The effects of sub-blocking temperature metamorphism on the K/Ar systematics of hornblendes: 40Ar/39Ar dating of polymetamorphic garnet amphibolite from the Franciscan Complex,California

The effects of sub-blocking temperature metamorphism on the K/Ar system in hornblende, as revealed by ⁴⁰Ar/³⁹Ar release spectra, have been studied in a polymetamorphic knocker from the Franciscan Complex (FC), California. A primary amphibolite assemblage of horn-blende +rutile+epidote+apatite±garnet±sphene is variably overprinted by a blueschist facies assemblage of blue amphibole +lawsonite+chlorite+white mica+pumpellyite±sphene. The secondary assemblage formed at a temperature of 370° C, below that at which rapid Ar diffusion is expected in hornblende. Hornblendes from three, variably-altered samples of garnet amphibolite yield total gas ages of 147 to 161 Ma, but the corresponding plateau ages of 163.0±2.8, 160.6±2.2, and 161.8±2.2 Ma are identical within error. Hornblende separates with lower total gas ages come from more highly overprinted rocks, have excess K compared to that expected on the basis of electron probe analyses, and exhibit anomalously high K/Ca ratios in the low-temperature fractions of their incremental heating spectra. The reduced total gas ages result from the presence of thin (2 m) sheets of younger white mica in hornblendes from the moderately and highly altered amphibolites. The secondary micas are difficult to detect because of their small size and low abundance (2%), but because their K content is 50 to 100 times that of the host hornblende, they contribute significantly to the K and Ar budgets of the sample. The mica intergrowths are not removed by normal sample preparation, but because the mica inclusions degas at lower temperatures than hornblende during vacuum extraction, incremental heating analyses can provide precise cooling ages for the hornblendes as well as useful estimates of the age of the mica inclusions. The hornblende separate from the most altered sample contained 20±10% younger blue amphibole replacing hornblende, but its plateau age was not significantly affected. This is consistent with a replacement process in which K and Ar loss from the hornblende are coupled, leaving the K/Ar system undisturbed in relict primary grains. The K and Ar budgets of the sample are not strongly affected by the blue amphibole because of its very low K content. Because partial replacement of primary amphibole by high-K phyllosilicates occurs in many geological environments, effects like those described here could be widespread.     

40Ar/39Ar ages of Precambrian manganese ore minerals from Sweden,India and Morocco

In order to test their chronometric potential, ⁴⁰Ar/³⁹Ar stepheating- (and ⁴He-) analyses have been carried out on five manganese ore minerals of the hollandite-cryptomelane series from three Precambrian manganese deposits (Ultevis/Sweden, Sitapar/India, Bachkoun/Morocco). Samples from the metamorphic occurrences Ultevis and Sitapar yielded Ar ages of 1.8 Ga and 0.95 Ga, interpreted as the age of postmetamorphic cooling (Hollandites/Ultevis) and of an early, K-introducing alteration process subsequent to amphibolite facies metamorphism (cryptomelanes/Sitapar). Both data are consistent with known chronologies of the Svecokarelian and Satpura orogenic cycles. A date of 670 Ma obtained for a hollandite from a volcanogenic vein deposit (Bachkoun), however, contrasts with published extrusion ages of 580–560 Ma for the volcanic host rocks (Ouarzazate Series), probably due to incorporation of excess argon. The use of the ⁴⁰Ar/³⁹Ar technique, together with multiple isotope systematics, made it nevertheless possible to establish a reasonable estimate of a mineralization age close to 580 Ma. Measurement of fractional Ar losses during vacuum step heating (500–1600 °C), although indicating good Ar retentivities, failed to define model diffusion parameters because of non-linear Arrhenius arrays. Helium diffusion results (200–1200 °C) indicated retention of radiogenic ⁴He by the samples, corroborated by U/He mineral dates between 0.96 and 0.31 Ga. Potassium-bearing manganese oxides are therefore able to retain argon (possibly also ⁴He) through geological times and may thus provide ages of ore-forming processes (and perhaps later cooling and alteration stages).     

