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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Swifts Creek, 35 , - , - . 1- . , , . . . - 20–25% . 60%. . , . , , , . , . , , , . , , , 40–60% . . , , , ., , . , , 10³ 10⁴ , 10 10^–1 . , , , -. , , , . . , .

     

Kaledonische,herzynische und alpidische Ereignisse im Mittelostalpin nördlich der westlichen Hohen Tauern,abgeleitet aus petrographischen und geochronologischen Untersuchungen

Zusammenfassung Die Schwazer Augengneise (Kellerjoch-Gneise) und die Steinkogelschiefer wurden petrographisch und geochronologisch untersucht. Die Steinkogelschiefer und die Schwazer Augengneise zeigen eine prograde Metamorphose der Amphibolitfazies. Sie liegen auf den schwächer metamorphen Innsbrucker Quarzphylliten und unter den ebenfalls schwächer metamorphen Gesteinen der Grauwackenzone, nördlich der westlichen Hohen Tauern (Tirol, Salzburg, Österreich). Aufgrund des kombinierten Compston-Jeffery- und Nicolaysen-Diagramms ist das Sedimentationsalter des Eduktes der Steinkogelschiefer 540 Mio. Jahre. Das Alter der Platznahme des Eduktes der Schwazer Augengneise ist wahrscheinlich 425 Mio. Jahre. Eine kaledonische Metamorphose ist nicht nachweisbar.Die herzynische Metamorphose verursachte sowohl in den Schwazer Augengneisen als auch in den Steinkogelschiefern eine vollständige Sr-Homogenisierung im Gesamtgestein. Die Rb-Sr-Isochrone der Schwazer Augengneise ergibt ein Alter von 322±24 Mio. Jahren bei einem Sr⁸⁷/Sr⁸⁶-Isotopenverhältnis von 0.7180±0.0024. Die Rb-Sr-Isochrone der Steinkogelschiefer definiert ein Alter von 347±30 Mio. Jahren, bei einem Sr⁸⁷/Sr⁸⁶-Verhältnis von 0.7150±0.0021. Die herzynischen Phengite aus den Schwazer Augengneisen ergeben mit der Rb-Sr-Methode ein Abkühlungsalter von 273 bzw. 260 Mio. Jahren. Die K-Ar-Phengit- und Muscovitalter sind Mischalter, welche zwischen dem Alter der herzynischen und dem der frühalpinen Metamorphose liegen. Das frühalpine Ereignis wird durch Rb-Sr-Biotitalter um 90 Mio. Jahre erfaßt. Dieses Alter entspricht dem Zeitpunkt der Abkühlung der Gesteine unter 300 °C vor dem frühalpinen Deckenschub.Die K-Ar-Alter der Biotite sind geologisch nicht interpretierbar, da sie Ar-Überschuß zeigen.Die Überlagerung der Innsbrucker Quarzphyllite durch die Steinkogelschiefer und die Schwazer Augengneise ist wahrscheinlich das Ergebnis eines herzynischen Deckenbaus. Die Steinkogelschiefer und die Schwazer Augengneise könnten daher nicht zur mittelostalpinen Deckeneinheit gehören, sondern tektonisch gesehen, Teil des unterlagernden unterostalpinen Innsbrucker Quarzphyllites sein.

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Petrology and geochronology of the Schwazer Augengneis (Kellerjochgneis) and of the Steinkogelschiefer north of the western Tauern Window have been investigated. The Steinkogelschiefer are garnet-mica schists, the Schwazer Augengneis is an orthoaugengneiss. Both rock units show a prograde metamorphism of the amphibolite facies and are interbedded between the Innsbrucker Quarzphyllite and the Grauwackenzone. The Innsbrucker Quarzphyllite and the rocks of the Grauwackenzone clearly show in respect to the Schwazer Augengneis and the rocks of the Steinkogelschiefer unit a lower metamorphic grade of the greenschist facies. From combined Compston-Jeffery- and Nicolaysen-diagrams the age of the sediments from which the mica schists of the Steinkogelschiefer unit derives is 540 m. y. The age of the intrusion of the magma from which the Schwazer orthoaugengneis later originated is probably 425 m. y. A Caledonian metamorphism could not be demonstrated by radiometry. In the Schwazer Augengneis as well as in the paragneisses of the Steinkogelschiefer unit a complete Sr-homogenisation was produced by the hercynian metamorphism. An age of 322±24 m. y. and a Sr⁸⁷/Sr⁸⁶-ratio of 0.7180±0.0024 result from a Rb-Sr-Isochrone of the Schwazer Augengneis. The RbSr-Isochrone of the Steinkogelschiefer defines an age of 347±30 m. y. and a Sr⁸⁷/Sr⁸⁶-ratio of 0.7150±0.0021. From the Rb-Sr-method a cooling age of 273 and 260 m. y. is established for the phengites from the Schwazer Augengneis.K-Ar-ages of the muscovites and of the phengites are mixed ages between the hercynian and that of the eoalpine metamorphism. The eoalpine metamorphism is dated by the Rb-Sr-age of the biotites (90 m. y.). This age corresponds to the cooling of the rocks below a temperature of 300 °C before the eoalpine nappe transport.K-Ar-ages of the biotites show excess argon and are therefore from a geological point of view meaningless. From petrological and geochronological data it cannot be demonstrated that the tectonic position of the Schwazer Augengneis and of the Steinkogelschiefer unit on the top of the Innsbrucker Quarzphyllit and under the Grauwackenzone is due to the alpine nappe transport.From a tectonic point of view, the Steinkogelschiefer and the Schwazer Augengneis therefore probably belongs to the middle austroalpine unit of the Innsbrucker Quarzphyllit.

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Résumé Les gneiss oeillés de Schwaz (Kellerjochgneise) et les schistes de Steinkogel ont été étudiés par voie pétrographique et géochronologique.Tous deux montrent une métamorphose progradée du facies amphibolite. Ils reposent sur la série moins métamorphique des »Innsbrucker Quarzphyllit« et sous la Zone des grauwackes, également peu métamorphiques, au nord des »Hohe Tauern« occidentales Tyrol, Salzbourg, Autriche).Selon le diagramme combiné Compston-Jeffery et Nicolaysen l'âge de la sédimentation des schistes de Steinkogel est de 540 Mio. ans. L'âge de la sédimentation des gneiss oeillés de Schwaz est probablement 425 Mio. ans. Un métamorphisme calédonien ne peut être démontré.Le métamorphisme hercynien a causé — tant dans les gneiss oeillés de Schwaz que dans les schistes de Steinkogel — une homogénisation complète du Sic. L'isochrone RB/Sr des gneiss oeillés de Schwaz indique une âge de 322±24 Mio. ans et un rapport Sr⁸⁷/Sr⁸⁶ de 0.7180±0.0024.L'isochrone Rb/Sr des schistes de Steinkogel indique un âge de 347±30 Mio. et un rapport Sr⁸⁷/Sr⁸⁶ de 0.7150±0.0021. Les phengites hercyniennes dans les gneiss oeillés de Schwaz indiquent, selon la méthode Rb/Sr, un âge de refroidissement de 273 et 260 Mio. ans. Les âges K/Ar de la phengite et la muscovite sont des âges mixtes compris entre celui du métamorphisme hercynien et celui du métamorphisme évalpin.L'éveénement éoalpin est évalué à 90 Mio. ans (Rb/Sr-biotite). Cet âge correspond au moment du refroidissement des roches en-dessous de 300 °C avant al poussée des premières nappes alpines.Les âges K-Ar des biotites ne peuvent pas être interpretés géologiquement étant donné pu'ils montrent un excès d'Ar.Le recouvrement de l'»Innsbrucker Quarzphyllit« par les schistes de Steinkogel et les gneiss oeillés de Schwaz est probablement le résultat d'une tectonique hercynienne. Il en résulte que les schistes de Steinkogel et les gneiss oeillés de Schwaz ne pourraient pas faire partie de l'ensemble de la nappe austroalpine moyenne, mais vus tectoniquement, être une partie de la nappe austroalpine inférieure sous-jacente de l'»Innsbrucker Quarzphyllit«.

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(Kellerjoch-Gneise) Steinkogel. . - — , (, , ). Comston-Jeffery Nicolaysen'a , SteinKogel'a, 540 . , , , , 425 . . . - 322±24 Sr⁸⁷/Sr^8b 0,7180±0,0024. Steinkogel'a 347±30 0,7150± 0,0021. - 273–260 . , -, - . , -, - 90 . 300° , - . , . . . - Steinkogel'a , , . - , , , -- .

