The late Palaeozoic Gondwana glaciation

The glacial deposits of Gondwana are today spread over one whole hemisphere. On the re-assembled Gondwana continents they still occupy an area exceeding that of the Pleistocene glaciation. The onset of the glaciation in the different areas has not yet been dated satisfactorily. The earliest lower and middle Carboniferous glacial beds occur in the Andean belt and in eastern Australia, where high mountains may have existed at that time. During Stephanian-Sakmarian time, when the pole wandered over Antarctica, large ice sheets reached sealevel in all the major depositories. Palaeotopographical reconstructions allow the conclusion that some of the ice centres were supported by uplands which reached altitudes of up to 1,500 m above sealevel. Depending on their palaeotopographical positions the glacigenic sediments exhibit the full facies range to be expected between glaciated uplands and glaciomarine environments. There are indications that ice may have flowed from Africa into the Paraná Basin, and from Antarctica into the Great Karoo-Basin and into Australia. At least 12 advances and retreats have been recognized in the Paraná Basin. Closer to the ice centres the record is less complete. The retreats were probably more of an interstadial than an interglacial nature. There is some evidence that the final deglaciation proceeded in stages from South America over Africa to Antarctica. The ice centres were fed by moist air from the Pacific Ocean and the Tethys.

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Zusammenfassung Die glazialen Ablagerungen von Gondwana sind heute über eine ganze Hemisphäre verteilt. Auch auf dem rekonstruierten Gondwana nehmen sie noch ein Gebiet ein, welches das der pleistozänen Vereisung übertrifft. Die frühesten, unter- und mittelkarbonen Vereisungsspuren finden sich im Anden-Gürtel und im Tasman-Belt in Ostaustralien, wo zu dieser Zeit hohe Gebirgsketten existiert haben können. Während des Stephan und Sakmar, als der Pol sich auf der Antarktis befand, erreichten große Inlandeis-Decken den Seespiegel in allen größeren Ablagerungsbecken. Paläotopographische Rekonstruktionen erlauben die Schlußfolgerung, daß einige der Eiszentren sich auf Hochländern mit Höhen von bis zu 1500 m befanden. Die glazialen Sedimente zeigen, abhängig von ihrer paläotopographischen Position, alle zu erwartenden Faziestypen. Es gibt Hinweise, daß Eis von Afrika in das Paraná-Becken und von Antarktika in das Große Karoo-Becken und nach Australien geflossen sein könnte, Wenigstens 12 Vorstöße und Rückzüge sind im Paraná-Becken erkannt worden. In der Nähe der Eiszentren ist die Zahl geringer. Die Rückzüge hatten wahrscheinlich mehr die Natur von Interstadialen als von Interglazialen. Es gibt Hinweise, daß das finale Abschmelzen im unteren Perm in mehreren Phasen von Südamerika über Afrika nach Antarktika fortgeschritten sein könnte. Die Eiszentren wurden durch feuchte Luftmassen vom Pazifischen Ozean und der Tethys genährt.

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Résumé Les dépôts glaciaires de Gondwana sont répartis actuellement sur une hémisphère entière. Même sur le Gondwana reconstitué, ils occupent encore une surface qui dépasse celle de la glaciation pleistocène. Les traces de glaciation les plus précoces, èo- et mésocarbonifères se trouvent dans la ceinture andine et dans la ceinture tasmanienne d'Australie orientale, où des chaînes de montagnes élevées ont pu exister à cette époque. Pendant le Stéphanien et le Sakmarien, lorsque le pôle s'est trouvé dans l'Antarctique, de grandes nappes continentales de glace ont atteint le niveau de la mer dans tous les grands bassins sédimentaires. Des reconstitutions paléotopographiques permettent de conclure que quelques-uns des centres de glaciation se trouvaient dans des zones de montagnes ayant des altitudes atteignant 1500 m. Les sédiments glaciaires montrent, en fonction de leur position paléotopographique, tous les types de faciès que l'on peut attendre. D'après certaines indications, la glace aurait pu couler d'Afrique dans le bassin du Paraná et de l'Antarctique dans le grand bassin du Karoo et vers l'Australie. Au moins douze avancées et retraits ont été reconnus dans le bassins du Paraná. A proximité des centres de glaciation leur nombre est moindre. Les retraits avaient sans doute un caractère plus interstadiaire qu'interglaciaire. Certaines indications permettent de penser que la fusion finale pouvrait avoir progressé, au cours du Permien inférieur, d'Amérique du Sud vers l'Afrique puis vers l'Antarctique, en plusieurs phases. Les centres de glaciation ont été nourris par des masses d'air humides venant de l'Ocean Pacifique et de la Téthys.

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. , . , , . , , . , 1,500 . , , . , Parana', — Karoo . Parana' , , 12 . . , -, , . , . , .

     

Geochemical and geochronological data on Triassic volcanism of the Southern Alps of Lombardy (Italy): Genetic implications

Summary A widespread volcanism mainly consisting of pyroclastic products and lava flows is found in the Southern Alps of Lombardy. The volcanics are interbedded with Anisian-Ladinian carbonatic sequences and continental terrigenous or transitional deposits of Ladinian-Carnian age. The petrographic and geochemical data for this volcanism indicate a calc-alkaline affinity with characters similar to those of convergent continental margins. In this sector of the Alps the geological evidences show that in the middle Triassic general extensional movements were the dominant deformation event, and do not support the existence of a subduction zone during this period. The apparent contrast between the tectonic environment and the type of magmas erupted in the Anisian-Carnian is tentatively explained by partial melting during the early stage of rifting of an upper mantle deeply modified during the previous Hercynian orogenesis and contaminated by crustal material. This hypothesis is in agreement with the preliminary Sr isotopic ratios (0.705 and 0.709). K/Ar and Rb/Sr ages on biotites date the beginning of the volcanism at around 225 m.y.

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Zusammenfassung In den Südalpen der Lombardei befindet sich ein weitverbreiteter Vulkanismus, der hauptsächlich aus pyroklastischen Produkten und Lavaströmen besteht. Vulkanische Produkte sind mit anisisch-ladinischen beckenartigen Karbonat-Schichtfolgen oder mit ladinisch-karnischen kontinental-terrestrischen oder Übergangsablagerungen eingebettet. Die petrographischen und geochemischen Daten für diesen Vulkanismus weisen auf eine den konvergenten Kontinentalschelfen ähnliche kalkalkaline Affinität hin. In diesem Sektor der Alpen zeigen die geologischen Beobachtungen, daß die dominanten Verformungsereignisse der mittleren Trias allgemeine Dehnungsbewegungen waren und weisen nicht auf die Existenz einer Subduktionszone zu dieser Zeit hin. Der scheinbare Widerspruch zwischen dem tektonischen Milieu und dem im Anis bis Karn ausgeworfenen Magmatyp wird versuchsweise mit einer Teilaufschmelzung eines während der vorhergehenden herzynischen Orogenese tief veränderten und mit Krustenmaterial verunreinigten oberen Mantels während der Frühphase einer Grabenbildung erklärt. Diese Hypothese ist im Einklang mit den präliminaren Sr-Isotopenverhältnissen (0.705 und 0.709). K/Ar und Rb/Sr Altersmessungen an Biotiten datieren den Anfang der vulkanischen Tätigkeit um 225 Ma.

