Sm−Nd and Pb isotopic study of mafic rocks associated with early Proterozoic continental rifting: the Peröpohja schist belt in northern Finland

The Peräpohja schist belt in northern Finland rests unconformably on Archaean granitoids, and marks the early stages of Proterozoic crustal evolution in the Fennoscandian (Baltic) shield. 2440 Ma old layered mafic intrusions predate the supracrustal , and ca. 2200 Ma old sills of the gabbro-wehrlite association intrude the lowest quartzites and volcanics (Runkaus) of the sequence. The Sm-Nd mineral isochron of the Penikat layered intrusion gives an age of 2410±64 Ma. The initial _Nd-values of the Penikat intrusion (_Nd(2440) = –1.6) and the Runkausvaara sill (_Nd(2200) 0) suggest that these mafic magmas were contaminated by older crustal material. The Sm-Nd and Pb isotopic results on the 2.44–2.2 Ga old Runkaus volcanics indicate mobility of Pb, fractionation of Sm/Nd during late greenschist facies metamorphism, and crustal contamination. The Pb-Pb data provide an age of 1972±80 Ma with a high initial ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb ratio (₁ = 8.49), while scattered Sm-Nd data result in an imprecise age of 2330±180 Ma, with an initial _Nd-value of about zero. Secondary titanite gives an U-Pb age of ca. 2250 Ma. The Jouttiaapa basalts, in contrast, ascended from the mantle without interaction with older crust. These LREE depleted tholeiites mark a break in continental sedimentation, and yield a Sm-Nd age of 2090±70 Ma. Their initial _Nd = + 4.2 ±0.5 implies that the subcontinental early Proterozoic mantle had been depleted in LREE for a long period of time. The first lava flows are strongly depleted in LREE, suggesting that their source was significantly more depleted than the source of mid-ocean ridge basalts today.     

Synthesis and some properties of iron- and vanadium-bearing kyanites, (Al,Fe3+)2SiO5and (Al,V3+)2SiO5

Iron- and vanadium-bearing kyanites have been synthesized at 900 and 1100° C/20 kb in a piston-cylinder apparatus using Mn₂O₃/Mn₃O₄- and MnO/Mn-mixtures, respectively, as oxygen buffers. Solid solubility on the pseudobinary section Al₂SiO₅-Fe₂SiO₅(-V₂SiO₅) of the system Al₂O₃-Fe₂O₃(V₂O₃)-SiO₂ extends up to 6.5 mole% (14mole %) of the theoretical end member FeSiO₅(V₂SiO₅) at 900°C/20 kb. For bulk compositions with higher Fe₂SiO₅ (V₂SiO₅) contents the corundum type phases M₂O₃(M = Fe³⁺, V³⁺) are found to coexist with the Fe³⁺(V³⁺)-saturated kyanite solid solution plus quartz. The extent of solid solubility on the join Al₂SiO₅-Fe₂SiO₅ at 1 100°C was not found to be significantly higher than at 900° C. Microprobe analyses of iron bearing kyanites gave no significant indication of ternary solid solubility in these mixed crystals. Lattice constants a ₀, b ₀, c ₀, and V₀ of the kyanite solid solutions increase with increasing Fe₂SiO₅- and V₂SiO₅-contents proportionally to the ionic radii of Fe³⁺ and V³⁺, respectively, the triclinic angles ,, remain constant. Iron kyanites are light yellowish-green, vanadium kyanites are light green. Iron kyanites, (Al_1.87 Fe _0.13 ³⁺ )SiO₅, were obtained as crystals up to 700 m in length.     

Formation of Mud-Volcanic Fluids in Taman (Russia) and Kakhetia (Georgia): Evidence from Boron Isotopes

Temperatures of the formation of mud-volcanic waters are determined based on concentrations of some temperature-dependent components (Na–Li, Mg–Li). Estimates obtained for the Taman and Kakhetia regions are similar and range from 45 to 170°, which correspond to depths of 1–4.5 km. The calculated temperatures correlate with the chemical (Li, Rb, Cs, Sr, Ba, B, I, and HCO₃) composition of water and ¹³ (₂) and ¹³ (CH₄) values in spontaneous gases. The isotope values indicate that mechanisms of the formation of ¹³-rich gases, i.e., gases with high ¹³ values (up to +16.0 in ₂ and –23.4 in CH₄) in mud-volcanic systems of Taman and Kakhetia are governed by fluid-generation temperatures rather than the supply of abyssal gases. The ¹¹ value was determined for the first time in mud-volcanic products of the Caucasus region. This value ranges from +22.5 to +39.4 in the volcanic water of Georgia, from –1.2 to +7.4 in the clayey pulp of Georgia, and from –7.6 to +13.2 in the clayey pulp of Taman. It is shown that the ¹¹ value in clay correlates with the fluid-generation temperature and ¹¹ correlates with ¹³ in carbon-bearing gases. These correlations probably testify to the formation of different phases of mud-volcanic emanations in a single geochemical system and suggest the crucial role of temperature in the development of isotope-geochemical features.     

Rb-Sr evidence for the presence of Ordovician gsranites in the deformed basement of the Badajoz-Córdoba belt,SW Spain

A Rb-Sr whole-rock investigation of suites of samples from two orthogneiss bodies in the Almendralejo area of the Oporto-Portalegre-Badajoz-Córdoba belt points to an Ordovician age for the granitic magmatism: about 470 Ma for the Almendralejo Gneiss (peralkaline metagranite) and about 425 Ma for the Ribera del Fresno Gneiss (leucocratic subaluminous metagranite), both with high initial⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios. This points to a post-Ordovician (Hercynian) age for the metamorphism and tectonic deformation that affected the area, including the gneisses, and rules out the alleged Cadomian or even older age.

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Zusammenfassung Die Rb-Sr-Gesamtgesteinsanalysen von Probeserien zweier orthogneisischer Körper der Almendralejo-Region des Oporto-Portalegre-Badajoz-Córdoba-Gürtels weisen auf ein ordovizisches Alter des granitischen Magmas hin: rund 470 Ma für den Almendralejo-Gneis (peralkaliner Metagranit) und rund 425 Ma für den Ribera del Fresno-Gneis (leukokratischer Metagranit), beide bei einem hohen initialen⁸⁷Sr/⁸⁶Sr. Diese Ergebnisse deuten auf ein post-ordovizisches (herzynisches) Alter der Metamorphose und der tektonischen Deformation hin, die das Gebiet, einschließ-lich des Gneises, beeinflußt haben. Sie schließen ein vermeintliches kadomisches oder älteres Alter aus.