     

The gold-rich seafloor massive sulphide deposits of Tasmania

Four major high grade polymetallic massive sulphide deposits (Rosebery, Hercules, Que River and Hellyer) occur within the Cambrian Mount Read Volcanic arc in western Tasmania. The Central Volcanic Complex which is host to the ores is a high-K calc-alkaline andesite-dacite-rhyolite suite which has erupted through thick continental crust along an ancient continental margin. The presence of longitudinal faults which control both the locations of mineralization and younger grabben fill volcanic sequences indicate late stage rifting during the development of the arc.The youngest and least deformed deposits at Hellyer and Que River contain primary textural features within the sulphide mound such as colloform pyrite and chalcopyrite diseased and zoned sphalerits. Isoclinal folding of the Que River ores has caused partial sulphide recrystallization and a cleavage induced lamination which is easily confused with the primary sulphide lamination. The older Rosebery deposit has a sheet like form and a poorly developed alteration pipe. The massive sulphide sheet has been strongly deformed by folding and thrusting leading to a series of imbricate ore lenses. All primary sulphide textures at Rosebery have been destroyed by the later deformation and annealing events.The classic metal zonation within these deposits of Fe->Cu->Pb-Zn->Ag-Au->Ba enables a reconstruction of the original form of the sulphide mounds and the location of primary hydrothermal seafloor outlets. The mean gold grade of the polymetallic massive sulphides varies from 2–4 ppm with the best grades concentrated toward the stratigraphic hanging wall of the deposits associated with either the high grade zinc zone or the barite zone. Mt. Lyell, which is a large copper stock-work orebody in the southern part of the volcanic arc, shows a distinctly different association of gold with copper in the deepest part of the stock-work system. This bipartite association of Au-Zn in the hanging wall (e. g. Hellyer, Que River and Rosebery Zn-Ba zone) and Au-Cu in the footwall (e. g. Mt. Lyell and Rosebery Cu zone) has been observed in other seafloor massive sulphide ores world wide, and is considered to relate directly to the gold transporting mechanism.The footwall gold-copper association is the result of deposition of gold from the high temperature soluble gold-chloride complex due to decreasing temperature and increasing pH as the fluids move up towards the seafloor. On the other hand, concentration of gold in the upper lead-zinc-barium rich parts of massive sulphide lenses at Hellyer, Que River and Rosebery results from remobilization and transport of gold as the bisulphide complex, as the hydrothermal fluids move up through the previously deposited sulphide mound or blanket and out onto the seafloor continually mixing with sea water and becoming more oxidized. Gold is ultimately concentrated at the upper-most surface of the massive sulphide lens due to the continuation of this zone refining process throughout the evolution of the orebody.

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Zusammenfassung In dem kambrischen Vulkanbogen des Mount Read, Westtasmanien, gibt es vier hochwertige polymetallische, massive Sulfidlagerstätten: Rosebery, Hercules, Que River und Hellyer. Alle Lagerstätten liegen innerhalb des zentralen Vulkanit-komplexes, eines K-reichen, kalk-alkalischen Andesit-Dacit-Rhyolithes, der entlang eines alten Kontinentalrandes durch eine mächtige kontinentale Kruste eruptierte. Späte Riftphasen während der Bildung des Vulkanbogens werden durch längsgerichtete Störungen, die sowohl Ausfällungsorte als auch jüngere Grabenfüllungen steuern, angedeutet.Hellyer und Que River, die jüngsten und am schwächsten deformierten Vorkommen, enthalten innerhalb der Sulfide primäre texturelle Merkmale, wie kolloidalen Pyrit und Kupferkies, sowie zonierten Sphalerit. Isoklinale Faltung der Que River Lagerstätten verursachte eine teilweise Rekristallisation der Sulfide und eine schieferungsbedingte Lamination, die schwer von der primären Sulfidlamination zu unterscheiden ist. Die ältere Rosebery Lagerstätte hat eine plattenartige Form und einen schwach entwickelten Schlot. Die massive Sulfidplatte wurde durch Faltung und Überschiebung intensiv deformiert, so daß es zu einer dachziegelartigen Lagerung des Lagerstättenkörpers kam. Sämtliche primären Strukturen wurden so durch die spätere Deformation zerstört.Die klassische Zonierung der Metalle innerhalb der Lagerstätte, nämlich Fe->Cu->Pb-Zn>Ag-Au->Ba ermöglicht die Rekonstruktion der ursprünglichen Form und Lage der Sulfide am primären Ausfällungsort. Der durchschnittliche Goldgehalt der Sulfide liegt zwischen 2 und 4 ppm, mit Maxima innerhalb des Hangenden von hochwertigen Zinkoder Baritvorkommen.Mt. Lyell, eine große Kupferlagerstätte im Süden des Vulkanbogens, zeigt eine unterschiedliche Kupfer-Gold-Vergesellschaftung im tiefsten Teil der Lagerstätte. Dieses zweigeteilte Vorkommen, einmal von Gold und Zink in oberen Bereichen (z. B. Hellyer, Que River und der Rosebery Zn-Ba-Zone) und zum anderen von Gold und Kupfer in tieferen Stockwerken (z. B. Mt. Lyell und die Rosebery Cu-Zone) wurde weltweit bei mehreren Sulfidlagerstätten beobachtet. Dieses Phänomen wird direkt auf die Art des Transportme-chanismusses des Goldes zurückgeführt. Die Gold-Kupfervorkommen im tieferen Stockwerk resultieren aus einer Fällung von Hochtemperatur-Gold-Chlorid-Komplexen durch Abkühlung und steigenden pH-Wert während des Aufstiegs der Lösungen. Die Anreicherung von Gold in den höher gelegenen Blei-Zink-Barium-reichen Teilen bei Hellyer, Que River und Rosebery resultiert aus einer Remobilisation und einem Transport von Gold als Bisulfid-komplex, als Folge des Aufstiegs hydrothermaler Lösungen durch ältere Sulfide. Dabei werden die Lösungen auf dem Weg zum Ozeanboden kontinuierlich mit Meerwasser vermischt und bekommen einen mehr oxidierenden Charakter.Die Goldanreicherung direkt an der Oberfläche des massiven Sulfidkörpers ist die direkte Folge dieses fortlaufenden Prozesses während der Entwicklung der Lagerstätte.

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Résumé Dans l'arc volcanique combrien du Mont Read (Tasmanie occidentale), existent quatre dépôts de sulfures polymétalliques massifs à haute teneur: Rosebery, Hercules, Que River et Hellyer. Tous ces dépôts sont contenus dans le Complexe Volcanique Central, lequel consiste en une série andésitodacito-rhyolitique calco-alcaline riche en K, qui a fait éruption à travers une croûte continentale épaisse, le long d'une ancienne marge continentale. La présence de failles longitudinales, qui déterminent à la fois l'emplacement des minerais et l'existence de séries volcaniques jeunes de comblement de graben, témoigne de processus de rifting tardifs au cours de l'histoire de l'arc.Les dépôts de Hellyer et de Que River, qui sont les plus jeunes et les moins déformés, présentent dans les sulfures des structures primaires telles que: pyrite et chalcopyrite colloformes et blende zonaire. Le minerai de Que River a subi un plissement isoclinal, responsable d'une recristallisation partielle des sulfures et d'une foliation de schistosité, difficile à distinguer de la lamination originelle des sulfures. Le dépôt de Rosebery, plus ancien, présente la forme d'un feuillet avec une cheminée d'altération peu développée. Ce feuillet de sulfure massif a été fortement déformé par le plissement et par des failles de chevauchement qui ont engendré une série de lentilles de minerai imbriquées. Ces déformations ont provoqué la destruction de toutes les structures primaires des sulfures à Rosebery.La distribution zonée classique des métaux dans ces dépôts (FeCaPbZnAgAuBa) permet de reconstituer la forme originelle des ames de sulfures et de localiser les points d'émissions primaires sur le fond marin. La teneur moyenne en or dans les sulfures massifs polymétalliques varie de 2 à 4 ppm, les teneurs les plus élevées se concentrant vers le toit stratigraphique des sédiments associés, dans les zones à zinc ou à barite. Le Mont Lyell, formé d'un grand gisement de cuivre dans la partie sud de l'arc volcanique, présente une situation nettement différente: l'or y est associé au cuivre dans la partie inférieure du gisement. Une telle dualité d'association Au-Zn au toit (p.ex. Hollyer, Que River et Zone à Zn-Ba de Rosebery) et Au-Cu au mur (p.ex. Mt Lyell et zone à Cu de Rosebery) a été observée dans des amas de sulfures massifs en d'autres endroits du monde et est considérée comme résultant directement du mécanisme de transport de l'or.L'association Au-Cu au mur résulte du dépôt de l'or à partir de complexes solubles de chlorure d'or de haute température, dépôt provoqué par la baisse de température et l'augmentation du ph lorsque les fluides montent vers le fond marin. D'autre part, la concentration de l'or dans les parties supérieures à Pb-Zn-Ba des gisements de Hellyer, Que River et Rosebery résulte d'une remobilisation de l'or sous forme de complexes bisulfurés, lorsque les fluides hydrothermaux montent à travers les sulfures déjà déposés et arrivent sur le fond marin où ils s'oxydent et se mèlent continuellement à l'eau de mer. L'or est finalement concentré à la surface supérieure des lentilles de sulfure massif, grâce à la poursuite de ce processus au cours de l'évolution du gisement.