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Résumé Un volcanisme très répandu constitué surtout par des produits pyroclastiques et par des coulées de lave se trouve dans les Alpes Méridionales en Lombardie. Ces produits volcaniques sont intercalés dans la série carbonatique du bassin d'âge Anisien-Ladinien et dans les dépôts terrigènes continentaux ou transitionnels d'âge Ladinien-Carnien. Les données pétrographiques et géochimiques de ces produits volcaniques montrent une affinité calcoalcaline avec des caractères semblables à ceux des marges continentales convergentes. Dans le Trias moyen de cette partie des Alpes, les données géologiques indiquent que le motif dominant de la déformation est un mouvement d'extension très répandu, tandis qu'il n'y a aucune évidence de l'existence d'une zone de subduction durant cette période. Le contraste entre le style tectonique et le type de magma mis en place dans l'Anisien-Carnien, peut être expliqué par une fusion partielle du manteau supérieur pendant un stade précoce d'effondrement modifié intensément pendant la précédente orogenèse hercynienne et contaminé par des matériaux d'origine crustale. Cette hypothèse est en accord avec des données préliminaires des rapports isotopiques du Sr (0.705 et 0.709). Des âges K/Ar et Rb/Sr sur des biotites donnent 225 m.a. environ pour le début de l'activité volcanique.

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, . . . , , . , , - , . , , . , . (0,705 0,709). / / , 225 .

     

Oceanic and continental basalts in the geochemical cycle

The apparently insignificant convergency of para- and ortho-amphibolites can explain the formation of enormous masses of basalt if brought in connection with the contrast between an oceanic basaltic and a granitic continental metabolism leading to a clear comprehension of the petrogenetic implications of the continuous rock series.

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Zusammenfassung Die scheinbar bedeutungslose Konvergenz von Para- und Ortho-Amphiboliten reicht aus für die Erklärung der Herkunft von großen Basaltmengen, wenn der Unterschied zwischen ozeanischem basaltischem und kontinentalem granitischem Metabolismus berücksichtigt wird. Dies führt zur Klärung der wichtigsten Verhältnisse in der kontinuierlichen Gesteinsserie.

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Résumé La convergence des amphibolites para et ortho explique bien la formation d'énormes masses de basalte, quand elle est mise en rapport avec le contraste entre le métabolisme basaltique oceanique et granitique continental. Il en résulte la signification pétrogénétique de la série continue des roches.

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Zur Geochemie der Schichten der Kreuznacher Gruppe im Saar-Nahegebiet

Zusammenfassung Die Schichten der Kreuznacher Gruppe im Nordosten des Saar-Nahe-Gebietes kann man in 3 Faziesgebiete aufteilen, und zwar 1. in die Kreuznacher-, 2. die Niersteiner- und 3. in die Rötelschiefer-Fazies. Ihre Sedimente zeigen Merkmale einer Ablagerung unter semiariden Bedingungen, die sich ebenfalls in einer Zunahme ihres Dolomit- wie Borgehaltes zum Hangenden widerspiegeln. Dies trifft besonders auf die Rötelschieferfazies zu, wo in der Zone stärksten Anstiegs dieser Komponenten auch eine Anreicherung der wichtigsten Spurenelemente vorhanden ist. Diese Kennzeichen einschließlich der Tatsache, daß in der nahegelegenen Bohrung Wolfskehlen 4 (Rheintalgraben) mariner Zechstein nachgewiesen werden konnte, sprechen für eine Einstufung der Schichten der Kreuznacher Gruppe in den Zechstein.

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The Sediments of the Kreuznacher Gruppe in the northeastern part of the Saar-Nahe-region can be divided in the following facies: 1. The facies of Kreuznach, 2. the facies of Nierstein and 3. the facies of the Rötelschiefer. They all show features of sediments deposited under partly arid conditions, which are also demonstrated in an increase of dolomite- and boron-content of the younger sediments. This trend is quite clear in the facies of the Rötelschiefer, where in the zone of maximal increase in these components an enrichment of the most important trace elements can be observed as well. These characteristics and the fact, that in the cores of the nearby bore Wolfskehlen 4 (Upper Rhinegraben) Zechstein in a marine facies was found, admit the conclusion, that the sediments of the Kreuznacher Gruppe belong to the Zechstein, too.

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Résumé Les couches du Kreuznacher Gruppe dans la partie Nord-Est du bassin de la Sarre/Nahe peut-on subdiviser de la manière suivante: 1. La facies de Kreuznach, 2. la facies de Nierstein et S. la facies des Rötelschiefer. Toutes les trois facies indiquent des documents d'une climat semiaride, lequel se montre aussi en forme d'une augmentation de bore et de dolomie vers la partie supérieure des couches. C'est particulièrement réalisé dans la facies des Rötelschiefer, où on trouve dans la zone d'une montée maximale de bore et de dolomie aussi un enrichissement des oligoéléments les plus importants. Ces indices et le fait, qu'on a constaté du Zechstein marin tout près dans les carottes d'un sondage (Wolfskehlen 4) au graben du Rhin, permettent de conclure, que les couches du Kreuznacher Gruppe appartiennent au Zechstein.

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Saar-Nahe' : ) , ) , ) . .

     

Magma und magmatogene Lösungen

Zusammenfassung Es werden die mit den im Magma gelösten flüchtigen Komponenten zusammenhängenden Erscheinungen wie Intrusion der Magmen, Bildung von Pegmatiten, Abgabe der flüchtigen Komponenten aus dem Magma und Bildung von hydrothermalen Lösungen diskutiert.

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Phenomena connected with the presence of volatile components of magmas are discussed: Magmatic intrusion, pegmatite-formation, loss of volatile agents from the melt and, formation of hydrothermal solutions.

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Résumé L'auteur discute le rôle des composants volatils dans le magma, l'intrusion du magma, la formation des pegmatites et des solutions hydrothermales

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Das Chausib-Turbiditbecken am Südrand des Damara-Orogens,Südwest-Afrika

Zusammenfassung Am Südrand des Damara-Orogens ist innerhalb der Hakos Subgroup eine Turbiditserie von 1500 m Mächtigkeit entwickelt. Sie stellt als neudefiniertes Chausib Member eine Faziesvertretung der Hakos-Quarzite (Chaibis Member) dar.Die Zusammensetzung der Turbitbänke ist quarzitisch. Infolge metamorpher und tektonischer Überprägung ist eine Gradierung nach der Korngröße nicht mehr vorhanden; sie kann aber aus einer typischen Änderung des Stoffbestandes vom Liegenden zum Hangenden einer Bank abgeleitet werden.Die an sich hochfaltbare Serie liegt in einer einfach gebauten Großstruktur von 10 km Wellenlänge vor; die Faltung wurde durch eine mächtige unterlagernde Quarzitfolge gesteuert. Einige für eine Wechselfolge kompetenter und inkompetenter Lagen charakteristische kleintektonische Phänomene werden beschrieben.Für die paläogeographische Situation wird ein Modell entwickelt, nach dem die Chausib-Turbidite als Beckenablagerungen den Chaibis-Quarziten als gleichalte Schwellensedimente gegenüberstehen.

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A 1500 m thick turbidite series, developed within the Hakos Subgroup at the southern margin of the Damara Orogen, is defined as the Chausib Member. It represents a timeequivalent of the Hakos-Quartzite (Chaibis Member) in a different facies.The turbidites are quartzitic. As a result of the metamorphic and tectonic overprint, they no longer show a grading of grain size. However, a former graded bedding can be inferred from a typical compositional change from the base to the top within each bed.The turbidite series is potentially very susceptible to folding, but occurs in a simple structure with a wave-length of about 10 km. The style of folding was determined by an underlying, thick, quartzite unit. Several small-scale tectonic phenomena are described, which are characteristic for such an alternation of competent and incompetent layers.A palaeogeographic model is envisaged in which the Chausib turbidites are basinal deposits bordering the time-equivalent sediments of a submarine rise, represented by the Chaibis quartzites.