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Résumé Une étude par Rb-Sr sur roche totale de séries d'échantillons de deux massifs d'orthogneiss de la région d'Almendralejo, dans la ceinture Oporto-Portalegre-Badajoz-Cordoue, indique un âge ordovicien pour le magmatisme granitique: environ 470 Ma pour le gneiss d'Almendralejo (métagranite peralcalin) et environ 425 Ma pour le gneiss de Ribera del Fresno (métagranite leucocrate subalumineux), tous deux avec des rapports initiaux⁸⁷Sr/⁸⁶Sr élevés. Ces résultats indiquent un âge post-ordovicien (hercynien) pour le métamorphisme et la déformation tectonique qui ont affecté la région, y compris les gneiss, et éliminent l'hypothèse proposée par ailleurs d'un âge cadomien ou même plus ancien.

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— — — Rb/Sr : 425 -- ( ) 470 ( ) ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr . - ( ) , , . , .

     

Stratigraphy and geology of the welded air-fall tuffs of Pantelleria,Italy

The island of Pantelleria (Channel of Sicily) is well known in the geological literature for its persodic silicic rocks. A succession of welded tuffs previously identified as ignimbrites (the deposits of pyroclastic flows) are now recognized to be airfall deposits for the following reasons: (1) mantle bedding and deposition on steep slopes, (2) internal stratification and distinguishable fall units, (3) non-welded equivalents have depositional and grain size characteristics of air-fall ejecta.Stratigraphic relations of seven welded tuffs have been determined together with two plinian pumice fall deposits, one of which is locally welded in part. Another eight welded tuffs have been identified but are not correlated with the stratigraphy. Two of the welded tuffs mantle the entire island and demonstrate that large areas (ca. 100 km²) can be covered by welded air-fall ejecta.Compaction profiles of some of the welded air-fall tuffs show systematic changes in bulk density, prosity and strain ratio with height, and are broadly similar to simple cooling units of ignimbrites. However, others are characterized by significant fluctuations from this general trend and profiles are irregular. These differences are attributed to vertical variations in the stratified air-fall ejecta and may be one way of distinguishing the mechanism of emplacement of older welded tuffs in the geological record.Several of the welded air-fall tuffs are rheomorphic, that is they show evidence of secondary mass flowage during welding. The peralkaline composition of the welded tuffs favour both welding and rheomorphism.

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Zusammenfassung Die Insel Pantelleria im Mittelmeer ist in der geologischen Literatur wegen ihrer Na-Si-Vulkanite bekannt geworden. Eine Abfolge von Tuffen, die ursprünglich als Ignimbrite identifiziert worden sind, werden nun als Aschefall gedeutet. Die Gründe hierfür liegen in einer mantelartigen Ablagerung auf steilen Hängen, in einer internen Schichtung und unterscheidbaren Einheiten einzelner Aschefälle und in einer charakteristischen Kornform, wie sie in Aschefällen auftritt.Es sind 7 Aschefallagen mit 2 plinianischen Schlacken-Ablagerungen stratigraphisch festgelegt worden; 8 weitere Aschefallagen konnten stratigraphisch nicht korreliert werden. 2 der Aschefallagen umhüllen die gesamte Insel und zeigen, daß große Gebiete von etwa 100 Quadratkilometern durch dieses Auswurfmaterial bedeckt werden können.In einzelnen Profilen kann man einen systematischen Wechsel in Dichte, Porosität und Beanspruchung in Abhängigkeit von der Mächtigkeit der Lagen erkennen. Diese Erscheinungen sind sehr ähnlich wie die, die in Abkühlungseinheiten von Ignimbriten beobachtet werden können. Von diesen Regermäßigkeiten gibt es allerdings auch bedeutende Abweichungen, die auf Unterschiede in der Schichtung der Aschefälle zurückgeführt werden können. Dies mag ein Hinweis auf die Art der Ablagerung in Tuff-Abfolgen der geologischen Überlieferung sein.Mehrere dieser Aschefallagen sind durch Fließstrukturen überprägt, die einen Massentransport nach der Ablagerung zeigen. Die Alkalische Zusammensetzung der Tuffe begünstigt sowohl Verschmelzen als auch sekundäre Fließbewegungen.

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Résumé Lîle de Pantellaria (Détroit de Sicile) est bien connue dans la littérature géologique pour ses roches siliciques persodiques. Une succession de tuffs cimentés, autrefois identifiés comme ignimbrites (les dépôts de coulées pyroclastiques) est aujourd'hui reconnue comme des dépôts résultant d'une chute à l'air libre, et ce, pour les raisons suivantes: 1) dépôt sur de fortes pentes, 2) stratification interne avec possibilité de distinguer des unités de précipitation, 3) dans les équivalents non soudés, caractéristiques propres, quant au dépôt et à la granularité, des produits tombant à l'air libre.Les relations stratigraphiques de sept tuffs soudés ont été déterminées en même temps que deux dépôts de ponce plinienne, dont l'une est localement soudée par parties. Un autre groupe de huit tuffs soudés a été identifié, mais n'a pas été corrélé dans la stratigraphie. Deux d'entre eux recouvrent l'île toute entière et démontrent que de grandes étendues (environ 100 km²) peuvent être recouvertes par ces émissions aériennes soudées.Les profils de compaction de certains de ces tuffs soudés montrent des changements systématiques dans leur densité, leur porosité et leur coefficient mécanique lié à leur hauteur, et sont, dans les grandes lignes, semblables aux unités ignimbritiques résultant du refroidissement. Cependant d'autres sont caractérisé par des fluctuations notables à partir de cette allure générale, et des profils sont irréguliers. Ces différences sont attribuées à des variations, suivant la verticale, dans les produits stratifiés, et peuvent constituer un moyen de distinguer le mécanisme de mise en place de tuffs soudés plus anciens dans la série géologique.Plusieurs de ces tuffs soudés, émis à l'air libre, sont rhéomorphiques, autrement dit ils montrent des écoulements en masse, secondaires, au cours du processus de soudure. La composition peralcaline des tuffs soudés favorise à la fois leur soudure et leur réomorphisme.

