Use of biological marker distributions to study thermal history of the Permian Kupferschiefer of the Lower Rhine Basin

In the Central European Zechstein Basin, the Permian Kupferschiefer has been deposited under marine anoxic conditions. From a lagoon at the southwest border of the Zechstein Sea, today part of the Lower Rhine Basin, 30 core samples have been studied by means of organic geochemical methods. Within the area investigated, the depth of the Kupferschiefer horizon increases from about 350 m in the south to about 1000 m in the north. Furthermore, the Kupferschiefer has been thermally affected in the western part by the intrusive body of the so-called Krefeld High. This geological situation opens the possibility to investigate differences of short term and long term temperature effects on the biological marker distribution within a sediment layer of a largely uniform faciès type. Depth related changes in the hopane, sterane and diasterene/diasterane distributions are compared to those changes induced by the Krefeld High. The composition of aromatic steroid hydrocarbons is used to discuss time-temperature effects. It is shown that depth related values of maturation parameters can only be interpreted by taking into account post-depositional tectonic events. Samples from tectonic horst structures show higher maturation values than one would expect from the present day depth.

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Zusammenfassung Aus dem Bereich der heutigen Niederrheinischen Bucht wurden an 30 Kernproben des Kupferschiefers organischgeochemische Untersuchungen durchgeführt. Innerhalb des Untersuchungsgebiets nimmt die Teufe des Kupferschieferhorizonts von 350 m im Süden auf über 1000 m im Norden zu. Organisch-geochemische Reifeparameter zeigen an, daß der Kupferschiefer im Westen durch den Intrusivkörper des Krefelder Gewölbes thermisch beeinflußt worden ist. Aufgrund dieser Situation bietet sich die Möglichkeit, Unterschiede im Einfluß von kurzzeitigen und langzeitigen Temperatureinwirkungen auf die Verteilung von Chemofossilien in einem faziell einheitlichen Horizont zu studieren. Teufenabhängige Variationen der Hopan-, Steran-, Diasteran- und Diasterenverteilungen lassen sich mit den zusätzlich durch den Intrusivkörper verursachten Veränderungen vergleichen. Die Verteilungsmuster der aromatischen Steroide werden zur Deutung von Zeit-Temperatur-Effekten im Verlauf der Diagenese herangezogen. Die ermittelten Meßwerte der Reifeparameter lassen sich nur interpretieren, wenn postsedimentäre tektonische Bewegungen nach der Ablagerung des Kupferschiefers in Betracht gezogen werden. Die aus Horsten stammenden Proben zeigen höhere Reifegrade an als entsprechend ihrer heutigen Teufe zu erwarten.

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Résumé Dans le bassin du Zechstein d'Europe Centrale, les Kupferschiefer permiens ont été déposés dans des conditions marines anoxiques. Dans un paléo-lagon situé à la bordure sud-ouest de la mer du Zechstein, et qui fait partie aujourd'hui du Bassin du Bas-Rhin, 30 échantillons, provenant de carottes, ont fait l'objet d'une étude de géochimie organique. Dans la région ainsi étudiée, la profondeur de l'horizon des Kupferschiefer augmente, du sud au nord, de 350 m à 1.000 m. D'autre part, les Kupferschiefer ont subi, dans leur partie ouest, l'influence thermique du corps intrusif du «Dôme de Krefeld». Cette situation géologique fournit la possibilité d'étudier les effets à long terme et à court terme de la température sur la distribution des marqueurs biologiques au sein d'un niveau sédimentaire de faciès uniforme. Les modifications dans la répartition de l'hopane, du stérane et du diastérène/diasterane en fonction de la profondeur sont comparées à celles qui sont provoquées par le Dôme de Krefeld. Les effets temps-température sont discutés à partir de la composition des hydrocarbures stéroïdes aromatiques. Les auteurs montrent que la valeur des paramètres de maturation liés à la profondeur ne peuvent être interprétés sans que l'on prenne en considération les événements tectoniques postsédimentaires. Des échantillons provenant de structures en horst montrent un degré d'évolution plus élevé que celui auquel on s'attend d'après leur profondeur actuelle.

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30- - . 350 1000 . , . , , - . , . . - . , , , .

     

Tectonic control of Late Pliocene molasse sedimentation in a portion of the Jhelum Re-Entrant,Pakistan

A Late Pliocene interval of the Neogene Siwalik (Himalayan) molasse exposed in the Jhelum Re-entrant, Pakistan, is examined for lateral variations in the environment and rate of fluvial sedimentation. A correlative pair of volcanic ash horizons within the Upper Siwalik section defines an isochronous interval of fluvial deposition. Stratigraphic sections measured through the interval at various localities in the Jhelum Re-entrant are analyzed in terms of fluvial stratigraphy and interval thickness, or net sedimentation rate. The stratigraphy indicates a fluvial system of laterally migrating streams leaving behind fining upward sedimentary cycles of lateral and vertical accretion deposits. Fully developed sedimentary cycles display point bar sands (lateral accretion deposits) of the stream channel environment topped by mudstones (vertical accretion deposits) of the overbank (floodplain) environment. The detailed sequence of vertical accretion deposits in these cycles indicates that the floodplain environment consisted of a stream-proximal, sedimentation-dominant zone and a stream-distal, pedogenesis-dominant zone.Broad lateral variations in the rate of molasse sedimentation appear to be related to the large-scale syntaxial tectonics of the northwestern Himalaya. Sedimentation rate increases toward the apex of the re-entrant, indicating that the syntaxial structure controlled the focus of molasse sedimentation during the examined interval of Late Pliocene time. In addition, sedimentation may have been influenced by mild flexures within the molasse basin.

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Zusammenfassung Im Gebiet von Jhelum (nördliches Pakistan) reicht das Vortief der neogenen Siwalik-Molasse als Sporn weit in den Faltenbogen des nordwestlichen Himalaya. Die Verfasser untersuchten hier einen Abschnitt des Spätpliozän mit besonderem Hinblick auf laterale Wechsel der fluviatilen Ablagerungen und Sedimentationsraten. Die Obere Siwalik-Molasse enthält hier zwei Leithorizonte mit Tuff, wodurch die Altersgleichheit der fluviatilen Zwischenlagerungen sichergestellt wird. Die Schichtfolge dieser Zwischenlagerungen ist an mehreren Lokalitäten in bezug auf Sedimentationstypen und-raten analysiert worden. Die vorgefundenen Ablagerungszyklen deuten auf ein System von seitlich wandernden Flußläufen. Vollständige Zyklen zeigen Flußbettsedimente (meist Ufersandbänke) gefolgt von feinkörnigen Überflutungssedimenten. Die Feingliederung der Überflutungsfazies zeigt stromnahe Ablagerungszonen einerseits und pedogenetische Randzonen andererseits.Über das gesamte Untersuchungsgebiet ergibt sich eine klare Abhängigkeit zwischen Raten der Molasseaufschüttung und der Faltenbogentektonik des nordwestlichen Himalaya. Die Ablagerungsraten nehmen in Richtung des Bogenscheitels deutlich zu. Daraus wird geschlossen, daß während des untersuchten Zeitabschnittes die regionale Bogentektonik den Schwerpunkt der Molassesedimentation maßgeblich beeinflußt hat. Flache Flexuren innerhalb des Molassebeckens sind ebenfalls in diesen Zusammenhang zu stellen.

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Résumé Une avant-fosse de la molasse du néogène Siwalik (Himalayen), en éperon dans l'arc plissé du nord-ouest de l'Himalaya, dans la région du Jhelum, Pakistan, a été étudiée quant à ses variations latérales environnantes et son taux de sédimentation fluviale. Dans la section du Siwalik supérieur, deux horizons-repères de tuffs volcaniques délimitent une période isochronique du dépôt fluvial. Les séries stratigraphiques de cet intercalaire ont été analysées en divers points en fonction de la stratigraphie fluviale et de son épaisseur ou en fonction du taux de sédimentation. Les cycles de sédimentation indiquent un réseau fluvial à migration latérale avec dépôts latéraux et verticaux, de plus en plus fins vers le haut. Les cours semblent être en transition avec le type traditionnel de haute et basse sinuosité. On démontre que l'ensemble des dépôts verticaux sont différentiés selon une zone proximale où la sédimentation domine et une zone distale où la pédogenèse domine.De larges variations latérales dans le taux de sédimentation semblent dues à la tectonique globale de l'éperon associée à la syntexis du nord-ouest himalayen. Une tendance vers une augmentation du taux de sédimentation / subsidence en direction de l'axe de l'éperon délimite un lieu de sédimentation molassique pendant l'intervalle étudié. De plus, l'auteur suggère que la sédimentation du bassin de l'éperon ait été influencée par de légères flexures à la périphérie de la structure régionale.