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Résumé A la bordure sud de l'orogène de Damara, on trouve une série de turbidites d'une épaisseur de 1500 m intercalée dans le Hakos Subgroup. En tant que Chausib Member, nouvellement défini, elle représente un faciès équivalent des quartzites de Hakos (Chaibis Member).Les bancs de turbidite ont une composition quartzitique. Mais la superposition métamorphique et tectonique ne permet plus de discerner le granoclassement qui peut cependant être déduit du changement typique dans la composition chimique et minéralogique du matériau d'un banc, du bas vers le haut.La série dont la capacité de plissement est certaine, se présente avec une structure majeure simple, d'une longueur d'onde de 10 km, le plissement ayant été handicapé par une puissante série sous-jacente de quartzite. Quelques phénomènes microtectoniques caractéristiques d'une série interstratifiée de couches compétentes et incompétentes, sont décrits.Un modèle de situation paléogéographique est développé, d'après lequel les turbidites de Chausib s'opposent comme dépôts sédimentaires de bassin contemporains, aux quartzites de Chaibis, considérés comme sédiments de seuil de même âge.

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Hakos Turbidite 1500 . , Chausib, « Hakos». Turbit . . . 10 . , . ., Chausib-Turbidite , Chaibis . .

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Diese Arbeit ist im Sonderforschungsbereich 48 der Universität Göttingen (Entwicklung, Bestand und Eigenschaften der Erdkruste, insbesondere der Geosynklinalräume) entstanden.Die Förderung erfolgte aus Mitteln, die dem Sonderforschungsbereich 48 durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) zur Verfügung gestellt wurden.     

The architecture of a sandy braided-meandering river system: an example from the lower triassic Soiling Formation (M. Buntsandstein) in W-Germany

The dominantly sandy fluvial deposits of the Soiling Formation in the Hessian Depression in W-Germany are excellently exposed in abandoned sandstone quarries N of Kassel near Bad Karlshafen und Stadtoldendorf.Detailed mapping of the quarry walls indicates the presence of five architectural elements: (1) lateral accretion deposits; (2) minor cross-cutting channel-fills; (3) major broad channel deposits; (4) laminated sand sheets; and (5) muddy deposits. The vertical and lateral relationships of these elements suggest deposition in a braided-meandering river system. Sinuous parts of the river channels were dominated by point bar deposition at river high stage (element 1), whereas low-stage flow was characterized by a braided stream pattern (element 2). Less sinuous parts of the river channels were characterized by moderate braiding indices (element 3). Proximal overbank areas were dominated by sandy sheet flows (element 4) whereas distal overbank areas received muddy sediments (element 5).

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Zusammenfassung Die überwiegend sandigen fluviatilen Ablagerungen der Solling-Folge in der Hessischen Senke sind sehr gut in ehemaligen Sandsteinbrüchen nördlich von Kassel in der Nähe von Bad Karlshafen und Stadtoldendorf aufgeschlossen.Detaillierte Kartierung der Bruchwände zeigt fünf architektonische Elemente: (1) Ablagerungen mit lateralem Zuwachs; (2) kleine durchschneidende Rinnenfüllungen; (3) Absätze in großen und breiten Kanälen; (4) laminierte Sandschichten und (5) tonige Ablagerungen. Die vertikalen und lateralen Beziehungen dieser Elemente zueinander deuten auf Sedimentation in einem verflochtenen bis mäandrierenden Flussnetz hin. Die stark gekrümmten Teile der Flussrinnen sind bei Hochwasser von Point Bar-Absätzen dominiert (Element 1), während sie bei Niedrigwasser Ströme mit verflochtenem Muster zeigen (Element 2). Die weniger gekrümmten Teile der Flussrinnen sind durch moderate Vernetzungsindizien charakterisiert (Element 3). Proximale Überflutungsbereiche sind von sandigen Schichtflutsedimenten dominiert (Element 4), während auf den distalen Überflutungsebenen tonige Sedimente abgelagert wurden (Element 5).

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Résumé Les dépôts fluviatiles à dominance sableuse de la Soiling Formation (dépression de Hesse, en Allemagne) affleurent de manière exceptionnelle dans des carrières abandonnées près de Bad-Karlshafen et Stadtoldendorf. Une cartographie détaillée des parois des carrières révèle cinq éléments architecturaux: 1) dépôts à croissance latérale; 2) remplissage entrecroisé de chenaux mineurs; 3) dépôts de chenaux majeurs; 4) couches de sable à structure laminée; 5) dépôts argileux. Les relations verticales et latérales de ces éléments suggèrent une sédimentation dans une rivière anastomosée et à méandres. Les parties sinueuses des chenaux étaient le siège d'une sédimentation de »point bar« lors des périodes de hautes eaux (élément 1), tandis que les périodes de basses eaux se traduisent par un type de cours d'eau anastomosé (élément 2). Les parties moins sinueuses des chenaux étaient caractérisées par des indices d'anastomose plus modérés (élément 3). Les domaines proximaux de crue étaient dominés par des influx sableux (élément 4), tandis que les domaines de crue distaux recevaient des sédiments argileux (élément 5).

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- . 5 : 1) ; 2) : 3) ; 4) 5) . . , ( 1), ( 2). ( 3). , , ( 4), - , ( 5).

     

Die quartäre ‚Andesit“-Formation in der Hochkordillere Nord-Chiles

Zusammenfassung Im Anschluß an die Darstellung der känozoischen Rhyolith-Formation im Mittelabschnitt der Anden (Zeil &Pichler 1967) geben wir in dieser Arbeit einen Überblick über die quartäre Andesit-Formation in der Hochkordillere Nord-Chiles.Die Kulmination der Anden wird von Stratovulkanen und Lavaströmen geprägt, die im Pleistozän und Holozän entstanden sind. Die Vulkane erreichen Höhen von mehr als 6700 m und sitzen auf einem im Mittel 3900 bis 4000 m hohen Altiplano. Diese Andesit-Formation ist im Großen in die ältere Struktur des Anden-Bogens eingepaßt, folgt aber im Detail jüngeren Frakturen, die vermutlich als Folge des Aufstiegs der Schmelzen entstanden. Die rezente Tätigkeit ist gering.Geländearbeiten, 24 neue chemische Analysen, Bestimmungen der Spurenelemente und petrologische Untersuchungen zeigen, daß während der quartären vulkanischen Tätigkeit keine Andesite und Basalte, sondern Latitandesite bis Rhyodacite, vorwiegend aber quarzführende Latitandesite gefördert wurden.Die Entstehung der intermediären Schmelzen in der Hochkordillere kann nach unserer Auffassung am besten durch partielle oder vollständige Aufschmelzung von Teilen der unteren Sial-Kruste erklärt werden. Für die Bildung der Andesite der Anden durch Kristallisations-Differentiation von simatischem basaltischem Magma fanden wir keine Hinweise. Der Vergleich mit den vulkanischen Förderprodukten der im östlichen Pazifik gelegenen Juan Fernández-Inseln zeigt die deutlichen Unterschiede zwischen ozeanischem und kontinentalem orogenem Vulkanismus.Mit den bis jetzt bekannten geophysikalischen Daten im Mittelabschnitt der Anden stehen unsere Ergebnisse im Einklang.

