Eodiagenetische Vorgänge bei der Bildung von Salinargesteinen

Zusammenfassung Chemische Präzipitate bleiben als Sedimente nur so lange erhalten, als sie mit der darüberstehenden Lösung, dem Bodenwasser des Salinarbeckens, im chemischen Gleichgewicht stehen. Die in dem Laugenkörper solcher Meeresbecken bestehenden, horizontalen Dichtegrenzen, die auf Konzentrationsunterschieden beruhen, können sich durch klimatische, meeresgeographische u. a. Veränderungen vertikal verschieben. Dadurch ist das Sediment (der Bodenkörper) Umbildungen ausgesetzt. Verdünnung der Lauge bringt entweder totale Wiederauflösung oder selektive Rücklösung der leichtestlöslichen Sediment-Anteile mit sich: durch NaCl-Auflösung bei Haliten ein tonig-anhydritisches Residuum (hardground), Sylvinitisierung (bis Halitisierung) durch Ent-Carnallitisierung (MgCl₂-Wegführung) bei Kalisalzen. Tiefgreifende Umkristallisationen und Entstehung von polygonalen Pfeilern erheblicher Tiefenerstreckung sprechen für Stillstand der Sedimentation und für subaquatische Verkarstung. Auf mechanische Umformungen durch Wellenschlag gehen wohl Augensalze und Knollenanhydrite zurück (Tempestite). An paläogeographisch geeigneten Positionen entstanden durch Gleitbewegungen (slumping) Breccienbänke und Falten erheblichen Ausmaßes in Anhydriten und Kalisalzen. Alle diese Vorgänge werden in das früheste Stadium der Diagenese eingeordnet.Zur Vermeidung der aus zwei verschiedenen Sprachen zusammengesetzten Wortkombination Frühdiagenese wird die BezeichnungEodiagense hiermit in Vorschlag gebracht.

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Chemical deposits are only preserved as sediments when they are in chemical equilibrium with the lowermost part of the brine basin. The brine bedding, caused by density, or concentration respectively, can be disturbed by changes of climate, by currents a. s. o. When the brine boundaries are shifted in vertical direction the bottom sediment may be transformed. A thinning of the brine will give rise either to total re-dissolution or to any selective removal of the highest soluble substance, f. i. NaCl from rock salt, by leaving anhydritic or marly residuals (hardground), or MgCl₂ from Carnallite, by leaving Sylvite etc. Breaks within the progressive sedimentation produce polygonal structures reaching several meters down into the pre-existing halite sediment. And thatone may be recrystallized in big scale. Physical influence, as movement in the waterbody by wind and waves, gave rise to so-called augensalz, fragmental anhydrites a. s. o. Brecciated anhydrites as well as huge creeping folds in anhydrites and in potash beds have to be explaned by slumping.All these transformations are caused by early diagenesis. For avoiding the term early diagenesis≓ which is composed by 2 words of different languages, the wordEodiagenesis is proposed herewith.

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Résumé Les sédiments chimiques ne sont conservés qu'aussi longtemps qu'ils sont en équilibre chimique avec la partie basale de la saumure qui se trouve au-dessus d'eux. Les plans de stratification, dûs aux différences de densité liées à la concentration en sels dans la saumure peuvent se déplacer verticalement sous l'action d'influences climatiques, océaniques, tectoniques etc., ce qui expose le sédiment déposé à des transformations. Une dilution de la saumure peut provoquer une redissolution totale ou une dissolution sélective des sels suivant leur solubilité. Par example: dans les halites normales, la solubilisation du NaCl laissera comme résidu un »hardground« composé d'une substance argiloanhydritique; dans les sels potassique, par la dissolution sélective du MgCl₂, la carnallitite sera transformée en sylvinite. — Dans nombre de gisements de halite des structures en pilliers polygonaux de quelques mètres de puissance, où la halite peut Être complètement récrystallisée sont probablement à attribuer à un arrÊt de la sédimentation et à une karstification.Des textures »conglomératiques« observées dans les anhydrites et dans les halites (»Knollenanhydrit«, »Augensalz«), sont à rapporter à l'action des vagues et pourraient donc Être des »tempestites«. Des bancs bréchoides et les plis d'ampleur considérable dans les anhydrites et les sels potassiques ne peuvent Être expliqués que par des glissements subaquatiques.Tous ces événements sont à classer dans un stade très précoce de la diagénèse. Pour éviter le terme de »Frühdiagenese« qui provient de deux langues différentes, il est proposé ici, de désigner ces changements diagénétique précoces sous le nom de »éodiagénèse«.

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, . , . — « » — . , , , - — hardground —, — — . . . . . , , « » «».

     

A new discovery of possible primitive life-forms in conglomerates of the Archaean Pietersburg greenstone belt,South Africa

Spherical aggregates of carbonaceous matter measuring 0.2 to 1.0 mm in diameter were recently discovered in conglomerates of the Achaean Pietersburg greenstone belt in the Northern Transvaal, South Africa. Identical carbonaceous material, the so-called flyspeck carbon, occurs abundantly in the approximately 2'600 m. y. old sediments of the Witwatersrand Basin and has been considered to represent vegetative diaspores of primitive columnar plants. If this interpretation is correct, the occurrence of fly-speck carbon outside the Witwatersrand Basin indicates that differentiated life-forms also existed in other suitable depository environments and probably appeared earlier than previously thought.

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Zusammenfassung Im Nordtransvaal, Südafrika, wurde kürzlich kohlige Substanz in der Form rundlicher Aggregate entdeckt, die Durchmesser von 0,2 bis 1,0 mm besitzen und in Konglomeraten vorkommen, welche zum archaischen Pietersburg Greenstone Belt gehören. Ganz ähnlich ausgebildete kohlige Substanz, das sogenannte fly-speck carbon tritt in den rund 2600 Mio. Jahre alten goldführenden Konglomerathorizonten des Witwatersrand-Beckens verbreitet auf und wird dort als fossile Reste vegetativer Sporen von primitiven Pflanzen gedeutet. Trifft diese Interpretation der rundlichen Kohleaggregate zu, kann aus dem Auftreten von fly-speck carbon im Pietersburg Belt geschlossen werden, daß auch außerhalb des Witwatersrand-Beckens in geeigneten Ablagerungsräumen differenzierte Lebensformen existierten, möglicherweise schon vor der Ablagerung der Wirwatersrand-Sedimente, in denen solche Lebensformen bisher erstmals beschrieben wurden.

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Résumé Des agrégats spheriques de matière carbonée mesurant de 0.2 à 1.0 mm de diamètre ont été récemment découverts dans des conglomérats du Pietersburg Greenstone Belt d'âge archéen dans le Transvaal septentrional en Afrique du Sud. Du matériel carboné identique, connu comme »carbone en tâche de mouche« (fly-speck carbon), est abondant dans les sédiments datés de 2'600 m. a. du Bassin du Witwatersrand, et a été interprété comme les restes de spores végétatives de plantes columnaires primitives. Si cette interprétation est correcte, il s'en suit que la présence de »carbone en tâche de mouche« en dehors du Bassin du Witwatersrand indiquerait que des formes végétales différentiées existaient aussi dans d'autres environments de dépôts favorables et qu'elles ont apparu probablement plus tôt qu'on ne l'avait supposé jusqu'à présent.

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, , , 0,2 1 , , , , .. «fly-speck carbon», , 2600 , , . , «fly-speck carbon» , , , .

     

Strontium — ein Fazies-Diagenese-Indikator im Oberen Wettersteinkalk (Mittel-Trias) der Ostalpen

Zusammenfassung 921 Proben von 18 Standard-Profilen des Oberen Wettersteinkalkes (Ober-Ladin/ Unter-Karn) und seiner stratigraphischen Äquivalente Partnachschichten und Arlbergschichten wurden mit Hilfe der AAS auf Ca, Mg und Sr analysiert. Es wurden die Strontium-Verteilungen in den unterschiedenen Faziesbereichen (Riff-, Rand-, Lagunen- und Beckenfazies) und die Einflüsse von Diagenese, Salinität, Tongehalt und Dolomitisierung auf diese Verteilungen untersucht.Im Vergleich mit rezenten Karbonaten sind die Strontium-Mittelwerte in fast allen Faziesbereichen sehr gering (um 100–200 ppm). Diese intensive Strontium-Verarmung wurde wahrscheinlich durch Frischwasser-Einflüsse während verschiedener Diagenesestufen verursacht. Zum Hangenden (Raibler Schichten/Karn) treten in der Lagunen- und Randfazies Horizonte mit hohen Sr-Gehalten auf (1000–6000 ppm), fallweise auch Coelestin, der als Indikator für evaporitische Sedimentationsbedingungen in arider Umgebung gelten kann.