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Upper miocene submarine basalts from the western margin of the Red Sea (Secca Fawn-l hole,massawa channel)

The Secca Fawn-1 hole, drilled in 1968 by Gulf Oil Co. on the western margin of Southern Red Sea, crossed at 1400 m depth a sequence of late Miocene-early Pliocene submarine basaltic flows, at least 600 m thick. This paper reports the results of the study of these basalts. Homogenous basaltic fragments were separated from 22 cuttings and analyzed for major elements; several trace elements were determined on 11 of these samples. All basalts have the composition of transitional olivine-tholeiites and a primary vertical variation, with a tendency towards a slightly more alkalic composition, was recognized in spite of the chemical changes induced by sea-water alteration which has affected rather deeply these rocks. Secca Fawn-1 basalts appear to be geochemically intermediate between typical low-K oceanic tholeiites as those erupted at Red Sea central trough and the transitional olivine-tholeiites of the spreading axes of the neighbouring Afar rift. K-Ar age results of 5.8 and 8.2 m. y. were obtained on two selected samples; these dates are however subject to caution because of the state of alteration of the samples. The structural implications of these data are discussed and it is thought that Secca Fawn-l basalts are related either to a localized spreading episode avorted in early Pliocene, or to extensional tectonics on the attenuated continental lithosphere of the Red Sea margin.

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Zusammenfassung Die Secca-Fawn-l-Bohrung, die 1968 von der Gulf Oil Company am westlichen Rand des südlichen Roten Meeres abgeteuft wurde, erreichte in 1400 m Tiefe eine Folge von jungmiozänen bis altpliozänen submarinen Basaltlagen, die mindestens 600 m mächtig sind. Es wurden homogene Basaltfragmente aus den Cuttings auf ihren Hauptelementgehalt hin analysiert; zahlreiche Spurenelemente wurden in einer Reihe dieser Proben bestimmt. Alle Basalte haben die Zusammensetzung von Übergangs-Olivin-Tholeiiten. Die primäre vertikale Veränderung zeigt eine zunehmende Tendenz zu mehr alkalischer Zusammensetzung, was auf eine chemische Veränderung durch Seewassereinfluß in diesen Gesteinen zurückgeführt werden kann. Die Secca-Fawn-1-Basalte erscheinen geochemisch zwischen typischen ozeanischen Tholeiiten mit niedrigen K-Werten, wie sie im Roten Meer im zentralen Graben auftreten, und Übergangs-Olivin-Tholeiiten entlang der spreading-Achse in der benachbarten Afar-Rift-Zone. Die K-Ar-Alter ergeben 5,8 und 8,2 m. y. Diese Alter sind jedoch mit Vorsicht zu betrachten, da die Proben einer sekundären Veränderung unterworfen waren. Als Folgerungen für die Strukturgeologie ergeben sich Zusammenhänge für eine frühe spreading-Episode im Altpliozän oder eine Dehnungstektonik in der kontinentalen Lithosphäre des Rotmeerrandes.

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Résumé Le sondage Secca Fawn-l, foré en 1968 par la Gulf Oil Co. sur le bord occidental de la Mer Rouge méridionale, a traversé, à la profondeur de 1400 mètres, une série épaisse de 600 mètres, faite de coulées basaltiques sous-marines d'âge Miocène supérieur à Pliocène inférieur. On en a analysé 22 fragments homogènes provenant de cuttings, et on en a déterminé les éléments majeurs ainsi que quelques éléments en traces dans 11 de ces échantillons. Tous les basaltes sont des tholéiites à olivine transitionnelles; une variation verticale primaire montrant dans les basaltes plus récents une tendance plus alcaline a été reconnue, ce qui peut être attribué à une altération chimique due à l'eau marine. — Du point de vue géochimique, les basaltes de Secca Fawn-1 sont intermédiaires entre des tholéiites océaniques pauvres en K, typiques, comme celles du Fossé central de la Mer Rouge, et les tholéiites à olivine transitionelles des axes d'expansion de la zone voisine du Rift de l'Afar.Des âges K-Ar de 5,8 et 8,2 m. a. ont été obtenus sur des échantillons provenant de la partie centrale de la série; mais ces datations doivent etre regardées avec précaution, car ces échantillons ont subi une altération secondaire. Les implications structurelles sont discutées; on envisage 2 possibilités: les basaltes de Secca Fawn-1 peuvent être liés soit à un épisode d'expansion localisée au début du Pliocène, ou bien à une tectonique disjonctive atténuée dans la lithosphère continentale du bord de la Mer Rouge.

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, 1968 Gulf Oil Company 1400 , 600 . ; . , . , . , / , , . - 5,8 8,2 , . , , , .

     

Islands and oil — locality and structure

This paper analyses the meeting between the international petroleum industry and two local communities. The building of an oil terminal in a local community is both a major event, and a generator of processes on the local level. Three different angles is used to enlighten these processes; categorised as as place, people and mind. The place analysis consentrates on the effects on population and workforce development, the people analysis look at the institutional and planning processes, and the mind analysis the effects on the feeling of local identification. The paper demonstrates that local factors are of crucial importance even for the international petroleum industry.     

A subterminal radial fissure eruption on Mt. Etna

The author describes a subterminal radial fissure eruption of Mt. Etna that took place in February 1964. A sketchmap and a chemical analysis of the lava are given.

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Zusammenfassung Der Verfasser beschreibt den subterminalen Radialspaltenausbruch des Ätnas im Februar 1964 und fügt eine chemische Analyse der geförderten Lava bei.

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Résumé L'auteur décrit une éruption subterminale de l'Etna qui a eu lieu sur une fissure radiale en février 1964. Une carte de la région sommitale de l'Etna et une analyse chimique de la lava sont ajoutées.

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Riassunto L'autore descrive l'eruzione radiale verificatasi al cono terminale dell'Etna nel Febbraio del 1964. Dà inoltre un rilevamento schematico della zona del cratere centrale ed il chimismo della roccia.

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, 1964 .

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

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This study is a part of the researches, carried out with the funds of the National Research Council of the Italy under the direction of Prof. A.Ritmann.     

Sur l'existence de plusieurs facies geochimiques dans les schistes paleozoiques des pyrenees luchonnaises

Résumé Des formations paléozoïques d'origine essentiellement détritique, métamorphisées à des degrés divers (quartzophyllades, phyllades, micaschistes souvent feldspathiques à biotite, staurotide, andalousite, sillimamte) ont été échantillonnées méthodiquement dans les Pyrénées luchonnaises, à l'occasion de l'étude des relations structurales et géochimiques entre les formations granitiques du Massif du Lys-Caillaouas et leur environnement.La réalisation de 900 analyses (éléments majeurs) de ces « schistes » au sens large, prelevés le long de coupes systématiques à travers les principales unités régionales, pose avec acuité le problème d'une typologie chimique accordée aux connaissances sur la minéralogie des sédiments détritiques et sur leurs milieux de genèse.L'auteur tente en conséquence de présenter l'ensemble de ces analyses sous une forme qui mette en lumière quelques caractères importants de la sédimentation. Il propose à cet effet l'usage de deux diagrammes triangulaires dont l'un est destiné principalement à une présentation globale de la roche tandis que l'autre s'attache particulièrement aux silico-aluminates considérés comme la fraction la plus significative.Les différenciations que cette méthode de présentation fait apparaitre dans les séries échantillonnées, du Cambro-Ordovicien au Carbonifère inférieur, sont ensuite confrontées avec les connaissances classiques sur ce domaine pyrénéen. Au total, ce sont quelques uns des problèmes posés par l'utilisation de la géochimie dans des séries pélitiques fréquemment réputées monotones qui se trouvent évoqués sur un exemple assez large dont l'étude se poursuit.

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Paleozoic formations of mainly detrital origin, which are metamorphized to various extents (quartzophyllades, phyllades, micaschists frequently containing feldspar, biotite, staurotide, andalousite, sillimanite) have been systematically sampled in the Luchon Pyrenees. This opportunity was offered by a study devoted to the relationship between the granitic formations of the Lys-Caillaouas massive and its environment.Over 900 of these « schists » taken on systematic profiles cross-cutting the principal regional units have been analyzed for major elements. This leads to the difficult problem of a chemical characterization of the mineralogical knowledge of detrital sediments and their medium of genesis.An attempt is made to restitute the mass of these analyses in a way that might throw light on some particularly important aspects of sedimentation. With this aim, two triangular diagrams are proposed. The first gives a global representation of the rock, whereas the second is concerned with silico-aluminates considered as the most significant fraction.The differenciations which appear in this graphical method, in the studied series proceeding from Cambro-Ordovicien up to the Carboniferous, are then compared with the classical knowledge of this part of the Pyrenees.Briefly, these are some of the problems which arise from the application of geochemistry to pelitic series, often considered monotonous. And these problems are treated on a broad example, the study of which is still being pursued.