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Mount Read, , 4 , : Rosebery, Hercules, Que River Hellyer. , - -- , . , , , . Hellyer Que River, , , .: . Que River , . Rosebery . , . . , F- > - > Pb- > Zn- > Ag> . 2 4 m, . Mt. Lyell , . : (.: Zn-Ba Hellyer, Que River Rosebery) (.: Mr. Lyell Rosebery). . pH . , , , , . . .

     

Post-Svecokarelian andinotype evolution in central Sweden

Granitoids and associated volcanics, postorogenic in relation to the Svecokarelian orogeny, constitute a belt in central Sweden. Evidence presented in this paper suggest that the belt originated in an Andinotype orogenic environment. The inferred development of the belt was characterized by fracture-controlled high-level emplacement of batholiths in an ensialic setting. Voluminous venting of ignimbrites and formation of grabens through cauldron subsidence accompanied the recurrent intrusive activity. Block movements and episodes of burial metamorphism appear to have been prominent features throughout the history of the post-Svecokarelian belt.

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Zusammenfassung Granitoide Plutonite und verwandte Vulkanite, post-orogen im Verhältnis zur Svekokarelischen Orogenese, bilden einen Gürtel in Mittelschweden. Es wird gezeigt, daß der Gürtel in einer andinotypen Orogenese gebildet wurde. Die vorgeschlagene Entwicklung des Gürtels ist geprägt durch spaltentektonisch kontrollierte Platznahme von Batholithen in einem seichten Niveau der Kruste in ensialischem Mileau. Umfangreiche Eruptionen von Ignimbriten sowie die Bildung von Grabenbrüchen durch Kalderen-Einstürzungen begleiten die erneute intrusive Tätigkeit. Blockbewegungen und episodische Versenkungsmetamorphosen sind charakteristisch während der gesamten Entwicklungsgeschichte des post-svekokarelischen Gürtels.

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Résumé Des granitoïdes et des volcanites associées, postorogéniques par rapport à l'orogénese svécokarélienne, forment une ceinture en Suède centrale. La présente étude suggère que la mise en place de ces roches s'est effectuée dans un environment orogénique Andinotype. L'évolution de la ceinture c'est caractérisée par la mise en place; contrée par des fractures, de batholites peu profonds, en milieu ensialique. Des volumineuses éruptions d'ignimbrites et la formation de grabens par «cauldron subsidence» ont accompagné la mise en place des batholites. Des mouvements verticaux de blocs, ainsi que des épisodes de métamorphisme d'enfouissement («burial metamorphism») semblent être des faits dominants du développement historique de la ceinture post-svécokarélienne.

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Die Roßfeldschichten: Ein Beispiel für Sedimentation im Bereich einer tektonisch aktiven Tiefseerinne aus der kalkalpinen Unterkreide

Zusammenfassung Im Mittelabschnitt der Nördlichen Kalkalpen (Ostalpen), zwischen den Flüssen Saalach und Traun, in einer streichenden Verbreitung von 50 km, entwickeln sich in der Unterkreide aus den neokomen Aptychenschichten (Schrambachschichten) die terrigenen Gesteine der Roßfeldschichten. In dieser Studie wurde das Profil der Typlokalität am Roßfeld südlich von Salzburg untersucht.Die Unteren Roßfeldschichten bestehen in ihrem tieferen Abschnitt aus einer ca. 175 m mächtigen Mergelgruppe. Darüber folgen 10–15 m dünnbankige Sandsteine, die in eine 70–80 m mächtige, dickbankige Sandsteingruppe übergehen. Die Oberen Roßfeldschichten setzen abrupt mit grobklastischen Gesteinen ein. Die gesamte Schichtfolge zeigt eine Kornvergröberung gegen das Hangende.Eine erste stichprobenartige mikropaläontologische Bearbeitung hat im tieferen Anteil des Profiles gut auswertbare Foraminiferenvergesellschaftungen erbracht, die mit einer Reihe stratigraphisch wertvoller Unterkreidearten das von den Roßfeldschichten dieser Region nach ihrer Ammonitenfauna bekannte Alter Obervalendis—Hauterive bestätigt.Das Profil konnte im Vergleich mit rezenten Faziesverteilungen als eine vorstoßende Serie eines Tiefseerinnen-Environments interpretiert werden. An Subenvironments sind der Bereich der Hauptrinne (= dickbankige Sandsteingruppe), ein beckenwärts gelegener Damm (dünnbankige Sandsteinfazies) und daran anschließend ein submarines Überflutungsgebiet (= Mergelgruppe) zu unterscheiden. Von der Beckenabhangseite her hat sich ein kleinräumiges Fächersystem mit Grobklastika und Slumping-Ablagerungen vorgeschoben Obere Roßfeldschichten).Das terrigene Material der Roßfeldschichten ist durch das Auftreten von Chromspinell und grüner Hornblende in den Schwermineralspektren charakterisiert. Besonders interessant sind vereinzelt vorkommende rotbraune Hornblenden (Kaersutit), welche auf ein Vorkommen von Alkaligesteinen im Liefergebiet Hinweis geben. Die Anlieferung des terrigenen Materials erfolgte von einer südlich gelegenen Provinz, die eine orogeninterne Position innehatte. Die Position entspricht nicht jener des Ultrapienidischen Rückens im Cenoman und zur Zeit der tieferen Gosauschichten.

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Summary The Lower Cretaceous Roßfeld Formation, which is exposed in the central Northern Calcareous Alps (East Alps) between Saalach river and Traun river over a distance of about 50 km, was studied in a profile in the type locality at the Roßfeld south of Salzburg. The terrigeneous rocks of the Roßfeld Formation arise gradually from the Neocomian Aptychus beds (Schrambachschichten).In its deeper part the Lower Roßfeld Fm. consists of gray marls of about 175 m thickness. Above that 10–15 m thin-bedded sandstones and then 70–80 m thick-bedded ones follow. The Upper Roßfeld Fm. starts abruptly with coarse-grained sediments. The complete sequence is a coarsening-upward unit.As a result of an initial micropaleontological study well evaluable foraminifera associations were found in the lower part of the section. Some stratigraphically significant species of Lower Cretaceous age attest the range from Upper Valanginian to Hauterivian already established by ammonites in this region.According to modern facies distributions the Roßfeld Fm. can be interpreted as a prograding deep sea channel facies. The following subenvironments are observed: The axial channel (= Thick-bedded sandstone group), and a seaward levee (= thin-bedded unit) passing into a submarine overbank facies (= marly unit). At the slopeward side of the channel there was a narrow fan system consisting of coarse-grained components and slump-deposits (= Upper Roßfeld Fm.).The heavy mineral spectra of the terrigeneous material of the Roßfeld Fm. are characterized by the occurrence of chromium spinell and green amphiboles. Very interesting are few reddishbrown amphiboles (kaersutite), which are considered to indicate alkaline rocks in the source area. This source area was lying in the south in an internal position of the East Alpine system. This position was not the same as that of the Ultrapienidic Ridge of Cenomanian or early Gosauian age.

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Résumé Dans le partie moyenne des Alpes Calcaires Septentrionales entre les rivières Saalach et Traun, les couches terrigènes de la Formation de Rossfeld se développent à partir de la série marneuse de Schrambach (couches à Aptychus) du Néocomien. Cette étude présente les résultats de l'examen de la localité typique des couches de Rossfeld au sud de Salzburg.Les couches inférieures de Rossfeld sont formées à leur base par des marnes grises d'une épaisseur de 175 m environ. Au-dessus suivent 10–15 m d'un grès en minces bancs qui passe à des grès en gros bancs d'une épaisseur totale de 70–80 m. Les couches supérieures de Rossfeld commencent brusquement avec des sédiments grossiers. La série complète montre une augmentation de la granularité vers le haut.Une étude micropaléontologique préliminaire révèle des faunes à foraminifères à espèces typiques du Crétacé inférieur (Valenginien à Hauterivien) dans la partie inférieure de cette section des couches de Rossfeld.Par comparaison avec des répartitions de facies récentes, on peut interpréter la formation de Rossfeld comme facies d'une série qui s'avance dans la région d'une fossé abyssal. On peut définir les régions spéciales suivantes: Un canal axial avec des grès en gros bancs, une levée du côté du bassin avec des grès en bancs minces et, lié à cela, un terrain de débordement sousmarin avec la série marneuse. Un éventail plus local à matériel détritique plus grossier et avec des structures de slumping s'avançait à partir du flanc du bassin: ce sont les couches supérieures de Rossfeld.Le spectre des minéraux denses de la formation de Rossfeld est caractérisé par l'existence du spinelle chromé et d'amphiboles vertes. Particulièrement intéressantes sont des amphiboles rouge-brun très rares (Kaersutites), lesquelles montreraient l'existence de roches alcalines dans le domaine nourricier. Le matériel détritique a une origine méridionale et provient donc d'une région ayant une position interne dans l'orogène, ce qui ne correspond pas avec la position du seuil ultrapiénidique du crétacé supérieur.

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Arbeit durchgeführt im Rahmen des IGCP-Projektes Mid-Cretaceous Events 73/ I/58.     