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- . , , , , , , . 7- ; 8- . 100 ². , . , . , . . , . .

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Now at Department of Geology, University of Puerto Rico, Mayaguez, Puerto Rico 00708.     

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. , . , . . , , . . , . - , , . . . . , , . , — . — . .

     

The brittle-plastic transition and the depth of seismic faulting

A simple rheological model of shearing of the lithosphere that has gained wide acceptance is a two layer model with an upper brittle zone in which deformation takes place by frictional sliding on discrete fault surfaces and a lower plastic zone in which deformation takes place by bulk plastic flow. The two are separated by an abrupt brittle-plastic transition, which is assumed to be indicated by the lower limit of seismicity. Experimental studies, however, as well as the deformation structures of mylonites, indicate that a broad transitional field of semi-brittle behavior lies between these extremes. This is a field of mixed mode deformation with a strength that can be expected to be considerably higher than that predicted from the extrapolation of high temperature flow laws. For quartzofeldspathic rocks the semi-brittle field lies between T₁, the onset of quartz plasticity at about 300 °C and T₂, feldspar plasticity at about 450 °C. A model is presented in which the transition T₁ does not correspond to a transition to bulk flow but to a change from unstable, velocity-weakening friction to stable, velocity-strengthening friction. T₁ thus marks the depth limit of earthquake nucleation, but large earthquakes can propagate to a greater depth, T₃, (T₃2) which corresponds to the lower limit of dynamic frictional behavior in the semi-brittle field and approximately to the peak in strength. The zone between T₁ and T₃ is one of alternating behavior, with flow occurring m the interseismic period and with co-seismic dynamic slip occurring during large earthquakes. This zone is characterized by mylonites interlaced by pseudotachylytes and other signs of dynamic faulting. The transition T₁ is also marked by a change in the generation mechanism of fault rocks, from abrasive wear above which produces cataclastites, to adhesive wear below, which is proposed as an important generation mechanism of mylonites in the upper part of the semi-brittle field.

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Zusammenfassung Ein einfaches rheologisches Modell für Schervorgänge in der Lithosphäre, das eine weite Akzeptanz erreicht hat, ist das Zweilagenmodell mit einer oberen spröden Zone, in der Deformation über Reibungsgleitung entlang diskreter Störungsflächen stattfindet, und einer unteren duktilen Zone. Hier erfolgt die Deformation durch plastisches Fließen. Beide Zonen werden durch einen abrupten spröd-plastischen Übergang voneinander getrennt, der vermutlich durch die untere Grenze der nachweisbaren Seismizität angezeigt wird. Experimentelle Untersuchungen wie auch die Deformationsgefüge in Myloniten zeigen hingegen, daß ein breites Übergangsfeld mit semisprödem Verhalten zwischen diesen beiden Extremen liegt. Hier befindet sich ein Bereich »gemischter« Deformation, deren Ausmaß beträchtlich über den aus der Extrapolation von Hochtemperatur-Fließ-Gesetzmäßigkeiten ableitbaren Werten liegen dürfte. Für Quarz-Feldspat-Gesteine liegt das halbspröde Feld zwischen T₁ dem Beginn der plastischen Deformation des Quarzes bei ca. 300 °C, und T₂, dem Beginn der Feldspatplastizität bei ca. 450 °C. Hier wird ein Modell vorgestellt, in dem der Übergang bei T₁ nicht dem Übergang zum Gesamtfließen, sondern dem Wechsel von instabiler, geschwindigkeitsreduzierender Reibung zu stabiler, geschwindigkeitskonstanter Reibung entspricht. T₁ markiert damit die Tiefengrenze der Erdbebenbildung, stärkere Beben können dagegen in größere Tiefe reichen T₃ (T₃2), die dann der unteren Grenze dynamischen Reibungsverhaltens im semispröden Bereich und angenähert dem Stärkemaximum entspricht. Die Zone zwischen T₁ und T₃ zeigt alternierendes Verhalten mit plastischem Fließen während interseismischer Perioden und dynamischem Gleiten während größerer Erdbeben. Diese Zone wird charakterisiert durch Mylonite und dicht zwischengepackten Pseudotachyliten sowie anderen Anzeigern dynamischer Faltung. Hinzu kommt im Bereich des Überganges T₁ ein Wechsel im Bildungsmechanismus gestörter Gesteine. Er geht von durchgreifender Ermüdung, die zu Kataklasiten führt, bis zu adhesiver Ermüdung, die als wichtiger Bildungsmechanismus für Mylonite im oberen Abschnitt des semispröden Feldes angesehen wird.

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Résumé Le modèle rhéologique de cisaillement de la lithosphère le plus largement accepté comporte deux couches superposées: une couche supérieure cassante, siège de déformations le long de surfaces discrètes, les failles, et une zone inférieure ductile ou s'opère un fluage plastique d'ensemble. La transition entre ces deux domaines est brusque et considérée comme la limite inférieure de la séismicité.L'étude des structures mylonitiques ainsi que les mesures expérimentales indiquent cependant qu'un large champ de transition à caractère «semi-cassant» s'étend entre ces deux extrêmes. Ruptures et fluage plastique sont présents dans cette zone, dont la compétence peut être considérée comme bien supérieure à celle qui résulte de l'extrapolation des lois de fluage à haute température. Pour les roches quartzofeldspathiques, ce champ «semi-cassant» s'étend de T₁, seuil de plasticité du quartz (environ 300 °C) à T₂, celui du feldspath (environ 450 °C). Dans ce modèle, la température T₁ ne correspond pas au seuil de fluage d'ensemble, mais à la frontière entre une région de frictions «instables» qui diminuent avec la vitesse, et une région de frictions «stables» qui augmentent avec la vitesse. Elle correspond donc à la profondeur limite de genèse des séismes. Les grands séismes peuvent cependant se propager jusqu'à une profondeur T₃ (T₃2) qui correspond à la limite inférieure du comportement dynamique des forces de frottement dans le domaine «semicassant». T₃ peut être considérée approximativement comme le point de résistance maximale de cette zone de transition. La zone comprise entre T₁ et T₃ peut donc être le siège alternativement soit de processus de fluage, soit de glissements le long de surfaces de rupture à l'occasion de séismes de forte magnitude. Cette zone se caractérise par des mylonites entremêlées de pseudotachylites et autres signes de rupture dynamique. La transition T₁ est également marquée par une modification du mécanisme de transformation des roches dans les zones de faille. Audessus de cette limite, un mécanisme d'usure «abrasif» produit des cataclasites, par opposition à un mécanisme d'usure «adhésif» en-dessous. Ce dernier mécanisme est proposé comme fort probable lors de la genèse de mylomtes dans la partie supérieure du champ «semi-cassant».