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921 samples collected from 18 standard profiles of the Upper Wettersteinkalk (Upper Ladinian/Lower Carnian) and the corresponding Partnachschichten and Arlbergschichten were analysed with aid of AAS for Ca, Mg and Sr. Additional the HCl-insoluble was detected. The strontium-distributions in different facies types (i. e. reef, reef-margin, lagunal and basin facies) and the influences of diagenesis, salinity, clay content and dolomitization on these distributions were investigated.In nearly all facies areas the Sr means are very low (100–200 ppm) compared with recent carbonates. This strong diminution of Sr was caused by fresh-water influence during different stages of diagenesis. Approaching the Raiblian Schists (Carnian) the lagunal and reef-margins facies contain horizons with high Sr values (1000–6000 ppm) and sometimes celestite, which indicates evaporitic sedimentary conditions in an arid climatic environment.

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Résumé 921 échantillons provenant de 18 coupes du Wettersteinkalk supérieur (sup. Ladinien/ inf. Carnien) et de ses équivalents stratigraphiques «Partnachschichten» et «Arlbergschichten» ont été analysés à l'aide de l'AAS pour Ca, Mg et Sr. On a examiné la distribution du strontium dans les différents facies lithologiques (p. e. facies récifaux, de bordure, de lagune, de plate-forme carbonatée) et les influences exercées par la diagenèse, la salinité, la teneur en argile et la dolomitisation sur ces distributions.Comparées aux carbonates récents les concentrations en strontium sont très pauvres (de 100 à 200 ppm). Cet appauvrissement intensif en Sr fut produit vraisemblablement par les influences de l'eau douce (eau souterraine ou vadose) au cours des différents stades de la diagenèse. Vers les strates de Carnien (Couches de Raibl) les coupes du Wettersteinkalk supérieur contiennent des horizons avec une grande quantité de strontium (1000–6000 ppm), et quelquefois aussi de la célestine, ce qui indique des conditions évaporitiques de la sédimentation dans un entourage aride.

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921 18- ( - ) : « » «» AAS , Mg Sr. (, , ) , , . , 100-200 . , , . ( ) ( 1000-6000 ), , , .

     

Die Rolle der Strukturänderung und Mischkristallentwicklung bei der Deutung der Differentiation und Kristallisation vulkanischer Gesteine

Zusammenfassung Es wird ein Überblick über die Änderung des Gefüges und der Mischkristalle einer Generation vulkanischer Gesteine gegeben. Die Gesteinsproben lassen sich nach ihren Einsprenglingen in eine genetische Reihenfolge der Schmelzentwicklung gliedern und zeigen dabei eine kontinuierliche Veränderung der Mischkristallphasen der Grundmasse. An Meßreihen für Olivin, Plagioklas und Sanidin und an der Verschiebung der Röntgenreflexe ist dieser Phasenwandel nachgewiesen. Zwölf Abbildungen zeigen den Übergang des Mineralbestandes und des Gefüges in der Grundmasse von Probe zu Probe.

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A survey of the changes of the structure and of the mixed crystals in a generation of volcanic rocks is given. According to their accessory minerals (Einsprengunge) the rock samples can be arranged in a genetic sequence of the melting-process; in this they show a continuous change in the phases of mixed crystals of the ground-mass. This change of phase is demonstrated by measuring sequences for Olivine, Plagioclase and Sanidine and by shift of the X-ray reflexes. Twelve figures show the transition of the mineral stock and of the structure in the ground-mass from sample to sample.

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Résumé Une vue d'ensemble sur les changes de structure et des cristaux composés d'une génération de roches volcaniques est présentée. Les spécimens de roches peuvent être organisés — selon leurs phénocrystaux — dans une série génétique du procès de fusion; ils montrent une change continuelle des phases de cristaux composés de la matrice. La change des phases ist prouvée par mesurages en séries et par le déplacement des reflexes radiographiques. Douze figures montrent la transition du dépót de minéraux et de la structure dans la matrice d'un spécimen à l'autre.

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, . . , . , .

     

Precambrian sedimentation,tectonics, and magmatism in Mexico

Present status of geologic mapping indicates that there are three major units of Precambrian rocks in Mexico. The oldest (older than 1,700 m. y.) and the youngest (younger than 700 m. y.) are confined to the northwest part of the country. The intermediate unit (1,300-800 m. y.) is distributed in eastern and southern Mexico and extend into northern Guatemala.The rocks making up the oldest unit accumulated as greywackees and associated volcanics in a eugeosyncline prior to 1,700 m. y. ago; this eugeosyncline extended into Mexico from the north-northeast, where it bordered the older Precambrian craton. These rocks underwent metamorphism and anatexis around 1,700 m. y. ago, that produced the development of the amphibolite-granulite facies and the emplacement of granitic stocks and batholiths.A similar history, but somewhat younger, is recorded for the Precambrian rocks in eastern and southern Mexico. These rocks accumulated in the southern continuation of the Grenville Geosyncline as greywackees and volcanics, starting about 1,300 m. y. ago. These rocks underwent metamorphism and anatexis during the interval of 1,000-900 m. y. ago to form the Oaxacan Structural Belt.An event of granitic magmatism, around 700 m. y. ago, is evidenced in the extreme northwest and southeast of Mexico which, heretofore is not recognized in Texas. In the northwest, this was followed by the intrusion of diabase dykes, prior to the deposition of the youngest Precambrian sediments.During latest Precambrian time, in northwest Mexico, an about 2,000 m thick sequence of conglomerate, sandy shale and dolomite, containingCollenia, Cryptozoa and other organisms, accumulated on top of the eroded older Precambrian metamorphics and granitic rocks, that formed the northeast flank of the miogeosynclinal part of the ancestral North American Cordilleran Geosyncline, representing a near-shore facies. These rocks deformed together with the overlying Paleozoic sedimentary rocks at the end of the Paleozoic, during the Sonoran Orogeny.The present abrupt truncation in the west of both the older and youngest Precambrian rocks in northwest Mexico against the Gulf of California, is the result of the combination of late Paleozoic movements along the Texas Lineament and Torreón-Monterrey Fracture Zone, of the regeneration due to Early Jurassic metamorphism and anatexis, and of movements along the late Mesozoic-Tertiary San Andreas Fault System. A similar truncation of the younger Precambrian rocks in southern Mexico against the Pacific Ocean crust, is considered to be result of a combined thrust and left-lateral movement along the Jalisco-Nicoya Fault during medial Tertiary time.