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Following the demonstration of the Cenozoic Rhyolite Formation in the central section of the Andes (Zeil &Pichler 1967), this paper deals with the Quaternary Andesite Formation in the High Cordillera of Northern Chile.The culmination of the Andes is marked by stratovolcanoes and lava flows dating from Pleistocene and Holocene time. The volcanoes reach up to more than 6700 metres in altitude and are perched upon an altiplano of an average altitude of 3900 to 4000 metres. On the whole, this Andesite Formation fits into the older structure of the bending of the Andes; in detail, however, it is following younger fractures which were presumably formed by the rising of the melts. Recent activity is scarce.Field work, 24 new chemical analyses, trace element determinations and petrological investigations have shown that during Quaternary volcanic activity no andesites and basalts, but latite-andesites to rhyodacites, and predominantly quartz-bearing latite-andesites were erupted.The origination of intermediate melts in the High Cordillera may, in our opinion, be explained by partial or complete melting of parts of the lower sialic crust. As to the creation of the andesites of the Andes by crystallization differentiation of simatic basaltic magma, we did not find any indications. The comparison with the volcanic rocks of the Juan Fernández Islands situated in the eastern Pacific, shows the distinct differences between oceanic and continental orogenous volcanism.Our results are in agreement with the geophysical data so far known on the central section of the Andes.

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Résumé Faisant suite à la démonstration de la formation Rhyolithe cénozoique dans la partie centrale des Andes (Zeil &Pichler 1967), les auteurs présentent un aperçu sur la formation «Andésite» quaternaire dans la Haute Cordillère du nord de Chili.La culmination des Andes est marquée par des strato-volcans et des coulées de lave originant du Pleistocène et de l'Holocène. Les volcans atteignent des altitudes de plus de 6700 mètres et ils sont perchés sur un altiplano d'une altitude d'environ 3900 à 4000 mètres. En gros, cette formation «Andésite» est arrangée le long de la structure plus ancienne de la courbure des Andes. cependant en détail elle suit des fractures plus récentes développées présumablement par suite de l'ascension des bains de fusion. L'activité récente est minime.Des travaux de champs, 24 analyses chimiques nouvelles, des déterminations de traceurs et des recherches pétrologiques ont démontré que pendant l'activité volcanique quaternaire il n'y avait pas d'éruption d'andésites ni de basaltes, mais c'étaient des latite-andésites à rhyodacites, et surtout des latite-andésites quartzifères qui ont été projetées.L'origine des bains de fusion intermédiaires dans la Haute Cordillère peut être expliquée, à notre opinion, par une fusion partielle ou complète de parties de la croûte sialique inférieure. Quant à la formation des «andésites» des Andes par une différentiation de cristallisation d'un magma basaltique, nous n'en avons pas trouvé d'indications. La comparaison avec les produits d'émission volcanique des îles de Juan Fernandez situées au Pacifique oriental, montre les différences distinctes entre le volcanisme orogène océanique et continental.Nos résultats s'accordent bien avec les dates geophysicales connues à présent sur la partie centrale des Andes.

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. . 3900–4000 , 6700 . , , , , , . . , - , , , , . .

     

Certain problems of structure and conditions of evolution of transition zones between continents and oceans

A third type of transition zones from oceanic to continental crust here called Columbian, is proposed, in addition to the two more commonly known types. Subsidence of the Earth's crust, typical of all transition zones, is shown to be connected (by geophysical properties) with the transformation of continental crust into intermediate crust and later into oceanic. The most likely mechanism of such changes is the basification of continental crust, its foundering, block by block, into the heated upper mantle, and its substitution by the new oceanic crust. The evolution of transition zones of Pacific type is largely influenced by deep faults, which reach down to the level of undepleted mantle; from this level to the surface the volatile products rise as the essential means of formation of calc-alkali magmas on island arcs. Benioff zones are deep faults whose inclination is secondary and connected with the density contrast in the upper mantle on either side of the Benioff zone. The denser mantle flows under less dense mantle, whereas the subduction phenomenon, as depicted by plate tectonics, is nonexistent.On the whole, the evolution of transition zones tends towards growth of the oceans at the expense of the continents, but oceanic crust thickens by addition of volcanogenic layers of andesitic composition in transition zones of Pacific type, on island arcs of the Second type.

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Zusammenfassung Den Übergangszonen zwischen ozeanischer und kontinentaler Kruste, die bisher in zwei Typen eingeteilt wurden, wird eine dritte hinzugefügt. Diese wird hier Kolumbische Übergangszone genannt. Es wird gezeigt, daß Subsidenz der Erdkruste, typisch für alle Übergangszonen, verbunden ist mit der Transformation kontinentaler Kruste in intermediäre und schließlich in ozeanische Kruste. Der wahrscheinlichste Mechanismus für diese Veränderungen ist die Sockelbildung der kontinentalen Kruste, ihr blockweises Eingehen in den heißen Oberen Mantel und schließlich ihre Umwandlung in neue ozeanische Kruste.Die Evolution der Übergangszonen vom pazifischen Typ ist stark beeinflußt durch tiefgreifende Störungen, die bis in den Mantel reichen. Von diesem Niveau steigen die beweglicheren Produkte als die wesentlicheren Anteile der Kalkalkali-Magmen an Inselbögen auf bis hin zur Oberfläche.Benioff-Zonen sind tiefgreifende Störungen, deren Einfallen sekundär und an die Dichte Unterschiede innerhalb des Oberen Mantels auf ihren beiden Seiten gebunden ist. Die dichteren Mantelanteile fließen unter die weniger dichten, wohingegen das Phänomen der Subduktion, wie es im Rahmen der Plattentektonik dargestellt wird, nicht existiert.Die Evolution der Übergangszonen tendiert im großen und ganzen zur Ausbreitung der Ozeane auf Kosten der Kontinente. Die ozeanische Kruste verstärkt sich in den Übergangszonen des pazifischen Typs durch Anbau vulkanogener Lagen mit andesitischer Zusammensetzung.

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Résumé Aux zones de transition entre la croûte continentale et la croûte océanique, jusqu'à présent ramenées à deux types, s'en ajoute une troisième, ici dénommée»Zone de transition colombienne«. On montre ici que la subsidence de l'écorce terrestre, typique pour toutes les zones de transition, est reliée (par des propriétés géophysiques) à la transformation de la croûte continentale en une croûte intermédiaire et ensuite océanique. Le mécanisme le plus probable de ces changements consiste dans la basification de la croûte continentale, son effondrement bloc après bloc dans le manteau supérieur rechauffé, et sa substitution par la nouvelle croûte océanique. L'évolution des zones de transition de type Pacifique est largement influencée par des failles profondes descendant jusqu'au niveau du manteau intact, niveau à partir duquel les produits volatiles montent vers la surface, en temps qu'éléments essentiels pour la formation des magmas calco-alcalins dans les arcs insulaires. Les zones de Benioff sont des failles profondes dont l'inclinaison est secondaire, et en liaison avec les contrastes de densité dans le manteau supérieur de chaque côté de la zone Benioff. Le manteau plus dense s'écoule sous le manteau moins dense, étant entendu que le phénomène de subduction, tel que le décrit la tectonique de plaques, est inexistant. — Dans l'ensemble, l'évolution des zones de transition tend vers la croissance des océans aux dépens des continents, tandis que la croûte océanique s'épaissit par addition des couches volcanogènes de composition andésitique dans les zones de transition de type Pacifique, sur les arcs insulaires du second type.