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() , . , , . . - , , . , , , , , . « » , , . - T₁ — 300° T₂ — 450°. , T₁ , , , . . . T₁ , , . — ₃ (₃ > ₂), . . , . t_{1 2} . , . , t₁ . , , ; .

     

Lead isotope study of Zn-Pb ore deposits associated with the Basque-Cantabrian basin and Paleozoic basement, Northern Spain

A total of forty-three galena samples from syngenetic and epigenetic Pb-Zn mineralizations emplaced in the Lower Cretaceous Basque-Cantabrian basin and Paleozoic basement of the Cinco Villas massif in the western Pyrenees, have been analyzed for Pb-isotopic composition. Galena from sedex mineralizations hosted in Carboniferous clastic rocks in the Cinco Villas massif display an homogeneous lead isotopic signature (²⁰⁶Pb/²⁰⁴4Pb 18.43, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb 15.66, ²⁰⁸Pb/ ²⁰⁴Pb 38.69) suggesting a single lead reservoir. These values are slightly more radiogenic than lead from other European Hercynian deposits, possibly reflecting the influence of a more evolved upper crustal source. Underlying Paleozoic sediments are proposed as lead source for the Cinco Villas massif ores. Analyses from twenty-six galena samples from the four strata-bound ore districts hosted in Mesozoic rocks reveal the existence of two populations regarding their lead isotopic composition. Galena from the western Santander districts (e.g., Reocin) is characterized by more radiogenic isotope values (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb 18.74, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb 15.67, ²⁰⁸Pb/ ²⁰⁴Pb 38.73) than those from the central and eastern districts (Troya-Legorreta, Central and Western Vizcaya, ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb 18.59, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb 15.66, ²⁰⁸Pb/ ²⁰⁴Pb 38.73). In all districts, the most likely source for these mineralizations was the thick sequence of Lower Cretaceous clastic sediments. The existence of two separate lead isotopic populations could be the result of regional difference in the composition of the basement rocks and the clastic sediments derived of it or different evolution histories. In both sub-basins, isotopic ratios indicate an increase in crustal influence as the age of the ores decreases.     

Pb−Sr−Nd−O isotopic constraints on the origin of rhyolites from the Taupo Volcanic Zone of New Zealand: evidence for assimilation followed by fractionation from basalt

A comprehensive Sr–Nd–Pb–O isotopic study is reported for rhyolites from the Maroa Volcanic Centre in the Taupo Volcanic Zone (TVZ) of New Zealand. The Sr–Nd isotopic compositions of the rhyolites (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.705236 to 0.705660 and _Nd = 2.0 to 0.2) are intermediate between those of primitive basalts (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.70387 and _Nd = 5.3) and the Torlesse basement (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.709 and _Nd = -4.5). The relatively low mantle-like oxygen isotopic compositions of ¹⁸ O = 7 ± 0.5 are consistent with the Nd-Sr isotopic constraints in that they can be accounted for by 15% to 25% crustal contamination of a basaltic parent by relatively ¹⁸ O-rich Torlesse metasediment. High precision Pb isotopic analyses of plagioclase separates from the Maroa rhyolites show that they have essentially the same compositions as the Torlesse metasedimentary terrane which is itself distinctive from the Western or Waipapa metasediments. Due to the high concentration of Pb in the Torlesse metasediments (>20 ppm) compared to the basalts (<2 ppm), the Pb isotopic composition of the volcanics may be controlled by relatively small amounts (>10%) of crustal contamination. All these results are shown to be consistent with derivation of the rhyolites by 15% to 25% contamination of relatively primitive basaltic magmas with Torlesse metasedimentary crust, followed by extensive, essentially closed system fractionation of the basalt to a magma of rhyolite composition. It is argued that the processes of assimilation and fractionation are separated in both space and time. The voluminous high silica rhyolites, which make up >97% of the exposed volcanism in the continental margin back-are basin environment of the TVZ, therefore appear to be a product of predominantly new additions to the crust with assimilation-recycling of pre-existing crust being of secondary importance.     

Orthogneisses of the Spessart crystalline complex,Northwest Bavaria: Indicators of the geotectonic environment?

The orthogneisses of the Spessart crystalline complex are derived from a granitic to granodioritic magma of S-type character which must have formed by anatexis of continental crust. It intruded into a relatively shallow crustal level, 410–420 Ma ago, at the Silurian. Trace element characteristics are consistent with a post-collision geotectonic environment testifying to extensional tectonics at the end of the Caledonian era.

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Zusammenfassung Die Orthogneise des Spessartkristallins lassen sich von einem granitischen bis granodioritischen Magma von S-Typ-Charakter ableiten, das durch Anatexis kontinentaler Kruste entstanden sein mu\ und in ein relativ oberflächennahes Krustenniveau intrudierte. Die Platznahme erfolgte vor 410–420 Ma, d. h. im Silur. Die Spurenelement-Muster der Orthogneise entsprechen denen von Post-Kollisions-Granitoiden, was als Hinweis auf eine Phase der Dehnungstektonik am Ende der kaledonischen ära bewertet werden kann.

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Résumé Les orthogneiss du Spessart sont dérivés d'un magma granitique à granodioritique de type S qui doit s'Être formé par anatexie de la croûte continentale. Ce magma a été intrudé dans un niveau peu profond de la croûte il y a 410–420 Ma c'est-à-dire au Silurien. La distribution des éléments en traces est en accord avec celle des granitoÏdes formés dans un contexte géodynamique de post-collision. Cette observation est en faveur d'une phase d'extension tectonique à la fin du cycle calédonien.

