Probleme der Tektonischen Spannungsverteilung im Karpatenraum

Zusammenfassung Nach kritischer Auswertung der geologischen Literatur Ungarns, Österreichs, Rumäniens und der Tschechoslowakei wurden Karten über die tektonische Spannungsverteilung des Gebietes in der austrischen und den darauffolgenden Orogenphasen gezeichnet. Ihre Diskussion ergibt folgendes: 1. Das Karpatenbecken — das nicht-gefaltete Gebiet im Rahmen der Alpen, Karpaten und Dinariden — darf als ein Homogenitätsbereich tektonischer Spannungen im qualitativen Sinne betrachtet werden. 2. Dieses Gebiet wird durch die Abwechslung von tektonischen Zug- und Druckspannungen charakterisiert, wogegen die umgebenden Kettengebirge durchweg auf Druck beansprucht werden. 3. Die Zugspannungen können nicht die Ergebnisse von Krustenbiegung sein. Weiteres läßt sich über ihre Entstehung nicht mit Gewißheit behaupten, jedoch scheinen sie die Begleiterscheinungen und Konsequenzen der die alpin-karpatische Gebirgsbildung anregenden Druckkräfte zu sein.     

Genetische Probleme der Zinn-Wolfram-Vererzung im Erzgebirge

Zusammenfassung Die Zinnvererzungen im Erzgebirge stehen in engen räumlichen Beziehungen zu den Granitkontakten. Dieses Merkmal wird durch eine strukturelle Rolle der konsolidierten Endokontaktpartien der Granite beim Aufstieg der Erzlösungen erklärt. Die Mineralisationslösungen stammen aus den tieferen Teilen der Erdkruste; die Lagerstätten stehenin einer paragenetischen Stellung zu den Graniten. Die Zinn-Wolfram Mineralisation verlief in mehreren Mineralisationsstadien. In den Quarzgängen konnte eine deutliche innere Gangmetasomatose beobachtet werden, bei der ine ältere Quarzgangfüllung verdrängt wurde. Die symmetrischen Salbänder mancher Mineralien um die Quarzgänge sind durch Verdrängung des Quarzes vom Gangkontakt aus gebildet worden. Die Abschnitte der Quarzgänge mit Feldspäten die den Pegmatiten sehr ähnlich sehen, sind durch Metasomatose nach der Greisenbildung entstanden. Die Granitbildung wurde von extensiven Nebengesteinsumwandlungen begleitet bei der Kalifeldspatbildung (I–II), Albitisierung, Vergreisung, Serizitisierung, Kaolinitisierung, und Hämatitisierung unterschieden werden. Die wichtigsten geologischen und mineralogischen Merkmale der Lagerstätten sind in Tabellen zusammengefaßt.

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The tin-tungsten mineralization in the Kruné hory Mts. /Erzgebirge shows a close spatial association with the granite contacts. This feature is explained by the structural control of solid endocontact part of the granite bodies for the import of postmagmatic solutions. The mineralizing solutions were derived from the deeper parts of the earth's crust, the ore deposits being thus in a paragenetic position to the granites. The tin-tungsten mineralization occurred during an interrupted process of metallization in the course of several stages. In the quartz veins a distinct intravenous metasomatism was observed with the replacement of earlier quartz vein fillings. The symmetrical selvages of some minerals around quartz veins originated by the replacement of quartz from the wall contact. The sections of the quartz veins with felspars resembling very closely the pegmatites were formed by the post-greisen metasomatism of the quartz veins. The emplacement of granites was accompanied by extensive wall- rock alterations of which potash- felspatization (I and II), albitization, greisenization, sericitization, kaolinization and hematitization were distinguished. The main geological and mineralogical features of the deposits are summarized in tables.

     

Bruchtektonik mit modifizierter Bruchbildung

Zusammenfassung Modifizierungen verschiedenster Art bei bruchtektonischen Vorgängen können hervorgerufen werden durch Materialunterschiede im Schichtverband, durch Vorzeichnungen (Störkörper, Störflächen), durch die Verlagerung der Spannungsauslösung auf mehrere oder viele Bahnen und schließlich dadurch, daß Übergangsglieder zwischen bruchhafter und bruchloser Verformung ausgebildet werden.Solche Modifizierungen werden an möglichst einfachen Grabenexperimenten gezeigt. - Durch genaue Kontrolle der Bewegung markierter Teilchen innerhalb der einzelnen Phasen dieser Experimente und durch Ausplanimetrierung dieser Bewegungsraten nach Wegstreckenlänge und -richtung sowie nach Schichtdicken-Veränderung lassen sich Bewegungsanalysen durchführen, die quantitative Auswertungen erlauben.Es zeigt sich dabei, daß die Probekörper während der Experimente erhebliche innere Deformation erleiden. Solche Deformationen sind natürlich stark abhängig vom Grad der Teilbeweglichkeit und von Charakter und Größe der Teilbewegungen. Die Bewegungsanalysen dieser Arbeit gestatten quantitative Aussagen für die Überprüfung dieser Faktoren.Die gleichen planimetrischen Auswertungsmethoden werden auch versuchsweise für die Ergebnisse von Experimenten von H.Cloos und E.Cloos angewendet. - Weiterhin wird versucht, gewisse bruchtektonische Erscheinungen (Mittelhorstbildung in Gräben, Bildung von X-Gräben usw.) mit den experimentell erzielten Ergebnissen zu vergleichen.

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The following phenomena are influencing the appearance of tectonic fracturing: Differences in the material of the sedimentary complex, disturbances, displacement of the tension release, and others. By simple experiments, the motion patterns of fracturing are demonstrated, controlled by marked particles, and transformed into a motion analysis.

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Résumé Les phénomènes suivants ont un influence sur la forme des fractures tectoniques: différences de matériel d'une couche à l'autre, préfiguration par des intrusions, etc. A l'aide d'expériences simples les mouvements qui se déroulent lors d'une fracture sont reproduits, contrôlés par des particules marquées et transposées en une analyse du mouvement.

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Den Herren H.Funk und W.Ziegler vom Geologisch-Paläontologischen Institut Frankfurt/Main danke ich sehr herzlich für die tatkräftige Mithilfe bei der Ausführung der Versuche. Für die Mitwirkung bei Entwurf und Herstellung der Zeichnungen bin ich Herrn Dr. K.-P.Winter vom Frankfurter Geologisch-Paläontologischen Institut zu großem Dank verpflichtet.     