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Zusammenfassung Anläßlich umfassender, struktureller und geochemischer Untersuchungen in dem Granitmassiv des Lys-Caillaouas und seiner Umgebung wurden systematische Probenahmen in den Pyrenäen bei Luchon auch an diesen überwiegend detritischen Gesteinen durchgeführt. Sie liegen heute in verschiedenen Graden der Metamorphose vor. Quarzphyllite, Glimmerschiefer - oft mit Feldspat und Biotit, Andalusit und Sillimanit.900 Analysen des Makrochemismus dieser schiefrigen Gesteine erlauben systematische Profile durch die wichtigsten regionalen Einheiten zu geben. Es stellt sich das Problem, eine chemische Typologie zu finden, die sich in Übereinstimmung mit unseren Kenntnissen der Mineralogie detritischer Gesteine und ihrer Sedimentationsräume befindet.Verfasser versucht, die Gesamtheit dieser Analysen in Form eines Systems zu geben, das es gestattet, die wichtigsten Charakteristika der Sedimentation zu erfassen. Zu diesem Zweck werden zwei Dreiecks-Darstellungen vorgeschlagen, von denen die erste hauptsächlich dazu bestimmt ist, eine globale Darstellung des Gesteinschemismus zu geben. Das zweite Diagramm gibt vor allem eine Darstellung der Alumino-Silikate, die als charakteristische Fraktion dieser Gesteine anzusehen sind.Die Differenzierungen, die diese Methode in den Probenreihen vom Cambro-Ordoviz bis zum Karbon sichtbar werden läßt, verden anschließend verglichen mit den älteren, geologischen Kenntnissen dieses Abschnitts der Pyrenäen.Im Rahmen einer umfangreichen Arbeit, die noch fortgesetzt wird, sind dies einige Teilergebnisse, die den Wert geochemischer Untersuchungen gerade in pelitischen Serien zeigen, die gemeinhin als äußerst monoton gelten.

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An objective replacement method for censored geochemical data

Geochemical data are commonly censored, that is, concentrations for some samples are reported as less than or greater than some value. Censored data hampers statistical analysis because certain computational techniques used in statistical analysis require a complete set of uncensored data. We show that the simple substitution method for creating an uncensored dataset, e.g., replacement by3/4 times the detection limit, has serious flaws, and we present an objective method to determine the replacement value. Our basic premise is that the replacement value should equal the mean of the actual values represented by the qualified data. We adapt the maximum likelihood approach (Cohen, 1961) to estimate this mean. This method reproduces the mean and skewness as well or better than a simple substitution method using3/4 of the lower detection limit or3/4 of the upper detection limit. For a small proportion of less than substitutions, a simple-substitution replacement factor of 0.55 is preferable to3/4; for a small proportion of greater than substitutions, a simple-substitution replacement factor of 1.7 is preferable to4/3, provided the resulting replacement value does not exceed 100%. For more than 10% replacement, a mean empirical factor may be used. However, empirically determined simple-substitution replacement factors usually vary among different data sets and are less reliable with more replacements. Therefore, a maximum likelihood method is superior in general. Theoretical and empirical analyses show that true replacement factors for less thans decrease in magnitude with more replacements and larger standard deviation; those for greater thans increase in magnitude with more replacements and larger standard deviation. In contrast to any simple substitution method, the maximum likelihood method reproduces these variations. Using the maximum likelihood method for replacing less thans in our sample data set, correlation coefficients were reasonably accurately estimated in 90% of the cases for as much as 40% replacement and in 60% of the cases for 80% replacement. These results suggest that censored data can be utilized more than is commonly realized.     

Palaeozoic granites of the Umberatana region,South Australia: the role of volatiles in the crystallization of some alkaline-peralkaline granites

Palaeozoic alkaline to peralkaline sodic granites of the Umberatana area of South Australia have high MnO, P₅O₅, Nb, Ta, Be, F and B abundances as is typical of »A-type« or anorogenic granites. Abundant F and B in the magma permitted primary muscovite to crystallize at pressures that may have been as low as 1 Kbar because of the lowered solidus temperatures. These volatile-rich magmas precipitated both albite and two generations of K-rich alkali feldspar. The hydrothermal fluids released during crystallization of these magmas resulted in considerable element redistribution and recrystallization both in the plutons and the adjacent country rocks.

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Zusammenfassung Paläozoische alkaline-peralkaline Sodagranite von Umberatana, Südaustralien, besitzen erhöhte Gehalte an MnO, P₂O₅, Nb, Ta, Be, F and B und zeigen Charakteristika von »A-Typ« Graniten. Erhöhte Gehalte an F und B erlaubte die Kristallisation von primärem Muskovit bei Drucken, die auf Grund der erniedrigten Solidus Temperaturen möglicherweise 1 Kbar betrugen. Diese Gas reichen Magmen schieden Albit und zwei Generationen von K-reichem Alkalifeldspat aus. Die hydrothermalen fluiden Phasen, die sich während der Kristallisation dieser Magmen bildeten, verursachten eine bedeutene Elementumverteilung und Rekristallisation in den Intrusionen und dem unmittelbaren Nebengestein.

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Résumé Les granites sodiques alcalins à peralcalins paléozoïques de la région d'Umberatana (Australie méridionale) présentent des teneurs élevées en MnO, P₂O₅, Nb, Ta, Be, F et B, caractère typique des granites de type A, ou anorogéniques. La grande quantité de F et de B présente dans le magma a permis la cristallisation de muscovite primaire à une pression qui ne devait pas excéder 1 Kbar, en raison de l'abaissement de la température du solidus. Ces magmas, riches en matières volatiles, ont précipité de l'albite et deux générations de feldspath alcalin potassique. Les fluides hydrothermaux libérés au cours de la cristallisation ont permis une redistribution et une recristallisation importante des éléments à la fois dans les plutons et dans les roches encaissantes.

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Evolution of nappes in the eastern margin of the Bohemian Massif: a kinematic interpretation

The entire pile of nappes in the eastern margin of the Bohemian massif is characterized by two stages of Variscan nappe emplacement each exhibiting a different kinematic and metamorphic evolution.The older emplacement (D1) probably occurred around 350-340 Ma ago and was synmetamorphic. The nappes show a typical systematic superposition of higher grade metamorphic units over lower grade ones. Thus, the crystalline complexes showing a HT-MP Barrovian imprint (Svratka allochthonous unit and Moldanubicum) were thrust over an intermediate unit affected by MTMP recrystallization (Bíte orthogneiss and its country rock), and at the base of the D1 nappe pile the Inner Phyllite Nappe (Biý Potok Unit) is characterized by LT/LP metamorphism.The second stage of tectonic evolution (D2) is characterized by a thin-skinned northward-oriented nappe emplacement that occurred under LT-LP conditions dated at 320-310 Ma. The whole nappe sequence formed during the first tectonometamorphic period (D1) was transported northward over the autochthonous »Deblín polymetamorphic and granitic complex« of Upper Proterozoic age and its Devonian sedimentary cover with very low metamorphism. During this second tectonic event the Brno granite massif (580 Ma) was only marginally incorporated in the Variscan nappe tectonics which resulted in kilometer-scale cover and basement duplexes. The tectonic evolution of the nappe pile ended with stage D3, represented by large- to medium-scale east-vergent folds with limited displacement.

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Zusammenfassung Der Deckenbau am Ostrand der Böhmischen Masse erfolgte in zwei aufeinanderfolgenden Stadien, die sich sowohl in ihrer Kinematik als auch in ihrer Metamorphoseentwicklung deutlich voneinander unterschieden.Die ältere Phase (D1 ca. 350-340 Ma) ist durch synmetamorphe Überschiebungen charakterisiert. Sie führt zu einer metamorphen Inversion der überschobenen Deckeneinheiten, so daß generell hohe metamorphe Einheiten schwach metamorphe tektonisch überlagern. Der Svratka Komplex und das Moldanubikum als hangendste Decken sind durch MP/HT Paragenesen vom Barrow-Typ gekennzeichnet. Beide Einheiten sind auf den MP/MT-metamorphen Bite-Gneis und seine Rahmengesteine überschoben. Die Bílý potok Einheit als liegende Decke zeigt nur noch eine LP/ LT Regionalmetamorphose.Das jüngere Stadium (D2 ca. 320-310 Ma) ist durch eine Thin-skinned Tektonik mit nordvergentem Deckentransport unter LP/LT Bedingungen charakterisiert. Der gesamte, invers metamorphe D1-Deckenstapel wird dabei nach N über den autochtonen Deblín Komplex bzw. seine devonische Sedimenthülle überschoben.Das Brno Granit Massiv (580 Ma) wird nur randlich in diesen variszischen Deckenbau einbezogen. Die tektonische Entwicklung endet mit einem mittel bis großräumigen E-vergenten Faltenbau (D3 phase).

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Résumé L'empilement des nappes a la bordure orientale du Massif de Bohème est caractérisé par deux stades de mise en place présentant différentes évolutions cinématiques et métamorphiques.La tectonique majeure de mise en place des nappes crustales intervient lors d'un métamorphisme de type barrowien, calé autour de 350-340 Ma. L'empilement qui en résulte montre une superposition systématique d'unités à fort degré de métamorphisme sur des unités moins métamorphiques. Ainsi les complexes cristallins, montrant des reliques de métamorphisme de haute à moyenne pression-haute température (unités cristallines de Svratka et du Moldanubien), chevauchent une unité intermédiaire affectée par un métamorphisme de moyenne à basse pression-moyenne température (l'orthogneiss de Bíte et son encaissant). A la base de cette pile édifiée durant la tectonique D1, l'unité des phyllites internes (unité de Bílý potok) est caractérisée par un métamorphisme de basse témperature-basse pression.Le second stade D2 de l'évolution tectonique est caractérisé par une tectonique pelliculaire à vergence nord datée à 320-310 Ma. L'empilement résultant de D1 est ainsi transporté vers le nord, au dessus du complexe autochtone d'âge protérozoïque supérieur (groupe de Deblín) et sa couverture sédimentaire dévonienne très faiblement métamorphisée.Le massif granitique de Brno (580 Ma) n'est que marginalement incorporé à cette tectonique de nappe varisque. Ceci se traduit par des duplex socle-couverture d'échelle plurikilométrique. L'évolution tectonique s'achève lors d'une troisième phase, marquée par de grands plis à vergence est. Le déplacement associé est alors d'amplitude limitée.