Denudation,vertical crustal movements and sedimentary basin infill

Denudation and vertical crustal movements are linked through the isostatic equation for conservation of lithospheric mass. Recent empirical results from a wide range of sources are presented on the rates of these processes. Denudation alone can cause non-tectonic (isostatic) surface uplift of the right magnitude predicted by theory. A case is made, following Ahnert, for a single linear relationship (although with much scatter) between denudation rate and mean drainage basin relief for large basins. Some recent determinations of denudational time constants have neglected to include tectonic and isostatic terms which oppose the reduction of relief by denudation. Application of diffusional transport models to determine the rate of sediment deposition are severely limited by inherent one-dimensionality and neglect of suspended and washload contributions. Basin infill sequences may be used to determine past sediment transfer coefficients from a hinterland, but problems arise in the apportionment of the various hinterland fluxes that occur in »real-world« three dimensional basins. Sediment yields in smaller half-graben and growth fold basins must reflect the magnitude of drainage basins and the complex local controls upon sediment yields. Examples are given from extensional basins in the Western USA and Greece. The »length« of tectonic relief produced in tilt blocks and growth folds will control the area of drainage basin developed (through the fractal form of Hack's Law) and hence the magnitude of deposition in sedimentary basins adjoining tectonic uplands.

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Zusammenfassung Denudation und vertikale Krustenbewegungen sind verbunden durch das isostatische Gesetz über den Erhalt der lithosphärischen Masse. Neuerliche empirische Ergebnisse aus einem weiten Quellenbereich werden im Verhältnis zu diesen Prozessen präsentiert. Denudation allein, kann nicht tektonisch bedingte (isostatische) Oberflächenhebungen hervorrufen, die in der richtigen Größenordnung liegen, wie sie auch theoretisch ermittelt wurden. Es wird in Anlehnung an Ahnert ein Fall geschaffen, in der eine einfach lineare Beziehung (obgleich mit vielen Streuungen) zwischen der Denudationsrate und dem durchschnittlichen Abflußbeckenrelief für große Becken vorliegt. Einige neue Ermittlungen der Denudationszeitkonstanten wurden vernachlässigt, um tektonische und isostatische Begriffe einzufügen, welche sich der Verringerung des Reliefs durch Denudation widersetzen. Die Anwendung des Verbreitungstransportmodells zum Bestimmen der Sedimentationsrate sind streng begrenzt durch die ihm innewohnende Eindimensionalität, und der Vernachlässigung der Schwebe- und Schwämmfrachtbeteiligung. Bekkenfüllungssequenzen können benutzt werden um vergangene Sedimenttransferkoeffizienten aus dem Hinterland festzulegen; aber es treten auch Probleme bei der Verteilung der verschiedenen Hinterlandeinträge auf, die bei einem realen dreidimensionalen Becken vorhanden sind. Sedimenteinträge in kleineren Halbgräben und Growth-fold Becken müssen die Größe des Abflußbeckens widerspiegeln, sowie die komplexen lokalen Steuerungen auf die Sedimenteinträge. Beispiele von Dehnungsbecken aus dem Westen der USA und Griechenlands werden angesprochen. Die Länge des tektonischen Reliefs in verkippten Blöcken und Growth-Folds wird die Fläche des entwickelten Abflußbeckens kontrollieren (durch die fraktale Form des Gesetzes von Hack), und daher die Ablagerungsmenge von Sedimentbecken in der Nähe von tektonischen Hochlagen.

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Résumé L'érosion et les mouvements crustaux verticaux sont liés par l'équation isostatique de conservation de la masse lithosphérique. Des résultats empiriques récents provenant d'un large éventail de sources sont présentés en relation avec ces processus. L'érosion seule peut être la cause d'une montée non tectonique (isostatique) dont l'ampleur est prévue exactement par la théorie. Un cas est présenté, d'après Ahnert, qui montre, pour de grands bassins, une relation linéaire simple (mais avec une forte dispersion des points) entre le taux de dénudation et le relief moyen de l'aire de drainage. Certaines déterminations récentes des constantes de temps de dénudation ont omis de tenir compte des termes tectonique et isostatique qui s'opposent à la destruction du relief par érosion. L'utilisation de modèles de transport diffus en vue de déterminer le taux d'accumulation des sédiments est sévèrement limitée par le caractère unidimensionnel de tels modèles et par le fait qu'il ne tiennent pas compte de la fraction en suspension. Les séquences de comblement d'un bassin sédimentaire peuvent être utilisées pour déterminer les anciens cfficients de transfert à partir de l'hinterland; mais des difficultés surgissent à propos de la répartition des différents flux en provenance de l'hinterland dans le cas réel d'un bassin à 3 dimensions. Les apports sédimentaires dans les bassins de demi-graben et de »growth-fold« doivent traduire la grandeur des aires de drainage et les facteurs locaux complexes qui régissent ces apports. Des exemples sont présentés, relatifs à des bassins d'extension de l'ouest des USA et de Grèce. La »longueur« des reliefs tectoniques en relation avec les blocs basculés et les »growth-folds« déterminent, par la forme fractale de la loi de Hack, la surface des aires de drainage ainsi engendrées et, en conséquence, l'importance des dépôts dans les bassins sédimentaires voisins des reliefs tectoniques.

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Ton- und Sulfatgesteine in Wechselwirkung bei Deformation

Zusammenfassung Für die Interpretation von Deformationsstrukturen in Sulfatgesteinen werden die felsmechanischen Resultate von Gips, Anhydrit, Tongestein und Halit aus Laboruntersuchungen miteinander verglichen. Während die Fließfestigkeit der kristallplastisch deformierenden Gesteinsmaterialien Anhydrit, Gips und Halit eine deutliche Abhängigkeit von der Temperatur und der Verformungsrate zeigen, deformiert das Tongestein kataklastisch und ist daher nur beschränkt von Temperatur und Verformungsrate abhängig. Das kataklastische Fließverhalten der Tongesteine wird weitgehend bestimmt durch den Wassergehalt, der seinerseits vom Überlagerungsdruck abhängig ist. Aufgrund dieses Verhaltens konnte für den untersuchten Opalinuston kein Fließgesetz gefunden werden, mit dem analog zu Anhydrit, Gips und Halit Fließfestigkeiten für Verformungsraten, wie sie in tektonischen Prozessen möglich sind, berechnet werden können.Die Gegenüberstellung der Fließfestigkeiten im möglichen Deformationsgeschwindigkeitsbereich der Juragebirgsbildung ist somit qualitativ und ergibt eine relative Abfolge der Ton- und Sulfatgesteine zueinander. Gips und Halit weisen ähnlich geringe Fließfestigkeiten auf, während die Werte für Anhydrit deutlich höher liegen. Im Experiment kann gezeigt werden, daß durch die Gips-Anhydritumwandlung Wasser frei wird. Dieses Wasser wird vom Tongestein aufgenommen, das dann seinerseits eine drastische Festigkeitsreduktion mit plastischer Deformation erfährt. Bei einer Umwandlung von Gips zu Anhydrit steigt die Fließfestigkeit der Sulfate an und das Tongestein könnte fließen.In der Sulfatserie der Mittleren Trias des Bergwerks Felsenau (Kt. Aargau, NE-Schweiz) wurden folgende Beobachtungen gemacht: Im undeformierten Bereich schwimmen zerbrochene Gipslagen im Tongestein, während im deformierten Bereich sowohl duktil deformierter Gips zusammen mit sich spröd verhaltendem Tongestein als auch zerrissene, ausschließlich aus Anhydrit bestehende Schichten beobachtet werden können. Eine solche Kompetenzinversion muß den durch Deformation und Umwandlung ändernden Fließfestigkeiten der beteiligten Gesteinsmaterialien zugeschrieben werden.

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The aim of this study is to investigate the mechanical behaviour of rocks consisting of interbedded shales and sulphates from the Eastern Jura Mountains (Switzerland). The understanding of deformational structures in sulphate rocks is based on the studies of rheological behaviour of gypsum (Baumann 1984), anhydrite (Müller et al. 1981), halite (Heard et al. 1972) and the study of the mechanical behaviour of Opalinuston (Nüesch, 1989). Rock strengths were calculated for Jura mountain building conditions with a maximum simple shear strain of ca. 10^–14s^–1 and an estimated paleo-temperature of not more than 100°C.The mechanical behaviour of Opalinuston was investigated under similar experimental conditions to those for the sulphates. The bulk strength of dry specimens is generally independent of initial fabrics, the temperature (below 200°C) and strain rate in the range 10^–4s^–1 to 10^–7s^–1, but shows a strong confining pressure dependence. In contrast to evaporites cataclastic flow is the main deformation mechanism for dry Opalinuston, and time-dependent flow laws do not apply. A small increase in water content (4%), however, reduces the bulk strenght to 50%. This should also be the case for other shales since variations in the mineral composition from 10% to 90% clay have been observed to have only a small influence on the bulk strength.In order to compare rheological behaviour of shale with that of the evaporite rocks confining pressures and temperatures were calculated on the basis of a geothermal gradient of 30°C/km. The properties of gypsum are closer to those of halite than to those of anhydrite. Under experimental conditions the strength of shale lies between gypsum and anhydrite. With increasing burial depth the differential stress of Opalinuston increases in opposition to rapidly decreasing strength of the sulphates. All the same the shale will eventually be the weakest rock of all, for condition above the gypsum-anhydrite transition. Water produced during gypsum dehydration (27%/g) is absorbed by the adjacent shale reducing its bulk strength drastically.At ductile deformation conditions for gypsum the shale will deform cataclastically with distinct dilatation. The ductile deformation of gypsum ceases as the gypsum-anhydrite transition is reached and the shale starts to deform.We propose that the transition of the mechanical behaviour of sulphates from brittle to ductile concomitant with an inverse transition in the shale is caused by the transfer of water from gypsum to shale. We call this phenomenon deformation interaction. This mechanism can explain the inversion of competence between gypsum and shale observed in natural deformed Middle Triassic rocks of Northern Switzerland.