Vulkanotektonische Probleme in der Hohen Eifel

Ohne Zusammenfassung     

Geologische Probleme bei der Anlage von Naturschutzgebieten

Zusammenfassung Der gestaltende Naturschutz bezweckt eine Verbesserung bzw. Regeneration gefährdeter oder zerstörter Biotope, besonders der Feuchtbiotope.Die Schaffung solcher Biotope, die im allgemeinen mit der Anlage einer Wasserfläche eingeleitet wird, erfordert vor allem eine geologische Beurteilung des Baugrundes und der Wasserführung. Für eine möglichst effektive Erstellung müssen darüber hinaus schon bei der Planung die regionalgeologischen Gegebenheiten berücksichtigt werden.Als besonders kostengünstig erweist sich die Verwendung bereits vorhandener Hohlformen vor allem aufgelassener Tagebaubetriebe. Diese können, besonders bei schwierigen geotechnischen Verhältnissen, als Naturschutzgebiete weitaus effektiver und kostengünstiger rekultiviert werden als nach den herkömmlichen Zielsetzungen.Auf Grund dieser Erfahrungen werden geowissenschaftliche Kriterien für die Auswahl von Naturschutzflächen zusammengestellt. Es wird vorgeschlagen, potentielle Naturschutzgebiete in Zusammenarbeit mit Rohstoffsicherung und Landschaftsplanung systematisch zu erfassen und vergleichend zu bewerten.

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Formative natural protection aims at a melioration or a regeneration of endangered or destructed biotopes, especially humid biotopes.Establishing those biotopes generally begins with laying-out a surface of water. This requires a geological examination of soil and groundwater conditions. For a most effective management the regional geological context must be considered as early as during planning.The use of already existent excavations, particularly abandoned open pits, proves most favourable economically. Especially in cases of difficult geotechnical conditions open pits can be recultivated far more effectively and less expensively as for tradional purposes.Based on this experiences geoscientific criteria for the choice of areas for natural protection are listed. It is proposed to systematically register and comparatively value areas for natural protection with respect to securing of resources and regional planning.

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Résumé La protection organisée de la nature a pour but une amélioration, voire une régénération de biotopes en danger ou bien détruits, en particulier des biotopes humides.La création de tels biotopes, débutant en général par la mise en place d'une surface d'eau, nécessite avant tout une analyse géologique du terrain d'installation et de l'alimentation en eau. Pour un aménagement aussi effectif que possible il faut en plus, déjà pendant la planification, tenir compte des données géologiques régionales.L'utilisation d'excavations déjà existantes, et surtout d'exploitations à ciel ouvert non comblées, s'avère particulièrement économiques. Celles-ci peuvent, surtout dans des conditions géotechniques difficiles, être récultivées beaucoup plus effectivement et à meilleur marché en en faisant des réserves naturelles plutôt qu'en visant les buts traditionnels.A partir de ces expériences, des critères géoscientifiques sont rassemblés en vue du choix d'emplacements de réserves naturelles. Il est proposé de faire le recensement systématique et de donner appréciation comparative des réserves naturelles en puissance en liaison avec l'approvisionnement en matériaux et une planification régionale.

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Das Zusammenwirken von Sedimentation und Bruchtektonik in den triadischen Hallstätterkalken der Ostalpen

Zusammenfassung Die Hallstätterkalke der Ostalpen verdienen als Träger der Obertriasstratigraphie der Tethys allgemeines Interesse. Ihre Lithologie wird bestimmt durch Ablagerung in einem von Flachwasserkarbonaten umgebenen Hungerbecken mit fast stagnierender Sedimentation einerseits und durch die Wirkung synsedimentärer Tektonik andererseits.Die vertikale Abfolge und ihr horizontaler Wechsel innerhalb der Hallstätterkalke sind in der klassischen Region des Salzkammergutes auffallend konstant, so daß ein schematisches Normalprofil aufgestellt werden konnte. Neben der Hallstätterkalk-Fazies gibt es eine solche mit tonreicheren Grausedimenten, die im einzelnen deutlich davon differiert, aber im Großrhythmus der Kalk-TonSedimentation ähnlich ist.Die synsedimentäre Tektonik wird beherrscht von brechender Verformung der weitgehend festen Sedimente. Es bildet sich ein Netz von Zugklüften mit stellenweise meterbreiten, offenen Spalten, die allmählich verfüllt werden. Tektonische Einengung wurde nur selten beobachtet, häufiger Versetzung und Kippung von Schollen im Meterbereich. Die Interferenz der Sedimentation mit den tektonischen Bewegungen beweist, daß letztere im kleinen ruckartig verliefen, im großen aber während des Karn und Nor ziemlich gleichmäßig andauerten. Sie stehen möglicherweise in Zusammenhang mit der relativen Hebung des gesamten Hallstätter Beckens gegenüber den rasch absinkenden Dachsteinkalk-Plattformen.In stratigraphischer Hinsicht wirken die Spalten als Fossilfallen und lagern oft sehr fossilreiche Sedimente unter Durchbrechung des Lagerungsgesetzes in stratigraphisch älteres Gestein ein. Die Unterscheidung von Spalten- und Schichtlagern im Hallstätterkalk ist jedoch im allgemeinen gut durchführbar.

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As they bear classical stratigraphic localities of the Upper Triassic, the East Alpine Hallstätterkalke are of general interest. Their area of deposition was a starved basin between shallow water carbonate platforms with reduced sedimentation and subsolution on one side and influence of syngenetic tectonics on the other.The vertical successions and their lateral changes within the Hallstätterkalk are remarkably constant. A schematical standard succesion can be given. Besides the facies of Hallstätterkalk with generally red sediments there exists another with more argillaceous gray deposits, differing in details of lithology but not in the general rhythm of lime and clay sedimentation.Syngenetic tectonic activity causes fracturing in the highly consolidated sediments. Among the joints most frequently tension cracks occur, some meters wide and filled with younger sediment. Tilted blocks and displacements are common, but shearing and tectonic compression are rare. The tectonic activity consisted of many small jerks, but was continuous during a long period, i. e. the Carnian an the Norian. This is shown by the interference with sedimentation.From the stratigraphic point of view the cracks are important as they act as traps for fossils and as these fossil-rich fillings are deposited in older rocks, breaking the law of stratigraphic succession. But in most cases deposits in cracks can easily be distinguished from those in normal sediment.