Diffusion of 40Ar in metamorphic hornblende

Isothermal, hydrothermal experiments were performed on two compositionally contrasting hornblendes from amphibolites in order to examine Ar diffusion behavior in metamorphic hornblendes. Ten experiments on sample RF were performed at temperatures of 750°C, 800°C, and 850°C and pressures of 1 kbar using measured grain radii of 158, 101, and 34 m. Eight experiments on sample 118576 were performed under the same conditions using measured grain radii of 145, 77, and 25 m. Minor (<5%) alteration was observed in high temperature runs. Diffusion coefficients were calculated from measured radiogenic ⁴⁰Ar loss following treatment assuming a spherical geometry for the mineral aggregate. Diffusivities calculated for different grain sizes vary by up to an order of magnitude for a given temperature indicating that the effective diffusion radius was less than the measured grain radius. Diffusivities for RF and 118576 calculated for grain radii of 101 and 145 m, respectively, form a linear array on an Arrhenius diagram with slopes indicating activation energies of 60 kcal/mol. No correlation between Mg number (100 Mg/(Mg+Fe)) and activation energy was observed. Diffusivities calculated for these experiments are higher than previously reported results from similar experiments performed on hornblendes. A comparison of results for 34 m splits from these two studies indicates higher apparent diffusivities (by a factor of 5), which probably result from observed phyllosilicate inter-growths (chlorite) and/or exsolution lamellae that partition the metamorphic hornblendes into smaller subdomains. Diffusivities calculated for experiments performed on 65 m and 34 m splits of ⁴⁰Ar/³⁹Ar standard MMhb-1 at 800°C and 1 kbar are consistent with a previously reported activation energy of 65 kcal/mol. Arrhenius parameters which emerge from the empirical model of Fortier and Giletti (1989) agree with experimental results to within analytical uncertainty. Although results of these experiments support previously reported estimates of the activation energy of ⁴⁰Ar in hornblende (60 kcal/mol), phyllosilicate intergrowths and/or microstructures such as exsolution lamellae within the two metamorphic hornblendes result in extremely small diffusion domains, which may lead to lower Ar retentivities and lower closure temperatures. The effective diffusion dimension for ⁴⁰Ar in hornblende is not likely to be defined by dislocations but rather by some larger structure within the crystal. TEM and SEM studies may provide some insight into the effective diffusion dimension for ⁴⁰Ar in amphiboles, thereby enabling better estimates of closure temperatures and more precise temperature-time reconstructions.     

Study of the distribution of Trace elements in soils in and around Mysore city,Karnataka

Soil samples collected from various places in and around Mysore were analyzed for the total trace elements such as Fe, Mn, Cu, Zn, Pb, and Cd. The results of the analysis indicate that the concentration of lead and cadmium in soils is below 2.5 g ml^–1 and 0.2 g ml^–1, respectively, which are the minimum detection levels, whereas the concentration of iron, manganese, copper, and zinc in most of the samples is within the global average ranges of 3%, 500–1000 g g^–1, 15–40 g g^–1, and 50–100 g g^–1, respectively. The investigated area has the presence of gneisses and schists, in which partly there are igneous intrusions and pegmatitic intrusions. There are amphibolite enclaves in gneisses that account for the higher concentration of trace elements. The lower concentration may be attributed to the presence of silicic type of rock.     

Confined fission track lengths in apatite: a diagnostic tool for thermal history analysis