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Use of the lattice parameter b 0 of dioctahedral illite/muscovite for the characterization of P/T gradients of incipient metamorphism

The P/T gradient or baric type of low-grade metamorphic terranes can be characterized on the basis of cumulative frequency curves of the lattice parameter b ₀ of dioctahedral micas (Sassi and Scolari 1974), which essentially reflects celadonite content and increases with pressure. The method is here applied to illite/muscovite of sub-greenschist (incipient metamorphism) and low-greenschist facies terranes from the marginal zones of the Swedish Caledonides, Swiss Alps and Venezuelan Andes, where the grade of metamorphism was determined on the basis of illite crystallinity.Complications in the determinations of b ₀ arising from (a) shifts in the spacing of the apparent 060 diffraction peaks of the illites due to the presence of inter-stratified expandable layers, and (b) persistence of more crystalline clastic micas are pointed out.In contrast to the earlier-reported decrease of b ₀ with progressive metamorphism at higher grades, b ₀ tends to increase with grade during incipient metamorphism: it is markedly lower in the diagenetic and low-grade anchimetamorphic grades in the Cambro-Silurian of the Caledonides of Jämtland, western Sweden (zone A), and the Lower Tertiary of the Helvetic zone of the Swiss Alps, than in the higher grade anchizone and epizone of the former terrane.Mean b ₀ values for the intermediate and highest (epizone) grades of the Swedish Caledonides are respectively 9.030 and 9.037 Å compared to the mean value of 9.035 Å for the medium-high pressure, Barrovian-type, terrane of Otago, N.Z. Mean b ₀ of 9.005 Å for the mainly epizonal slates of the Venezuelan Andes lies between those for the low-pressure terranes of Bosost ( 8.992 Å), and the low-medium pressure terrane of northern New Hampshire (9.010 Å). These baric estimates agree well with those for the metamorphic facies series at higher grade produced by the same events.Cumulative b ₀ curves are concluded to be useful for the characterization of P/T gradients of incipient metamorphism, particularly in the higher grade part of the anchizone and the epizone.     

The rhombohedral framework of the Scandinavian Caledonides and their foreland

The Baltic Shield of northern Europe is transsected by approximately N-S and NW-SE striking Proterozoic fault and fracture zones that were remobilized during the Late Precambrian opening of the Iapetus ocean and the SE-directed thrusting of the Caledonian nappes in Mid-Paleozoic time. Remobilizations of these older structures account for a distinct subsidence history and sedimentological evolution over each fault-bounded basement segment during opening of the Iapetus and for a distinct metamorphic and structural development found within each block during overthrusting of the Caledonian nappes and the exhumation of the orogen. The two fault sets define basement blocks with rhombus-like plan sections which had individual subsidence histories during Iapetus rifting as is expressed by their Late Precambrian (Riphean and Vendian) to Silurian sedimentary cover of contrasting thickness and facies. This contrasting subsidence history of the various basement blocks may have contributed to differences in thrusting level, thrust excision (nappe size), and tectonic style. Correlative Caledonian nappes from adjacent faultbounded basement blocks were thrust diachronously resulting in transport transverse to the general thrusting direction. Thrusting oblique to the NW-SE fault zones and orogen parallel extension resulted in lateral-ramp folds in the cover and reactivation along the NW-SE faults imbricated the overlying nappes. The extent of basement imbrication and duplex formation is variable in the different segments. Within single segments, the basement imbrication and duplex-formation defined basement highs that roughly align in two parallel zones within the orogen. The site of the basement duplexes is probably controlled by older N-S fracture zones while the pinch- and-swell structure parallel to the orogen is caused by the individual deformation and thrusting behavior of the basement and cover sequences that are bound by the NW-SE fault zones. Thus the Caledonian orogen appears to have inherited the Precambrian structural grain of the underlying, Baltic Shield.

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Zusammenfassung Der Baltische Schild Nordeuropas ist von im Proterozoikum angelegten Verwerfungen und Scherzonen mit nördlichem sowie und nordwestlichem Streichen durchzogen, welche während der spätpräkambrischen Öffnung des Iapetus-Ozeanes und der anschließenden, südöstlich gerichteten Überschiebung der kaledonischen Decken im ausgehenden Alt-Paläozoikum reaktiviert worden sind. Die Wiederbelebung dieses ererbten, durch steilstehende Störungen gekennzeichneten, rhombenförmigen Strukturmusters führte zu unterschiedlichen Absenkungsraten der Störungsbegrenzten Grundgebirgsblöcke und steuerte somit die Ablagerungsbedingungen in entstehenden Sedimentationströgen während der Öffnungsphase des Iapetus-Ozeans. Durch diesen Prozeß lassen sich latterale Unterschiede in Mächtigkeit und Fazies der jungpräkambrischen bis altpaläozoischen Deckensedimente entlang dem Nordwestrande des damaligen Kontinentes Baltica, sowie Differenzen in der metamorphen und strukturellen Entwicklung der durch Störungen begrenzten Blöcke während der Überschiebung der kaledonischen Decken und der Hebung des Gebirges erklären. Vertikale Blockverschiebungen und Kippungen von Blöcken relativ zueinander können beobachtete Unterschiede in den Abscherungs- und Überschiebungsniveaus, sowie unterschiedliche tektonische Baustile auf und vor (vor allem) zwischen Blöcken erklären helfen. Untereinander korrelierbare kaledonische Deckensegmente haben, in Bezug auf Transportrichtung und Strecke, voneinander unterschiedliche Wege oberhalb ihrer Untergrundsegmente zurückgelegt. Während dieser Überschiebung auf ein sich simultan veränderndes Relief ist es dabei zu Teilbewegungen schräg zur Hauptüberschiebungsrichtung gekommen, was seinerseits zu seitlichen Verzahnungen benachbarter Deckensegmente geführt hat. Die NWSE streichenden Blockgrenzen haben während lokaler Überschiebungen leicht schräg zu dieser Hauptrichtung als Widerlager und Rampen (lateral ramps) für die darübergleitenden Decken gewirkt, welche sich ihrerseits bei diesem Prozeß in orogentransversale Falten gelegt haben. Je nach ihrer Lage und Neigung sind die verschiedenen Segmente während der Kollisionsphase des kaledonischen Orogens in unterschiedlichem Grade von internen Störungen betroffen worden. Die durch intensive Internscherung hervorgerufenen Krustenverdickungen zeigen eine perlschnurartige Anordnung in zwei orogenparallele zonen, deren Anlage sich auf unterliegende und mitverfrachtete N-S Störungszonen zurückführen lassen kann. Das Anschwellen und Ausdünnen (pinch- and-swell) von tektonischen Einheiten entlang der Längsrichtung des Orogens läßt sich durch unterschiedliche Deformationsverhalten innerhalb der durch NW-SE Störungen begrenzten Segmente erklären. Die Kaledoniden Skandinaviens haben offensichtlich das strukturelle Gepräge ihrer präkaledonischen Unterlage ererbt.