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, — Wojcieszów-Kalke. , — . . , , , , .

     

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

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

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

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

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

     

Hawaiian basalt and Icelandic rhyolite: Indicators of differentiation and partial melting

In spite of the voluminous basaltic volcanism on the island of Hawaii, rhyolite is not produced. Iceland, on the other hand, exhibits common rhyolitic volcanism amounting to some 10–12% of its surface rocks. This contrast is investigated using the fundamental igneous processes exhibited by sheet-like Hawaiian lava lakes and Shonkin Sag laccolith in Montana. Highly differentiated, residual melts normally reside within inwardly advancing solidification fronts and are generally inaccessible to eruptive processes. Only when a large initial phenocryst population is present, from which a thick basal cumulate can rapidly form, is it possible to supply highly differentiated melt into the active (i.e., eruptable) portion of the magma chamber. Although there is protracted control of differentiation at Hawaii by settling of olivine, further differentiation occurs within the solidification fronts. Only by repeated transport and holding is it possible to differentiate beyond the critical composition of the leading edge of the solidification front ( 7% MgO and 51.5% SiO₂). Crystal size distributions (CSDs) for Hawaii and Shonkin Sag are used to demonstrate the inferred physical and chemical processes of solidification, including the kinetics of crystallization.A ubiquitous feature of these basaltic bodies is the formation of coarse veins and segregations of refined melt and granophyres within the upper solidification front. It is this fundamental bimodal feature which is the key to understanding Icelandic silicic volcanism.Rhyolites in Iceland occur mainly as a bimodal population with basalts associated with central volcanoes. Rhyolites, granophyres, and felsites are common, with the intrusions often being layered. Ash flows and true granite-like intrusions are rare. The voluminous silicic lavas at Torfajokull central volcano contain disequilibrium phenocryst assemblages. This, and the disagreement in oxygen isotopic values between rhyolites and basalts, reflects extensive partial melting of the heterogeneous basaltic crust of Iceland to produce these rhyolites. Relatively small, chemically distinct, and spatially intimate silicic bodies are formed by concentrating granophyric segregations from earlier cycles of solidification. This process is also reflected in the layered granophyric instrusion of Slaufrudalur in eastern Iceland. Slaufrudalur is an unvented subterranean caldera, equivalent in igneous processes and style to the subaerial Torfajokull caldera.Hawaii is dominated by fractional crystallization due to crystal settling and does not produce rhyolite. Iceland's tectonics allow continual and extensive reprocessing of thin, hot basaltic crust which produces rhyolite by concentrating original silicic segregations and veins and by partially melting intermediate extrusives, which have subsided deep into the crust.

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Zusammenfassung Auf Hawaii treten, trotz intensiven Basalt-Vulkanismusses, keine Rhyolithe auf. Auf Island dagegen ist Rhyolith, mit 10–12% des anstehenden Gesteins, verbreitet. Dieser Kontrast wurde anhand grundlegender magmatischer Prozesse untersucht, wie sie in flachen Lava-Seen Hawaiis und im Shonkin Sag Laccolith Montanas auftreten. Hochdifferenzierte Restschmelzen verbleiben innerhalb langsam nach innen vorrückender Erstarrungsfronten und sind meist unerreichbar für eruptive Prozesse. Nur wenn anfänglich bereits große Mengen von Einsprenglingen vorhanden sind, die rasch am Boden der Magmenkammer akkumulieren, kann eine hochdifferenzierte Schmelze in den aktiven (d.h. eruptiven) Teil der Magmenkammer gelangen. Obwohl auf Hawaii die Differentiation durch die Kristallisation von Olivin anhaltend kontrolliert wird, findet an der Erstarrungsfront weitere Differentiation statt. Nur durch wiederholten Transport und zeitweiliges Verharren ist es möglich, über die kritische Zusammensetzung der vordersten Erstarrungsfront hinaus zu differenzieren (ca. 7% MgO und 51,5% SiO₂). An Kristallgrö-ßenverteilungen (CDS) von Hawaii und Shonkin Sag können die angenommenen physikalischen und chemischen Prozesse der Kristallisation und die Kristallisationskinetik gezeigt werden. Ein weit verbreitetes Merkmal dieser Basaltkörper ist die Bildung grobkristalliner Gänge und Absonderung von stark differenzierten Schmelzen und Granophyren innerhalb der oberen Erstarrungsfront. Diese ausgeprägt bimodale Charakteristik ist der Schlüssel zum Verständnis des sauren isländischen Vulkanismus.Isländische Rhyolithe treten meist in bimodaler Verbreitung mit Basalten in Zusammenhang mit zentralen Vulkanen auf. Rhyolithe, Granophyre und Feisite sind häufig, in oft geschichteten Intrusionen. Ignimbrite und echte Granitintrusionen sind selten. Die großen Mengen SiO₂-reicher Laven am Torfajokull-Zentralvulkan enthalten Ein-sprenglinge, die sich nicht im Gleichgewicht mit der Matrix befinden. Dies, und die unterschiedlichen delta-¹⁸O-Werte von Rhyolithen und Basalten, zeigen, daß ausgeprägtes teilweises Aufschmelzen der heterogenen Basaltkruste von Island zur Produktion dieser Rhyolithe führte. Relativ kleine, nahe benachbarte saure Körper, die aber deutliche Unterschiede in ihrem Chemismus aufweisen, werden gebildet durch die Konzentration granophyrischer Teilschmelzen aus früheren Kristallisationszyklen. Dieser Vorgang wird auch widergespiegelt in der »layered intrusions« von Slaufrudalur in Ostisland. Slaufrudalur ist eine geschlossene unterirdische Kaldera, deren magmatische Prozesse und Baustil der subaerischen Torfajokull-Kaldera entsprechen.Die Prozesse in Hawaii sind dominiert von gravitativer Kristallisationsdifferentiation und es werden keine Rhyolithe produziert. Die isländische Tektonik führt zu kontinuierlicher starker Wiederaufarbeitung von dünner, heißer basaltischer Kruste. Dabei wird, durch die Konzentration ursprünglicher saurer Teilschmelzen und Gänge und durch die teilweise Aufschmelzung intermediärer Intrusiva, die tief in die Kruste abgesunken sind, Rhyolith produziert.