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Résumé Les rhéologies du gypse, de l'anhydrite, de la halite et des argiles sont comparées dans des conditions expérimentales semblables afin de mieux comprendre les structures de déformation des roches sulfatées. La résistance des roches impliquées lors de la formation du Jura e été calculée à partir de données rhéologiques connues du gypse (Baumann, 1984), de l'anhydrite (Müller et al., 1981) et de la halite (Heard et al., 1972). Le comportement des argiles (Opalinuston) a été étudié à des températures oscillant entre 20° et 200°C. Si la résistance globale des échantillons secs est généralement indépendante de la fabrique initiale, de la température et de la vitesse de déformation, elle montre une forte dépendance de la pression hydrostatique. Cependant, une légère augmentation de la teneur en eau en réduit très sévèrement la résistance globale.Contrairement aux évaporites, le principal mécanisme de déformation des argiles sèches (Opalinuston) est le »cataclastic flow«, processus indépendant du facteur temps.Comme les variations de la composition minéralogique de l'»Opalinuston« n'influencent pas sa résistance globale, nos observations devraient aussi pouvoir s'appliquer à d'autres argiles.Afin de pouvoir comparer le comportement rhéologique des argiles avec celui des évaporites, la pression hydrostatique et la température ont été calculées sur la base d'un gradient géothermique de 30°C par Km. Les propriétés du gypse sont plus proches de celles de la halite que de celles de l'anhydrite.Les conditions expérimentales montrent que la résistance des argiles de situe entre celles du gypse et de l'anhydrite. Puisque la contrainte différentielle de l'Opalinuston augmente continuellement avec la profondeur, les argiles pourraient devenir la roche la plus faible au delà de la transition gypse-anhydrite. L'eau résultant de la déshydratation du gypse est absorbée par les argiles environnantes et réduit leur résistance globale. Parallèlement au gypse qui se déforme de manière ductile, les argiles se déforment cataclastiquement et montrent une dilatation distincte. En s'approchant de la transition gypse-anhydrite la déformation ductile du gypse s'atténue. Au delà de cette transition, les argiles commencent à se déformer ductilement. Nous pensons que ce processus de »déformation interaction« correspond à une transition entre la déformation ductile du gypse et celle des argiles résultant d'un transfert d'eau entre le gypse et les argiles.Nos résultats sont comparés à des structures de déformation naturelle de roches du Triasique moyen du nord de la Suisse.

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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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Simulation of the ice age atmosphere — January and July means

A simulation of the atmospheric state under ice age conditions (18,000 years before present) is presented. The T21 Atmospheric General Circulation Model (AGCM), originally developed at the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, was used for the calculation of six annual cycles. Results of the near-surface climatology (2 m-temperature, 10 m-wind, and precipitation), averaged over the last five model years, are presented. The presentation is restricted to January and July means in order to demonstrate the glacial changes in summer and winter. The model's response to ice age boundary conditions was quite consistent with paleogeological data on land and with AGCM experiments of other studies. Although the differences between the mean climate states of the model atmosphere under glacial and modern boundary conditions were statistically significant, the basic structure of the simulated atmospheric circulation was not altered substantially.

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Zusammenfassung Eine Simulation des Zustands der eiszeitlichen Atmosphäre (18000 Jahre vor heute) wird vorgestellt. Das T21-Modell (allgemeines Zirkulationsmodell der Atmosphäre), entwickelt am Europäischen Zentrum für Mittelfrist-Wettervorhersage, wurde zur Berechnung von sechs Jahresgängen verwendet. Die Ergebnisse der oberflächennahen Klimatologie (2 m-Temperatur, 10 m-Wind und Niederschlag) werden präsentiert als Mittel über die letzten fünf Modelljahre. Die Darstellung ist eingeschränkt auf Januar- und Julimittel, um die eiszeitlichen Änderungen im Sommer und Winter deutlich zu machen. Die Antwort des Modells auf die eiszeitlichen Randbedingungen stimmt recht gut überein mit paläogeologischen Landdaten und mit anderen Simulationsrechnungen. Obgleich die Klimaunterschiede in der eiszeitlichen und der heutigen Modellatmosphäre statistisch signifikant sind, wurde die Grundstruktur der atmosphärischen Zirkulation vom T21-Modell nur wenig verändert.

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Résumé Cette note présente une simulation de l'état de l'atmosphère dans les conditions de l'âge glaciaire, il y a 18.000 ans. Le calcul de 6 cycles annuels a été effectué au moyen du modèle T 21 de la circulation atmosphérique générale développé au Centre Européen de prévision du temps à moyen terme. Les éléments du climat proche de la surface (température à 2 m, vent à 10 m, précipitations) sont présentés en moyenne des cinq dernières années du modèle. Ces éléments sont limités aux moyennes de janvier et de juillet, de manière à mettre en évidence les changements hiver/été. La réponse du modèle aux conditions aux limites de l'âge glaciaire est en bon accord avec les données paléontologiques de terrain ainsi qu'avec d'autres calculs de simulation. Bien qu'il existe d'importantes différences climatiques entre les modèles d'atmosphère de l'âge glaciaire et d'aujourd'hui, la structure de base de la circulation atmosphérique du modèle T 21 est peu modifiée.

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Zur Sedimentologie eines arktischen Deltas (Colville Delta,Nordalaska)

Zusammenfassung Im August 1971 wurden vom Verfasser Feldarbeiten zur Sedimentologie des Colville Deltas, Alaska, durchgeführt. Aus subaquatischen Typlokalitäten wurden Probenkerne gezogen und auf Strukturen, Korngrößen und Mineralogie hin untersucht. Neben konventionellen Labormethoden kamen moderne elektronische Verfahren zum Einsatz (Röntgenradiographie, Röntgendiffraktometrie, Elektronenmikroskopie). Die Arbeiten sind Teil eines Programmes, dessen Gesamtleitung Prof. Dr. H. J. Walker, Baton Rouge, USA, hatte und das unterstützt wurde von: Arctic Program and Geography Programs, Office of Naval Research.

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In August 1971, sedimentological field work was carried out by the author in the Colville River delta, Alaska. Short cores were taken from several deltaic environments and analyzed for structure and composition. Laboratory analysis included both conventional laboratory methods and modern electronic techniques (radiography, X-ray diffractometry, electron microscopy). The research reported is part of a program headed by Prof. Dr. H. J. Walker, Baton Rouge, USA, and was supported by the Arctic Program and Geography Programs, Office of Naval Research.

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Résumé En auguste 1971 l'auteur a étudié sur le terrain la sédimentologie du delta de Colville (Alaska). On a prélevé des échantillons dans des profiles de divers environnements typiques; on en a examiné les structures et la composition par les méthodes traditionelles et électroniques (rayons X, radiographie et diffractométrie, microscope électronique). Ces investigations font partie d'un programme sous la direction du Prof. Dr. H. J. Walker, Baton Rouge, USA, subventionné par »Arctic Program and Geography Programs, Office of Naval Research«.

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1971 . , . , . , - , . , . . H. J. Walker, Baton Rouge, USA Arctic Program, and Geography Programs, Office of Naval Research.

     

Variszische duktile Tektonik im Böhmischen Massiv

Zusammenfassung Die Verformungsanalyse und Richtungsverteilung der Streckungslineationen in den duktilen Bereichen des Böhmischen Massiv zusammen genommen mit der Lage der Foliationsflächen deuten darauf hin, daß die Blattverschiebungen während der variszischen Deformation die entscheidende Rolle gespielt haben. Die Kompatibilität der Deformation im Gesamtbereich wurde durch Überschiebungen und Transpression in den durch die Blattverschiebungen begrenzten Blöcke erreicht. Das variszische Tektogen wurde als Blattverschiebungsorogen auf einer kontinentalen oberproterozoischen Kruste angelegt. Die Zonen mit intensiver Krustenverkürzung und damit größter Krustenmächtigkeit sind durch weiträumige Anatexis und granitische Intrusionen gekennzeichnet.