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Résumé Le bouclier baltique est traversé par des fractures protérozoïques orientées approximativement N-S et NW-SE. Ces failles furent réactivées d'abord au Précambrien tardif lors de l'extension correspondant à l'ouverture de l'Océan lapétus, ensuite au Protérozoïque moyen lors du charríage des nappes calédoniennes vers le SE. La réactivation de ces vieilles structures explique qu'on observe pour chaque bloc du socle faillé une subsidence et une sédimentation différente pendant la phase d'extension (ouverture du lapétus), ainsi qu'une évolution métamorphique et structurale distincte pendant le charriage des nappes calédoniennes et l'exhumation de l'orogène. Les deux groupes de failles définissent dans le socle des blocs à sections rhombiques qui présentaíent chacun une subsidence particulière pendant l'ouverture du lapétus, comme l'indiquent les variations d'épaisseur et de facies de leur couverture sédimentaire tardi-précambrienne (vendienne) à silurienne. Cette subsidence variable selon les blocs pourrait avoir contribué à induire des différences dans les niveaux de décollement et de charriage des nappes, ainsi que dans le style tectonique. Les unités tectonostratigraphiques des blocs adjacents furent charriées de façon diachronique avec comme résultat un transport transverse par rapport à la direction dominante du charriage. Ce déplacement oblique vers les zones de failles NW-SE et l'extension parallèle de l'orogène ont produit des plis transversaux dans la couverture; la réactivation des failles NW-SE s'est traduite par l'imbrication des nappes surincombantes. L'importance de cette imbrication et de la formation de duplex est variable selon les différents segments du socle. Pour chaque segment particulier, l'imbrication du socle et la formation de duplex ont engendré des culminations de socle alignés selon deux zones parallèles dans l'orogène. La position des duplex est probablement régie par de vieilles failles N-S alors que la structure en «pinch- and-swell» le long de l'orogène est causée par le caractère individuel de la déformation et du charriage du socle et de sa couverture, propre à chaque bloc limité par des failles NW-SE. L'orogenèse calédonienne a été ainsi fortement afffectée par les structures précambriennes du bouclier baltique sous-jacent.

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, lapetus - . , , , , , lapetus. - - , , . , , , . , , . , . NW-SE (»side-wall ramps«) , . . , , , ; , , , - . (pinck- and-swell) , , NW-S . , - .

     

The microbial sulfur cycle and some of its implications for the geochemistry of sulfur isotopes

Qualitatively most microbial processes of the sulfur cycle are well known, but the extent to which specific groups of microbes take part in sulfate reduction and sulfide oxidation is at present difficult to estimate and the same holds for the role played by purely chemical sulfide oxidation.The capacity of an organism to differentiate between sulfur isotopes is genetically determined and probably strain-specific; whether or not, and to what extent, fractionation actually occurs is codetermined by physiological conditions inside the cell and by ecological conditions, i.e. the parameters of the environment.For conclusive interpretation of sulfur fractionation data of natural deposits further microbiological studies on the enzymatic, cellular and ecological level are necessary; such studies would be technically feasible today. The study of isotope effects of relevant, purely chemical reactions should not be neglected.

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Zusammenfassung In qualitativer Hinsicht sind die meisten mikrobiellen Vorgänge des Schwefelkreislaufs gut bekannt. Jedoch ist es gegenwärtig noch schwierig zu sagen, in welchem Ausmaß die verschiedenen Mikroorganismengruppen an der Reduktion der Sulfate und an der Oxidation der Sulfide teilnehmen. In wieweit die Oxidation der Sulfide rein chemisch erfolgt, ist ebenso schwer einzuschätzen.Die Fähigkeit einer Mikrobe zwischen verschiedenen Schwefelisotopen zu unterscheiden, ist genetisch festgelegt und ist wahrscheinlich stammspezifisch. Ob überhaupt und, wenn ja, in welchem Ausmaß eine Fraktionierung tatsächlich stattfindet, wird von den physiologischen Verhältnissen innerhalb der Zelle und von ökologischen Verhältnissen, d. h. den Parametern der Umwelt, mitbestimmt.Um eine endgültige Interpretation der Fraktionierungsdata in der Natur abgelagerter Schwefelverbindungen zu ermöglichen, sind weitere mikrobiologische Forschungen auf enzymatischer, zellularer und ökologischer Stufe erforderlich, die heute ohne weiteres durchgeführt werden könnten. Isotopeneffekte bei rein chemischen Reaktionen sollten dabei ebenfalls untersucht werden.

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Résumé La plupart des processus microbiologiques du cycle du soufre est qualitativement assez connue mais il est encore difficile de déterminer quantitativement dans quelle mesure des microbes spécifiques contribuent à la réduction des sulfates et à l'oxidation des sulfides. La même difficulté se présente quant à l'oxidation des sulfides purement chimique.Le pouvoir d'un organisme de distinguer entre les isotopes de soufre est déterminé par voie génétique et probablement est spécifique pour la souche individuelle. Dans quelle mesure un fractionnement des isotopes est vraiment réalisé sous les conditions expérimentales ou. naturelles est déterminé par des conditions physiologiques dans les cellules et des conditions écologiques, c'est à dire par les paramètres du milieu.Pour une interprétation conclusive des dates de fractionnement du soufre des dépôts naturels, il est nécessaire d'étudier les processus microbiens relevants au niveau enzymatique, cellulaire et écologique, des études qui sont aujourd'hui tout à fait réalisables. D'autre part, l'étude des effets isotopiques des réactions purement chimiques ne devrait pas être négligée.

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, . .

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Edited version of a lecture held at the Colloquium on the Geochemistry of Sulfur Isotopes, Bad Sooden-Allendorf, 1964; the references given provide entrances to the literature of the topics discussed rather than exhaustive documentation.     

Sulfur isotope ratios of Icelandic rocks

Sulfur isotope ratios have been determined in 27 selected volcanic rocks from Iceland together with their whole rock chemistry. The ³⁴S of analyzed basalts ranges from –2.0 to +0.4 with an average value of –0.8 Tholeiitic and alkaline rocks exhibit little difference in ³⁴S values but the intermediate and acid rocks analyzed have higher ³⁴S values up to +4.2 It is suggested that the overall variation in sulfur isotope composition of the basalts is caused by degassing. The small range of the ³⁴S values and its similarity to other oceanic and continental basalts, suggest that the depleted mantle is homogeneous in its sulfur isotope composition. The ³⁴S of the depleted mantle is estimated to be within the range for undegassed oceanic basalts, –0.5 to +1.0     

Correlations entre les mineralisations du Sud-Peruvien et les teneurs en elements traces desroches eruptives

Résumé L'étude géochimique par dosages des éléments traces métalliques (Cu, Zn, Pb, Ni, Co, V, Cr, Mo, Sb, Li, Rb.) dans les roches éruptives du Sud-Péruvien a été menée afin d'établir une corrélation entre ces éléments traces et les minéralisations exprimées. Les variations des teneurs en éléments traces de certains types de roches suivent la répartition des gites métallifères correspondants. Des considérations géochimiques nous ont amené à diviser les Andes en deux provinces majeures, une province occidentale où dominent les effets du magmatisme en relation avec la subduction de la plaque de Nazca qui induit une zonalité transverse à l'orogène, et une province orientale où domine en revanche l'influence de zones de fusion crustales génératrices de minéralisations à dominante acide et poly-métallique. Une zonalité longitudinale à la chaîne andine se superpose à la précédente et s'explique par l'enfouissement graduel de la zone de fusion crustale vers le Nord.

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The relationships between mineralisations in S-E Peru, and the eruptive country rocks have been studied by means of quantitative trace element determination (Cu, Zn, Pb, Ni, Co, V, Cr, Mo, Sb, Li, Rb). The variations of trace element content in the rocks is in good accordance with the repartition of the ore deposits. We have divided the Andean orogen in two principal provinces according to geochemical considerations: in the occidental one the Nazca plate subduction plays an important role in mineralizations zoning, but in the oriental one, the control of acid and poly-metallic mineralisations can be attributed to crustal fusion zones. Nevertheless, a longitudinal zoning appears in this zone and can be related to northward depth's increase of crustal fusion zone.