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Hydrothermal alteration and REE-Th mineralization at the Rodeo de Los Molles deposit,Las Chacras batholith,central Argentina

REE (rare-earth-element) and Th mineralization at the Rodeo de Los Molles deposit occurs within an elliptical body of hydrothermally altered rocks (fenite) located in a biotite monzogranite of the Las Chacras batholith. Ore assemblages are found as isolated patches of intergrown britholite, allanite, apatite, bastnaesite, fluorite, sphene, quartz, and aegirine-augite, as well as nodules of uranothorite and late-stage veins of calcite, fluorite, and bastnaesite. Composition-volume computations suggest that the fenite was produced by alteration of the biotite monzogranite by addition of K and Na, and loss of Ca and Sr. Petrographic evaluations indicate that microcline and plagioclase have been replaced by perthite, and biotite was converted to aggregates of clinochlore, anatase, kaolinite, and hematite. Relict biotite is characterized by lower Fe/(Fe+Mg) and Ti values with progressive alteration. Fluorine-rich phlogopite is present in mineralized areas, but textural evidence suggests that it was not produced via biotite alteration. Mass-balance constraints also show that Ca and Mg in ore zones may result from redistribution, rather than their being a result of external derivation. The ¹⁸O values of quartz (8.6–11.1) and feldspar (7.8–10.6) suggest that feldspar continued to exchange oxygen isotopes with a fluid to lower temperatures than did quartz. Feldspars equilibrated with a fluid of ¹⁸O8 at a fluid/rock ratio less than 1. The ¹⁸O values of quartz and aegirine-augite that crystallized during REE mineralization also suggest equilibration with a fluid of ¹⁸O8. The D values of biotite (-83 to-120) are relatively low for igneous rocks and are thought to have resulted from exsolution of a D-enriched magmatic vapor. The D values of both mineralized and barren fenites are consistent with equilibration with fluid of magmatic origin. Meteoric water was involved in the production of calcite and clinochlore alteration, and late-stage calcite-fluorite-bastnaesite veins. The ¹³C values of calcite and bastnaesite (-7.8 to-13.5%) suggest that carbon was derived by leaching of carbon from igneous and/or enclosing metamorphic rock types, and that a majority of carbon ultimately was derived from sedimentary organic meterial.     

Structural evidence of orogen-parallel strike slip displacements in the Precordillera of northern Chile

The Chilean Precordillera, situated between the Longitudinal Valley and the Western Cordillera of northern Chile, is made up of several elongate basement ridges following the trend of the Andes. These ridges, which morphologically rise above the Mesozoic-Tertiary cover rocks, are developed as anticlinal cores or as pressure ridges bounded by reverse faults and, thus, show considerable orogennormal shortening. Several nearly vertical faults cut through the Precordillera, parallel or at a very low angle to the mountain ranges. From the following structures it can be inferred that orogen-parallel transcurrent movements took place along the faults: (a) asymmetric en echelon fault arrays, (b) stratigraphic and structural discontinuities across major faults, (c) fabrics in fault rocks, and (d) vertical folds. A dextral displacement of the order of tens of km is probable. The orogen-parallel strikeslip movements as well as the orogen-normal shortening are considered as phenomena of magmatic arc tectonics due to the focussing of central Andean igneous activity on the Precordillera from the Late Cretaceous until the paroxysm of deformation (45-30 Ma). Deformation along the Precordilleran Fault System is related with the development of the large porphyry copper ore deposits of that area. The structural evolution of the Precordillera can be explained by oblique subduction resulting in dextral transpression.

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Zusammenfassung Die nordchilenische Präkordillere, zwischen Längstal und Westkordillere gelegen, ist aus mehreren langgestreckten prämesozoischen Grundgebirgsrücken aufgebaut, die sich als Antiklinalkerne oder als aus diesen hervorgegangene, durch Aufschiebungen begrenzte Rücken über das mesozoisch-tertiäre Deckgebirge erheben. Das Gebiet ist durchzogen von einem System steiler, parallel oder in spitzem Winkel zu diesen Einengungsstrukturen verlaufenden Störungen. Folgende Strukturen zeigen, daß es an diesen Störungen Seitenverschiebungen gegeben hat: (a) asymmetrische en-echelon-Störungsanordnungen, (b) stratigraphische und strukturelle Diskontinuitäten an Störungen, (c) Gefüge der Störungsgesteine und (d) Schlingen. Ein dextraler Versatz von mehreren Zehnern von km ist wahrscheinlich. Orogenparallele Seitenverschiebungen und Orogen-normale Einengung können als Phänomene der Magmatic-Arc-Tektonik gesehen werden, da von der höchsten Oberkreide bis zum Höhepunkt der Deformation (45-30 Ma) die magmatische Aktivität der Anden in der Präkordillere lag. In diesem Zusammenhang stehen auch die Vererzungen der großen porphyry-copper-Lagerstätten des Gebietes. Schiefe, zu dextraler Transpression führende Subduktion wird für die Strukturbildung der Präkordillere verantwortlich gemacht.

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Resumen La Precordillera del norte chileno, situada entre el Valle Longitudinal y la Cordillera Occidental, esta constituida de uno o más dorsales de basamento, los que forman núcleos de grandes anticlinales o pilares en compresión que se elevan morfologicamente sobre las rocas mesozóicas y terciarias de su cobertura. Varias fallas más o menos verticales cortan a la Precordillera paralelamente o con angulo agudo a su rumbo. Las siguientes estructuras permiten deducir que se produjeron movimientos transcurrientes paralelos al orogeno en las fallas: (a) juegos asimétricos escalonados de fallas, (b) discontinuidades estratigráficas y estructurales ligados a la falla, (c) fábricas de las rocas de falla y (d) pliegues con ejes verticales. Un desplazamiento dextral de decinas de kilométras es probable. Las fallas de desplazamiento en el rumbo paralelas al orógeno asi como el acortamiento normal al orógeno se consideran como fenomenos de la tectónica de arco magmático, puesto que desde el Cretácico superior hasta el tiempo de la deformatión (45-30 Ma), la actividad magmática de los Andes Centrales estuvo ubicada en la Precordillera. La deformación en el sistema de fallas de la Precordillera está tambien relacionada con la mineralizatión de los grandes yacimientos de pórfidos cupriferos de la zona. La evolutión tectónica de la Precordillera puede haber sido originada por subductión oblicua produciendo transpresión dextral.

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Morphotectonic investigations along the Western Rift in the Masindi area,Bunyoro District,Uganda

Morphological and geological investigations along the Western Rift in the Lake Mobutu area (formerly Lake Albert), Uganda, East Africa are reviewed.Morphotectonic analyses reveal a complex interplay between rift faulting, erosion processes and sedimentation; an inversion of laterite surfaces in zones of subsidence and sedimentation is suggested. At least three phases of rift faulting can be recorded. The initiation of rift faulting is regarded as younger than the upper latente surface but pre lower Miocene.

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Zusammenfassung Morphologische und geologische Untersuchungen am westlichen Zweig des ostafrikanischen Grabens im Bereich des Mobutu-Sees (früher Albert-See) in Uganda werden zusammen mit den Ergebnissen der bisherigen Arbeiten in einer Gesamtschau dargestellt.Morphotektonische Analysen ergeben ein kompliziertes Wechselspiel zwischen Grabentektonik, Erosions- und Sedimentationsprozessen, Eine Inversion der latente surfaces im Absenkungs- und Sedimentationsbereich wird angenommen.Wenigstens drei Bewegungsphasen an der Grabenrandverwerfung sind zu erfassen. Das Einsetzen der aktiven Grabentektonik beginnt nach Bildung des upper latente surface und vor der Ablagerung unter-miozäner Sedimente.

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Résumé Des recherches géologiques et morphologiques du rift occidental dans la région du lac Mobutu (préalablement de lac Albert) en Ouganda, coordonnées avec les résultats d'études antérieures, sont offertes en vue d'ensemble.Les analyses morpho-tectoniques font ressortir des relations complexes entre la tectonique du fossé, l'érosion et la sédimentation. La possibilité d'une « inversion » des horizons latéritiques dans la région de subsidence et sédimentation s'annonce.Au moins trois phases de mouvement ont été ofservées le long de la faille qui délimite le fossé. L'activité tectonique du fossé commence après la formation de la «surface latéritique supérieure » et avant la sédimentation des couches du Miocène Inférieur.

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Contemporaneous development of mullions and hornblende lineations in divergent directions

A mullion structure is described from a several meter thick amphibolite from the Precambrian bedrock of south-eastern Norway. The mullion axes deviate about 60–70⁰ from the fold axis defined in the amphibolite by the constructed intersection of foliation planes. The fold axis is also reflected in the lineated hornblende grains. The orientation of the mullion axes is parallel to the trace of the amphibolite foliation on the mullioned surface. It is concluded that the mullions were formed on a discordant surface (probably a fracture surface) in responce to movement along the intersecting foliation planes at the same time as the hornblende lineation was developed.