Fission-track ages in apatite are generally accepted as giving a measure of the time over which a sample has been exposed to temperatures below approximately 100° C. A compilation of the lengths of confined fission tracks in a wide variety of apatites from different geological environments has shown that the distribution of confined track lengths can provide unique thermal history information in the temperature range below about 150° C over times of the order of 10⁶ to 10⁹ years. The distribution of confined lengths of freshly produced induced tracks is characterised by a narrow, symmetrical distribution with a mean length of around 16.3 m and a standard deviation of the distribution of approximately 0.9 m. In volcanic and related rocks which have cooled very rapidly, and never been reheated above about 50° C, the distribution is also narrow and symmetric, but with a shorter mean of 14.5 to 15 m, and a standard deviation of the distribution of approximately 1.0 m. In granitic basement terrains which are thought never to have been significantly disturbed thermally, since their original post-emplacement cooling, the distribution becomes negatively skewed, with a mean around 12 or 13 m and a standard deviation between 1.2 and 2 m.This distribution is thought to characterise slow continuous cooling from temperatures in excess of 120° C, to ambient surface temperatures. More complex thermal histories produce correspondingly complex distributions of confined tracks. The continuous production of tracks through time, coupled with the fact that the length of each track shrinks to a value characteristic of the maximum temperature it has experienced, gives a final length distribution which directly reflects the nature of the variation of temperature with time. Most distinctive of the myriad possible forms of the final distribution are the bimodal distributions, which give clear evidence of a two-stage history, including high and low temperature phases. The study of confined length distributions therefore offers invaluable evidence on the meaning of any fission-track age, and bears the potential of providing rigorous constraints on thermal history in the temperature regime below about 150° C. The results of this study strongly suggest that any apatite fission-track age determination should be supported by a confined track length distribution.     

Beitrag zur Petrographie desmittleren Muschelkalkes Süddeutschlands

Zusammenfassung Der primare klastische Anteil des mittleren Muschelkalks besitzt ein Maximum in den Korngrößen von 6–20, Ø , das über weite Strecken konstant bleibt. Der Mineralgehalt besteht aus Quarz, Feldspat, Glimmer und vielleieht Kaolinit.Bei der Diagenese warden Quarz und Feldspat teils korrodiert, teils wurden Quarz und Albit neu gebildet. In Randgebieten entstand Glaukonit vermutlich aus Glimmern.Durch Grundwassereinwirkung bildete rich ein zweites Maximum zwischen 0–2 Ø aus. Dabei ist in diesen Korngrößen eine Zunahme an Illit und Kaolinit und das Neuauftreten von Montmorillonit zu verzeichnen.Bei der Verwitterung verschwand das Maximum zwischen 6–20 Ø zugunsten eines Maximums zwischen 0–2 Ø . Damit verschwand auch der primäre Mineralgehalt fast völlig. Die Fraktionen unter 2 Ø setzen sich aus einem illitähnlichen Mineral zusammen.Durch Grundwassertätigkeit und Oberflächenverwitterung wurde also nicht nur der lösliche Anteil des mm ausgelaugt, sondern es sind auch deutliche Veränderungen des klastischen Anteils wahrzunehmen.Herrn Professor Dr.Carl W. Correns zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Neosomes of polyphase agmatites as time-markers in complexly deformed migmatites

Leucocratic neosome associated with agmatites was generated at least three times during the evolution of the migmatites of part of the Svecokarelian orogenic belt of southern Finland — the type region for J. J. Sederholm's migmatites and agmatites. Field evidence is used to demonstrate the age relationships between the different phases of agmatisation and the other events which contributed to the evolution of the migmatites. The characteristic features of the agmatites are described and used as bases for evaluating the varying roles of the different processes involved in migmatite development under changing P/T conditions.The value of agmatite neosome in isotopic studies aimed at determining time intervals between individual deformational and metamorphic phases within a single orogenic episode is assessed and its use in correlation in gneissose and migmatitic complexes is discussed.

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Zusammenfassung Leukokrates Neosom zusammen mit Agmatiten wurde mindestens dreimal im Verlaufe der Migmatisierung von Teilen der Svecokareliden im südlichen Finnland gebildet — hier in der Typregion von J. J. Sederholm's Migmatiten und Agmatiten. Durch Geländebeobachtungen läßt sich nachweisen, daß eine Altersabfolge zwischen den verschiedenen Phasen der Agmatisation und den übrigen Ereignissen im Verlaufe der Migmatitbildung besteht. Die charakteristischen Gefüge der Agmatite werden im Hinblick auf die wechselnden Prozesse während der Migmatitbildung unter sich verändernden P/T-Bedingungen beschrieben.In Isotopenstudien wird die Bedeutung des Agmatit-Neosom als Zeitmarke zwischen den einzelnen Phasen der Deformation und Metamorphose innerhalb eines orogenen Er eignisses unterstrichen. Hier eröffnet sich auch eine Möglichkeit, innerhalb von Gneis- und Migmatitkomplexen Teilbereiche zu korrelieren.