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Résumé Les calcaires de Hallstatt des Alpes Orientales contiennent les profils classiques du Triassique supérieur et sont donc d'un grand interêt. Leur lithologie est déterminée par une sédimentation réduite dans un «starved basin» d'une part et par l'effet d'une tectonique syngénétique d'autre part.Leur succession verticale et leur variation latérale particulièrement constantes dans la région classique du Salzkammergut permettent de dresser un profil typique schématique. A part le faciès des calcaires rouges il existe un autre à sédiments gris plus colloidal dont les détails se distinguent du premier mais leur rhythme principal calcaire-colloide est analogue.La tectonique synsédimentaire est caractérisée par une déformation rupturelle des sédiments largement consolidés. Il se forme un système de diaclases ouvertes qui sont remplies peu à peu. Des phénomènes de cisaillement et de resserrement sont assez rares, des diaclases d'extension et des basculements de blocs sont observés plus souvent à l'échelle de quelques mètres. Pour des périodes limitées les mouvements tectoniques ont eu lieu par secousses, mais vu l'ensemble des périodes du Carnien et du Norien on se rend compte de la continuité de leur activité.Du point de vue stratigraphique les diaclases ont la fonction de pièges à fossiles. Des sédiments fossilifères se trouvent souvent dans des roches plus anciennes. Mais ce dépôts à fossiles peuvent être distingués nettement des couches stratifiées dans les calcaires de Hallstatt.

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Die Bruchtektonik in den Ostalpen

Zusammenfassung Es wird eine Kurzübersicht über die bruchtektonischen Strukturen der Ostalpen aus der Zeit des alpidischen geosynklinalen, orogenen und kratogenen Stadiums gegeben. Der Überblick läßt erkennen, daß hier eine Bruchtektonik herrscht, die in enger kausaler und zeitlicher Beziehung zur alpinotypen Transversal-Tektonik im Orogen steht. Aufgrund des Studiums der Bruchtektonik der Ostalpen läßt sich durch Abstraktion eine genetische bruchtektonische Zyklenabfolge für das Orogen schlechthin ableiten.

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The author gives a short survey of the fault-systems of the Eastern Alps, which were formed during the geosynclinal, the orogenic and the cratogenic stage of the alpidic era. This review shows that the origin of this fault-system is in a close causative and temporal connection with the formation of the great transversal tectonic structures of alpinotype style during all the phases of the evolution of the orogene. Finally, as a result of the study of the characteristic succession of different fault-systems within the Eastern Alps, it is possible to deduce the general principle of the typical succession of cycles of fault-systems for the orogen.

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Résumé L'auteur donne un aperçu du système des failles des Alpes orientales, formé pendant l'époque géosynclinale, orogénique et cratogénique de l'ère alpidique. Cette revue montre que la génèse de ce système de failles a des rapports étroits causaux et temporels avec la génèse des structures tectoniques transversales de style alpinotype pendant toutes les phases de l'évolution de l'orogène. Enfin, l'étude de cette succession génétique des differents systèmes de failles dans les Alpes orientales permet de déduire une succession caractéristique des cycles de failles typiques, valable pour l'orogène en général.

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Neuere Ergebnisse der Anwendung physikalischchemischer Methoden auf Probleme der Geologie

Ohne Zusammenfassung     

Ein Beitrag zur jungen Bruchtektonik der argentinischen Puna und ihr Verhältnis zu den angrenzenden Andenabschnitten

In an area of the Puna, situated between the parallels of latitude 23° 30′ and 24° south and the circles of longitude 67° 12′ and 66° 45′ west, two groups of slightly diverging reversed and thrust faults of different age have been observed: 1. north-northeast to north striking, pre-Pliocene — Pliocene (?) and 2. north-northwest to north striking, post-Pliocene — Pleistocene (?). In the two groups some reversed faults dip to the west, others dip to the east, forming in between narrow but elongated blocks limited by faults dipping in opposite directions. The depressed blocks, widening downward are called “Furchen” (furrows), the uplifted blocks, narrowing downward are called “Keile” (wedges). Acid intrusions and small effusive basalts are connected with the reversed faults. These structures are very common in the western part of the Andes in northwestern Argentine. The reversed faults and thrusts originated the morphological uplift of the central and eastern Andes.     

Randpazifische Bruchtektonik am Beispiel Chiles und Neuseelands

Zusammenfassung Entlang der Westabdachung der chilenisch-argentinischen Anden spielen tertiäre Faltungen keine wesentliche Rolle. Während jungandidische Faltungsphasen sukzessive nach Osten vorstießen, sind hier im westlichen Rückland alte, diagonal durch das Gebirge streichende Lineamente neu belebt worden. Als sich kreuzende Verwerfungssysteme kontrollieren sie weitgehend die Bildung lokaler, tertiär-quartärer Sedimentbecken am Kontinentalrand. Mächtigkeit und Faziesentwicklung ihrer Füllsedimente deuten auf wechselweise Hebungs- und Senkungstendenzen in einem durch Bruchvergitterung entstandenen Schollenfeld. Der quartäre Vulkanismus in den Anden hält sich bevorzugt an gleichartige, NW- und SW-streichende Lineamentrichtungen, welche sich somit als die hauptsächlichen, im Dehnungsbereich stehenden Schwächezonen zu erkennen geben. Anzeichen von großen, küstenparallelen Blattverschiebungen konnten nirgends festgestellt werden.Grundsätzlich zeigt sich kein Unterschied in Tektonik und Bruchbild zwischen Küstenkordillere, Längstal und Andenkordillere. Das Längstal ist kein eigentlicher Grabeneinbruch; Dehnung und Zerrungstektonik charakterisieren die gesamte Zone gleicherweise. Am Kontinentalrand besteht keine Einengung, er ist vielmehr in tiefer Front der Zerstörung anheimgefallen, hervorgerufen durch Einrollen und Zerreißen der äußeren Krustenteile. Kompression und eigentliche Faltung kommen nur weit landeinwärts vor. Die beobachtete, kontinentwärts fortschreitende Faltenwanderung erscheint somit in direkter Beziehung mit dieser rückläufigen Entwicklung im kontinentalen Randgebiet.Zwischen den sich begegnenden Massen des Pazifik und Südamerikas liegt der untermeerische Peru-Chile-Graben. Er ist — übereinstimmend mit geophysikalischen und ozeanographischen Daten — gewissermaßen eine tektonisch neutrale Zone, in der weder Kompression noch Dehnung vorherrschen, sondern ausschließlich Absenkung.Neuseeland, auf gleicher südlicher Breite, doch am westlichen Pazifikrand, liegt inmitten älterer und jüngerer, weit vorgeschobener Inselbögen im Vorfeld des alten, australischen Kratons. Kontinentale und ozeanische Krustenteile sind hier vielfach durcheinander verwoben. Die Merkmale eines aktiven Kontinentalrandes pazifischer Prägung finden sich nur im äußersten NE und SW, wo Neuseeland sich an die Inselbögen des Tonga-Kermadecsowie Macquarie-Rückens anlehnt; deren Orientierung weist nach E, also pazifikwärts im ersteren, aber nach W, d. h. tasmanwärts im letzteren Falle. Entgegen der Situation in Chile, ist Kompression mit quer zum regionalen Streichen verlaufender Hauptspannungsrichtung vorherrschend. Neuseelands Strukturbild wird von großen, rechtshändigen Blattverschiebungen beherrscht, die ungefähr parallel zum Pazifikrand verlaufen.Die gegenwärtig aktive Kaikoura-Orogenese ist der Ausdruck von beidseitig Neuseelands spitzwinklig gegeneinander gerichteten Konvektionsströmungen. Nicht Rückland eines kontinentwärts wandernden Orogengürtels, sondern Zentrum einer mobilen Kontinentalscholle, die als Ganzes zusammengestaucht und zerschert wird, ist Neuseeland eher atypisch als Beispiel randpazifischer Tektonik.