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Zusammenfassung Aus dem südostnorwegischen präkambrischen Grundgebirge wird aus einem mehrere Meter mächtigen verfalteten Amphibolit eine Mullion-Struktur beschrieben. Die Achsen der Mullions weichen 60–70⁰ von der Faltenachse ab, welche aufgrund der Biotitfoliationen im Amphibolit konstruiert werden konnte. Diese Faltenachse wird auch von den linearen Hornblenden nachgezeichnet. Es wird angenommen, daß sich die Mullions auf einer diskordanten Fläche (wahrscheinlich einer Bruchfläche) gebildet haben. Auf dieser Fläche verlaufen die Mullion-Achsen parallel der Spur der Amphibolit-Foliation. Die Mullions entstanden gleichzeitig mit den linearen Hornblenden infolge einer Bewegung entlang der sich schneidenden Foliationsebenen.

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Résumé Une structure en «mullion» a été étudiée dans des amphibolites, d'âge Précambrien, en Norvège. Les mullions proviennent d'une couche discordante, qui a été déformée avec les amphibolites. On observe que les axes des mullions font une angle de 60 à 70 degré avec la linéation (prismes de hornblende) qui est parallèle aux axes des plis; les axes des mullions et la linéation sont situés dans le plan de la foliation des amphibolites.

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Mullion-Struktur - . 60–70 , . . , (, ). . .

     

Trends in the Postsvecokarelian development of the Baltic Shield

The Postsvecokarelian development of the Baltic Shield shows a parallel development with tension and dolerite intrusions in the core zone and granite intrusions, compression and crustal shortening in the south-western margin. A crustforming event with calk-alkalic granitoid intrusions which with time moves westwards is followed by remelting and intrusion of alkali-intermediate granites and metamorphism. The south-western margin of the Shield probably was a stable ocean/continent border zone for a very long time. In spite of several attempts, no conclusive testable model for the development can be put forward today.

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Zusammenfassung Die postsvekokarelische Entwicklung des Baltischen Schildes ist von einer zeitgemäßen Parallelität mit Tension und Diabasintrusionen in der östlichen Kernzone und Granitintrusionen, Kompression und Krustenverkürzung in der südwestlichen Marginalzone gekennzeichnet. Eine Phase mit Krustenbildung, die mit der Zeit nach Westen rückt, und wo kalkalkalische Granitoide als wesentlichstes neugebildetes Gestein auftreten, wird von Metamorphose und erneutem Aufschmelzen und Intrusionen alkaliintermediärer Granite gefolgt. Die südwestliche Marginalzone des Schildes war ein stabiler Ozean/Kontinent-Grenzbereich während einer langen Zeitperiode. Ein testbares endgültiges Modell der Entwicklung kann heute trotz mehrerer Versuche nicht aufgestellt werden.

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Résumé Le développement postsvécokarélien du bouclier baltique est caractérisé par un parallélisme dans le temps entre l'extension et l'intrusion de diabases dans la zone centrale de l'Est et par des intrusions granitiques, une compression et un rétrécissement crustal dans la zone marginale du Sud-ouest. Une phase avec formation d'une croûte, qui se propage vers l'ouest, et au cours de laquelle les nouvelles roches formées sont essentiellement des granitoïdes calco-alcalins, est suivie d'un métamorphisme et d'une palingenèse avec intrusions de granites alcalins intermédiaires. La zone marginale du Sud-ouest du bouclier était un domaine-limite océan-continent »stable«, pendant une longue période de temps. Une modélisation controlable du développement ne peut être avancée aujourd'hui malgré plusieurs tentatives.

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Microgranitoid enclaves from the Swifts Creek Pluton SE-Australia: textural and physical constraints on the nature of magma mingling processes in the plutonic environment

The Early Devonian Swifts Creek Pluton, with an areal extent of 35 km² intruded Ordovician meta-flysch sequences along the southwestern margin of the Omeo Metamorphic Belt, southeastern Australia.Characterized throughout by I-type mineralogy the rocks of the pluton vary from tonalite through granodiorite to granite. The granitic rocks are exposed at topographic highs and along the contacts with the country rocks while the tonalites and granodiorites are found towards the center of the pluton at topographic lows. This pattern is interpreted to reflect a compositionally zoned magma chamber. Microgranitoid enclaves of quartz-diorite to tonalite composition comprise 20–25% of the total plutonic rock volume, but account for more than 60% towards the core of the pluton where they are often extremely flattened and stretched, giving the rock a gneissic appearance. The observed flattening can not be accomodated by solid state deformation alone and is thought to reflect plastic deformation in the presence of liquid. Enclaves with chilled margins are common and display textural and modal variations from margin to center which indicate differentiation of isolated magma globules to produce cumulate enriched chilled margins and leucocratic core regions. Quartz and plagioclase megacrysts found in many enclaves are texturally and compositonally very similar to plagioclase and quartz of the host granitoids. Together with occasional, gradational or interfingering contacts between the two rock types they are evidence for a partial mingling process between an essentially liquid enclave melt and a 40–60% crystalline host rock magma to generate the megacrystic enclave type.The large viscosity contrast between the two magmas rules out simple two end-member bulk mixing. Applying recently developed fluid dynamical and thermomechanical concepts (Campbell &Turner, 1986;Furman &Spera, 1985) it appears that interfacial processes such as heat transfer and shearing of host-enclave interfaces controlled the hybridisation which was triggered by turbulent magma injection along a central conduit, now represented by the gneissic zone, into the magma chamber. Hybridisation occurred 10³ to 10⁴ years after pluton emplacement and was accompanied by convective velocities of the comingling magmas in the order of 10¹ to 10^–1 per year.We therfore conclude that in many cases microgranitoid enclaves are not of resitite origin as has been frequently proposed but represent mafic to intermediate magmas that cool rapidly when brought into contact with the host magma. Whether mixing occurrs or not is dependent on the particular boundary conditions, such as temperature and viscosity contrast, injection velocity and feeder geometry.

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Zusammenfassung Der Unterdevonische Swifts Creek Pluton mit einer flächenhaften Ausdehnung von 35 km² intrudierte ordovizische Metaflyschabfolgen entlang des südöstlichen Randes des Omeo Metamorphic Belt, Süd-Ost Australien.Die Gesteine des Plutons haben eine Zusammensetzung, welche von Tonalit bis zu Granit reicht und sind durch eine I-Typ Mineralogie gekennzeichnet. Die granitischen Gesteine sind sowohl auf den topographischen Höhen als auch entlang einiger Kontakte mit dem Flysch ausgebildet. Tonalite und Granodiorite finden sich zum Zentrum des Plutons hin in topographischen Tiefen. Wir interpretieren dieses Verteilungsmuster der Gesteine als eine ehemalige in der Zusammensetzung zonierte Magmenkammer. Mikrogranitoide Enklaven quarz-dioritischer bis tonalitischer Zusammensetzung bestimmen 20–25% des Gesamtgesteinsvolumens, können jedoch zum Pluton Zentrum hin auf über 60% ansteigen. In diesem Bereich sind die Enklaven extrem ausgedünnt und geben dem Gestein daher ein gneisartiges Erscheinungsbild. Diese Ausdünnung kann nicht alleine auf eine tektonische Deformation zurückgeführt werden, sondern wird als eine plastische Deformation des Magmenkörpers in Gegenwart hinreichender Schmelze gedeutet. Enklaven mit feinkörnigen, schnell kristallisierten Randbereichen weisen Variationen sowohl in Textur als auch Mineralbestand von deren Rändern zum Inneren auf, welche auf eine Differentiation isolierter, kugelförmiger Magmenkörper hindeutet. Hierdurch kam es zur Kumulatanreicherung im Randbereich und zur Ausbildung leukokrater Kerngebiete. Viele Enklaven weisen Quarz und Plagioklas-Megakristalle auf, die sowohl in Textur als auch Zusammensetzung dem Quarz und Plagioklas des granitoiden Wirtsgesteines gleich sind. Im Zusammenhang mit seltener auftretenden, gradierten Übergängen zwischen den beiden Gesteinseinheiten werden diese als Beleg für einen teilweisen Vermengungsprozess zwischen einer im wesentlichen flüssigen Enklaven-Schmelze und einem zu 40–60% kristallisierten Wirtsgesteinsmagma gedeutet.Auf Grund der Viskositätsunterschiede der beiden Magmen halten wir eine vollständige Vermischung der beiden Endglieder für unwahrscheinlich. Die Anwendung erst kürzlich entwickelter flüssigkeitsdynamischer und thermo-mechanischer Konzepte legt die Schlußfolgerung nahe, daß Grenzflächenprozesse zwischen den beiden Magmen wie zum Beispiel der Austausch von Wärme als auch Scherung entlang der gemeinsamen Kontakte die Hybridisierungsprozesse bestimmten. Die Hybridisierung wurde durch turbulente Injektion der Enklavenschmelze entlang eines zentralen Förderganges, welcher nun in Form der gneissartigen Zone vorliegt, ausgelöst und erfolgte 10³ bis 10⁴ Jahre nach Platznahme des Plutons und war durch Magmenkonvektionen in der Größenordnung von 10¹ bis 10^–1 Metern pro Jahr begleitet.Wir kommen zu dem Ergebnis, daß in den meisten Fällen mikrogranitoide Enklaven nicht restitischen Ursprungs sind, wie vielfach gefordert, sondern daß es sich um mafische bis intermediäre Magmen handelt, welche schneller Kristallisation unterliegen, sobald diese in Kontakt mit dem granitoiden Magma kommen. Ob es zur Vermischung der beiden Magmen kommt oder nicht, ist abhängig von den jeweiligen Grenzbedingungen, wie zum Beispiel Temperatur- und Viskositätsunterschiede der beiden Magmen sowie Injektionsgeschwindigkeit und Geometrie des Fördersystems.