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Zusammenfassung Die Analyse von verschiedenen Metallen (Cu, Zn, Pb, Ni, Co, V, Cr, Mo, Sb, Li, Rb) in magmatischen Gesteinen der süd-peruanischen Provinz zeigt eine Wechselbeziehung zwischen Geochemie und Lagerstättenbildung. Die Veränderungen der Gehalte folgen der Verteilung der entsprechenden Lagerstätten. Es folgt daraus, daß die Anden in zwei geochemische Provinzen einzuteilen sind. In der westlichen Provinz sind die Lagerstättenbildungen durch die Nazca Subduktion Platte kontrolliert; dieser Platte zugeordnet ist eine Einteilung in Zonen. In der östlichen Provinz haben die krustalen Aufschmelzungen einen sauren Charakter der Lagerstättenbildungen zur Folge. Eine weitere Teilung der östlichen Provinz in Zonen erklärt sich aus der Vertiefung der krustalen Aufschmelzungszonen in nördlicher Richtung.

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Resumen El estudio geoquemico de Cu, Zn, Pb, Ni, Co, V, Cr, Mo, Sb, Li, Rb, en rocas igneas del Sur-Este del Peru ha llegado a relacionar estos elementos en trazas y los yacimientos explotados. Las variaciones de contenido en elementos metallicos de ciertos tipos de rocas igneas siguen la abundancia de los indicios superficiales corespondientes. Consideraciones geoquemicas permiten dividir la Cordillera de los Andes en dos provincias de major importancia: una provincia oriental donde esta predominante el efecto del magmatismo relacionado a la subduction de la placa de Nazca, lo que induce una zonalidad transversal a los Andes; una provincia oriental donde zonas de fusion hundidas dentro de la corteza continental producen en general paragenesis de tipo acido y polimetalico.Una zonalidad longitudinal a los Andes esta sobrepuesta a la precedente y se explica por el hundimiento progresivo de la zona de fusion hacia el Norte, entre Bolivia y el Peru del Sur.

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, - : , Zn, Pb, Ni, , V, Cr, Mo, Sb, Li, Rb. . , . Nazca; . . , , , .

     

Proterozoic tectonic evolution and late Svecokarelian plate deformation of the Central Baltic Shield

The continental crust of the Central Baltic Shield evolved by accretion towards the west during the Svecokarelian orogeny 1700–2200 Ma ago. The following features are consistent with a plate tectonic mechanism involving subduction of oceanic crust below an Archean craton in the east: flysch-sediments with serpentinite masses and pillow lavas, linear high-grade metamorphic zones, island-arc type volcanic belts and late tectonic batholiths with porphyry type Cu-Mo deposits.Semi-consolidated new crust was affected by late Svecokarelian deformation (D_n) after 1850 Ma; NNE-trending folds with crenulation cleavage were overprinted on older structures together with associated NW trending ductile transcurrent shear zones that curve the F_n folds into gentle S and Z shapes. The late tectonic batholiths intruded partly at the same time as and partly after the D_n deformation.

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Zusammenfassung Die kontinentale Kruste des zentralen Baltischen Schildes entwickelte sich durch nach Westen gerichtetes Anwachsen während der Svecokarelischen Orogenese vor 1700 bis 2200 Ma. Die folgenden Erscheinungsformen lassen sich mit einem plattentektonischen Mechanismus in Einklang bringen, der Subduktion von ozeanischer Kruste unter einen Archaischen Kraton im Osten einschließt: Flysch-Sedimente mit Serpentinit-Massen und Kissenlaven, lineare hochmetamorphe Zonen, vulkanische Gürtel vom Inselbogen-Typ und spättektonische Batholithe mit porphyrischen Cu-Mo-Lagerstätten.Die halbkonsolidierte neue Kruste wurde durch späte Svecokarelische Deformation (D_n) nach 1850 Ma erfaßt; NNE-orientierte Falten mit Krenulationsschieferung wurden älteren Strukturen aufgeprägt in Verbindung mit NW-streichenden, plastischen Transcurrent-Scherzonen, die die F_n-Falten in sanfte S- und Z-Formen verbiegen. Die spättektonischen Batholithe intrudierten teils während, teils nach der D_n-Deformation.

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Résumé La croûte continentale du Boucher baltique central a évolué par voie d'accrétion vers l'ouest durant l'orogénie svécocarélienne 1700–2200 Ma. Les événements suivants sont en accord avec un mécanisme de tectonique de plaques impliquant la subduction d'une croûte océanique sous un craton archéen à l'est: sédiments flyschoïdes avec masses de serpentinite et de laves en coussins, zones linéaires à haut degré de métamorphisme, ceintures volcaniques du type guirlande d'îles et batholithes tectoniques tardifs avec gisements porphyriques de type Cu-Mo.La nouvelle croûte à semi-consolidée fut affectée par une déformation svécocarélienne tardive (D_n) postérieure à 1850 Ma. Des plis de direction NNE avec clivage de crénulation ont été superposés sur des structures plus anciennes, associés à des zones de cisaillement transcurrentes de direction NW qui ont incurvé les plis F_n suivant des formes en S et Z. Le batholithe tectonique tardif s'est mis en place en partie au même moment que, et en partie après, la déformation D_n.

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, , 1500–2200 . , , : ; ; - . , 1850 ; NNE- , , NW , , F_n S Z. , .

     

Intraplate wrench deformation in Iran,Afghanistan and Western Pakistan

The pattern of major wrench faults in Iran, Afghanistan and Pakistan is shown to result from convergence between the Arabia, India and Eurasia plates. A method is introduced of treating fault movement as rotations about fault poles. The rotations are quantified by assuming fault movement to be proportional to active fault length, and these rotations summed by vector addition. The resultant rotation is considered to act at the geometric centre of the area enclosed by the faults. By equating movement here with plate convergence calculated from the usual circuit of plate spreading velocities the individual fault movements may be quantified. An area of west Pakistan and Afghanistan so treated suggests that the Chaman fault was initiated in the Eocene, a conclusion independently indicated by the geology. The method is of general application in non-rigid plate areas and offers explanations for fault curvature and anomalous fault movement.

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Zusammenfassung Das Muster der größeren Blattverschiebungen im Iran, in Afghanistan und Pakistan ist das Ergebnis einer Konvergenz der Arabischen, Indischen und Eurasischen Platten. Zur Analyse der Verschiebungen wird ihre Bewegung auf Rotationspole bezogen. Die Rotationsbewegungen lassen sich quantifizieren, indem man die Verschiebungsbeträge proportional zur Länge der Störungen setzt und die Rotationen als Vektoren addiert. Die Gesamtrotation soll vom geometrischen Zentrum der Fläche ausgehen, die von den Blattverschiebungen umgrenzt wird. Setzt man für diese Bewegungen die Geschwindigkeiten, die für Plattenbewegungen berechnet wurden, so kann man daraus die einzelnen Verschiebungsgeschwindigkeiten an den Blattverschiebungen ableiten.In West-Pakistan und Afghanistan kann man daraus erschließen, daß die Chaman-Störung seit dem Eozän aktiv gewesen sein muß. Dieser Schluß wird auch durch die geologischen Befunde gestützt. Diese Methode der tektonischen Analyse kann auf alle mobilen Plattenzonen angewandt werden und bietet eine Erklärung für geschwungenen Störungsverlauf und anomale Verschiebungsgeschwindigkeiten.

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Résumé Cet étude démontre que la disposition des principales failles de torsion existant en Iran, en Afghanistan et au Pakistan résultent d'une convergence des plaques d'Arabie, d'Inde et d'Eurasie; elle présente une méthode visant à traiter les mouvements de dislocation en tant que rotations autour des pôles de failles. On quantifie ces rotations en se basant sur l'hypothèse que le mouvement de faille est proportionnel à la longueur de faille active, et on les totalise par somme vectorielle. La rotation en résultant est considérée comme étant le centre géométrique de la région délimitée par les failles. On peut alors quantifier les mouvements de failles individuelles en associant ces mouvements à la convergence de plaques calculée d'après le circuit habituel des vitesses de propagation des plaques. L'application de cette méthode à une région du Pakistan occidental et de l'Afghanistan semblerait démontrer que la faille de Chaman a son origine dans l'Eocène, conclusion qu'indique par ailleurs la géologie. La méthode en question est, en règle générale applicable aux régions de plaques non-rigides, offrant ainsi certaines explications quant à la courbure des failles et aux mouvements de dislocation anormaux.