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Zusammenfassung Nach dem augenblicklichen Stand der geologischen Kartierung gibt es drei Haupteinheiten präkambrischer Gesteine in Mexiko. Die ältesten (> 1700 M. J.) und die jüngsten (< 700 M. J.) sind auf den Nordwestteil des Landes beschränkt, während die mittlere Einheit (1300-800 M. J.) in Ost- und Südmexiko vorkommt und sich bis nach Nord-Guatemala erstreckt.Die Gesteine der ältesten Serie - Grauwacken und vulkanische Gesteine — wurden vor mehr als 1700 M. J. in einer Eugeosynklinale abgelegt, die nach Mexiko von NNE her hineinreichte, wo sie einen noch älteren Kraton begrenzte. Vor etwa 1700 M. J. wurden diese Gesteine der Metamorphose und Anatexis unterzogen; daraus resultierte die Amphibolit-Granulit-Fazies, die Platznahme von Granitstöcken und Batholiten.Eine ähnliche Geschichte hatten die jüngeren präkambrischen Gesteine Ostund Süd-Mexikos. Hier wurden, beginnend etwa vor 1300 M. J., in der südlichen Fortsetzung der Grenville-Geosynklinale Grauwacken und vulkanische Gesteine abgelagert. Vor 1000-900 M. J. fanden Metamorphose und Anatexis statt, und der Oaxacan-Strukturbogen entstand.Granitischer Magmatismus fand vor etwa 700 M. J. im äußersten Nordwesten Mexikos (ebenfalls südöstlich von Mexiko) statt, der in Texas bisher nicht nachgewiesen wurde. Ihm folgten Diabasintrusionen; nach denen kam es zur Ablagerung jüngster präkambrischer Sedimente.Im jüngsten Präkambrium wurde in NW-Mexiko eine etwa 2000 m mächtige Serie von Konglomeraten, sandigem Tonstein und Dolomit (Collenia, Cryptozoa und andere Organismen enthaltend) abgelagert, und zwar diskordant auf älter präkambrischen metamorphen und granitischen Gesteinen. Sie bildeten in Küstenfazies die Nordostflanke des miogeosynklinalen Teiles der angestammten nordamerikanischen Kordilleren-Geosynklinale. Sie wurden zusammen mit den überlagernden paläozoischen Sedimenten am Ende des Paläozoikums gefaltet (Sonoran-Orogenese).Das heutige plötzliche Aufhören der älteren und der jüngsten präkambrischen Gesteine Nordwest-Mexikos im Westen gegen den Golf von Kalifornien ist das Ergebnis der Kombination von spätpaläozoischen Bewegungen entlang dem Texas-Lineament und der Torreón-Monterrey-Bruchzone (s. Abb. 11), ihrer Regeneration während frühjurassischer Metamorphose bzw. Anatexis und von Bewegung entlang der spätmesozoisch-tertiären San-Andreas-Bewegung. Ein ähnliches Aufhören der jüngeren präkambrischen Gesteine in Süd-Mexiko gegen die Kruste des Pazifiks gilt als das Ergebnis gleichzeitiger Überschiebung und linksseitlicher Seitenverschiebung im mittleren Tertiär entlang der Jalisco-Nicoya-Verwerfung.

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Resumen El estado actual de la cartografía geológica indica que existen tres unidades principales de rocas precámbricas en México. La unidad más antigua (más antigua que 1,700 m. a) y la más reciente (más reciente que 700 m. a.) se limitan para la parte noroccidental del país. La unidad intermedia (1,300-800 m. a.) se encuentra en las partes oriental y meridional de México, y se extiende a la parte septentrional de Guatemala.Las rocas, que constituyen la unidad más antigua, se acumularon como grauvacas y rocas volcánicas relacionadas en un eugeosinclinal, antes de 1,700 m. a.; este eugeosinclinal se extendió a México desde el norte-noreste, donde rodeó un cratón precámbrico aún más antiguo. Estas rocas sufrieron metamorfismo y anatexis cerca de 1,700 m. a., procesos que produjeron el desarrollo de la facies de anfibolita-granulita y el emplazamiento de troncos y batólitos graniticos.Una historia similar, aunque algo más reciente, registran las rocas precámbricas en las partes oriental y meridional de México. Estas rocas acumularon en la prolongación meridional del Geosinclinal Grenville, como grauvacas y rocas volcánicas, a partir, hace aproximadamente de 1,300 m. a. Estas rocas pasaron por metamorphismo y anatexis durante el período comprendido entre 1,000 y 900 m. a., para formar la Faja Tectónica Oaxaqueña.Un evento de magmatismo granítico, ocurrido hace cerca de 700 m. a., se manifiesta en los extremos noroccidental y suroriental de México, y el cual aún no se ha identificado en Texas. En el noroeste, este evento fue seguido por la intrusión de diques de diabasa, antes del depósito de los sedimentos precámbricos de los más recientes.Durante el Precámbrico lo más tardío, en el noroeste de México, se acumuló una sequencia de cerca de 2,000 m de espesor, encima de las rocas metamórficas y graníticas precámbricas más antiguas profundamente erosionadas que formaron en flanco nororiental de la parte miogeosinclinal del ancestral Geosinclinal Cordillerano de Norte América; la secuencia consiste en conglomerado, lutita arenosa, y dolomita conCollenia, Cryptozoa, y con otros organismos, representando una facies cercana a la costa.La terminación actual abrupta occidental de las rocas precámbricas más antiguas y las más recientes en el noroeste de México contra el Golfo de California, es el resultado de movimientos paleozoicos tardios a lo largo del Almeamiento de Texas y de la Zona de Fracturamiento Torreón-Monterrey, de la regeneración producida por el rnetamorfismo y anatexis durante el Jurásico Temprano, y de movimientos a lo largo del Sistema de Fallas San Andreas durante el Mesozoico tardío-Terciario. Un truncamiento similar de las rocas precámbricas más recientes en el sur de México contra la corteza del Océano Pacífico, se considera como resultado tanto de movimiento lateral sinistral como de cabalgamiento a lo largo de la Falla Jalisco-Nicoya, durante el Terciario medio.

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₁ : (_h700 ) ( 700 ) - ; (1300-800 ) . — — 1700 , NNE . 1700 , - , . . , 1300 Grenville . 1000-900 n. 700 - ( - ) , . , . NW – 2000 — , ( Collenia, Cryptozoa ). - . . - Terreon-Monterrey (p . 12), - , -- San-Andreas. , Jalisco-Nic.

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Publication authorized by the Director of Instituto de Geologia, Universidad Nacional Autónoma de México.     

The scale of ore-depositional systems: an important restraint on epigenetic vs remobilized syngenetic origins for Archaean mesothermal gold deposits

There is general consensus that the majority of gold deposits in the important group hosted by volcanic or intrusive host rocks within Archaean granitoid-greenstone terrains have an epigenetic origin. However, there is controversy surrounding those stratabound deposits hosted by Fe-rich sedimentary rocks, such as banded iron formation (BIF), for which epigenetic, syngenetic and remobilized syngenetic (lateral secretion) origins have all been proposed.In Western Australia, such controversial gold deposits in Fe-rich sedimentary units have similar ore mineralogies, ore-element ratios and, in places, alteration assemblages and, on the craton scale, show very similar structural controls to the other deposits: equivalent relationships are recorded for similar deposits in other cratons. All Western Australian deposits occur along kilometre-scale shear or fault zones linked to trans-craton, obliqueto strike-slip shear zones that were a focus for: i) carbonation with a mantle-like isotopic signature, and ii) emplacement of high-level A- and I-type granitoids, felsic porphyries and/or calc-alkaline lamprophyres. The scale of the mineralizing systems and the broad contemporaneity of mineralization, as indicated by radiogenic isotope studies, is much larger than that envisaged in conceptual secretion models which involve volumetrically small, locally-enriched source rocks. Instead, Archaean gold mineralization in Western Australia, at least, is probably the result of high fluid-flux during deformation, hightemperature metamorphism and magmatism which may be related to tectonism at convergent plate margins, as in modern examples. There is strong evidence for similar tectonic and mineralizing processes from the Canadian Shield.

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Zusammenfassung Goldlagerstätten in vulkanischen oder intrusiven Gesteinskörpern innerhalb von Granitoid-Grünstein Regionen archaischen Alters gelten im allgemeinen als epigenetisch. Unklarheit besteht dagegen bei Lagerstätten, die an eisenreiche Sedimentgesteine wie gebänderte Roteisensteine (banded iron formation (BIF) gebunden sind und für die epigenetische, syngenetische sowie remobilisierte syngenetische (laterale Sekretion) Entstehungstheorien diskutiert werden.In West-Australien gibt es diese kontroversen Goldvorkommen in eisenreichen Sedimentgesteinen. Sie haben ähnliche Lagerstättenmineralogien, Elementverteilungen und z. T. auch ähnliche Umwandlungsprodukte wie die zuerst genannten, eindeutig epigenetischen Goldvorkommen, außerdem erkennt man vergleichbare strukturelle Kontrollen der Lagerstätte und Ähnlichkeiten, wenn sie mit Vorkommen in anderen Kratonen verglichen werden. Alle westaustralischen Lagerstätten befinden sich in trans-kratonischen Scher- und Störungszonen mit kilometergroßen Versatzbeträgen. An diesen Störungszonen fand Inkohlung mit einer den Mantel ähnlichen Isotopensignatur und der Aufstieg von A- und I-Typ Granitoiden, felsischen Porphyren und/oder kalk-alkalischen Lamprophyren statt. Das Größenverhältnis des mineralisierenden Systems und die weitreichende, zeitgleiche Mineralisation, auf die Untersuchungen an radiogenen Isotopen hindeuten, ist viel größer als sie durch Sekretions-Modelle, die auf kleinen Volumina und nur lokal angereichertem Gold im Gestein basieren, prognostiziert werden können.In der Zeit des Archaikums resultiert die Goldanreicherung in West-Australien wahrscheinlich aus einem enormen Lösungsdurchfluß während der Deformation, aus Hoch-Temperatur-Metamorphose und Magmatismus, was in möglichem Zusammenhang mit tektonischen Vorgängen an konvergierenden Plattenrändern, ähnlich modernen Beispielen, steht. Es gibt zahlreiche Hinweise auf entsprechende tektonische und mineralogische Prozesse des Kanadischen Schildes.