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The strain analysis and synthesis of the orientation distribution of stretching lineations and of foliations in the ductile domains of the Bohemian Massif reveals the prominent role of the strike-slip tectonics in the Variscan orogeny. The compatibility of the deformation in the whole area was reached through the thrusting and transpression and/or transtension within the blocks divided by the ductile strikeslips. The Variscides of the Bohemian Massif were superposed on the Upper Proterozoic crust. The zones of the largest crustal shortening and of the greatest crustal thickness are characterised by the extensive anatexis and granite intrusions.

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Résumé L'analyse des déformations finies et la répartition des linéations d'étirement et des surfaces de foliation dans le Massif de Bohème révèlent le rôle important joué par les mouvements de décrochement dans le développement tectonique varisque. La compatibilité des déformations dans l'ensemble du domaine a été realisée par des chevauchements au sein des blocs délimités par les décrochements. Le tectogène varisque dans le massif de Bohème s'est superposé à une croûte continentale héritée du Protérozoïque supérieur. Les zones d'intense raccourcissement et par conséquent d'intense épaississement crustal sont caractérisées par une anatexie importante et contiennent les plus grands plutons granitiques.

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Residuelle Spannungen in quarzreichen Gesteinen Röntgendiffraktometrische Messung und Erklärungsmöglichkeiten ihrer Entstehung

Zusammenfassung Röntgen-Diffraktionsmethoden werden auf dem Gebiet der Metallurgie und Materialforschung in der Keramik seit langem benutzt, um innere Spannungen zu ermitteln, die in vielen Produkten als Folge technologischer Prozesse, wie Schweißen, Rollen, Schleifen, Gießen, Sintern oder dem Härten metallischer Werkstücke, zurückbleiben.Die Anwendung der Methode auf quarzreiche Gesteine — Quarzite und Sandsteine — hat ergeben, daß auch in solchen natürlichen Mineralaggregaten residuelle Spannungen im mikroskopischen Bereich vorhanden sind. Diese Spannungen werden durch Zerstören der Bindungen zwischen Matrix und Korn der Sandsteine abgebaut. Es handelt sich deshalb um in den Mineralaggregaten gespeicherte elastische Formänderungsenergie.Geometrische Zusammenhänge zwischen den Hauptspannungsrichtungen der inneren Spannungen in Quarzkörnern von Siltsteinen und den geologischen Strukturen, denen die Proben entnommen wurden, deuten darauf hin, daß die residuellen Spannungen eine Folge syntektonischer Zementations- und Rekristallisationsprozesse sind.In Modellversuchen ließ sich die Entstehung residueller Spannungen von diesem Typus gut veranschaulichen. Daneben zeigen diese Versuche auch sehr deutlich das in der Entlastungsphase infolge innerer Spannungen entstehende Mikrorißgefüge, das eine Zugfestigkeits- und Steifigkeitsanisotropie des Materials bewirkt.

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X-ray diffraction has long been used in Metallurgie and Material Science to determine residual stresses existing in many technological products as a result of processes like welding, hot pressing or heat treatment for example.The use of the X-ray diffraction method in the study of quartzose rocks revealed that residual stresses exist in these natural mineral aggregates at the microscopic level. This internal stress is relieved when the bonds between matrix and grains of the sandstone samples are severed.Geometrical relations existing between directions of largest compression of the quartz grains in siltstone rocks and the geological structures from which the rock samples were extracted, indicate that the residual strains are a cause of de-stressing after a phase of syntectonic cementation or recrystallization processes. The development of residual strain in these rocks can qualitatively be demonstrated in model tests. These tests also indicate, how microcracks and the resulting anisotropy in strength and material stiffness develop in the unloading phase as a result of internal strain in the mineral aggregate.

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Résumé En métallurgie et dans l'industrie de la céramique on utilise les méthodes diffractométriques par rayons X pour découvrir des tensions internes résiduaires dans les métaux au cours des procédés technologiques comme la soudure, la trempe, le polissage, le moulage de fonderie.Il résulte de l'application de la méthode à des roches riches en quartz que, même dans les aggrégats naturels de cette sorte, des tensions résiduelles existent à l'échelle microscopique. Ces tensions sont résorbées dans les grés à la suite de la destruction des liaisons entre la matrice et le grain. Il s'agit donc ici d'une énergie de déformation élastique dans les aggrégats minéraux.La liaison géométrique entre les structure géologiques où les spécimens ont été pris, et les directions principales des tensions dans les grains de quartz, montre distinctement que les tensions résiduelles sont un résultat des processus syntectoniques de recristallisation et de cimentation. Dans les essais avec modèles, l'origine des tensions résiduelles de ce type se laisse très bien saisir. En outre ces essais montrent aussi très clairement la structure en microcassures due à des tensions internes engendrées lors de la phase de décharge, et qui influence l'anisotropie du matériau relative à sa cohésion et à sa rigidité.

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Zur Entstehung der Plauener Bögen im Vogtländischen Schiefergebirge

Zusammenfassung Die systematische Aufnahme der tektonischen Merkmale im südlichen Vogtländischen Schiefergebirge ergab, daß die Grundanschauung der großen sichelförmigen Plauener Sattel- und Überschiebungsbögen, die bis heute für das Vogtland in den regionalgeologischen Darstellungen und in speziellen Arbeiten vertreten wird, nicht zutreffen kann. Insbesondere werden die vogtländischen Granite keinen Westdrang der Faltung hervorgerufen haben; denn die beobachteten Falten vergieren gegen sie nach Südosten. Kleinfalten, Runzelungen und Schieferungsflächen (s₁ und s₂) haben vorwiegend normales erzgebirgisches Streichen und werden an den herzynischen und rheinischen Grenzen der Bögen von Bruchstörungen, meist steilen Abschiebungen, abgeschnitten. Demnach stellen die Plauener Bögen ± hochgekippte Quer- und Diagonalschollen mit Umbiegungen in erzgebirgische Sattelungen dar. Sie sind durch die sudetische Tektogenese, nicht schon bretonisch, geschaffen und ihre Randverwerfungen in saxonischer Zeit z. T. wiederbelebt worden.

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According to microtectonic elements in the southern Vogtländische Schiefergebirge, the present genetic interpretation of the crescent-shaped Plauen Arcs seems wrong. The Vogtland granites cannot have caused a westerly push since the folds observed are overfolded against the granites, (towards SE). Small-scale folds, cleavage planes (s1 and s2) etc. show normal SW-NE strikes and are cut off along the ends of the arcs by SE- and NNW-striking normal faults. Therefore, the Plauen arcs represent cross-strike or diagonal trapdoor blocks merging with NE-striking anticlinal axes. There age is Sudetic and not Bretonic. Marginal faults were revived during Saxonian events.

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Résumé Le relevé systématique des caractéristiques tectoniques dans le massif schisteux du Vogtland a montré qu'on ne peut se ranger à la conception d'un grand are anticlinal charrié, en forme de faucille, telle qu'elle fut présentée jusqu'à présent pour le Vogtland dans les figurations géologiques régionales et dans des travaux speciaux. En particulier les granites du Vogtland n'impliqueraient nullement une pression du plissement vers l'Ouest, car les plis observés sont déversés vers le S.E.Plissottements et surfaces de schistosité (s₁ et s₂) ont principalement une direction erzgebirgienne et sont séparés à la bordure hercynienne et rhénane de l'arc par des dislocations, le plus souvent des décollements très redressés. D'après cela, les arcs de Plauen représentent des écailles diagonales ou transversales refoulées plus ou moins haut. Ils sont produits par la tectogenèse, non bretonne, mais sudète et leurs failles de bordure ont rejoué à l'époque saxonique.

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Paleomagnetic investigations of the tertiary and quaternary igneous rocks: IV. The tertiary volcanics of the Lausitz area,Germany

The basalts and phonolites of the Lausitz area belong to the Bohemian volcanic province of which the centre of activity lay in the eské Stedohoí. Samples from 30 localities were investigated, petrological, ore microscopical and palaeomagnetic studies being carried out. Normal and reversed directions were found. Magnetically stable and unstable samples occur. In many cases the petrological and ore microscopy studies can lead to an explanation of these stability variations. They also have a direct bearing on the origin of the reversed and normal directions found.

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Zusammenfassung Die untersuchten Basalte und Phonolite der Lausitz gehören zu den Ausläufern eines starken tertiären Vulkanismus mit dem Zentrum im Böhmischen Mittelgebirge. An Proben von 30 verschiedenen Lokalitäten werden paläomagnetische sowie petrologische und erzmikroskopische Untersuchungen durchgeführt. Daraus werden Magnetisierungseinrichtungen erhalten, die auf engstem Raum inversen und normalen Charakter nebeneinander aufweisen. Im gleichen Maße wechseln paläomagnetisch stabile und instabile Proben miteinander. Die Ergebnisse der petrologischen und erzmikroskopischen Untersuchungen führen in vielen Fällen zur Klärung der Ursachen für dieses unterschiedliche Stabilitätsverhalten und geben außerdem erste Hinweise über die stattgefundenen Inversionsmechanismen.