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Résumé Néosomes d'agmatites polyphasées comme indicateurs chronologiques dans des migmatites compléxement déformées.Un néosome leucocrate, associé à des agmatites, s'est produit au moins trois fois pendant l'évolution des migmatites d'une partie de la zone orogénique de la Finlande du sud, région typique pour les agmatites et les migmatites de J. J. Sederholm. Les auteurs se basent sur des arguments de terrain pour expliquer les relations chronologiques entre les différentes phases d'agmatisation et les autres événements qui ont contribué à l'évolution des migmatites. Les caractéristiques des agmatites sont décrites et utilisées comme base pour apprécier les rôles variés des différents processus impliqués dans le développement de migmatites dans des conditions changeantes P/T.La valeur du néosome agmatitique pour les études isotopiques réside en ce que celui-ci permet d'estimer les intervalles de temps entre chaque phase de déformation et de métamorphisme au cours d'un seul épisode orogénique, et dans son utilité pour les corrélations dans les complexes gneissiques et migmatitiques.

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Geochemical characteristics of Archaean and Late Proterozoic to Palaeozoic fine-grained sediments from Southern Africa and significance for the evolution of the continental crust

Chemical data for pelitic rocks (shallow-marine platform sediments) of the 2.9 Ga old Pongola Supergroup, South Africa, and the 550–700 Ma old Nama Group, Namibia, revealed clearly different compositions in both groups. A comparison of the Pongola and Nama data with literature values for sedimentary rocks shows a trend for Cr/TiO₂ and Cr/Zn ratios as well as the absolute Cr and Ni concentrations to lower values with decreasing age, whereas the Cr/Ni ratios seem to remain broadly constant through time. REE patterns of Pongola and Nama sediments show no significant difference, thus giving the impression of a post-Archaean origin for the demonstrably Archaean Pongola sediments. However, a plot of the trace element data for these sediments, normalized to the average shale of TuRekian &Wedepohl (1961) shows the Pongola shales to have a clear Archaean pattern whereas the Nama pelites display a typical post-Archaean signature. The results of this investigation confirm a model of rapid evolution of the Earth's upper continental crust from a predominantly mafic composition in the early Archaean to a more felsic character with increasing differentiation. The geochemistry of post-Archaean sediments may reflect the onset of cannibalistic recycling of older crust as proposed byVeizer (1973) and the end of major crustal growth.

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Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit werden zwei Plattformsedimente (marine Flachwasserablagerungen) verschiedenen Alters (Pongola 2.9 Mrd. Jahre, Südafrika, Nama 550–700 Mio. Jahre, Südwest Afrika/Namibia) chemisch analysiert und miteinander verglichen. Analysen der Tonmineralfraktion sollten zusätzliche Informationen bereitstellen.Die Pelite der Pongola und Nama Gruppen lassen sich statistisch und nach geochemischen Parametern in Cluster unterteilen. Diese Cluster unterscheiden sich nur gering auf Grund ihrer Hauptelementanalysen, die Spurenelemente hingegen weisen einen altersabhängigen Trend auf. Ganz deutlich kommt dies bei den Cr-Werten zum Ausdruck. Von 545 ppm in dem ersten Cluster der ältesten Gesteine fällt er auf etwa 55 ppm in dem zweiten Nama Cluster der jüngsten Gesteine ab. Um die Entwicklungstendenzen darstellen zu können, wurden X/Y-Diagramme erstellt. Es stellte sich heraus, daß für Proben aus dem südlichen Afrika der Chromgehalt mit jünger werdendem Alter abnimmt. Zn und Ni zeigen deutlich, wie sehr diese Elementkonzentrationen in Sedimenten durch einen langen Transportweg und eine intensive Aufarbeitung beeinflußt werden können. Ein Vergleich der Pongola und Nama Daten läßt den Schluß zu, daß die Seltenen Erden nicht unbedingt zur Unterscheidung archaischer von post-archaischen Sedimente geeignet sind.Die Abnahme der Cr/TiO₂- und der Cr/Zn-Verhältnisse sowei der absoluten Cr- und Ni-Konzentrationen mit abnehmendem geologischen Alter der Sedimente deuten auf eine rasche Entwicklung (von ca. 3.3 Mrd. J. bis ca. 2.3 Mrd. J.) von einer zunächst vorwiegend mafischen oberen Erdkruste zu einer zunehmend felsischen (d. h. stärker differenzierten) Kruste hin. Die relativ geringen Veränderungen in späterer Zeit (d. h. < 2.3 Mrd. J.) lassen auf den Beginn einer Aufarbeitung schon vorhandener Sedimente (recycling) und eine nur untergeordnete Bildung neuer kontinentaler Erdkruste schließen.