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Résumé En dépit du volcanisme basaltique volumineux des îles Hawaï, il n'y existe pas de rhyolite. En Islande, par contre, le volcanisme rhyolitique est commun et représente 10 à 12% des roches de la surface. Ce contraste est examiné sur la base des processus ignés fondamentaux présentés par les lacs de lave d'Hawaï et le laccolite de Shonkin Sag au Montana. Normalement, les liquides résiduels hautement différenciés résident à l'intérieur des fronts de solidification qui progressent vers l'arrière et sont généralement à l'abri des processus éruptifs. Ce n'est que dans le cas d'une population initiale abondante de phénocristaux, qui se rassemblent dans un cumulat basai épais, que des liquides hautement différenciés peuvent être fournis à la portion active (c'est-à-dire »éruptible«) de la chambre magmatique. A Hawaï, bien que la différenciation soit continuellement régie par la cristallisation d'olivine, la poursuite du processus a lieu à l'intérieur des fronts de solidification. Ce n'est que par la répétition d'actions de transport et de stagnation qu'il est possible de différencier audelà de la composition critique du front de solidification (±7% MgO et 51,5% SiO₂). A partir de la distribution de la taille des cristaux à Hawaï et à Shonkin Sag, on peut déduire les processus physique et chimique de la solidification, y compris la cinétique de la cristallisation.Une particularité courante de ces corps basaltiques est la formation de veines grenues et de ségrégations de liquides très différenciés et de granophyres à l'intérieur du front supérieur de solidification. Cette manifestation bimodale est la clé qui permet de comprendre le volcanisme siliceux islandais.En Islande, les rhyolites constituent d'ordinaire une population bimodale avec les basaltes centraux. Les rhyolites, les granophyres et les felsites sont fréquents, et souvent sous forme d'intrusions litées. Les coulées ardentes et les vraies intrusions de type granitique sont rares. Les volumineuses laves siliceuses du volcan central de Torfajokull contiennent des assemblages de phénocristaux en déséquilibre. Ce fait, ainsi que la non concordance des isotopes de l'oxygène entre rhyolites et basaltes, traduisent, à l'origine de ces rhyolites, une fusion partielle extensive de la croûte basaltique hétérogène d'Islande. Des corps siliceux relativement petits et chimiquement distincts bien que d'emplacements très voisins se sont formés par concentration de fusions partielles granophyriques lors des premiers cycles de solidification. Ce processus s'exprime également dans l'intrusion granophyrique litée de Slaufrudalur, en Islande orientale. Slaufrudalur est une caldeira souterraine fermée, équivalente par son style et son processus igné à la caldeira subaérienne de Torfajokull.A Hawaï, le phénomène dominant est la cristallisation fractionnée gravitative, sans production de rhyolite. La tectonique de l'Islande permet la régénération continue et extensive d'une mince croûte basaltique chaude. Les rhyolites y sont engendrées par la concentration des veines et ségrégations siliceuses originelles et par la fusion partielle de masses extrusives intermédiaires descendues profondément dans la croûte.

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, . , 10–12% . , Shonkin Sag Laccolith Montanas. . , , . , . . ( 7% MgO 51,5% SiO₂). (CDS) Shonkin Sag , , . . . . , , . . , Torfajokull , ., ¹⁸O , . , , , , « » («layered intrusions») Slaufrudalur, . , , Torfajokull. . . , , , .

     

Non-monotonic chemical and O,Sr, Nd,and Pb isotope zonations and heterogeneity in the mafic- to silicic-composition magma chamber of the Grizzly Peak Tuff,Colorado

Strong compositional zonation of the 34 Ma Grizzly Peak Tuff in west-central Colorado is attended by non-monotonic trends in O, Sr, Nd, and Pb isotope ratios. Fiamme from the tuff cluster in chemical compositions and petrographic characteristics, indicating the magma chamber was not continuously zoned but consisted of at least seven compositional layers. The most mafic magma erupted (57 wt% SiO₂, fiamme group 7) had ¹⁸O= +8.5, initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.7099, _Nd, and ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=17.80, suggesting that the magma was produced by 50% fractional crystallization of basaltic magma that assimilated 20 to 40 wt% Proterozoic crust. Isotopic compositions of more evolved parts of the chamber (up to 77 wt% SiO₂, fiamme group 1) depart from the mafic base-level composition of fiamme group 7, and reflect late-stage assimilation that occurred largely after compositional layering was established. ¹⁸O values decrease by as much as 1.5 from fiamme groups 7 through 4, indicating assimilation of hydrothermally altered roof rocks. ¹⁸O values abruptly inerease by up to 1.5 between fiamme groups 4 and 3. This discontinuity is interpreted to reflect evolution in an asymmetric chamber that had a split-level roof, allowing assimilation of wall rocks that varied vertically in degree of hydrothermal alteration. This chamber geometry is also supported by collapse structures in the caldera. Late-stage assimilation of heterogeneous wall rocks is also indicated by variations in Sr, Nd, and Pb isotope ratios. Large Sr isotope disequilibrium exists between some phenocrysts and whole-rock fiamme, and initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios in phenocrysts are as high as 0.7170. values regularly increase from-13.0 in fiamme group 7 to-11.3 in fiamme group 3, and then decrease to-12.2 in fiamme group 1. ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb ratios generally increase from 17.80 to 17.94 for fiamme groups 7 through 1. The rhyolitic parts of the Grizzly Peak Tuff have isotopic compositions that could be attributed to a purely crustal melt. It is unlikely, however, that the mafic parts of the tuff were generated by crustal melting, and the compositional and isotopic variations across the entire zonation of the tuff are best explained by fractional crystallization of mantle-derived magmas, accompanied by extensive assimilation of Proterozoic crust.     

Ammoniten-Ökologie am Beispiel des Oberjura

Zusammenfassung In vielen Fällen beeinflussen äußere Faktoren das Vorkommen der Ammoniten. Im Oberjura spielt die Wassertiefe eine große Rolle, daneben tritt die Wassertemperatur. Voraussetzungen der ökologischen Analyse sind bodenbezogenes Leben der Tiere und postmortale Autochthonie der Schalen. Methoden und Fehlerquellen werden besprochen. Aus der ökologischen Bindung vieler Ammoniten ergeben sich Folgen, vor allem für Stratigraphie, Phylogenie und Ontogenie.