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Along the western side of the Chilean-Argentinian Andes, Tertiary folding was of little importance. While Andean folding gradually migrated eastwards, old lineaments that trend diagonally to the cordillera and coast were reactivated in the western backland, and control as cross-faults the formation of local basins along the continental margin. Thickness and facies distribution of the young sediments indicate continuing up and down movement of the various fault blocks. Quaternary volcanism in the Andes is controlled by similarly NW- and SW-trending fracture systems, which therefore appear to be the principal zones of weakness in a field of mainly tensional stress. There is no evidence of regional strike-slip faulting parallel to the coast.Basically there is no difference in type and pattern of faulting between Coastal Cordillera, Central Valley and Andes. The Central Valley is no typical graben or fault trough. The entire region alike is characterized by tensional rather than compressional tectonics. Thus the continental margin is not an area of shortening of the crust, but one of surficial rupture and break-down due to tension. Compression and folding only occur further inland. The retrograde development along the continental margin thus appears in direct relation with the observed eastward migration of successive folding phases towards the continent.The off-shore Peru-Chile trench is regarded as a tectonically neutral area with respect to the Pacific, oceanic plate and the continental block of South America, which move towards each other. As indicated by geophysical and oceanographic data, there is neither compression nor tension in this trench, but purely subsidence.New Zealand at the same southern latitude but west of the Pacific is located in the trend of island arcs of different ages, that have developed in front of the old, Australian craton. Pacific type active continental margins are only in evidence in the extreme NE and SW, where New Zealand joins up with the present-day island arcs of the Tonga-Kermadec and Macquarie ridges. These margins are oriented towards the Pacific in the NE, but towards the Tasman oceanic basin in the SW. Contrary to Chile, there is predominance of compression, with the principal horizontal stress oblique to the main regional strike. The structure of New Zealand is dominated by large, right-lateral transcurrent faults that trend nearly parallel to the Pacific margin.The presently active Kaikoura orogeny probably is related to two different convection systems, which exist in different directions both east and west of New Zealand. Unlike Chile, the area is not backland of an orogenic belt that migrates towards the continent, but rather the central portion of a highly mobile, comparatively small continental block which is being actively compressed, streched and torn by forces from both sides. As such New Zealand is rather atypical as an example of Pacific-margin tectonics.

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Résumé Le long de la côte ouest des Andes chiliennes, le plissement tertiaire a été insignifiant. Tandis que les phases successives du cycle orogénétique andin se déplaçaient vers l'est, de vieux linéaments réactivés en direction transversale par rapport à la côte et la cordillère caractérisent l'arrière-pays à l'ouest. Comme systèmes de failles conjugées ils contrôlent, le long du bord continental, la formation de bassins sédimentaires locaux. La distribution des épaisseurs et faciès indique qu'il y a eu continuellement des mouvements verticaux vers le haut et vers le bas dans les blocs faillés.Dans les Andes, le volcanisme quaternaire s'aligne dans les mêmes directions nord-ouest et sud-ouest; celles-ci se manifestent donc comme les principales zones de faiblesse dans ce domaine avant tout en extension. On ne peut observer nulle part de grandes failles de décrochement parallèles à la côte.En principe, il n'y a pas de différence — au point de vue tectonique de faille - entre la Cordillère de la Côte, la Vallée Centrale et les Andes; la Vallée Centrale n'est donc pas un fossé tectonique proprement dit. Les mêmes forces d'extension dominent de façon égale toute la région. Par conséquent, il n'y a pas de compression près de la bordure continentale, mais dilatation et destruction par rupture des parties superficielles de la croûte. On ne trouve de la compression et du plissement que dans les régions situées plus à l'intérieur du continent. La migration vers l'est qu'on observe dans les phases orogénétiques successives est considérée comme expression tectonique directement reliée au développement rétrograde qui a lieu dans l'arrière-pays à l'ouest.Entre les deux blocs du Pacifique et de l'Amérique du Sud — se déplaçant l'un vers l'autre -, le fossé sous-marin Pérou-Chili représenterait une zone neutre où il n'y a ni compression ni extension mais purement effondrement, comme l'indiquent les données géophysiques et océanographiques.La Nouvelle-Zélande, située à la même latitude mais à l'ouest du Pacifique, se trouve au milieu d'arcs insulaires de différents âges, qui se sont développés en face du vieux craton australien. Les caractères typiques d'une bordure continentale active ne se sont manifestés que dans les extrêmes nord-est et sud-ouest, où la Nouvelle-Zélande s'appuye aux arcs actuels de Tonga-Kermadec et Macquarie; ces arcs et bordures continentales actives sont orientés vers le Pacifique au nord-est, mais vers le bassin océanique du Tasman au sud-ouest. Contrairement au Chili, on constate plutôt une tectonique de compression, et la principale force horizontale est transversale à la direction structurelle régionale. Celle-ci est dominée par de grandes failles de décrochement qui sont à peu près parallèles à la bordure pacifique.L'orogénèse Kaikoura, actuellement active, serait la conséquence de deux systèmes de convection différents qui se sont développés à l'est et à l'ouest de la Nouvelle-Zélande. N'étant pas un arrière-pays par rapport à une zone orogénétique qui se déplace vers le continent, comme c'est le cas pour le Chili, la Nouvelle-Zélande est plutôt le centre d'un bloc continental extrêmement mobile, qui est à la fois comprimé et étiré, car il est activement soumis aux forces contradictoires du Pacifique et du Tasman. De cette façon, la Nouvelle-Zélande ne constitue pas un exemple typique de la tectonique du bord pacifique.