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Résumé Les basaltes et phonolites de Lausitz appartiennent à la province volcanique de la Bohême du nord, dont l'ancien centre d'activité se trouve dans les eské Stedohoí. Sur les échantillons prélevés à trente affleurements les études pé trologiques, minéralogiques et paléomagnétiques ont été faites. Des directions d'aimantation normales et renversées ont été trouvées. Le même affleurement montre les échantillons stabiles et instabiles. Les études pétrologiques donnent des explications. Les mêmes études s'appliquent aux problèmes d'origine des directions normales et renversées.

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Contribution No. 33, Geology Department, Case Western, Reserve University, Cleveland.Contribution Nr. 254, Geomagnetic Institute, Potsdam.     

Precambrian sedimentation,tectonics, and magmatism in Mexico

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

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

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

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

Palaeocurrents in Mesopotamian geosyncline

Terrigenous sandstone formations of Mesopotamian geosyncline were investigated in order to reconstruct the palaeocurrents in the basin and to compare ancient and recent drainage systems. Direct and indirect methods were used; direct ones, as investigation of the dipping of cross bedding revealing directly the axis or direction of the currents, and indirect ones, as heavy mineral analyses, revealing the possible source areas.All the formations distributed in the southwestern flank of the geosyncline exhibit the palaeocurrents flowing from the southwest towards the northeast, i. e. towards the axis of the geosyncline. By contrast, all the formations distributed in the opposite flank of the geosyncline, exhibit also opposite current directions, i. e. from the northeast towards the southwest. This ancient current system resembles the recent situation; transversal basin filling from both sides towards the geosynclinal axis. In recent times oblong basin filling, executed by Twin rivers, Euphrates and Tigris, also takes place. They transport the material along the geosynclinal axis towards the remaining marine parts of the Mesopotamian geosyncline, represented by Persian Gulf.

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Zusammenfassung Terrigene sandige Ablagerungen der mesopotamischen Geosynklinale wurden untersucht, um die Paläoströmungen in den Sedimentationsbecken zu rekonstruieren. Es wurden direkte (Untersuchung der Strömungsschichtung) und indirekte Methoden (Schwermineral- und Geröllanalysen) angewendet.Alle Formationen, welche am südwestlichen Rand der Geosynklinale liegen, zeigen Paläoströmungsrichtungen von Südwesten nach Nordosten. Dagegen zeigen die nordöstlichen Formationen umgekehrte Richtungen von Nordosten nach Südwesten, senkrecht zur Geosynklinalachse. Beide Paläoströmungen sind sehr ähnlich dem heutigen Bild. So können wir auch heute eine Querfüllung des Geosynklinalbeckens beobachten. Außerdem tritt heute auch eine Längsfüllung der Geosynklinale durch Euphrat und Tigris auf. Diese Flüsse transportieren das Material entlang der Geosynklinalachse zur rezenten marinen Restgeosynklinale, die heute den Persischen Golf bildet.

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Résumé Les formations détritiques du géosynclinal Mésopotamique ont été étudiées en vue d'une réconstruction des paléocourants et d'une comparaison de la situation présente et ancienne. Des méthodes directes (études de la stratification croisée) et indirectes (études de minéraux lourds) ont été employées.Toutes les formations situées au bord sud-ouest du géosynclinal montrent des paléocourants dirigés du sud-ouest au nord-est. Au contraire, les formations du bord nord-est présentent la direction inverse. Les paléocourants ont toujours été dirigés perpendiculairement à l'axe du géosynclinal. Le système des paléocourants anciens ressemble au système contemporain. Le remplissage du bassin a toujours été transversal. Mais aujourd'hui le remplissage longitudinal existe aussi. Ce remplissage est effectué par les fleuves Euphrate et Tigre, qui transportent des matériaux détritiques dans le reste marin du géosynclinal Mésopotamique.

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The reactivation of the ancient structure and corresponding changes in the Earth's crust. An example of the Bohemian Massif

The geological reconstructions suggest that prior to the Upper-Proterozoic sedimentation the Bohemian Massif was formed by a relatively uniform, stable crust with highgrade metamorphites near the surface. This ancient Moldanubian Formation is thought to be 1000–1800 m. y. old. The lowest Earth's crust layer of the initial Moldanubian structure is inferred to be composed by partially hydrated ultramafics.Three principal units showing different development of the initial structure are briefly discussed. The Moldanubicum represents a rigid block. The old Moldanubian sequence was transformed mainly due to the Paleozoic periplutonic metamorphism. An Upper-Proterozoic graben-type collapse generated the Teplá-Barrandian and Labe basins. Attention is given to the possible causes, mechanism and consequences of the longlasting geosynclinal subsidence. In Erzgebirge and Sudeten the initial Moldanubian structure was transformed in a combined way due to the geosynclinal development and Paleozoic metamorphism. Corresponding changes in the Earth's crust are discussed.

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Zusammenfassung Geologische Rekonstruktionen führen zur Ansicht, daß die Böhmische Masse in der Zeitperiode vor der oberproterozoischen Sedimentation aus verhältnismäßig gleichartiger, stabiler Erdkruste mit nahe der Erdoberfläche gelegenen, durch Tiefenmetamorphose umgewandelten Gesteinen bestand. Das Alter dieser »moldanubischen« Formation wird auf 1000 bis 1800 Mill. Jahre geschätzt. Der untere Teil der moldanubischen Ausgangskruste dürfte wahrscheinlich von partiell hydratisierten Ultramafiten aufgebaut worden sein.Im vorliegenden Aufsatz werden drei Gebiete besprochen, wo eine unterschiedliche Entwicklung des ursprünglichen Baues erfolgte. Das Moldanubikum bildet einen rigiden Block, worin der ursprüngliche Ausgangsbau vor allem durch die paläozoische periplutonische Metamorphose umgewandelt wurde. In dem Teplá-Barrandium- und dem Labe (Elbe)-Gebiet erfolgte im oberen Proterozoikum eine Grabeneinsenkung des alten Baues in die Tiefe. Im Text wird ein Modell von Ursachen, Mechanismus und Folgen der langfristigen geosynklinalen Subsidenz dieses Gebietes dargestellt. Im Erzgebirge und in den Sudeten wurde der moldanubische Ausgangsbau durch eine geosynklinale Entwicklung und die paläozoische Metamorphose umgewandelt. Die unterschiedliche Entwicklung führte zu Änderungen in der Zusammensetzung und Mächtigkeit der Erdkruste, die in erwähnten Einheiten durch seismische Charakteristik gekennzeichnet wird.

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Résumé Une reconstruction géologique montre que le Massif de Bohême était formé — avant la sédimentation du Protérozoique supérieur — par une écorce relativement stable et uniforme avec des métamorphites profondément transformée située près de la surface. L'âge de cette ancienne formation »Moldanubienne« est estimée à 1000–1800 millions d'années. La couche la plus profonde de la croûte originelle de la structure Moldanubienne initiale est considerée comme composée par des roches ultramafiques, hydratées en partie.L'auteur discute brièvement les trois unités principales d'ou découle un développement différent de la structure initiale. Le Moldanubien forme un bloc rigide dans lequel la structure initiale de départ a été transformée principalement par le métamorphisme paléozoïque périplutonique. Au Protérozoïque supérieur, un effondrement du type graben a créé les bassins Teplá-Barrandien et de Labe. Les causes possibles, le méchanisme et les conséquences de la subsidence géosynclinale de longue durée sont étudiées. Dans l'Erzgebirge et dans les Sudètes, la structure moldanubienne initiale a été transformée par le développement géosynclinal de même que par le métamorphisme paléozoïque. Les changements y correspondant dans l'écorce terrestre sont discutées.

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Die Minas-Gruppe in Nordost-Bahia,Brasilien