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In many cases external factors determine the occurence of the ammonites. In the Upper Jurassic the depth of the sea is of great importance, as well as the temperature of the water. Ecological analysis requires life of the animals close to the sea floor, and that the shells are autochthonous.Methods and sources of errors are discussed. The dependence on environment of many ammonites has consequences, especially for stratigraphy, phylogeny and ontogeny.

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Résumé Souvent des facteurs extérieurs déterminent la présence des ammonites. Dans le Jurassique Supérieur la profondeur de la mer joue un grand rôle, aussi bien que la température de l'eau. L'analyse écologique doit supposer que les animaux vivent près du fond de la mer et que les coquilles sont autochtones. Les méthodes et les sources d'erreurs sont discutées. La dépendance des ammonites de leur milieu a des conséquences avant tout pour la stratigraphie, la phylogénie et l'ontogénie.

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, . , . .

     

Isotope evidence for ijolite formation by fenitization: Sr−Nd data of ijolites from the type locality Iivaara,Finland

Ijolites from the type locality at Iivaara, Finland, form a continuous series of magmatic rocks ranging from urtites to melteigites. Both Ni and Cr, but also the large ion lithophile light-rare-earth elements, Zr, Hf, Nb, Rb, Sr and Ba are low in concentration. The Nd contents equal those of the neighboring fenites, Sr is distinctly less abundant, and there is no significant Eu anomaly. The ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr of the ijolites demonstrate a systematic covariation between the data of carbonaties from the Kola Alkaline Province (_Sr – 13.8, _Nd + 5.6) and those of the fenites at Iivaara (_Sr + 132.9, _Nd – 24.7) with _Sr varying from +0.3 to +23.9 and _Nd varying from-9.2 to-19.3. The trace element abundances and the isotopic data give evidence for a crystallization of the rocks from a liquid generated by melting (rheomorphism) of high-grade fenitized country rocks rather than from a primary mantle-derived magma which was contaminated at crustal levels. The fenitization of wall rocks preceding the ijolite magma formation was clement selective. Mixing of elements during the fenitization process between the designated components carbonatite (or derivative fenitizing fluid) and wall rock should have been dynamical depending on the stability of the wall rock mineral assemblages in contact with the fenitizing fluids, the migration velocity of these fluids, and their capacity of the respective elements. Such dynamical mixing explains best the variation of the isotope ratios withont systematic covariation of the respective element concentrations.     

A revision of the Eurasian-African plate boundary in the western Mediterranean

The current picture of the plate configuration in the western Mediterranean suggests that Africa and Europe are separated by a transcurrent fault striking east-west through the Strait of Gibraltar and the Alboran Sea. Such a fault has been generally assumed because the Azores transform fault approaches the Horseshoe Seamounts north of Madeira and therefore could possibly extend through the Strait of Gibraltar. However, detailed geological studies in the Arc of Gibraltar and the Alboran Sea reveal no major east-west fault transecting the crust there. This finding is used here to revise the boundary between the African and Eurasian plates. It is suggested that the northern boundary of the African plate in the western Mediterranean is formed by the Hayes-Atlas Fault instead of the Azores transform.

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Zusammenfassung Nach gegenwärtiger Auffassung der Plattenkonfiguration im westlichen Mittelmeergebiet werden Afrika und Europa durch eine Ost-West verlaufende Transformverwerfung durch die Straße von Gibraltar und die Alboran See getrennt. Eine solche Verwerfung wird allgemein angenommen, da die Azoren-Transformverwerfung bis zum Horseshoe Seamount reicht und möglicherweise durch die Straße von Gibraltar fortgesetzt ist. Detailierte geologische Untersuchungen im Gibraltarbogen und der Alboran-See weisen jedoch nicht auf eine größere Ost-West Verwerfung hin, die dort die Kruste durchziehen könnte. Auf Grund dieses Befundes wird die Grenze zwischen der afrikanischen und der eurasischen Platte rediviert. Es wird vorgeschlagen, daß nicht die Azoren-Transformverwerfung, sondern die Hayes-Atlas-Verwerfung die nördliche Begrenzung der afrikanischen Platte im westlichen Mittelmeergebiet bildet.

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Résumé Le modèle habituellement admis des plaques dans la partie ouest de la Mediterranée suggère que l'Afrique et l'Europe sont séparées par une faille transcurrente est-ouest passant par le détroit de Gibraltar et la mer d'Alboran. Cette conception se base sur le fait que la faille transformante des Açores atteint le »Horseshoe Seamount« au nord de Madère et qu'elle pourrait se prolonger au travers du détroit de Gibraltar. Toutefois, des études géologiques détaillées dans l'Arc de Gibraltar et la mer d'Alboran ne révèlent pas de faille majeure (est-ouest) qui affecterait la croûte dans cette région. Cette observation amène une nouvelle interprétation du contact entre les plaques africaine et eurasiatique: il est suggéré que la bordure nord de la plaque africaine dans la partie ouest de la Méditerranée est formée par la faille de «Hayes-Atlas» et non par celle des Açores.

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, . , «» (Horseshoe Seamounts), , , . , - . . , , Hayes-Atlas.

     

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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. , .