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Geowissenschaftliche Probleme bei der Endlagerung radioaktiver Substanzen in Salzdiapiren Norddeutschlands

In the Federal Republic of Germany disposal of low-level radioactive waste is practiced in rock salt of the salt dome Asse since years. Projects also exist for the disposal of high-level waste from nuclear reactors in salt domes. The feasibility of the “evaporite concept? has to be founded on some basic principles of the origin and metamorphism of marine salt deposits. The German Zechstein salt deposits (Permian) were formed about 230 million years ago. Since that time the salt formations have had a chequered history: 1. Solution metamorphism and thermal metamorphism have altered the primary chemical and mineralogical composition of salt rocks in the presence of unsaturated solutions and/or temperatures up to 100? C and more. 2. Mechanical deformation and dynamic metamorphism processes have preserved the chemical and mineralogical composition of the evaporites. Solution metamorphism: The minerals halite, sylvite, and carnallite are very sensitive to subsequent penetrating unsaturated solutions. Very important in this context is the origin of specific equilibrium solutions and mineral associations. Primary salt rocks (e. g. carnallite rock) have been altered to secondary mineral associations (e. g. Hartsalze and sylvite rocks of the potash seams Thüringen, Hessen, Stassfurt). Most of the solutions which infiltrated the salt deposits from outside are later squeezed out into the adjacent rocks. Geochemical and physicochemical processes of the solution metamorphism are not limited to the geologic past. They are also efficient at the present time as a result of deformation processes in partially extracted salt deposits, for example. Solution metamorphism processes are also possible in the future during the period of about one million years which is necessary for the disposal of high-level radioactive waste in salt domes. A concept which is based upon observed properties of salt formations and with secure scientific foundation must guarantee no radioactive contamination of salt solutions in the case of long time contacts between radionuclides and brines. An excellent method for the immobilisation of radioactive waste seems to be production of a synthetic igneous rock system SYNROC (Ringwood, 1978). In such a rock the radionuclides are fixed in the lattices of minerals. Additional safety barriers which prevent the entry of radionuclides from the geologic barrier into the biosphere are the metallic alloy Ni₃Fe, for waste containers and layers of basalt and corundum. Borosilicate glasses are not suitable for the safe immobilisation of radionuclides because the glasses readly devitrify in contact with solutions and steam at elevated pressures and temperatures. Thermal metamorphism: The heat-generation of high-level waste produces zones of different temperatures in the evaporites of the salt domes. The salt hydrates kainite and carnallite react at relative low temperatures (> 072? C and > 80? C) and form solid phases with less hydrated compounds and equilibrium solutions. For example, effects of thermal metamorphism are to be expected in the case of influencing higher temperatures upon carnallite rocks which were squeezed into parts of rock salt during the geologic past. Increasing temperatures generated by radionuclides must be limited in carnallite rocks to 30 %–50 % of the recent rock temperatures in salt domes. A difference of 10? C should be guaranteed between the temperature zones around the high-level waste and the beginning of carnallite dehydratation at 80? C–85? C under normal pressure. Dynamic metamorphism: Dynamic metamorphism is concerned mainly with isochemical and isophase recrystallizations. The original thickness and composition of evaporites can be altered by the property of plasticity and by creep deformations of salt minerals and rocks. Solutions (e. g. pore solution) and increasing temperatures lead to the effects of dynamic metamorphism. A concept which is based upon observed properties of salt formations and with secure scientific foundation must guarantee temperatures ≦ 100? C in the vicinity around the high-level waste containers. Only for temperatures up to 100? C are relevant geologic data about the plastic deformation of rock salt available in the German salt deposits. The effects of salt rock deformation with increasing temperatures > 100? C could be examined only by laboratory experiments. It seems to be a considerable uncertainty and a risk to develop experimental deformation models for salt rocks valid for a time of 10²–10³ years. The present program in the Federal Republic of Germany for a geologic disposal of radionuclides in evaporites is sometimes characterized as the best concept of the world (e. g. v.Weizsäcker, 1978). For such a general statement no geoscientific foundation is available today. Alternative geologic disposal programs seem to be more acceptable in view of their geoscientific and technical base (e. g.Ringwood, 1978).     