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Résumé Il existe un consensus général quant à l'origine épigénétique des dépôts d'or contenus dans les ensemble volcaniques ou intrusifs des formations de granitoïdes — greenstones d'âge archéen. Par contre, une controverse subsiste à propos des dépôts stratiformes contenus dans les roches sédimentaires riches en Fe, telle que la «banded iron formation» (BIF), pour lesquels ont été proposées des origines épigénétique, syngénétique et syngénétique de remobilisation (sécrétion latérale).Il existe en Australie occidentale de tels dépôts d'or situés au sein d'unités sédimentaires riches en Fe. Ces dépots présentent, par rapport aux dépôts épigénétiques du premier type, un certain nombre de similitudes: leur minéralogie, les rapports entre leurs éléments, en certains endroits leurs produits d'altération et, à l'échelle du craton, leurs relations avec la structure. Des similitudes analogues peuvent être relevées à propos de gisements de même type situés dans d'autres cratons. Tous les gisements ouest-autraliens sont localisés le long de zones de failles ou de cisaillement d'échelle kilométrique liées à des shear zones transcratoniques à rejet oblique ou horizontal. Ces zones sont marquées par: 1) une carbonisation avec signature isotopique mantélique; 2) la mise en place de granitoïdes peu profonds de type A et I, de porphyres felsitiques et/ou de lamprophyres calco-alcalins. L'échelle du système minéralisant et la simultanéité des minéralisations révélée par la géochronologie isotopique sont bien supérieures à ce qu'impliqueraient les modèles par sécrétion, qui mettent en jeu des sources de faible volume à enrichissement local.En conclusion, les minéralisations de l'Australie de l'ouest ont probablement pour origine l'action d'un flux important de fluide minéralisant au cours de la déformation, du métamorphisme de haute température et du magmatisme, phénomènes que l'on peut mettre en relation avec une convergence de plaques par analogie avec des exemples récents. Il existe de nombreux indices d'une tectonique et d'une minéralisation analogues dans le bouclier canadien.

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, - . , , , .: (banded iron formation (BIF)); , . , . , , , , . . - , . , , I, / . , , , , , . , , , , , , , ; . , .

     

Chronometric calibration of a comparative time scale for the mesozoic and paleozoic

The relationship between radiometric and biostratigraphic ages is analyzed by local empirical methods and illustrated in chronograms for the mesozoic and paleozoic stages. The chronograms allow estimates for stage boundaries and their errors. Consequently, the ages for epoch boundaries and their errors are discussed which, for several reasons, may not be identical with the age and error of the oldest stage of an epoch.The analysis results in a comparative time scale which could be a compromise between the time scales currently under discussion. A specific feature of the derived time scale is its rather strong cyclicity with periods around 74 (73±1) ma.

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Zusammenfassung Alter und Fehlergrenzen für mesozoische und paläozoische Stufengrenzen werden mittels einer lokalen empirischen Schätzmethode neu berechnet. Daraus ergeben sich Schätzungen für die Alter und Fehler der Epochengrenzen, die aus verschiedenen Gründen nicht mit denen derältesten Stufe einer Epoche zusammenfallen.Die Auswertung der Chronogramme führt zu einer vergleichenden Zeitskala, die im wesentlichen einen Kompromi\ zwischen den gegenwärtig gängigen Zeitskalen darstellt. Bemerkenswert ist, da\ die Zeitskala ein hohes Ma\ an Zyklizität aufweist, wobei sich Perioden von 74 (73±1) ma ergeben.

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Résumé Les relations entre les âges radiométriques et les âges biostratigraphiques sont analysées par des méthodes locales et empiriques. Elles sont présentées dans des chronogrammes se référant aux étages du MésozoÏque et du PaléozoÏque. Ces chronogrammes permettent d'estimer les limites d'étages et les erreurs de cette estimation. Les âges des limites de systèmes et leurs erreurs sont discutés en conséquence. Pour diverses raisons ils ne sont pas identiques à ceux de l'étage le plus ancien d'un système.L'analyse des chronogrammes aboutit à une échelle de temps comparative qui représente un compromis entre les échelles de temps couramment discutées. Une propriété remarquable de cette échelle est de faire apparaÎtre une cyclicité dont la période est de 74 (73±1) Ma.

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- . , . , . , 74 (73 ± 1) .

     

On the geovolcanological and morphological evolution of an endogenous dome (Pantelleria,Mt. Gelkhamar)

The author describes the outcrops and chemico-petrographical characteristics of volcanites as referred to an eruptive centre in the NW of the Island of Pantelleria (Sicilian Channel).The survey carried out on this subject permitted the reconstruction of the particular eruptive mechanism which determined the formation of an endogenous dome.The volcanites in question, quartziferous sodatrachytes, alternate, in their outcrops, with hawaiitic lavas originating from eruptive centres situated in the immediate vicinity.The alternating of basic magmas and acid magmas within a restricted area supplies a further valid evidence for ascribing the origin of the quartziferous sodatrachytes to contact anatexis. On the other hand they have such a particular chemical composition, that cannot be found in other trachytes of orogenic and cratonic zones.

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Zusammenfassung Der Verfasser beschreibt das Vorkommen und die petrographisch-chemischen Eigenschaften der Vulkanite eines Ausbruchszentrums im NW-Teil der Insel Pantelleria. Aufgrund dieser Untersuchungen wird der Ausbruchsmechanismus rekonstruiert, der zur Bildung einer geborstenen Staukuppe führte.Die quarzführenden natrontrachytischen Laven dieser Kuppe wechsellagern mit hawaiitischen Vulkaniten, die aus benachbarten Ausbruchszentren stammen.Die abwechselnde Förderung von basischen und sauren Magmen in einem engbegrenzten Gebiet wird als Beweis für eine kontaktanatektische Entstehung der natrontraehytischen Magmen angeführt, deren eigenartige Zusammensetzung überdies von derjenigen der Trachyte aus Orogengebieten grundsätzlich abweicht.

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Résumé L'auteur décrit le gisement et les caractères pétrographiques et pétrochimiques des laves d'un centre éruptif dans la partie NO de l'Île de Pantelleria. Sur la base de ces observations il reconstitue le mécanisme éruptif qui a déterminé la formation d'un dôme endogène rompu.Les laves trachytiques sodiques quartzifères du dit dôme se trouvent intercalées dans les produits hawaiitiques provenants de centres éruptifs voisins.Cette alternance d'éruptions basiques et acides est un argument en faveur d'une origine anatectique de contact des magmas trachytiques sodiques qui, en outre, ont une composition minéralogique et chimique très différente de celle des roches trachytiques des régions orogéniques.