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Résumé L'objet de ce travail est de comparer les compositions chimiques de la fraction pélitique (< 2) dans des sédiments de plate-forme, déposés en mer peu profonde, et appartenant respectivement au supergroupe de Pongola (± 2.9 G.a., Afrique du S) et au groupe de Nama (550–700 M.a., Namibie).Cette comparaison, menée par la méthode statistique des «clusters analysis», ne révèle pas de différence entre les deux groupes, en ce qui concerne les éléments majeurs. Pour les éléments en traces, par contre, on constate avec l'âge décroissant des roches une diminution des rapports Cr/TiO₂, Cr/Zn ainsi que des teneurs en Cr et en Ni, tandis que le rapport Cr/Ni reste sensiblement constant.Les distributions des terres rares des deux groupes ne présentent pas de différence significative, donnant l'impression d'un âge post-archéen pour les sédiments du groupe de Pongola (2.9 G.a.). Toutefois, le report de données des éléments en traces, normalisées par rapport au shale moyen deTurekian etWedepohl (1961) montre nettement des distributions archéennes pour le groupe de Pongola et post-archéennes pour le groupe de Nama.Ces investigations confirment le modèle d'une évolution rapide de la croûte continentale supérieure depuis une composition mafique à l'Archéen ancien (3.3 G.a.) vers un caractère plus felsique, c'est-à-dire plus différencié vers 2.3 G.a., le peu de changement au cours des périodes ultérieures (< 2.3 G.a.) indiquant un recyclage continuel des mêmes matériaux sans intervention notable d'un accroissement de la croûte continentale.

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( 2,9 , — 550–700 ), , . , , . , . . 545 55 . , , . . , - . , ( 3,3 2.3 ) , . . . . . 2.3 , , . . recycling, .

     

Certain problems of structure and conditions of evolution of transition zones between continents and oceans

A third type of transition zones from oceanic to continental crust here called Columbian, is proposed, in addition to the two more commonly known types. Subsidence of the Earth's crust, typical of all transition zones, is shown to be connected (by geophysical properties) with the transformation of continental crust into intermediate crust and later into oceanic. The most likely mechanism of such changes is the basification of continental crust, its foundering, block by block, into the heated upper mantle, and its substitution by the new oceanic crust. The evolution of transition zones of Pacific type is largely influenced by deep faults, which reach down to the level of undepleted mantle; from this level to the surface the volatile products rise as the essential means of formation of calc-alkali magmas on island arcs. Benioff zones are deep faults whose inclination is secondary and connected with the density contrast in the upper mantle on either side of the Benioff zone. The denser mantle flows under less dense mantle, whereas the subduction phenomenon, as depicted by plate tectonics, is nonexistent.On the whole, the evolution of transition zones tends towards growth of the oceans at the expense of the continents, but oceanic crust thickens by addition of volcanogenic layers of andesitic composition in transition zones of Pacific type, on island arcs of the Second type.