Probleme der atmosphärischen Evolution im Präkambrium

Zusammenfassung Infolge des Sauerstoff-Unterschusses im Material von Erdmantel und Erdkruste besitzen deren Entgasungsprodukte generell reduzierenden Charakter und kommen somit als Lieferant von freiem Sauerstoff nicht in Frage. Die Quelle für den Luftsauerstoff muß deshalb in nicht-geologischen Prozessen zu suchen sein, bei denen der Sauerstoff nachträglich aus oxidischen Verbindungen (H₂O, CO₂) freigesetzt wurde. Da als Energiequelle für diese Reaktionen praktisch nur das Sonnenlicht zur Verfügung steht, muß die Anwesenheit von freiem Sauerstoff in der Atmosphäre letztlich auf einem photochemischen Effekt beruhen.Hierbei ist zu unterscheiden zwischen 1. einem anorganischen photochemischen Effekt, der mit dem kurzwelligen (energiereichen) Teil des Sonnenspektrums arbeitet (insbesondere 1500–2100 Å) und 2. einem organischen photochemischen Effekt, der mit dem Spektralbereich des sichtbaren Lichtes arbeitet, aber auf die Mitwirkung eines Katalysators (Chlorophyll) angewiesen ist. Der Anteil des ersteren Prozesses (Photodissoziation von Wasserdampf) am Aufbau der sauerstoffreichen Atmosphäre dürfte bei weitem geringer gewesen sein als der des zweiten (biologische Photosynthese von Kohlehydraten aus CO₂ und H₂O unter Freisetzung von Sauerstoff als Stoffwechselprodukt), so daß der heutige Luftsauerstoff im wesentlichen als biogen gedeutet werden kann. Die geochemische Evolution der Atmosphäre und die Evolution des Lebens sind somit auf das engste miteinander verknüpft. Mit dem Übergang von der primär reduzierenden zur oxidierenden Atmosphäre konnte beim Überschreiten des sog. Pasteur-Punktes (O₂-Partialdruck 10^–2 des heutigen Wertes) der Umschlag vom fermentativen zum oxidativen Energiestoffwechsel erfolgen. Es kann mit guten Gründen angenommen werden, daß die explosive Differenzierung des Lebens an der Wende Präkambrium-Kambrium eine Folge des höheren Energiegewinns bei der Atmung war. Sowohl die Aufrechterhaltung des Lebens als thermodynamisch metastabiler Zustand (mit einer Entropie weit unterhalb des Maximums) als auch seine Differenzierung im Laufe der Evolution bedürfen der ständigen Zufuhr von Energie, sind also nach der bekanntenBoltzmannschen Beziehung im Grunde genommen äußerst unwahrscheinliche Vorgänge. Freier Sauerstoff, der eine vollständige Verbrennung der Kohlehydrate zu Kohlendioxid und Wasser ermöglichte (und damit den Wirkungsgrad des Energiestoffwechsels im Vergleich zur anaeroben Gärung auf etwa das Vierzehnfache erhöhte), spielte bei der Evolution der Metazoen offensichtlich die Rolle Maxwellschen Dämons, der für die Aufrechterhaltung des thermodynamischen Ungleichgewichts (bzw. der Negentropie) in größeren Zellverbänden verantwortlich war.

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Because of the oxygen deficiency within the material of the earth's crust and mantle, degassing of the lithosphere does not furnish free oxygen, but gases possessing a strongly reducing character. Therefore, other than geological sources must have provided the free oxygen forming a major constituent of the present atmosphere. It is reasonable to conclude that this oxygen has been liberated from gaseous oxides such as water vapour and carbon dioxide. Since a large-scale dissociation of these compounds can only be brought about by solar radiation, photochemical activity must be responsible for the presence of molecular oxygen in the earth's atmosphere.In this context, we have to distinguish between 1. an inorganic photochemical process working with the energy-rich short wave-lengths of the solar spectrum (2 between 1500 and 2100 Å) and 2. an organic or biologic photochemical process which utilizes the spectral range of the visible light. In addition, the biologic process requires a porphyrin body (chlorophyll) to be present as a catalyst. The oxygen-producing capacity of the inorganic process, i. e., photodissociation of water vapour, is considerably smaller (about 10^–3) than that of the organic process (photosynthesis of carbohydrates from CO₂ and H₂O, releasing oxygen as a metabolic by-product). Accordingly, the bulk of the oxygen now present in the atmosphere may safely be regarded as being biologic in origin.Thus, the geochemical evolution of the atmosphere and the evolution of life are closely related and interdependent. The rise of the oxygen pressure of the ancient atmosphere to about 10^–2 P.A.L. (Present Atmospheric Level) enabled life to pass thePasteur point and change from fermentative (anaerobic) to respiratory (aerobic) metabolism. There is reason to believe that the appearance of the first metazoan faunas in the Late Precambrian, about 0.7×10⁹ years ago (Nama-Ediacara fauna), was a direct result of the enormous rise in metabolic energies derived from the more efficient aerobic metabolism.Life as a nonequilibrium steady state, being characterized by an entropy far below the level of its surroundings, requires a constant supply with free energy for its maintenance. As may be concluded from the impact of respiration on the diversification of life at the dawn of the Phanerozoic, this diversification was also dependent on an increased supply in free energy. Evolution thus being— just as life itself — an energy-absorbing (endergonic) process, it must be regarded as highly improbable in terms of theBoltzmann theory of thermodynamics. The mechanism of respiration, using oxygen as a final hydrogen acceptor in energyreleasing biologic redox processes (thereby increasing metabolic energies by the factor of fourteen), obviously played the role of the Maxwellian demon which caused the process of evolution to go into the direction of more order (or diversification) and less entropy.

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Résumé Le présent travail donne un aperçu de l'état actuel de nos connaissances concernant l'évolution de l'atmosphère terrestre depuis le Précambrien ancien. La transformation de l'atmosphère primitive réductrice en l'atmosphère actuelle oxydante paraît, pour la plus grande part, être due à des facteurs biologiques. En raison du parallélisme frappant entre l'évolution organique et l'évolution atmosphérique, la Paléontologie revêt une importance particulière pour l'histoire de l'atmosphère terrestre.

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Photogeologische Untersuchungen über die Bruchtektonik im Toskanisch-Umbrischen Apennin

Zusammenfassung Der toskanisch-umbrische Apennin zeigt einen großräumigen, ostvergenten Faltenbau mit intensiver Schuppentendenz zwischen faltungskompetenten und-inkompetenten Serien. Der Achsenplan ist einheitlich für die gesamte Toskana mit einer vorherrschenden NNW-SSE-Richtung. Jünger als die Faltung ist eine Bruchtektonik mit Blattverschiebungen in ac-Richtung und horstartige Heraushebungen in bc-Richtung, die eindeutig auf den, den Hauptfaltenachsen zuzuordnenden Kluftsystemen neu belebt wird. Diese Bruchtektonik war bis in subrezente Zeit wirksam, was die diesen Richtungen aufsitzenden Vulkane beweisen.

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The fold-tectonic of the Tuscan Apennines shows eastward inclination and intensively imbricated structure between competent and incompetent series. The axial plan, predominantly a NNW-SSE direction, is uniform for the whole Tuscany. The fault-tectonic, with strikeslip faults in the ac-direction and horst-like uplifts in the bc-direction, is younger than the fold-tectonic. These faults are reactivated joints, definitely belonging to the joint-sets of the mayor fold axes. These faults have been active until subrecent time, verified by the volcanoes, which are situated along these directions.