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Riassunto L'Autore descive la giacitura ed i caratteri chimico-petrografici delle vulcaniti riferibili ad un centro eruttivo posto nella parte Nord-occidentale dell'Isola di Pantelleria (Canale di Sicilia). Le osservazioni condotte su tale argomento hanno consentito la ricostruzione del particolare meccanismo eruttivo che ha determinato la formazione di un edificio vulcanico costituito da una cupola di ristagno.Le vulcaniti in questione, di natura sodatrachitica quarzifera, sono alternate, nella loro giacitura, a lave di tipo hawaiitico provenienti dai centri eruttivi posti nelle immediate vicinanze.L'altemarsi di eruzioni di magmi basici e di magmi acidi entro un'area ristretta fornisce un ulteriore valido elemento per ascrivere ad anatessi di contatto l'origine delle sodatrachiti quarzifere in oggetto, il cui chimismo è daltronde talmente particolare che non trova riscontro in analoghi termini di zone orogeniche e cratoniche.

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Pantelleria . . , . , Na- . , . Ha , Na- - .

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

Der Spessart als Teilgebiet der Mitteldeutschen Schwelle

Zusammenfassung Ein Teil der Mitteldeutschen Schwelle (R.Brinkmann 1948), der Spessart, wird sowohl bezüglich seines Innenbaues (Tektonik, Stratigraphie, Petrogenese des Grundgebirges), als auch bezüglich seiner Funktion als Lieferant für die jungpaläozoisch-mesozoischen Sedimente des Wetterau-Beckens betrachtet.Über diese Betrachtungen hinaus lassen sich Vergleiche zu anderen Gebieten der Mitteldeutschen Schwelle durchführen.Ganz offenbar ist die Grenzzone zwischen Saxothuringischer und Rhenoherzynischer Zone des Varistischen Gebirges in Mitteleuropa keine zufällige Ortslage für die Mitteldeutsche Schwelle und das Saar-Nahe-(Wetterau-)Becken. - Diese Kristallinzone hat tatsächlich zu verschiedenen Zeiten in der Erdgeschichte umgebungsdifferente Bewegungsimpulse erfahren. Sie ist darüber hinaus ohne Zweifel ein krustenversteifendes Element, was sich bereits mindestens aus ihrer modifizierenden Wirkung auf die großen Bruchsysteme der Mittelmeer-Mjösen-Zone im Bereich des nördlichen Oberrheingrabens und der südlichen Hessischen Senke ablesen läßt.

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The Spessart, as part of the Central German geanticline (Mitteldeutsche Schwelle, R.Brinkmann 1948) is discussed with respect to both its internal structure (tectonics, stratigraphy, petrogenesis of the basement) and its importance as a source region of Upper-Paleozoic-Mesozoic sediments which were deposited in the basin of the Wetterau. This leads to comparisons with other regions of the Central German geanticline.Obviously the regional situation of the Central German geanticline as well as the basins along Saar and Nahe(-Wetterau) between the hercynian zones of Saxothuringia and Rhenohercynia in Central Europe is not chance.The basement belt actually has been affected to vertical movements several times during its geologic history. Apart from this this belt is a consolidating element for the crust. This can clearly be seen by watching the great fault systems which can be traced from the Mediterranean to the Norwegian Lake Mjösen (Mittelmeer-Mjösen-Zone). They are modified by the Central German geanticline in the north of the Upper Rhine Valley and in the southern low-lands of Hesse.

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Résumé Une partie du bombement de l'Allemagne centrale (R.Brinkmann 1948), le Spessart, est étudiée tant sous l'aspect de sa structure interne (tectonique, stratigraphie, pétrogenèse du socle cristallin) que sous celui de son rôle comme domaine nourricier en sédiments du bassin Wetterau, du Paléozoïque supérieur au Mésozoïque.Partant de ces considérations, on peut faire des comparaisons avec d'autres régions du bombement de l'Allemagne centrale. Il est tout-à-fait évident que la zone limitrophe comprise entre les zones saxothuringienne et rhénohercynienne de la chaîne varisque de l'Europe Centrale n'est pas quelconque par rapport au bombement de l'Allemagne centrale et au bassin de la Sarre et de la Nahe (-basin de Wetterau). Cette zone cristalline a effectivement subi à différentes époques de l'histoire terrestre des mouvements distincts de ceux de son entourage. En outre elle constitue sans doute un élément qui a raidi la croûte terrestre, ce qui apparaît par l'influence modificatrice qu'elle a exercé dans la région septentrionale du Fossé du Rhin supérieur et de la dépression méridionale de la Hesse sur le grand système de fractures tectoniques de la zone Mer Méditerranée-Mjösen.

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

Zur Frage der Geschwindigkeit des Deckenschubes

Zusammenfassung In den folgenden Ausführungen werden Daten über die Geschwindigkeit der Bewegung von Schubdecken in der Hauptbewegungsphase geliefert. Die hierfür verwendeten Beispiele stammen aus den Ostalpen und Westkarpaten. Eine sichere Geschwindigkeits-Bestimmung ist derzeit noch nicht durchführbar. Es können aber Minimalbewegungswerte von etwa 1,5 mm/Jahr errechnet werden. Die reale Transportgeschwindigkeit könnte auch wesentlich höher liegen, vielleicht bei 10–20 mm/Jahr.

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This paper presents facts pertaining to the velocity of the overthrust of nappes during a tectonical phase by means of examples from the Eastern Alps and the Western Carpathians. An exact determination of this velocity is still not possible. One can calculate minimum values of near 1,5 mm/year. The real velocity of the overthrusts of nappes might be much higher, perhaps 10–20 mm/year.

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Résumé L'article expose des données sur la vitesse des mouvements des nappes de charriage pendant la phase principale de transport. Les exemples présentés proviennent des Alpes orientales et des Carpathes occidentales. Il n'est pas possible jusqu'à présent de faire une détermination plus exacte de cette vitesse. Mais on peut calculer un minimum de transport d'environ 1,5 mm/an. La vitesse réelle des mouvements de translation pourrait même être nettement plus élevée, et atteindre peut-être 10–20 mm/ an.

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. . . 1,5 /. , 10–20 /.

     

Mechanismus einer Hangbewegung in Quarzphylliten und dessen Kontrolle im gefügeäquivalenten Modellversuch

Zusammenfassung Beobachtungen gefügekundlicher und morphologischer Details an Bewegungsbildern einiger durch Hangbewegungen (Talzuschübe) charakteristisch verformter Isoklinalhänge in schiefrig-plattigem Quarzphyllit der Nördlichen Grauwackenzone NE des Gerlospasses (Salzburg, Österreich) waren Anregung und Grundlage zum Studium geeigneter Bewegungsmechanismen anhand gefügeäquivalenter ebener Modellsysteme.Bei großmaßstäblichen Böschungsversuchen mit Lochkartenpaketen als Modellmaterial haben sich den Gegebenheiten im Gelände entsprechende strukturelle Ergebnisse erzielen lassen.Aus unterschiedlichen Versuchsdurchführungen ergaben sich Hinweise auf die Beeinflussung des Ablaufs und des Ergebnisses des Vorganges durch den Zeitfaktor.Die Verhältnisse im Gelände werden dargestellt und die Modellversuche dazu erläutert.

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NE of Gerlospass (Salzburg, Austria) slaty quartzphyllites with slope-parallel cleavage have been characteristically shaped by slope-movements (creep; TalzuschubStini).Based on observations of typical features concerning joint pattern and morphology in these high slopes, experimental studies on deformation-mechanisms, which have probably caused the well analysed structures, had been carried out with the help of two-dimensional idealized models, representing equivalent fabric with special respect to planes of slaty cleavage and joints.Using punch-cards as model material, large-scale stability model-tests have shown results corresponding to the actual movement-pictures.Different test-conditions allow conclusions about the effects of the time-factor on the deformation-process.The paper deals with the geological field-data and the corresponding model tests.

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Résumé Des observations de détail, structurales et morphologiques, faites sur des figures de mouvement résultant de déformations suivant la pente subies par des phyllades quartziques de la »zone septentrionale de la grauwacke« au Nord-Est du col de Gerlos (Salzbourg, Autriche) ont fait l'objet de l'étude du mécanisme du mouvement sur des modèles plans de structure équivalente.On a utilisé des paquets de cartes d'ordinateur comme matériau de maquette pour ces recherches sur pente à grande échelle. Les résultats se sont montrées concordants aux données du terrain du point de vue structural.Les recherches, menées de plusieurs façons différentes, ont donné des renseignements sur l'influence du facteur temps sur le déroulement et les résultats du phénomène. Les conditions de terrains sont figurées et les essais sur modèles en fournissent l'explication.