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Résumé Le pluton dévonien de Swifts Creek, qui occupe une aire d'environ 35 km², a fait intrusion dans des séquences de métaflysch ordoviciens de la marge sud-ouest de la ceinture métamorphique Omeo, située dans le sud-est de l'Australie.Une minéralogie de type I caractérise les roches du pluton dont la composition varie entre les pôles tonalitique, granodioritique et granitique. Les roches granitiques affleurent sur les hauteurs topographiques et le long des contacts avec les roches encaissantes, tandis que les tonalites et les granodiorites sont situées dans la partie centrale du massif, dans des régions en dépression cette disposition pourrait refléter un réservoir magmatique de composition zonée. Des enclaves microgranitoïdes de composition quartz-dioritique et tonalitique forment 20–25% du volume total de la roche plutonique, mais interviennent pour plus de 60% vers le centre du pluton, où elles sont souvent extrêmement aplaties et étirées, donnant à la roche une apparence gneissique. L' aplatissement ne peut être simplement expliqué par une déformation à l'état solide mais purrait refléter une déformation plastique en présence dün liquide. Des enclaves à bordure figée sont communes, qui montrent des variations de texture et de mode depuis leur marge jusqu' à leur centre. Ces variations indiquent que les globules magmatiques isolés se sont différenciés pour produire une bordure figée enrichie en cumulats et un noyau leucocrate. Les mégacristaux de quartz et de plagioclase observés dans de nombreuses enclaves ont une texture et une composition semblables à celles des cristaux de quartz et de plagioclase du granite hôte. Ces mégacristaux, de même que l'existence occasionnelle de contacts graduels ou interdigités entre les deux types de roches, témoignent d'un processus de mélange partiel entre des enclaves essentiellement liquides et un magma hôte renfermant 40 à 60% de cristaux.L'important contraste de viscosité entre les deux magmas élimine le simple mélange de deux termes de composition extrême. En appliquant les conceptions récentes de dynamique des fluides et de thermomécanique, il devient apparent que les processus interfaciaux, comme le transfert de chaleur et le cisaillement des interfaces enclave-hôte, out déterminé l'hybridation, declenchée par des injections turbulentes de magmas le long d'un conduit central, maintenant représenté par la zone gneissique, dans la chambre magmatique. L'hybridation s'est produite de 1.000 à 10.000 ans après l'emplacement du pluton et a été accompagnée par une vitesse convective de l'ordre de 1 à 10 m/an des magmas mélangés.Nous concluons que dans de nombreux cas, les enclaves microgranitoïdes ne sont pas d'origine restique comme il est souvent suggéré, mais quíls représentent plutôt des magmas de composition mafique à intermédiaire qui se refroidissent rapidement lorsqu'ils sont mis en contact avec le magma hôte. Que le mélange magmatique s' opère ou non dépend des conditions limites particulières, telles que le contraste des températures et des viscosités, la vitesse d'injection et la géométrie des conduits magmatiques.

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Models of aggradation versus progradation in the Himalayan Foreland

A frequent goal of decompaction analysis is to reconstruct histories of basin subsidence and tectonic loading. In marine environments, eustatic and paleobathymetric uncertainties limit the resolution of these reconstructions. Whereas in the terrestrial basins, these ambiguities are absent, it is still necessary to account for depositional slopes between localities in order to analyze three-dimensional patterns of subsidence. We define two end-members for depositional surfaces: aggradation and progradation. The relative importance of either end-member is a function of the interplay between the rate of net sediment accumulation and the rate of basin subsidence. The models predict the patterns of major drainages (transverse versus longitudinal) and the way in which provenance should be reflected within different portions of a basin. Consequently, paleocurrent and provenance data from the ancient stratigraphic record can be used to distinguish between these endmembers. The subhorizontal depositional surfaces that dominate during times of aggradation provide a well defined reference frame for regional analysis of decompacted stratigraphies and related subsidence. Depositional slopes during progradation can not be as precisely specified, and consequently yield greater uncertainties in reconstructions of subsidence. These models are applied to the Mio-Pliocene foreland basin of the northwestern Himalaya, where sequences of isochronous strata have been analyzed throughout the basin. These time-controlled data delineate a distinctive evolution from largely aggradational to largely progradational depositional geometries as deformation progressively encroaches on the foreland. Such a reconstruction of past depositional surfaces provides a well constrained reference frame for subsequent integration of subsidence histories from throughout the foreland.

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Zusammenfassung Ein häufiges Ziel der Dekompaktionsanalyse ist es die Beckenabsenkung und die tektonische Belastung zu rekonstruieren. In marinen Ablagerungsräumen limitieren eustatische und paläobathymetrische Unsicherheiten die Auflösung der Rekonstruktion. Bei terrestrischen Becken fehlen diese Zweideutigkeiten; es ist aber trotzdem notwendig, Rechenschaft über den Ablagerungshang zwischen verschiedenen Lokalitäten abzulegen, um dreidimensionale Subsidenzmuster zu analysieren. Wir definieren zwei Endglieder von Ablagerangsflächen: Aggradation und Progradation. Die relative Wichtigkeit des jeweiligen Endglieds ist eine Funktion des Zusammenspiels zwischen der Nettorate der Sedimentakkumulation und der Beckensubsidenz. Die Modelle sagen die Hauptentwässerungsmuster (quer- oder längsverlaufend) vorher, sowie den Weg in dem die Sedimentherkunft innerhalb verschiedener Bereiche des Beckens berücksichtigt werden sollte. Folglich können Paläoströmungs- und Herkunftsdaten alter stratigraphischer Überlieferungen benutzt werden, um zwischen den Endgliedern zu unterscheiden. Die subhorizontale Ablagerungsfläche welche zur Zeit der Aggradation dominant ist, liefert einen gut definierten Referenzrahmen für die regionale Analyse von dekomprimierten Formationen und der damit verknüpften Subsidenz. Ablagerangshänge während Progradation können nicht präzise spezifiziert werden und beinhalten daher größere Unsicherheiten bei der Rekonstruktion der Subsidenz. Diese Modelle wurden übertragen auf das miozäne bis pliozäne Vorgebirgsbecken des nordwestlichen Himalayas, wo Sequenzen von isochronen Schichten durch das gesamte Becken analysiert werden konnten. Diese zeitkontrollierten Daten schildern eine ganz bestimmte Entwicklung, die von einer hauptsächlich aggradierenden zu einer progradierenden Ablagerangsgeometrie verlief, während der die Deformation schrittweise in Richtung Vorland übergriff. Diese Rekonstruktion von ehemaligen Ablagerangsflächen liefert einen guten Referenzrahmen für die folgende Integration der Subsidenzgeschichte des gesamten Vorlands.

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Résumé L'analyse de décompaction a souvent pour but de reconstituer l'histoire de la subsidence d'un bassin et de la charge tectonique. Dans les milieux marins, de telles reconstitutions sont limitées par des incertitudes de caractère eustatique et paléobathymétrique. Par contre, ces ambiguïtés ne se présentent pas dans le cas des bassins continentaux, où il convient néanmoins de tenir compte de la pente de la surface de dépôt entre les divers points considérés pour établir un schéma tridimensionnel de la subsidence. Nous définissons deux situations extrêmes pour les surfaces de dépôt: l'aggradation et la progradation. L'importance relative de ces deux extrêmes est fonction de l'interaction entre le taux d'accumulation net des sédiments et le taux de subsidence du bassin. Les modèles prévoient la répartition des drainages principaux (transverse ou longitudinal) et la manière dont l'origine des sédiments peut se répercuter dans les diverses parties d'un bassin. Il en résulte que des informations fournies par les relevés stratigraphiques à propos des paléocourants et de la source des sédiments peuvent être utilisées pour faire la distinction entre les deux cas extrêmes. Les surfaces de dépôt subhorizontales, qui prédominent pendant les périodes d'aggradation, fournissent un bon cadre de référence pour les analyses régionales de formations décompactées et de la subsidence qui leur est associée. Les surfaces de dépôt inclinées qui se présentent au cours des progradations ne peuvent pas être définies de manière aussi précise et engendrent par conséquent plus d'incertitude dans la reconstitution de la subsidence. Les auteurs appliquent ces modèles au bassin mio-pliocène d'avant-pays de l'Himalaya nord-occidental, dans lequel des séquences de couches isochrones ont été suivies à travers tout le bassin. Ces données, chronologiquement définies, fournissent l'image d'une évolution nette, depuis des géométries typiques d'aggradation jusqu' à des géométries typiques de progradation, au fur et à mesure de l'emprise progressive de la déformation sur l'avant-pays. Une telle reconstitution des surfaces de dépôt anciennes fournit un bon cadre de référence en vue de l'intégration ultérieure de l'histoire de la subsidence dans l'ensemble de l'avant-pays.