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Résumé L'Apennin toscan présente un plissement incliné vers l'est avec une imbrication intense de series compétentes et incompétentes. Le plan axial, d'une direction dominante NNW-SSE, est uniforme pour l'ensemble de la Toscane. Une tectonique de fractures avec des failles de décrochement dans la direction ac et des blocs surélevés dans la direction bc est plus récente que le plissement. Cette tectonique a été réactivée suivant le système de fractures du plissement principal. Elle a été active jusqu'à une époque subrécente, et s'est manifestée par des volcans situés le long de ces directions.

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Bruchtektonik im Ostpontischen Gebirge (NE-Türkei)

Zusammenfassung Eine großräumige photogeologische Kartierung im Zentralteil des Ostpontischen Gebirges und deren Korrelation mit Geländebeobachtungen früherer Bearbeiter hat ergeben, daß 1. der tektonische Bau der mesozoischen und tertiären Serien dieses Gebirges durch Bruchtektonik charakterisiert ist (Anzeichen alpidischer Faltung fehlen); 2. die vorherrschenden Richtungen der Bruchtektonik bei 130° und bei 50° liegen und 3. Bruchlinien beider Richtungen mindestens seit dem unteren Jura auftreten und in der folgenden Zeit bis heute immer wieder aktiviert bzw. neu angelegt worden sind.

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A photogeological analysis of the central part of the Eastern Pontic Montains (NE-Turkey) and its correlation with field observations show that 1. the tectonic setting of this area is characterized by block-faulting (there is no indication of alpidic folding); 2. joints and faults (mapped as fracture traces) follow mainly the 130° and the 50° directions and 3. fracture lines of these directions show up in the lower Jurassic series already and have been reactivated or newly formed from then on until today.

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Résumé L'établissement d'une carte géologique de la partie centrale des Montagnes Pontiques de l'est (Turquie du nord-est) á l'aide de photos aériennes, ainsi qu'une analyse des résultats obtenus par les chercheurs précédants durant leurs travaux sur le terrain, donnent les conclusions suivantes: 1. la structure tectonique des series mesozoïques et tertiaires se trouvant dans ces montagnes est caractérisée par l'existence de fractures et par l'absence de plissements alpidiques, 2. les deux directions majeures des fractures se trouvent aux environs de 130° et de 50°, 3. des lignes de fractures caracterisant ces deux directions ont fait leur première apparition au moins au jurassique inférieur, celles-ci-ont été plusiers fois réactivitées et d'autres formées le long des mêmes directions durant les periodes postérieures.

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Drei Probleme der Echinodermendiagenese: Innere Zementation,Mikroporenbildung und der übergang von Magnesiumcalcit zu Calcit

Zusammenfassung Die Echinodermen werden nach dem Konzept der Arbeitsrichtung Fossildiagenese auf drei Echinodermen-spezifische Probleme untersucht: 1. Syntaxiale Zementation: Der Beginn des Zementwachstums und die komplexe Verfüllung des inneren Hohlraums der Echinodermenkristalle wird anhand von Modellen, Experimenten und Geländeproben analysiert. 2. Mikroporen: Zementierte Echinodermenkristalle weisen im Innern Mikroporen auf, von denen es drei Typen mit verschiedener Entstehung gibt. Der Haupttyp der Mikroporen zeigt an, daß Lösungsprozesse bei der Fossilisation der Echinodermen verbreitet sind. 3. Magnesiumverlust: Mit Hilfe von Rasterelektronenmikroskopie und energiedispersiver Röntgenanalyse wird die mikroräumliche Verteilung des Magnesiums während des übergangs von Magnesiumcalcit zu Calcit untersucht. Es lassen sich nebeneinander Bereiche verschiedener Magnesiumverarmung nachweisen. Die Ergebnisse sprechen für den Prozeß der Calcitisierung (Lösung — Fällung) des Magnesiumcalcits bei seiner Umbildung.

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This study follows the concept of Fossildiagenese and examines specific diagenetic problems of systematic groups such as the echinoderms. Three problems are explored: 1. Syntaxial cementation: The beginning of the growth of cement and the complex filling of the inner space of the skeletal crystals is analysed using models, experiments, and field material. 2. Micropores: Cemented crystals of the echinoderms contain many small cavities called micropores. Three types of micropores formed by different processes are distinguished. One type of them gives evidence that dissolution occurs commonly in echinoderms during fossilization. 3. Loss of magnesium: BySem andEdax methods the microspatial distribution of the magnesium is examined during the transition from magnesian calcite to calcite and domains of different magnesium concentration close to each other are demonstrated. These domains are only compatible with the process of calcitization (dissolution — precipitation) of the magnesian calcite.

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Résumé Les échinodermes, ici étudiés suivant le concept de la «Diagénèse des fossiles», sont examinés par rapport aux trois problèmes qui leur sont spécifiques: 1. La cimentation syntaxiale: le commencement de la croissance du ciment et le remplissage complexe des vides internes du cristal que sont les échinodermes sont analysés à l'aide de modèles, d'expériences et d'échantillons du terrain. 2. Les micropores: les cristaux cimentés d'échinodermes montrent dans leur intérieur des micropores présentant trois types de formation différente. Le type principal montre que les processus de dissolution sont très répandus au cours de la fossilisation des échinodermes. 3. La perte de magnésium: la microscopie électronique à balayage et la methode «EDAX» permettent d'étudier la répartition microspatiale du magnésium pendant la transition de calcite magnésienne en calcite, montrant ainsi la juxtaposition de milieux à différents degrés d'appauvrissement en magnésium. Les résultats plaident en faveur d'un processus de calcitisation (solution-précipitation) de la calcite magnésienne au cours de la transformation.

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Probleme der Gliederung präkambrischer,phyllitisch metamorpher Gesteinskomplexe im Hedjaz,Saudi-Arabien

Zusammenfassung Es wird ein kurzer Überblick über den komplexen Gesteinsbestand eines Gebietes im arabischen Grundgebirge des südlichen Hedjaz gegeben. Es zeigte sich, daß die tektonischen, stark überprägten und metamorphen Serien heute noch nicht in das Schema der in der Literatur genannten Serien eingebaut werden können. Diese scheinen sowohl hinsichtlich ihres stofflichen Bestandes wie auch des Zusammenhanges ihrer strukturellen und metamorphen Prägung noch zu wenig gekennzeichnet zu sein.Die im Grundgebirge weit verbreiteten Seitenverschiebungen werden kurz beschrieben und ihr Alter als wahrscheinlich spät-präkambrisch aufgefaßt.