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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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Die Diabasvorkommen des Amazonasgebietes und das Problem des Intrusionsmechanismus

Zusammenfassung Unter Bezug auf die beobachteten großräumigen Diabasvorkommen im Gebiet des Amazonasbeckens wird der Versuch unternommen, den Intrusionsmechanismus basaltischer Schmelzen prinzipiell zu erklären. Es läßt sich zeigen, daß das Problem der Magmenbewegung von dem der Magmaentstehung nicht zu trennen ist. Beide bedürfen der Anwendung sowohl hydrostatischer als auch hydrodynamischer Gesetzmäßigkeiten.Die Beachtung der hydrostatischen Gesichtspunkte erfordert einerseits eine Herdlage in den oberen Teilen des Erdmantels, wo aber andererseits die Entstehung der Schmelze aus thermischen Gründen nicht ohne Konvektionsströmungen denkbar ist.Die Annahme eines konvektiven Zirkulationssystems im Mantel, dessen Auswirkung gelegentlich durch Schweremessungen beobachtbar sein können, beantwortet viele wichtige offene Fragen im Problemkreis des Intrusionsmechanismus basischer Gesteine.

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Basing on huge occurrence of diabase in the Amazon basin, a limited distribution of which is dealt with in this paper, an outline of the principal mechanism of intrusions of basaltic magma is attempted. Apparently, the problem of movement of magma is not allowed to be regarded without that of its origin. Both, movement and origin, are subjected to hydrostatical and hydrodynamical laws.The application of the hydrostatics demands the source of magma to be in the upper parts of the earth's mantle. In this location, however, temperature seems to be insufficient to originate melted basaltic rocks unless thermical convection takes place.The postulation of a vertical system of circulation in the mantle, the effects of which sometimes may be recognized by gravity measurements, solves some important problems of the mechanism of intrusion. In this way, among other things, the deep lying mass of higher density along the center of the Amazon basin may be determined as to triassic-jurassic age.

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Résumé Considérant la présence de diabases en grande quantité dans le bassin de l'Amazone, l'auteur tente d'interpréter dans son principe le mécanisme d'intrusion des liquides basaltiques. Il semble que le problème du mouvement du magma ne peut pas être séparé de celui de son origine. Tous deux doivent être soumis à des lois hydrostatiques et hydrodynamiques.La considération du point de vue hydrostatique donne à penser que la source du magma se trouve dans la partie supérieure du manteau terrestre où cependant, pour des raisons thermiques, on ne peut penser à la formation de liquides magmatiques sans courants de convection.L'hypothèse d'un système de circulation convective dans le manteau, dont les effets ont parfois été observés par des mesures de gravité, apporte une solution à quelques problèmes concernant le mécanisme d'intrusion. Dans cet ordre d'idées, la masse profonde de forte densité située dans le centre du bassin de l'Amazone peut être rapportée au Triasique-Jurassige.

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Die Veröffentlichung der vorliegenden Arbeit erfolgt mit freundlicher Genehmigung der Petróleo Brasileiro, S. A. (Petrobrás) sowie der Gesellschaft für praktische Lagerstättenforschung GmbH (Prakla). Beiden Gesellschaften sei dafür an dieser Stelle aufrichtig gedankt!     

Hydrothermal alteration as a control of regional geochemistry and ore formation in the central Baltic Shield

In a geochemical study of the Proterozoic volcano-sedimentary Bergslagen ore province in central Sweden, more than 1000 eruptive rocks were analyzed for main and trace elements. The volcanic rocks form a bimodal suite dominated by rhyolites but deficient in andesites. Igneous geochemical variation bears little relevance to the occurrence and distribution of ores which mostly appear related to secondary alteration patterns. Hydrothermal metasomatic alteration occurs on a regional scale and has affected markedly more than half of the 732 analyzed, macroscopically fresh, porphyritic volcanic rocks. Metasomatism produced extreme Na- and K-differentiation, and Fe-Mg-Si relationships incompatible with igneous variation patterns. Enrichment in Na and Mg, and leaching of ore-forming metals are prominent in the lower parts of the volcanic pile, whereas meta-volcanics enriched in K and volcanogenic sediments associated with ores and marbles dominate the upper levels. The metasomatic alteration of the volcanic rocks and the formation of most ores are two aspects of a comprehensive process of hydrothermal convection which circulated sea water, extracted the ore-forming elements from the lower levels of the volcanic pile and enriched them at or close to the top of the volcanic sequence.

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Zusammenfassung Über 1000 proterozoische Eruptivgesteine der vulkanisch-sedimentären Erzprovinz in Mittelschweden wurden auf Haupt- bzw. Spurenelemente analysiert. Die Gesteine bilden eine Folge mit Schwerpunkt auf basaltischen und insbesondere rhyolitischen Zusammensetzungen, während Andesite nur schwach vertreten sind. Die primärmagmatische Zusammensetzung hat wenig Bezug zu den Erzen, die genetisch größtenteils an sekundäre Veränderungen gebunden sind. Hydrothermale Metasomatose hat eine regionale Verbreitung. Auch von den makroskopisch intakten, 732 analysierten, sauren porphyrischen Eruptivgesteinen sind mehr als die Hälfte durchgreifend verändert. Die metasomatischen Prozesse führten zu extremer Natriumund Kaliumdifferenzierung und zu Fe-Mg-Si-Beziehungen, die nicht auf magmatische Differentiation zurückzuführen sind. Anreicherung von Na und Mg und Auslaugen der erzbildenden Metalle treten in den tieferen Teilen der vulkanischen Schichtenfolge auf. Die höheren Lagen werden von kalireichen Metavulkaniten, Karbonatgesteinen und vulkanogenen, erzassoziierten Sedimenten beherrscht. Metasomatische Gesteinsumwandlung und Erzbildung sind zwei Teilprozesse einer großräumigen hydrothermalen Konvektion, durch die Meereswasser durch die Schichtenfolge getrieben wurde. Die erzbildenden chemischen Bestandteile wurden dabei den tieferen Teilen des Vulkanitpaketes entzogen und an oder nahe der Oberfläche angereichert.

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Résumé Dans le cadre d'une étude géochimique de la province protérozoïque volcano-sédimentaire minéralisée de Bergslagen (Suède centrale), plus de 1000 échantillons de roches magmatiques ont été analysés (éléments majeurs et traces). Ces roches volcaniques forment une suite dominée par les rhyolites et les basaltes, tandis que les andésites sont peu représentées. Les variations géochimiques montrent peu de relation avec la distribution des minerais, ceux-ci étant surtout engendrés lors de processus d'altération secondaires. En effet, une métasomatose hydrothermale s'est manifestée à l'échelle régionale au point d'affecter plus de la moitié des 732 porphyres volcaniques acides analysés, en dépit de l'aspect de fraîcheur qu'ils présentent macroscopiquement. La métasomatose se traduit par un fractionnement extrême de Na et K, ainsi que par des relations entre Fe-Mg-Si incompatibles avec la différenciation magmatique. La partie inférieure de la série volcanique stratifiée montre un enrichissement en Na et Mg ainsi qu'un lessivage des métaux des minerais. Dans la partie supérieure de la série, les termes dominants sont des métavolcanites riches en K, des marbres et des sédiments volcanogènes associés aux minerais. La modification métasomatique et la genèse des minerais sont deux aspects d'un vaste processus de convection hydrothermale qui a fait circuler l'eau de mer à travers la pile stratifiée, en enlevant les métaux des minerais dans la partie inférieure pour les concentrer dans la partie pouche du sommet.

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Anisotropie der magnetischen SuszeptibilitÄt und SÄttigungsmagnetisierung als Hilfsmittel der Gefügekunde

Zusammenfassung Die Anisotropie der SÄttigungsmagnetisierung und der magnetischen SuszeptibilitÄt eines Gesteins hat sich als wertvolles Hilfsmittel der Gefügekunde erwiesen. Die Anisotropie magnetischer Mineralien, Methoden zur Messung dieses Effektes sowie die Darstellung der Ergebnisse magnetischer Anisotropiemessungen werden behandelt. Die Merkmale magnetischer Gefüge magmatischer, metamorpher und sedimentÄrer Gesteine werden an einigen Beispielen beschrieben.

