits, which accompanied the uplift in a narrow zone. In the corresponding Wetterau-Basin only pebbles of keratophyres have been found, which originated in the Taunus-Uplift in the north.The distribution of pebbles of rhyolites and keratophyres in the Lower Permian conglomerates points out the dominance of the Taunus-Uplift during the Lower Permian. The Taunus-Uplift probably had been devided by a N/S-directed depression which traced out the later Hessische Senke. At the very beginning of the Lower Permian (Unter-Rotliegendes) a barrier had existed in front of the Spessart-Uplift — probably composed of the Nordliche Gneise — which became an area of deposition later on in the Lower Permian.

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Résumé Cette étude a pour but de rechercher la source des cailloux volcaniques du Permien inférieur du bassin méridional d'Hesse à l'aide des méthodes pétrographiques et géochimiques. Les cailloux rhyolithiques, dérivés du haut-fond Odenwald-Spessart-Rhön se rencontrent seulement dans les sédiments d'une zone étroite au bord de ce haut-fond. Dans le bassin de la Wetterau les conglomérats contiennent prèsque exclusivement des cailloux keratophyriques qui proviennent de la partie septentrionale du haut-fond du Taunus.La distribution des cailloux rhyolithiques et keratophyriques démontre que toujours le haut-fond du Taunus a été plus important que le seuil du Spessart. En outre il est probable que le haut-fond du Taunus a été subdivisé par une dépression transversale de direction N-S qui indique déjà la future Hessische Senke. Au début du Rotliegend inférieur une barrière a existé devant le seuil du Spessart qui avait été compris dans la région de la sédimentation au cours du Rotliegend.

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Neue Aspekte zur känozoischen Entwicklung im Nordteil der Mittelmeer — Mjösen — Zone

Zusammenfassung Die Mittelmeer-Mjösen-ZoneStilles erfährt durch die zeitliche Abfolge von Ortho- und Para-Oberrheingraben eine Wandlung, so daß beim heutigen tektonischen Geschehen von einem Mittelmeer-Rhein-Nordsee-Graben als bedeutendste Trennfuge von Europa gesprochen werden kann. Verbindungen zu den zentralen Riftsystemen des Indischen und Nord-Atlantischen Ozeans sind wahrscheinlich. Der Verlauf der variscischen Becken- und Schwellenachsen, der tertiäre Vulkanismus in der nordwestlichen Fortsetzung des Bayerischen Pfahles und bedeutende hercynisch streichende Ganglagerstätten zeigen Beziehungen zum tertiären bis rezenten Vorlanddruck des Alpenkörpers auf.

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Because of the timing of the Ortho- and the Para-Upper-Rhine Graben the zone of Mittelmeer-Mjösen (Stille) changed the sense. Now at the recent tectonic pattern, we can speak of a Mittelmeer-Rhine-North Sea Graben as the most important rift-zone of Europe. Connections with the central rift-zones of the Indie and the North-Atlantic Ocean are probable. The course of the variscan striking axes of basins and uplifts, the tertiary volcanism in the northwestern elongation of the Bavarian Pfahl and an important number of NW-SE striking vein deposits show relations with the tertiary to recent pressure of the Alps at the foreland.

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Résumé Par suite de la succession dans le temps de l'orthograben et du paragraben du Rhin supérieur, la Zone Mer Méditerranée-Mjosen deStille subit une telle modification qu'on peut, en raison de l'aboutissement tectonique actuel, parler d'un Fossé Méditerranée-Rhin-Mer du Nord comme une séparation (rift-zone) très importante au sein de l'Europe. Des liaisons avec les systèmes de rift centraux de l'Océan Indien et de l'Océan nord-atlantique sont vraisemblables. L'allure de axes varisques des seuils et des bassins, le volcanisme tertiaire dans le prolongement nord-ouest du »Pfahl bavarois« et la présence d'importants gisements filoniens de direction NW-SE indiquent des relations avec la poussée exercée par la Chaîne des Alpes dans l'avant-pays depuis les temps tertiaires jusque dans les temps récents.

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Mjüsen STILLE's - - , - - , . . , - Pfahl , .