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Zusammenfassung Den Übergangszonen zwischen ozeanischer und kontinentaler Kruste, die bisher in zwei Typen eingeteilt wurden, wird eine dritte hinzugefügt. Diese wird hier Kolumbische Übergangszone genannt. Es wird gezeigt, daß Subsidenz der Erdkruste, typisch für alle Übergangszonen, verbunden ist mit der Transformation kontinentaler Kruste in intermediäre und schließlich in ozeanische Kruste. Der wahrscheinlichste Mechanismus für diese Veränderungen ist die Sockelbildung der kontinentalen Kruste, ihr blockweises Eingehen in den heißen Oberen Mantel und schließlich ihre Umwandlung in neue ozeanische Kruste.Die Evolution der Übergangszonen vom pazifischen Typ ist stark beeinflußt durch tiefgreifende Störungen, die bis in den Mantel reichen. Von diesem Niveau steigen die beweglicheren Produkte als die wesentlicheren Anteile der Kalkalkali-Magmen an Inselbögen auf bis hin zur Oberfläche.Benioff-Zonen sind tiefgreifende Störungen, deren Einfallen sekundär und an die Dichte Unterschiede innerhalb des Oberen Mantels auf ihren beiden Seiten gebunden ist. Die dichteren Mantelanteile fließen unter die weniger dichten, wohingegen das Phänomen der Subduktion, wie es im Rahmen der Plattentektonik dargestellt wird, nicht existiert.Die Evolution der Übergangszonen tendiert im großen und ganzen zur Ausbreitung der Ozeane auf Kosten der Kontinente. Die ozeanische Kruste verstärkt sich in den Übergangszonen des pazifischen Typs durch Anbau vulkanogener Lagen mit andesitischer Zusammensetzung.

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Résumé Aux zones de transition entre la croûte continentale et la croûte océanique, jusqu'à présent ramenées à deux types, s'en ajoute une troisième, ici dénommée»Zone de transition colombienne«. On montre ici que la subsidence de l'écorce terrestre, typique pour toutes les zones de transition, est reliée (par des propriétés géophysiques) à la transformation de la croûte continentale en une croûte intermédiaire et ensuite océanique. Le mécanisme le plus probable de ces changements consiste dans la basification de la croûte continentale, son effondrement bloc après bloc dans le manteau supérieur rechauffé, et sa substitution par la nouvelle croûte océanique. L'évolution des zones de transition de type Pacifique est largement influencée par des failles profondes descendant jusqu'au niveau du manteau intact, niveau à partir duquel les produits volatiles montent vers la surface, en temps qu'éléments essentiels pour la formation des magmas calco-alcalins dans les arcs insulaires. Les zones de Benioff sont des failles profondes dont l'inclinaison est secondaire, et en liaison avec les contrastes de densité dans le manteau supérieur de chaque côté de la zone Benioff. Le manteau plus dense s'écoule sous le manteau moins dense, étant entendu que le phénomène de subduction, tel que le décrit la tectonique de plaques, est inexistant. — Dans l'ensemble, l'évolution des zones de transition tend vers la croissance des océans aux dépens des continents, tandis que la croûte océanique s'épaissit par addition des couches volcanogènes de composition andésitique dans les zones de transition de type Pacifique, sur les arcs insulaires du second type.

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Precambrian sedimentation,tectonics, and magmatism in Mexico

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

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

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

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

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

Messung des Ultrarot-Pleochroismus von Mineralen. X. Der Pleochroismus der OH-Streckfrequenz in Zoisit

Zusammenfassung Der Pleochroismus der OH-Streckfrequenz (=3,16 ±0,02 ) zeigt sowohl für -Zoisit als auch für -Zoisit, daß die OH-Dipole paralel [001] orientiert sind.

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Measurement of the infrared-pleochroism in minerals. X. The pleochroism of the OH-stretching frequency in zoisite

Summary The pleochroism of the OH-stretching frequency (=3.16 ±0.02 ) proves for - and -zoisite that the OH-dipoles are oriented parallel [001].