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Anisotropy measurements of saturation magnetization and magnetic susceptibility of rocks have been shown to be a valuable tool of petrofabric analysis. The anisotropy of magnetic minerals as well as instrumental and interpretational techniques are discussed and the characteristics of the magnetic fabric of igneous, metamorphic and sedimentary rocks are summarized.

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Résumé L'anisotropie de l'aimantation spontanée et de la susceptibilité magnétique constituent une méthode efficace pour l'analyse des textures des roches. L'anisotropie des minéraux magnétÌques est traitée, ainsi que les instruments et les techniques d'interprétation. Enfin les caractères de la texture magnétique des roches magmatiques, metamorphiques et sedimentaires sont résumés.

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wÄhrend der Drucklegung bei geologischen GelÄndeaufnahmen am 4. April 1971 in Äthiopien ums Leben gekommen. - Geosciences Division contribution No. 120.     

Zur Entstehung der Unterkruste und der Moho-Diskontinuität

Zusammenfassung Im folgenden wird die vorläufige Zusammenfassung einer größeren Untersuchungsreihe vorgelegt, die sich mit dem Aufbau und der Zusammensetzung der Unterkruste befaßt. Wenn man alle jüngeren Veränderungen durch Metamorphose, Anatexis, magmatische Differentiation und Assimilation abzieht, so ist der Primärbestand der Unterkruste charakterisiert durch ein Lagengefüge von Meta-Basiten und Meta-Aziditen. Die Entstehung dieser beiden Gesteinsgruppen wird diskutiert, und eine Theorie der Krustenbildung vorgelegt. Die Moho-Diskontinuität wird als eine primäre Gesteinsgrenze zwischen den ältesten Teilen der Unterkruste und dem Paläo-Mantel gedeutet. Die Schärfe der Grenze wird durch Bewegungen im Zusammenhang mit Mantelströmen erklärt.

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As a summary of some recent investigations, the composition and the structure of the lower crust are discussed mainly from a genetical point of view. If secondary processes, like metamorphism, anatexis, magmatic differentiation and assimilation, are disregarded, the primary composition of the lower crust is characterized by a layered structure mainly consisting of two rock types: a group of metabasitic rocks (of gabbroid composition) and a group of meta-acidic composition (fine- to medium-grained gneisses, leptites, granulites, etc.). The origin of this rock sequence is discussed, and a theory on the formation of the oldest crust is presented. The Moho-discontinuity is explained as a primary boundary between the oldest parts of the lower crust and the paleo-mantle. It is assumed that the relative sharpness of this boundary is due to strong movements probably caused by convection currents in the upper mantle.

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Résumé L'article présente succinctement les premiers résultats des recherches récentes sur la structure et la composition de l'écorce terrestre profonde. Abstraction faite de tous les changements secondaires, tels que le métamorphisme, l'anatexie, la différenciation magmatique et l'assimilation, la composition primaire de l'écorce profonde est caracterisée par une structure litée se composant essentiellement de deux groupes de roches de pétrographie assez différente: les métabasites (ayant la composition des gabbros) et les méta-acidites, roches métamorphiques à grains fins ou moyens, riches en silice (gneiss, leptites, granulites etc.). La génèse de ces deux types de roches est en discussion; une théorie sur l'origine de l'écorce terrestre y est présentée. La Moho-discontinuité est interprétée génétiquement comme une limite primaire entre les parties les plus anciennes de l'écorce profonde et le »paléo-manteau«. Le fait que cette limite soit caractérisée par un changement relativement abrupt de la densité des roches est expliqué par l'action de mouvements forts provoqués par des courants de convection dans le manteau supérieur.

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Vortrag, gehalten auf der Jahresversammlung der Geologischen Vereinigung am 17. Februar 1971 in München.     

Stratigraphy and geology of the ignimbrites of Vulsini Volcano,central Italy

Vulsini Volcano, Bolsena District, central Italy is a Quaternary centre eruptions of which have been dominated by the production of ignimbrites. Stratigraphic studies show that there are six major ignimbrite units with individual minimum volumes of 0.5 to 3 km³ and a large number of smaller ignimbrite units, together with pyroclastic surge and pyroclastic fall deposits. It is estimated that at least 90% of the volcanic products are pyroclastic producing a low profile volcano with 1 to 5 slopes.Lithic clasts in the ignimbrite units decrease systematically in size away from the source, but pumice clasts have an irregular size distribution. Grain size characteristics of the ignimbrites are typical of pyroclastic flow deposits with clasts ranging from a metre to a few microns in size. Reverse grading of large pumice clasts and normal grading of large lithic clasts are common in individual flow units. Each ignimbrite is composed of a large number of individual flow units each having a finer grained basal layer. Both sillar and non-welded facies occur. Coherent ignimbrite (sillar) is the result of vapour phase crystallisation in the pore spaces with no deformation of the clasts. The ignimbrites are associated with fine grained air fall ash beds, cross-bedded pyroclastic surge deposits and pumice fall deposits formed in the same eruptions.Chemical analyses show that the ignimbrites have a wide range of composition (50 to 62% SiO₂). Many chemical studies of volcanoes exclude pyroclastic rocks in favour of lavas. The implications and problems of such biased sampling are discussed.Transportation of the ignimbrites is believed to be that of a semi-fluidised debris flow. Viscosities of the pyroclastic flows, estimated from their capacity to transport lithic debris, must have been between 10¹ and 10³ poises. The previously proposed hypothesis that these ignimbrites have formed from a gas super-saturated lava or froth flow is incompatible with their field and grain size characteristics and is rejected.

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Zusammenfassung Der Vulkan Vulsini in Mittelitalien entstand im Quartär und wird von pyroklastischen Lavadecken geprägt. Sechs ausgedehnte Ignimbritmassen (Mengen 0,5 bis 4 km³) und eine gro\e Anzahl kleinerer Ignimbritkörper wurden festgestellt. Die Ignimbrite kommen zusammen mit Pyroklastiten, feinen Aschen und einigen hochtemperierten pyroklastischen surge-Absätzen vor. Die Ignimbrite sind schlecht sortiert, verschwei\t und unverschwei\t. Jeder Ignimbrit besteht aus vielen Lagen, und der Boden jeder Lage ist durch eine feinkörnige Grundlage markiert. Inverse Gradierung gro\er Bimsstein-Fragmente und normale Gradierung gro\er Klastite kommen häufig vor. Die grö\ten Fremdgesteins-Fragmente nehmen mit der Entfernung von der Caldera di Latera ab, nur Ignimbrit C verringert sich mit der Entfernung von der Caldera di Bolsena. Analysen von Bimsstein-Fragmenten der Ignimbrite zeigen eine wechselnde Zusammensetzung (SiO₂ 49–62%). Ein Vergleich der Zusammensetzung der Lava und der Pyroklastika zeigt jedoch, da\ die Magmen, die das pyroklastische Gestein bilden, allgemein kieselsäurereicher entwickelt sind. Die Korngrö\e und die Morphologie der Ignimbrite deuten darauf hin, da\ sie aus dichten Gas/Feststoff-Dispersionen deponiert worden sind, und pyroklastische Lagen werden als durch Gas transportierte Gesteinstrümmer gedeutet.

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Riassunto Il vulcano di Vulsini, nell'Italia Centrale, è un centro di epoca quaternaria nel quale la produzione di colate piroclastiche è stata prédominante. Vi si possono riconoscere sei maggiori ignimbriti di larga mole (volumi 0.5–3 Km³) oltre a un gran numéro di ignimbriti di minor volume, associate a depositi di pyroclastic fall, di ceneri minute e a depositi di spinta piroclastica (base surge) ad alta temperatura, formatesi nelle stesse eruzioni.Le ignimbriti si presentano sia saldate o non saldate e sono scarsemente separate. Ognuno di esse è composto da un insieme di colate individuali la cui base è segnata da uno strato basilare a grana più fine, e nelle quali sono comuni larghi frammenti di pomice a gradazione inversa e larghi frammenti litici di gradazione normale. Per quanto riguarda tutti le maggiori ignimbriti, la mole massima dei frammenti di roccia estranea decresce con l'allontanarsi dalla caldera di Latera, ad eccezione dell'ignimbrite C, per la quale questo avviene allontanandosi dalla caldera di Bolsena. Analisi di frammenti di pomice proveniente dalle ignimbriti mostrano la presenza di una vasta gamma die elementi (SiO₂ 49%–62%), tuttavia dal confronta fra lave e materiali piroclastici risulta che i magmi che formano le rocce piroclastiche sono, in generale, molto più evoluti. La grossezza della grana e le caratteristiche morfologiche delle ignimbriti fanno ritenere che la loro origine sia dovuta al depositarsi di dispersioni di gas densi, poco espansi e di solidi, e che le colate piroclastiche siano da considerarsi come colate di detriti, lubrificati dal gas.