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Metamorphic evolution of the palaeozoic series of the Betic Cordilleras (Nevado-Filabride complex,SE Spain) and its relationship with the alpine orogeny

The Palaeozoic rocks of the Veleta nappe (Nevado-Filábride complex, Betic Cordilleras, Southern Spain) consist of graphite-mica schists with oxychlorite — chloritoid — albite — garnet porphyroblasts. Crystal chemistry of the minerals, their phase relations and microfabrics are consistent with a normal prograde metamorphic evolution and a slight retrograde overprint. The basis of the overlying Mulhacén nappe consists also of Palaeozoic graphite-mica schists, but with clear signs of polymetamorphic development. An early low-pressure metamorphism with andalusite and chloritoid is overprinted by high-pressure metamorphism with kyanite and Mg-rich chloritoid. This later development is of Alpine age, which is demonstrated by the metamorphic conditions of Permo-Triassic rocks in the upper part of the Mulhacén nappe, included formation of eclogites, followed by an amphibolite facies overprint. The metamorphism of the Veleta nappe is regarded as pre-Alpine: a possible Alpine overprint did not cause an increase in temperatures. No inverse metamorphic gradient exists between Veleta and Mulhacén nappes, because of the different ages of metamorphism.

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Zusammenfassung Die paläozoischen Gesteinsserien der Veletadecke im Nevado-Filábride Komplex (Betische Kordillere, Südspanien) bestehen aus Graphitglimmerschiefern mit Oxichlorit — Chloritoid — Albit — Granat — Porphyroblasten. Die Kristallchemie der Minerale, ihre Phasenbeziehungen und Mikrogefüge sind konsistent mit einer normalen prograden Metamorphoseentwicklung und leichter retrograder Überprägung. Die Basis der darüberliegenden Mulhacendecke besteht ebenfalls aus paläozoischen Graphitglimmerschiefern, die jedoch deutliche Anzeichen für polymetamorphe Entwicklung zeigen: Eine frühe Niedrigdruckmetamorphose mit Andalusit und Chloritoid wird überprägt von einer Hochdruckmetamorphose mit Disthen und Mg-reichem Chloritoid. Diese spätere Entwicklung ist, wie die Metamorphosebedingungen der im Hangenden folgenden permotriadischen Gesteine der Mulhacendecke zeigen, frühalpin und schließt Eklogitbildung mit ein, gefolgt von einer amphibolitfaziellen Überprägung. Die Metamorphose der Veletadecke wird als präalpine Metamorphose angesehen: Eine mögliche alpine Überprägung hat keinen Temperaturanstieg verursacht. Zwischen Mulhacendecke und Veletadecke besteht kein inverser Metamorphosegradient, sondern ein Sprung in den Metamorphosealtern.

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Résumén El Paleozoico del Manto del Veleta (complejo Nevado-Filábride, Cordilleras Béticas, suroeste de España) está formado por micasquistos grafitosos con porfiroblastos de oxicloritas — chloritoide — albita — granate. La cristalquímica de los minerales, sus relaciones de fase y microfábrica son coherentes con una evolución metamórfica progresiva normal y con un ligero retrometamorfismo. La base del suprayacente Manto del Mulhacén está también formado por micasquistos grafitosos paleozoicos, pero muestran signos evidentes de un desarrollo polimetamórfico. El metamorfismo más antiguo tiene unas caracteristicas de baja presión con la formación de andalucita y cloritoide. Estas rocas sufren los efectos de un nuevo proceso metamorfico de edad alpina, lo que puede ser demostrado por comparación con las rocas Permo-Triásicas de la parte superior del Manto del Mulhacén, en las cuales las eclogitas formadas en la primera fase son afectadas por otra en la facies de las anfibolitas. El metamorfismo del Manto del Veleta puede ser probablemente considerado como pre-Alpino: si está afectado por el metamorfismo alpino, éste no ha causado un incremento de temperatura. No existe, por tanto, inversión del gradiente metamórfico entre los Mantos del Veleta y del Mulhacén puesto que la edad del metamorfismo en ambos es diferente.

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The role of tectonic grain size reduction in the rheological stratification of the lithosphere

With the aid of published constitutive flow laws for common crustal and upper mantle rock types, it is possible to construct curves showing variation of rock strength with depth in the continental lithosphere, assuming a particular crustal stratification of rock types and a particular geothermal gradient. Such exercises lead to the conclusion that marked changes in strength can occur at major petrological interfaces, such as the Moho discontinuity, which are therefore likely to be associated with a tendency for major, sub-horizontal detachments to form. Constitutive flow laws used for such purposes are usually assumed to represent steady-state flow, at constant rock microstructure.We argue that perhaps the most significant tectonic displacements of rock masses occur across major, localized shear zones, characterized by intense grain-size reduction, and illustrate this by reference to deformation in the metabasic and ultrabasic rocks of the lower part of the Ivrea Zone of northern Italy, which is believed to provide a section through what was once part of the deep continental crust. Calculations of the variation of the flow strength with depth of rocks should therefore use flow laws which include provision for strain dependent variations of strength, arising from strain dependent microstructural changes.We use the results of recent studies of grain-size dependent flow of olivine to estimate strain dependent variations in the flow strength of the sub-continental upper mantle, arising from dynamic recrystallization. From this we argue that after an initial period of flow at high stress, parts of the upper mantle can become very weak, if grain size is sufficiently reduced. Under favourable circumstances, flow can be concentrated immediately below the Moho, or in a band below the Moho. Such behaviour is consistent with our observations of the behaviour of dunites in the Ivrea Zone, and with some interpretations of upper mantle seismic reflectors.

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Zusammenfassung Mit Hilfe von veröffentlichten wesentlichen Fließgesetzen für die meisten Krusten- und oberen Mantelgesteinstypen ist es möglich Kurven zu konstruieren, die Variationen in der Gesteinsfestigkeit in Abhängigkeit von der Tiefe innerhalb der kontinentalen Kruste zeigen. Dies unter der Annahme einer bestimmten krustalen Schichtung der Gesteinstypen sowie einem bestimmten geothermischen Gradienten. Derartige Untersuchungen führen zu dem Schluß, daß deutliche Unterschiede in der Gesteinsfestigkeit an markanten petrologischen Grenzflächen auftreten können, wie z. B an der Moho-Diskontinuität. Derartige Grenzflächen haben somit wahrscheinlich die Tendenz subhorizontale Ablösungsflächen auszubilden. Die allgemeinen Fließgesetze, die für diese Berechnungen angewandt wurden, repräsentieren gewöhnlich bei unverändertem Gesteinsmikrogefüge den »steady-state«Zustand. Es ist anzunehmen, daß die bedeutendsten tektonischen Verschiebungen in den Gesteinsmassen entlang großer, definierter Scherzonen stattfinden, die durch intensive Korngrößenreduktion charakterisiert werden. Belegt wird dies anhand der Deformation in den metabasischen und ultrabasischen Gesteinen des tieferen Teiles der Ivrea-Zone in Norditalien, von der angenommen wird, daß sie einen Schnitt durch denjenigen Teil darstellt, der ehemals dem tieferen Abschnitt der kontinentalen Kruste angehörte.Berechnungen der Variation der Fließfähigkeit von Gesteinen in Abhängigkeit von der Tiefe sollten daher Fließgesetze verwenden, die deformationsabhängige Variationen im Festigkeitsverhalten, das sich aus dem deformationsabhängigen Gefügewechsel ergibt, berücksichtigen.Wir benutzen die Ergebnisse neuerer Untersuchungen über korngrößenabhängiges Fließen von Olivin, um die Deformationsabhängigen Variationen im Fließverhalten des subkontinentalen oberen Mantels, das aus der dynamischen Rekristallisation entsteht, abzuschätzen. Hieraus läßt sich schließen, daß nach einer anfänglichen Periode des Fließens bei hohem Streß Teile des oberen Mantels sehr weich werden können, sofern nur die Korngröße genügend reduziert wird. Unter günstigen Bedingungen kann sich das Fließen direkt unter, zumindest aber in einem Bereich unter der Moho konzentrieren. Ein derartiges Verhalten steht in Übereinstimmung mit den Beobachtungen des Verhaltens der Dunite in der Ivrea-Zone sowie mit Interpretationen von seismischen Reflektoren des oberen Mantels.