Zusammenfassung Die Quarzite und Phyllite der präkambrischen Serie Jacobina, deren geologische Beziehung zum umgebenden hochmetamorphen Kristallin bisher ungeklärt war, wurden in verschiedenen Teilgebieten kartiert und petrographisch untersucht. Im Gebiet von Juacema (Abb. 1) bildet die Serie Jacobina den Westflügel einer fast isoklinalen, schwach westvergenten Mulde. Sie wurde Jacobina-Synklinorium genannt und erstreckt sich vom Rio São Francisco im Norden rund 300 km weit nach Süden (s. Abb. 3 und 6). Auf dem Ostflügel der Mulde sind die Phyllite durch Kalifeldspatisation granitisiert worden (Reliktgefüge!); die eingeschalteten Quarzite sind denen der Serie Jacobina im sedimentären Mineralbestand, z. B. der Turmalin- und Hämatitführang, sehr ähnlich. Im Gebiet von Campo Formosa (Abb. 2) konnte nachgewiesen werden, daß die Serie Jacobina mit der Serie Lavras stratigraphisch identisch ist: Die Abfolge der Formationen Rio do Ouro — Cruz das Almas — Serra do Meio (der Serie Jacobina) entspricht der Abfolge Tombador — Caboclo — Morro do Chapéu in der Serie Lavras. Beide Serien müssen damit altersmäßig in die Minas-Gruppe eingestuft werden.Im nördlichsten Bahia wurde eine Quarzit-Paragneis-Gruppe vom älteren Kristallin abgegliedert und nach dem Ort Ibó benannt. Sie scheint im Westen—über einen Quarzitzug nordwestlich von Poço de Fora — mit dem Jacobina-Synklinorium Verbindung zu haben (s. Abb. 6). Auch gemeinsame Merkmale in der Lithologie und im tektonischen Bauplan deuten darauf hin, daß die Ibó-Gruppe ebenfalls ein Äquivalent der Minas-Gruppe ist. An dem über 200 km langen Quarzitzug von Orocó-Caldeirão läßt sich zeigen, daß die Minas-Paragneise nach Süden in hochkristalline Gneise und Migmatite übergehen: eine Trennung der Minas- und prä-Minas-Gneise ist hier kaum noch möglich. Diese und andere Beobachtungen beweisen, daß die als Caraiba-Gruppe bezeichneten alten Gneise Nordbahias bedeutende Anteile von hochmetamorphem Minas miteinschließen.Jedenfalls scheint die Minas-Gruppe im gesamten Raum Nordost-Bahias abgelagert worden zu sein. In den untersuchten Gebieten folgt meist auf eine quarzitreiche untere Subgruppe eine obere Subgruppe mit Metapelit und Metaarkose (s. Abb. 7); am Übergang treten hämatitreiche Gesteine auf. Der Metamorphosegrad der Minas-Schichten ist gebietsweise sehr unterschiedlich: Während im Westen, im Salitre-Becken, die Schichten fast unmetamorph sind, wurden die Pelite und Arkosen weiter östlich in Biotitgneis oder auch Migmatit und Diatexit (bis Granit) umgewandelt. Die Grenze der zwei Metamorphosebereiche wird durch die Phyllite und Grünschiefer der Serie Jacobina markiert.

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The quartzites and phyllites of the Precambrian Jacobina Series whose geological relations to the high-metamorphic rocks in the east were unknown until now, were mapped and petrographically examined in various areas. In the Juacema area (fig. 1) the Jacobina Series forms the western limb of an eastward dipping syncline. Almost isoclinal it stretches from Rio São Francisco in the north for about 300 km to the south (see fig. 3 and 6) and was called Jacobina Synclinorium. The phyllites on the eastern limb of the syncline are granitized by kalifeldspatization (visible by relic textures). The quartzites following the eastern limb, in mineral composition, as to the accessory content of turmaline and hematite, are very similar to those of the Jacobina Series.In the Campo Formosa area (fig. 2) the stratigraphic identity of the Jacobina and Lavras Series was proved. The division of the Jacobina Series into the formations Rio do Ouro — Cruz das Almas — Serra do Meio corresponds to that of the Lavras Series into Tombador — Caboclo — Morro do Chapéu. So both these series are seen as equivalents of the Minas Group.In the most northern part of Bahia a quartzite paragneiss group was divided from the crystalline basement and called after the village of Ibó. In the west this same group seems to join to the rocks of the Jacobina Synclinorium (see fig. 6); similar lithological and tectonical characteristics furthermore indicate the stratigraphic equivalence of the Ibó and the Minas Group. Along the Orocó-Caldeirão quartzite range was shown that the Minas paragneisses to the south are transformed into granitic gneisses and migmatites: Here the separation from pre-Minas gneisses is scarcely possible. This and further observations prove that the ancient gneisses of northern Bahia, subsumed under the name Caraiba Group, are including big parts of high-metamorphic Minas rocks.The Minas Group evidently has been deposited in whole north-eastern Bahia. In the examined areas the group mostly exists of a basic subgroup rich in quartzites and an upper one of metapelites and metaarkoses (fig. 7). Near the transition of the two subgroups rocks rich in hematite occur. The metamorphic grade of the rocks is greatly different from region to region. Whilst the Minas Group in the west, i.e. the Lavras Series in the Salitre Basin, is almost unmetamorphous, the pelites and arkoses farther to the east are transformed to biotite gneiss up to migmatite and granite. The limit between the two metamorphic zones is marked by the phyllites and greenschists of the Jacobina Series.

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Resumo Os metasedimentos da Série Jacobina foram mapeados e petrograficamente examinados en várias áreas escolhidas. Na área de Juacema (fig. 1) a Série Jacobina constitui o flanco occidental de um sinclinal quasi isoclinal, com vergência fraca para oeste. Foi denominada de Sinclinório de Jacobina e estende-se do Rio São Francisco no norte acerca de 300 km para o sul (veja fig. 3 e 6). No flanco oriental do sinclinório os filitos foram granitizados devido à felspatização potássica, como se verifica microscopicamente pelas estruturas internas conservadas. Os quartzitos intercalados nas rochas granitizadas, com respeito à composição primária sedimentar (conteudo accessórico de turmalina e hematita, etc.), são muito semelhantes aos quartzitos da Série Jacobina, e estratigraficamente correspondem a êstes.Na área de Campo Formoso (fig. 2) foi demonstrada a correlação estratigrafica das Séries Jacobina e Lavras; o perfil Formação Rio do Ouro — Cruz das Almas — Serra do Meio (da Série Jacobina) corresponde ao perfil Tombador — Caboclo — Morro do Chapéu na Série Lavras. As duas séries igualmente são equivalentes ao Grupo Minas.No extremo norte da Bahia foi mapeado um grupo quartzito-paragnaissico, denominado pelo nome da vilo Ibó. No oeste êste grupo parece ser ligado às rochas do Sinclinório de Jacobina, por uma faixa de quartzitos ao noroeste de Poço de Fora (veja fig. 6). O comportamento igual da litologia e tectônica confirma a correlação estratigráfica do Grupo Ibó e da Série Jacobina e Minas respectivamente. Ao longo de uma faixa de quartzitos, estendo-se de Orocó/Pe até Caldeirão/Ba, indicado pelas fig. 4 e 6, foi comprovado que, os paragnaisses do Grupo Minas se transformam para sul em gnaisses intensamente metamórficas e em migmatitos — petrograficamente idênticos às rochas cristalinas pre-Minenses. Esta e outras obvervações demonstram que, os gnaisses antigos reunidos sob o nome de Grupo Caraiba incluem grandes partes de rochas altamente metamórficas do Grupo Minas.O Grupo Minas evidentemente foi depositado em toda parte nordestina do Estado da Bahia. Nas áreas examinadas geralmente um subgrupo characterizado por quartzitos é sobrepôsto por um subgrupo de metapelitos e metaarcóseos (fig. 7). Perto da transição dos dois encontram-se rochas hematitíferas.O grau do metamorfísmo dos metasedimentos varía: Ao oeste, na Bacia de Salitre, o Grupo quasi não foi metamorfizado — a leste da Serra de Jacobina os pelitos e arcóseos foram transformados em gnaisses á biotita, migmatitos e até granitos. Os filitos e xistos verdes da Série Jacobina marcam o limite das duas zonas metamórficas.

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Jacobina, , . - Juacema (. 1) Jacobina - . Jacobina, Ri Sao Francisco 300 (. 3 6). ( ). , , Jacobina, . . . Campo Formoso (. 2) , Jacobina Lavras: Rio do Ouro — Cruz das Almas — Serra do Meiro ( Jacobina) Tombador — Caboclo — Morro do Chapeu Lavras. Minas. Bahia — Ibo'. , - de Fora — Jacobina (. 6). , Ibo'. Minas. Oroco-Cal deirao , 200 , Minas : Minas -Minas . , hi, raiba Minas. , , Minas. (. 7); . Minas : , Salitre , -, ( ). Jacobina.

     

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

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

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

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

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Hypotheses on the origin of the Ries Basin,Germany, from 1792 to 1960

Hypotheses preceding the establishment of the impact theory in 1960 tried to rely the origin of the Ries Basin on endogenic or exogenic forces and models which at the time of the authors were successfully applied for the explanation of geologic phenomena. This comprehensive review on the history of Ries hypotheses provides a prospect of the succession of some geologic ideas from the end of the 18th century until the middle of the 20th.

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Zusammenfassung Vor der im Jahre 1960 begründeten Impakttheorie aufgestellte Hypothesen versuchten die Entstehung des Riesbeckens auf diejenigen endogenen oder exogenen Kräfte und Modelle zurückzuführen, die zur Zeit ihrer Autoren jeweils mit Erfolg zur Erklärung geologischer Phänomene angewendet wurden. Die zusammenfassend dargestellte Geschichte der Ries-Hypothesen bietet daher ein Abbild der Abfolge einiger geologischer Ideen vom Ausgang des 18. Jahrhunderts bis zur Mitte des 20sten.

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Résumé Avant la théorie de l'impact conçue en 1960, des hypothèses proposées tentaient de ramener la genèse du bassin de Ries à des forces endogènes ou exogènes et à des modèles qui, à l'époque de leurs auteurs, furent appliquées chaque fois avec succès pour l'explication de phénomènes géologiques. L'exposé historique ici présenté, concernant les hypothèses sur le Ries, fait voir quelques-unes des idées géologiques émises depuis la fin du 18^e siècle jusqu'à la moitié du vingtième.

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, 1960 ., . . , , . . 18- 20- .