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. 6 , 0,5 4 « . , «surge» . . , . . Caldera di Latra, Caldera di Bilsena. (SiO₂ 49 62%). , , , . , - , , .

     

Recherche des variations isotopiques naturelles du potassium: Résultats,perspectives et interprétation

Résumé Après mise au point d'une technique permettant la comparaison des rapports isotopiques de potassium extrait de roches variées, à mieux que 0,2% près, on a recherché les variations possibles de l'abondance des isotopes 39 et 41. Certains résultats obtenus sur des roches volcaniques semblent indiquer des variations réelles. Une hypothèse est proposée pour l'interprétation de ces résultats, basée sur des phénomènes de différenciation crustale.

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The relative abundance of 41 and 39 isotopes of potassium has been determined in various rocks. A brief account of experimental technique is given; the reproducibility of measurement is about 0.2%. Most samples do not show significant variations, except some volcanic rocks. A tentative interpretation of these results, based upon crustal differentiation, is given.

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Zusammenfassung Dieser Bericht gibt die Ergebnisse der Isotopenanalysen des Kaliums, die an etwa vierzig verschiedenen Felsen-Probenstücken ausgeführt wurden. Die experimentelle Technik wird hier kurz beschrieben. Die meisten Felsarten, bis auf einige vulkanische Felsen, zeigen keine bedeutenden Veränderungen. Es wird eine Interpretation der Ergebnisse vorgeschlagen, die auf der Theorie der chemischen Differenzierung der Erdkruste beruht.

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A hypothesis for base and noble metal deposits

Chemical deposits in the Red Sea, Salton Sea, and Cheleken Peninsula have concentrations of Cu, Zn, Pb, Ag, and some Au. Brines emanating from these base metal systems have over 10% Cl and have chalcophile metals in excess of sulphide in solution. Siliceous sinters laden with Au, Ag, Hg, and Sb exist around vents and wells in California, western Nevada, and New Zealand. Hot CO₂-H₂O fluids that exhale from these noble metal systems have less than 2 % Cl and sulphide in excess of chalcophile metals. Some geothermal systems around the world have features intermediate between these two end-members. Cu-Fe and Ag-Au concentrations occur around the margin of an Archean felsic stock in the Wawa greenstone belt in Ontario, Canada. The interpretation is that an initial seawater dominated system concentrated exhalites rich in base metals. This culminated with regional metamorphism and the concentration of precious metal-bearing veins from low salinity fluids.

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Zusammenfassung Die chemischen Ablagerungen im Roten Meer, Salton Sea (Californien) und auf der Cheleken Halbinsel (UDSSR) haben Anreicherungen von Cu, Zn, Pb, Ag und etwas Au. Sole, mit der die Ag-Pb-Zn-Cu Lösungen kommen, hat über 10% Cl und einen Überschuß an chalcophilen Metallen. Kieselsinter, die reich an Au, Ag, Hg und Sb sind, erscheinen an den Austrittsstellen der heißen Lösungen in Californien, West-Nevada und Neu-Seeland. Heiße CO₂-H₂O-Lösungen, die mit diesem Sb-Hg-Ag-Au-System ausströmen, enthalten weniger als 2% Cl und anstelle von chalcophilen Metallen kommen Sulfide vor. In verschiedenen geothermalen Provinzen gibt es Mischsysteme zwischen diesen Endgliedern.Zn-Cu und Ag-Au-Konzentrationen treten am Rande des archaischen Komplexes im Wawa Grundschiefergürtel in Ontario, Canada auf. Dies wird interpretiert als ein zunächst vom Meerwasser dominiertes System, in dem Exhalationen reich an unedlen Metallen eindrangen. Während einer folgenden Regionalmetamorphose erfolgt die Konzentration von Edelmetallen aus Lösungen mit geringer Salinität.

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Résumé Les dépôts chimiques de la Mer Rouge, du lac de Salton (Californie) et de la presqu'île de Cheleken (URSS), présentent des enrichissements en Cu, Zn, Pb, Ag et, dans une certaine mesure, en Au. Les saumures qui émanent de ces systèmes à Ag-Pb-Zn-Cu renferment plus de 10% Cl et contiennent un excès de métaux chalcophiles par rapport à S. Des dépôts de précipitation siliceux, riches en Au, Ag, Hg, Sb se rencontrent autour d'évents et de sources chaudes en Californie, en W. Nevada et en Nouvelle Zélande. Les fluides chauds (H₂O - CO₂) qui émanent de ces systèmes à Sb - Hg - Ag - Au renferment moins de 2% Cl et les ions S^{– –} y sont en excès sur les métaux chalcophiles. Divers systèmes géothermaux à travers le monde présentent des caractères intermédiaires entre ces deux types.Dans le »Greenstone belt« de Wawa (Ontario, Canada), des concentrations en Zn-Cu et en Ag-Au se présentent autour de la bordure d'un massif felsitique archéen. Cette disposition est interprétée comme le résultat: d'abord de l'action d'un système à eau de mer dans lequel les métaux usuels se sont concentrés, ensuite, au cours d'une phase ultérieure de métamorphisme régional, de la concentration des métaux précieux à partir de solutions peu salées.

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A geothermic method for the reconstruction of the uplift history of a mountain range,applied to the Central Alps

Vertical movements of a crustal block in connection with denudation, sedimentation or overthrusting, respectively, lead to a change in the temperature field. This process can be used to correlate the uplift and temperature history of a rock sample in a quantitative way. The uplift rate may change over a period of time. The effect of the radiogenic heat sources has been taken into account in the calculations.For the reconstruction of the uplift history of a high mountain range, paleotemperature data for the rock (blocking temperatures) in conjunction with radiometric ages must be available.Two uplift models are presented for the Leventina/Verzasca region (Central Swiss Alps).

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Zusammenfassung Vertikalbewegungen eines Krustenblocks in Verbindung mit Erosion bzw. Sedimentation oder Deckenüberschiebung führen zu einer Veränderung des Temperaturfeldes. Dies kann benutzt werden, um die Hebungs- und Temperaturgeschichte einer Gesteinsprobe quantitativ miteinander zu verknüpfen. Dabei darf sich die Hebungsrate zeitlich ändern. Bei den Berechnungen wird der Effekt der radiogenen Wärmequellen berücksichtigt.Zur Rekonstruktion der Hebungsgeschichte eines Hochgebirges müssen Paläotemperaturen des Gesteins (Blockungstemperaturen) in Verbindung mit radiometrischen Altern vorliegen.Für das Gebiet Leventina/Verzasca (Schweizer Zentralalpen) werden zwei Hebungsmodelle vorgestellt.

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Résumé Les mouvements verticaux d'un bloc de la croûte terrestre, sous l'effet de l'érosion, la sédimentation, ou le recouvrement par des nappes conduit a des changements dans la répartition des températures. Ce processus peut être employé pour corréler quantitativement l'histoire des températures et des mouvements verticaux durant une certaine période. L'effet de la source radiogénique de chaleur est prise en considération pour le calcul.Pour la reconstruction de l'histoire des mouvements verticaux d'une zone montagneuse, les paléotempératures d'un échantillon de roche (températures de blocage) en conjonction avec les âges radiométriques doivent être données.Deux modèles présentés concernent la région de la Leventina/Verzasca (Alpes centrales de Suisse).

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Contribution no. 306 of the Institut für Geophysik, ETH Zürich.