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The paper gives a general view of the different rock series occurring in a mapped area of the basement complex in the southern Hedjaz. The predominant masses of strongly tectonized and epimetamorphic series cannot be correlated with some series, which are named already in the literature of Arabia. These latter series seem defined not sufficiently in their composition and in the relation to their structural and metamorphic development.The wrench movements, wide spread in the Arabian basement, are briefly described and defined as being probably late-precambrian.

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Résumé L'auteur donne un bref aperçu de la composition géologique complexe d'une région du soubassement arabe de l'Hedjaz du Sud. Il s'est avéré qu'à l'heure actuelle les séries fortement tectonisées et métamorphiques ne peuvent encore être intégrées au schéma des séries mentionnées par la littérature. Ces séries semblent être encore trop peu caractérisées en ce qui concerne leur composition ainsi que le rapport entre leurs caractéristiques structurelles et métamorphiques.Les failles horizontales de décrochement, qui sont très répandues dans le soubassement, sont décrites brièvement et définies comme datant probablement de la fin de l'antécambrien.

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Probleme des Saxothuringicums

Ohne Zusammenfassung     

Sedimentationszyklen und stratigraphisch-fazielle Probleme der Randfazies des Unteren Muschelkalkes (Kernbohrung Mersch/ Luxemburg)

Zusammenfassung Ausgehend von einem Vergleich randnaher Normprofile und der faziellen Analyse eines vollständigen Bohrprofils wird für die Randfazies des Unteren Muschelkalkes ein Sedimentationsmodell entwickelt, das auf der Basis klimatisch und epirogenetisch bedingter Untergliederungen des Profils neue Parallelisierungsmöglichkeiten mit beckenwärtigen Faziesbereichen eröffnet.Hervorstechendste Merkmale des Bohrprofils sind rhythmisches Auftreten von Magnesit — der als sedimentäre Bildung bislang nur in Zusammenhang mit chloridischen Evaporiten bekannt war —, eine sedimentologisch und geochemisch begründete zyklische Gliederung sowie intensive Bioturbation und zugleich durchgehende Vergipsung.Die Zyklen sind formal gekennzeichnet durch Koppelung von tonigem Sandstein mit geringen Eisen- und hohen Magnesiumgehalten einerseits und von rotem Ton und Silt mit hohen Eisen- und niedrigen Magnesiumwerten andererseits. Die Zyklen werden als Wechselfolge von litoralen Sedimentationsphasen in subtropischem Klima und Abschnürungsphasen mit Hungersedimentation in aridem Klima interpretiert. Der syndiagenetisch gebildete Magnesit ist dabei Tonsedimentationsphasen genetisch zugeordnet. Anhand der Verteilung der vier nicht-detritischen Hauptminerale Dolomit, Gips, Anhydrit und Magnesit wird der Diageneseablauf rekonstruiert.Nach einer Diskussion der Bildungsumstände und der Korrelierbarkeit bieten sich die Werksteinzone der Randfazies und die Spiriferinabank der Beckenfazies als sedimentologische Zeitmarke an.

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A depositional model of the marginal facies of the Lower Muschelkalk (Middle Triassic) is developed by comparison of near-marginal profiles and a facies analysis of a complete drilling record. It is based upon climatologically and epirogenetically caused partitions of the profile and opens new possibilities of correlation with basinal areas.Significant features of the drilling record are rhythmic occurrences of magnesite in sediments only known in connection with chloridic evaporites, a cyclic deposition based on sedimentological and geochemical criteria, and intensive bioturbation with a gypsification throughout.The cycles are formally marked by the correlation of clayey sandstone with low iron and high magnesium contents at the one hand and of red clay and silt with high iron and low magnesium values at the other hand. The cycles are interpreted as an alternation of littoral sedimentation under a subtropical climate and of stages of lagoonal conditions or emersion under an arid climate. The magnesite syndiagenetically formed is genetically attached to stages of clay sedimentation. The process of diagenesis is reconstructed studying the distribution of four main non-detrital minerals: dolomite, gypsum, anhydrite, and magnesite.After discussion of the depositional conditions and the possibilities of correlation, the Werkstein-Zone of the marginal facies and the Spiriferina-Bank of the basinal facies are thought to be sedimentological time markers.

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Résumé Une conception de la formation du facies marginal du Muschelkalk inférieur est développée sur la base d'une comparaison entre les profils normés de la région de sondage Mersch/Luxembourg et l'analyse facielle du profil complet de la carotte de ce sondage. A partir des divisions en partie causées par les climats et par des mouvements épirogénétiques, cette conception donne une nouvelle possibilité de corrélation avec le facies situé plus au centre du bassin sédimentaire.Le forage étudié est caractérisé par la présence rythmique de magnésite, qui, jusqu'à présent, était seulement connu en tant que formation sédimentaire, avec des évaporites, par une répartition cyclique basée sur des observations sédimentologiques et géochimiques et par une bioturbation intensive ainsi qu'une gypsification générale.Les cycles sont caractérisés formellement par le couplage d'un grès argileux à faible teneur en fer et à forte teneur en magnésium d'une part et d'argile rouge à forte teneur en fer et à faible teneur en magnésium d'autre part. Les cycles sont interpretés comme une séquence alternante comprenant une sédimentation littorale en climat subtropical et une sédimentation lagunaire ou d'émersion en climat aride. La magnésite formée syndiagénétiquement est donc coordonnée à une phase sédimentaire argileuse. Le cours de la diagénèse est reconstruit à partir de l'étude de la répartition des quatre minéraux principaux non-détriques: dolomite, gypse, anhydrite et magnésite.A la suite de la discussion des conditions de formation et des possibilités de corrélation la « Werkstein-Zone » du facies marginal et la « Spiriferina-Bank » du facies central apparaissent comme des indicateurs sédimentologiques chronostratigraphiques.

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Die Probleme einer Falte

Ohne Zusammenfassung     

Tektonische Probleme in Sachsen

Ohne Zusammenfassung