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, , . . , , , . , , . , . , , Chaman . . , .

     

Graphic presentation of sedimentary mixtures containing four components

A modified method of graphic presentation of sedimentary mixtures consisting of four components in the concentration tetrahedron is discussed.

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Zusammenfassung Die graphische Darstellung von quarternären Sedimentgemischen im Konzentrationstetraeder wird besprochen.

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Résumé La présentation graphique de mixtures sédimentaires quarternaires dans un tétraèdre est discutée.

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Hammerschlagseismische Untersuchungen auf der Grube Füsseberg zur Bestimmung der elastischen Eigenschaften der Siegener Schichten

Zusammenfassung Im Siegerländer Devon wurde auf der Grube Füsseberg Hammerschlagseismik zur Bestimmung der elastischen Anisotropie des Gebirges betrieben. Eine Änderung der Anisotropie in dem vom Bergbau aufgeschlossenen Teufenbereich ist nicht nachweisbar. Das elastische Verhalten des Gesteins beruht auf einer speziellen Porenraumstruktur. Die Langachsen der Poren sind parallel zur Schichtfläche gestreckt.

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For determining the elastic anisotropy of the rock, seismic measurements were carried out in the mine Füsseberg on the Siegerland Devonian. The hammer blow technique was adopted. An alteration of anisotropy in the depth range of the mine cannot be established. The elastic behavior of the rock is due to a special structure of the pore space. The longitudinal axes of the pores are oriented parallel to the bedding plane.

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Résumé Dans la mine de Füsseberg, on a effectué des mesures sismiques à coups de marteau au Dévonien du Siegerland en vue de déterminer l'anisotropie élastique des montagnes. On ne trouve pas de changement de l'anisotropie dans les profondeurs ouvertes par l'exploitation minière. Le comportement élastique des roches est fonction d'une structure particulière de porosité. Les axes longitudinaux des pores sont parallèles au plan de stratification.

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

Focal mechanisms of the Atlas earthquakes,and tectonic implications

The determination of the focal mechanisms of the strongest shocks in the Atlas chain and the Canary Islands area reveals that the present-day tectonics along this range is a compression reflected either by reverse or dextral strike-slip faulting along the ENE-WSW trends. All the solutions are consistent with: 1. the other focal mechanism solutions determined further north in the Azores-Gibraltar, Alboran, Rif and Tell areas; 2. the NNW to NW trending compression inferred from other methods such as neotectonics,in situ stress field measurements and plate motions.

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Zusammenfassung Die Bestimmung des Erdbebenherdmechanismus der stärksten Beben im Atlasgebirge und des Gebietes der Kanarischen Inseln gibt zu erkennen, daß die aktuellen tektonischen Bewegungen entlang dieses Bereiches kompressiv wirksam sind. Dies zeigt sich entweder anhand von Überschiebungen oder an dextralen Blattverschiebungen. Alle Ergebnisse sind übereinstimmend mit: 1. den anderen Erdbebenherdmechanismen weiter im Norden liegender Regionen (Azoren - Gibraltar, Alboran, Rif und Tell); 2. die nach NNW bis NW wirkende Kompression, welche von anderen Methoden abgeleitet wurde (Neotektonik,in-situ Spannungsmessungen und Plattenkinematik).

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Résumé La détermination des mécanismes au foyer des séismes les plus importants de la chaîne atlasique et des îles Canaries révèle que la situation tectonique actuelle le long de cette chaîne est une compression reflétée par le jeu de failles soit inverses, soit décrochantes dextres le long des accidents ENE-WSW. Toutes les solutions sont compatibles avec: (1) les autres mécanismes déterminés plus au nord, dans les régions d'Açores-Gibraltar, Alboran, Rif et Tell; (2) la compression orientée NNW-SSE à NW-SE déterminée à l'aide d'autres méthodes comme la néotectonique, les mesures de contraintesin situ et la cinématique des plaques.

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, , , , : -. : / , , , , .

     

Energie-Ressourcen der Erde-Grenzen aus geowissenschaftlicher Sicht

Zusammenfassung Es werden einige Ergebnisse einer Analyse der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) über das künftige Angebot von Energie-Rohstoffen diskutiert. Die Erde verfügt über endliche fossile Energieträger (Kohle, Erdöl, Erdgas, Ölschiefer, Ölsand) und Kernbrennstoffe (Uran, Thorium) sowie über unendliche, sich erneuernde Energiequellen (Geothermische Energie, Solarenergie). Die insgesamt auf der Erde vorhandenen fossilen Energie-Ressourcen betragen aus heutiger Sicht etwa 12 500 Mrd. t SKE (= Steinkohleneinheiten), von denen aber gegenwärtig nur 900 Mrd. t SKE als technisch-wirtschaftlich gewinnbare Reserven gelten. Mit fortschreitender Exploration kann aber noch ein erheblicher Teil der Ressourcen in Reserven überführt werden. Bei Erdöl und Erdgas sind bereits Grenzen erkennbar. Die kostengünstig gewinnbaren Kernbrennstoffe sind ebenfalls begrenzt. Gelingt jedoch der Einsatz neuer Reaktorlinien mit einer weit besseren Energieausnutzung und damit der Abbau niedrigprozentiger, teuer zu gewinnender Uran-Ressourcen, sind auch langfristig keine Verknappungen erkennbar. Die Nutzung Geothermischer Energie wird angesichts begrenzter Energie-Rohstoffe zunehmen.

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A few results of a study about the future energy-supply of the world by the Federal Institute for Geosciences and Natural Ressources are discussed. The entire fossil energy-resources are estimated at abt. 12 500×10⁹ tce (= tons of coal equivalent), of which 900×10⁹ tce are rated as presently recoverable reserves. Future exploration will be able to transform a substantial part of the resources into reserves. First limits in the supply of oil and gas are visible. The low cost, higher grade uranium reserves of the type which are presently exploited are equally limited. However if low grade uranium resources will become economically recoverable in the future, no actual limits can be seen. It is supposed that the use of geothermal energy will become more important in the long term future.

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Résumé Quelques résultats d'une étude sur les ressources énergétiques du monde faite par l'Institut Fédéral de Sciences de la Terre et de Matières Premières sont présentés. Les ressources énergétiques fossiles de la terre se montent à environ 12 500×10⁹ tec (tonnes d'equivalent charbon), dont 900×10⁹ tec représentent des réserves actuellement exploitables economiquement. L'exploration future sera capable de transformer une grande partie de ces ressources en réserves. La limite des ressources de pétrole et de gaz naturel devient déjà perceptible. La quantité d'uranium contenue en gisements à teneurs rentables est également limitée. On ne peut déceler la possiblité à long terme d'adaptations visant la mise en oeuvre de nouvelles lignes de reacteurs ayant une utilisation de l'énergie largement meilleure entraînant de ce fait l'exploitation de ressources en Uranium à plus basses teneurs. L'utilisation de l'énergie géothermique deviendra plus importante.

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(BGR) , . , — , , , , — — , —, , — , . 12500 SKE, .. , 900 SKE . . . .. , . .