     

Nd,Sr, and O isotopic variations in metaluminous ash-flow tuffs and related volcanic rocks at the Timber Mountain/Oasis Valley Caldera,Complex, SW Nevada: implications for the origin and evolution of large-volume silicic magma bodies

Nd, Sr and O isotopic data were obtained from silicic ash-flow tuffs and lavas at the Tertiary age (16–9 Ma) Timber (Mountain/Oasis Valley volcanic center (TMOV) in southern Nevada, to assess models for the origin and evolution of the large-volume silicic magma bodies generated in this region. The large-volume (>900 km³), chemically-zoned, Topopah Spring (TS) and Tiva Canyon (TC) members of the Paintbrush Tuff, and the Rainier Mesa (RM) and Ammonia Tanks (AT) members of the younger Timber Mountain Tuff all have internal Nd and Sr isotopic zonations. In each tuff, high-silica rhyolites have lower initial _Nd values (1 _Nd unit), higher⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, and lower Nd and Sr contents, than cocrupted trachytes. The TS, TC, and RM members have similar _Nd values for high-silica rhyolites (-11.7 to -11.2) and trachytes (-10.5 to -10.7), but the younger AT member has a higher _Nd for both compositional types (-10.3 and -9.4). Oxygen isotope data confirm that the TC and AT members were derived from low _Nd magmas. The internal Sr and Nd isotopic variations in each tuff are interpreted to be the result of the incorporation of 20–40% (by mass) wall-rock into magmas that were injected into the upper crust. The low _Nd magmas most likely formed via the incorporation of low ¹⁸O, hydrothermally-altered, wall-rock. Small-volume rhyolite lavas and ash-flow tuffs have similar isotopic characteristics to the large-volume ash-flow tuffs, but lavas erupted from extracaldera vents may have interacted with higher ¹⁸O crustal rocks peripheral to the main magma chamber(s). Andesitic lavas from the 13–14 Ma Wahmonie/Salyer volcanic center southeast of the TMOV have low _Nd (-13.2 to -13.8) and are considered on the basis of textural evidence to be mixtures of basaltic composition magmas and large proportions (70–80%) of anatectic crustal melts. A similar process may have occurred early in the magmatic history of the TMOV. The large-volume rhyolites may represent a mature stage of magmatism after repeated injection of basaltic magmas, crustal melting, and volcanism cleared sufficient space in the upper crust for large magma bodies to accumulate and differentiate. The TMOV rhyolites and 0–10 Ma old basalts that erupted in southern Nevada all have similar Nd and Sr isotopic compositions, which suggests that silicic and mafic magmatism at the TMOV were genetically related. The distinctive isotopic compositions of the AT member may reflect temporal changes in the isotopic compositions of basaltic magmas entering the upper crust, possibly as a result of increasing basification of a lower crustal magma source by repeated injection of mantle-derived mafic magmas.     

Retrograde fluid infiltration in the high-grade Modum Complex South Norway: evidence for age,source and REE mobility

The high-grade metamorphic basement of the Modum Complex, South Norway,exhibits retrogradation and alteration due to late stage fluid infiltration.Extensive alteration zones of albite-and calcite-rich veining occur especiallywithin and around numerous metagabbros. The gabbros, intruded at 1224±15Ma, are now partly altered to amphibolites due to the subsequent high-grade metamorphism.Two generations of albite-rich rocks have been recognized: (1) a fine-grained, foliated type;(2) a coarse-grained, crosscutting type. Both types show a typical greenschist facies mineralassemblage; albite ± actinolite ± chlorite ± talc. The calcite veins/dykesrepresent a younger generation of veins than both albite-rich types. U–Pb data for spheneof type (1) yielded an age of 1080±3 Ma, determining a point on the retrogradeP-T-t path of the Modum Complex. Increasing albitisation of themetagabbros leads to a decrease in(¹⁴³ND/¹⁴⁴Nd)_oand an increase in (⁸⁷Sr/⁸⁶)_o.Albite- and calcite-rich samples show negative _Nd and positive _Sr, suggesting that fluids which interacted with the metagabbros originated from a crustal reservoir. The Nd and Sr isotopic data show disequilibrium at the microscale as well as at the macroscale. Negative Sm–Nd model ages of the albite-rich rocks demonstrate that rare-earth elements (REEs) were mobile and fractionated during albitisation.     

Trace-element and Sr,Nd, Pb,and O isotopic composition of Pliocene and Quaternary alkali basalts of the Patagonian Plateau lavas of southernmost South America

The Pliocene and Quaternary Patagonian alkali basalts of southernmost South America can be divided into two groups. The cratonic basalts erupted in areas of Cenozoic plateau volcanism and continental sedimentation and show considerable variation in ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (0.70316 to 0.70512), ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd (_Nd) and ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb, and ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb ratios (18.26 to 19.38, 15.53 to 15.68, and 38.30 to 39.23, respectively). These isotopic values are within the range of oceanic island basalts, as are the Ba/La, Ba/Nb, La/Nb, K/Rb, and Cs/Rb ratios of the cratonic basalts. In contrast, the transitional basalts, erupted along the western edge of the outcrop belt of the Pliocene and Quaternary plateau lavas in areas that were the locus of earlier Cenozoic Andean orogenic arc colcanism, have a much more restricted range of isotopic composition which can be approximated by ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.7039±0.0004, _Nd, ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.60±0.08, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.60±0.01, and ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=38.50±0.10. These isotopic values are similar to those of Andean orogenic are basalts and, compared to the cratonic basalts, are displaced to higher ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr at a given ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd and to higher ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb at a given ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb. The transitional basalts also have Ba/La, Ba/Nb, La/Nb, and Cs/Rb ratios higher than the cratonic and oceanic island basalts, although not as high as Andean orogenic are basalts. In contrast to the radiogenic isotopes, ¹⁸O values for both groups of the Patagonian alkali basalts are indistinguishable and are more restricted than the range reported for Andean orogenic are basalts. Whole rock ¹⁸O values calculated from mineral separates for both groups range from 5.3 to 6.5, while measured whole rock ¹⁸O values range from 5.1 to 7.8. The trace element and isotopic data suggest that decreasing degrees of partial melting in association with lessened significance of subducted slabderived components are fundamental factors in the west to east transition from arc to back-arc volcanism in southern South America. The cratonic basalts do not contain the slab-derived components that impart the higher Ba/La, Ba/Nb, La/Nb, Cs/Rb, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr at a given ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb at a given ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb, and ¹⁸O to Andean orogenic arc basalts. Instead, these basalts are formed by relatively low degrees of partial melting of heterogeneous lower continental lithosphere and/or asthenosphere, probably due to thermal and mechanical pertubation of the mantle in response to subduction of oceanic lithosphere below the western margin of the continent. The transitional basalts do contain components added to their source region by either (1) active input of slab-derived components in amounts smaller than the contribution to the mantle below the arc and/or with lower Ba/La, Ba/Nb, La/Nb, and Cs/Rb ratios than below the arc due to progressive downdip dehydration of the subducted slab; or (2) subarc source region contamination processes which affected the mantle source of the transitional basalts earlier in the Cenozoic.