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Résumé En utilisant les lois de fluage fournies par la littérature à propos des roches courantes de la croûte et du manteau supérieur, il est possible de construire des courbes montrant la variation de la rigidité des roches en fonction de la profondeur dans la lithosphére continentale, ceci pour un gradient géothermique déterminé et pour une superposition déterminée des divers types de roches dans la croûte. De telles recherches conduisent à la conclusion que des changements brusques de rigidité peuvent se produire aux interfaces pétrologiques majeures, telle la discontinuité Moho; ces interfaces apparaissent de la sorte comme des endroits favorables à la production de décollements subhorizontaux importants. Les lois de fluage utilisées sont généralement supposées s'appliquer à la déformation plastique d'une roche à microstructure constante.Les auteurs pensent que les déplacements tectoniques les plus significatifs des masses rocheuses s'opèrent le long de shear zones localisées, caractérisées par une forte réduction de la taille des grains. Cette conception est illustrée par la déformation des roches basiques et ultrabasiques de la partie inférieure de la zone d'Ivrée (Italie du Nord), considérée comme une coupe à travers une partie d'une ancienne croûte continentale profonde. Les calculs de la variation de la ductilité des roches en fonction de la profondeur devraient donc utiliser des lois de fluage qui tiennent compte des variations de rigidité résultant des modifications microstructurales induites par la déformation.Les auteurs ont utilisé les résultats d'études récentes relatives aux relations entre le fluage de l'olivine et sa granularité; ils ont appliqué ces données à l'estimation de la manière dont varie la ductilité en fonction de la déformation dans le manteau supérieur sub-continental, dont les roches résultent de la recristallisation dynamique. Il en concluent qu'après une période initiale de flux sous haute contrainte, certaines parties du manteau supérieur peuvent devenir très déformables si leur grain a été suffisamment réduit. Dans des circonstances favorables, le flux peut se concentrer immédiatement sous Moho, ou se répartir dans une zone située sous Moho. Un tel comportement est en accord avec celui des dunites de la zone d'Ivrée, ainsi qu'avec l'interprétation des réflecteurs sismiques du manteau supérieur.

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Paleogeographic and paleotectonic response to magmatic processes: a case history from the Archean sequence in the Chibougamau area,Quebec

The Chibougamau area, Québec, is characteristic of the internal zone of the Archean Abitibi Orogenic Belt. The paleogeographic, paleotectonic and magmatic history of the Archean sequence in the Chibougamau area is subdivided into three stages.In the first stage a submarine volcanic chain formed mainly by the effusion of submarine lava flows composed of primitive, potash-poor, tholeiitic basalt. The volcanic chain gradually grew to sea level. In the second stage, volcanic islands emerged and grew. Mainly pyroclastic eruptions of strongly differentiated, calc-alkaline andesite and dacite concentrated on the volcanic islands, whereas effusion of basalt continued at first in the surrounding basin. A felsic volcaniclastic apron was deposited around the volcanic islands. In the third stage, the volcanic islands were uplifted and were eroded to the level of their subvolcanic plutons. The debris derived from this volcanic-plutonic terrain was deposited in downfaulted marine and continental basins. The contemporaneous volcanism was shoshonitic.The first paleogeographic stage is interpreted as the growth of an immature island arc. During the second stage, the island arc became mature and its crust was thickened by accretion of plutonic material. The third stage is a period of back-arc extension.

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Zusammenfassung Das Gebiet von Chibougamau, Québec, ist characteristisch für die interne Zone des Archaischen Abitibi Orogens. Man kann seine paleogeographische, paleotectonische und magmatische Geschichte in drei Phasen gliedern.Eine submarine Vulkankette formte sich in der ersten Phase, hauptsächlich durch Effusion von submarinen Lavaergüssen aus primitivem, kaliarmen, tholeiitischem Basalt. Die Vulkankette wuchs langsam bis zum Meeresspiegel. Vulkanische Inseln bildeten sich und wuchsen während der zweiten paleogeographischen Phase. Vorwiegend pyroklastische Eruptionen von stark differenzierten, kalk-alkalischem Andesit und Dazit konzentrierten sich mehr und mehr auf den Inselvulkanen, während die Effusion von Basalt zunächst in den Becken noch stattfand. Ein Mantel aus felsitischen vulkanoklastischen Gesteinen wurde um die Inselvulkane abgelagert. Die dritte Phase begann mit einer Hebung der Inselvulkane und mit ihrer Erosion bis zum Niveau ihrer subvulkanischen Plutone. Der Detritus dieses vulkanisch-plutonischen Geländes wurde in marinen und kontinentalen Verwerfungsbecken abgelagert. Der gleichalte Vulkanismus ist shoshonitisch.Wir deuten die erste paleogeographische Phase als Wachstumsphase eines primitven Inselbogens. Während der zweiten Phase reifte der Inselbogen und seine Kruste verdickte sich durch Akkretion plutonischen Materials. Die dritte Phase ist eine Periode der Dehnung im Hinterland eines Inselbogens.

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Résumé La région de Chibougamau, Québec, est caractéristique de la zone interne de la ceinture orogénique archéenne de l'Abitibi. Son évolution paléogéographique, paléotectonique et magmatique se subdivise en trois phases.Lors de la première phase paléogéographique, une chaîne sous-marine de volcans se formait, essentiellement par l'émission de coulées de lave composée de basalte primitif, hypopotassique, tholéiitique. Graduellement cette chaîne volcanique s'élevait jusqu'au niveau de la mer. A la phase suivante, des îles volcaniques émergeaient et croissaient. Des éruptions essentiellement pyroclastiques d'andésites et de dacites calco-alcalines et fortement différenciées se concentraient sur les îles tandis que l'effusion de laves basaltiques continuaient dans le bassin. Un manteau de roches volcaniclastiques felsiques se déposait autour des îles volcaniques. Lors de la troisième phase, les îles volcaniques furent soulevées et furent érodées jusqu'au niveau des masses plutoniques sub-volcaniques. Le débris de ce terrain volcano-plutonique fut déposé dans des bassins de faille marins et continentaux. Des shoshonites dominaient le volcanisme contemporain.Nous interprétons la première phase paléogéographique comme une phase de croissance d'un arc insulaire immature. Lors de la deuxième phase, 1'arc insulaire devenait mature et sa croûte s'epaissît par accrétion de matériel plutoni-que. Enfin, la troisième phase est une période d'extension en arrière d'un arc insulaire.

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Chibougamau, Quebec, Abitibi. , . , . . , , . . , . - , , . . . . , , . , — . — . .

     

Storm surge versus turbidite origin of the Coniacian to Santonian sediments in the eastern part of the Bohemian Cretaceous Basin

A flyschoid facies occurs in the Bezno Formation (Coniacian up to Santonian) of the eastern marginal part of the Bohemian Cretaceous Basin. According toJerzykiewicz (1970, 1971) this facies is of deep water, turbidite origin. He based his interpretation on the study of sedimentary structures. New palaeogeographic reconstruction of lithofacies relations, investigation of deep drillings and detailed sedimentological analysis, however, allowed new results concerning the sedimentary environments and depositional mechanism of this facies. According to the new model presented here, this flyschoid facies was deposited in a shallow marine environment. Clayey sedimentation was the natural response to normal environmental conditions, whereas sandstone intercalations reflect anomalous conditions during heavy storms. During these events, sands were transported basinwards up to distances of 25 km, with normal bottom currents, as well as turbidity currents, acted as transporting mechanisms. This flyschoid facies corresponds to other examples of clayey sequences with sandy storm layers.

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Zusammenfassung Die Bezno Schichtenfolge (Coniac bis Santon) enthält im östlichen Randteil des Böhmischen Kreidebeckens sogenannte flyschoide Fazies. NachJerzykiewicz (1970, 1971) entstand sie im tiefen Wasser wie echte Turbidite. Die paläogeographische Rekonstruktion von Faziesbeziehungen, ausführliche Bearbeitung der Schichtenfolge in Bohrungen, und vollständige Beckenanalyse ermöglichten eine Neudeutung von Transportmechanismen und Ablagerungsmilieu. Es werden Beweise für Flachwassersedimentation erbracht. Das Sedimentationsgebiet entsprach einem Bereich der Tonablagerung, der von Zeit zu Zeit während anomaler Bedingungen — seltenen, sehr schweren Sturmfluten durch Sandzufuhr gestört wurde. Während dieser Sturmfluten wurde Sand ins Becken geschüttet bis zu einer Entfernung von 25 km von der Küste. Die Funktion von Traktionströmen wird diskutiert im Verhältnis zum Einfluß von Trübeströmen. Die beschriebene flyschoide Fazies entspricht Schichtfolgen mit sandigen Sturmflutlagen.

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Résumé Dans la partie marginale du Bassin Crétacée de Bohême, la formation de Bezno (Coniacien à Santonien) est caractérisée par le développement du faciès flyschoide. Ce faciès a été étudié parJerzykiewicz (1970, 1971), qui a proposé son origine dans un bassin profond, sous l'activité de courants de turbidité. L'étude détaillée de la succession des couches dans les forages profonds, de nouvelles données sédimentologiques ainsi que la reconstruction paléogéographique ont amené l'auteur à établir un nouveau modèle de mécanisme de transport dans les milieux de sédimentation. Selon ce modèle le faciès flyschoid se déposerait dans la mer épicontinentale peu profonde. Les argiles marquent les conditions normales de ce milieu sédimentaire; les grès reflètent des conditions hydrodynamiques anomales au cours de tempêtes rares et très fortes. Durant ces tempêtes les sables côtiers ont été redéposés dans des fonds plus profonds jusqu' à une distance de 25 km. La fonction des courants de traction est discutée en rapport avec l'influence des courants de turbidité entant qu' agents de transport. Le faciès étudié est comparable avec les séquences des argiles à intercalations de grès.

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( ) . . . (jerzykiewicz 1970, 1971), . , , , . 25 . . .