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Mit 1 Abbildung     

Der Blockbau der Mährischen Scholle vom Standpunkt des Quarzgefüges der Gesteine

Zusammenfassung Das westmährische Kristallin, das zu der Böhmischen Masse zählt, zeichnet sich durch einen Blockbau. Brüche und Störungen, die einzelne Blöcke abgrenzen, lassen sich auch an Hand des Quarzgefüges klassifizieren und charakterisieren. Die metamorphen Gesteine des Kernes der Böhmischen Masse zeichnen sich nämlich durch statistische Isotrophie ihres Quarzgefüges. Quarz wurde nur in spätvariszischen Deformationszonen eingeregelt. Es stellt sich heraus, daß unter den existierenden Störungen nur diejenigen während der Nachklänge des variszischen Orogens aktiv waren, die den tektonischen Massentransport annähernd in der NE-Richtung, ungefähr in der Horizontalebene ermöglichten. Der Stress wirkte in dieser Epoche etwa von SW her. Massen sowohl saurer als auch basischer Tiefengesteine, ähnlich wie verschiedene Metabasitkörper, verhielten sich dabei als Hindernisse, die diese Bewegung hemmten.

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For the crystalline fundament of Western Moravia, part of the Bohemian Massif, a blocky fabric is typical. Fault and deformation zones separating individual blocks can be classified and characterized also on the basis of their quartz fabric. Namely, quartz fabric of metamorphic rocks of the Core of the Bohemian Massif is in general statistically isotropic, quartz having been preferentially oriented only in late Hercynian deformation zones. Investigations have shown that among existing fault zones only those were in action at the end of the Hercynian orogeny which enabled a tectonic transport toward NE, approximately in the horizontal plane. The transport was caused by a lateral compressive stress comming from SW. The movements took place mostly in acid crystalline schists. Massifs of acid and basic igneous rocks as well as different metabasite bodies behaved as obstacles hindering tectonic transport.

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Résumé Le cristallin de la Moravie de l'ouest qui appartient au Massif de Bohême possède une structure de bloc. Les zones de failles et de déformations qui séparent les blocs individuels peuvent être classifiées et caractérisées à l'aide de l'étude de la texture de Quartz. La texture c-axiale du Quartz des roches métamorphiques du coeur du Massif du Bohême est statistiquement isotrope. Le Quartz a été enréglé seulement dans les zones de déformation tardi-hercyniennes. Il en ressort que parmi les zones de derangements existantes seules étaient actives, celles qui facilitaient un déplacement de la masse vers NE, approximativement dans un plan horizontal. A cette époque, la compression agissait du SW. Les massifs de roches granitoides ou basiques ainsi que différents corps métabasites agissaient comme des obstacles qui empêchaient ce mouvement.

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Saxonische Tektonik im Ostteil der Süddeutschen Scholle

Zusammenfassung Zwischen Ende Jura und Beginn Oberkreide wird der NW-Rand der Böhmischen Masse konturiert (NW-Richtungen, dazwischen abweichende Mosaik-Schollen). Vier weitere Etappen saxonischer Bruch- und Verbiegungstektonik liegen während der Oberkreide (NW-Richtungen), zwischen Oberkreide und Miozän (NW-, WNW- und ENE-Richtungen) bzw. im Miozän-Pliozän und ab Pliozän. Die Anordnung der oligozänen bis quartären Vulkanbauten belegt NNE- und ENE-streichende Tiefenwegsamkeiten. Vertikale, beulende Beanspruchung scheint zu dominieren. Einengungsformen sind auf die unmittelbaren Schollenränder beschränkt (teils gravitative Zutat mit Vergenz zur Tiefscholle, zum Teil rückläufige Bewegungen; Zuordnung der Horizontalstylolithen unklar), Hinweise auf Horizontalverschiebungen rar.

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The first stage of saxonic tectogenesis started at the end of the Jurassic (NW-border of the Bohemian block developed; predominantly NW-directions of blocks, mosaic blocks of different direction in between). Four younger stages of saxonic tectogenesis can be distinguished:During the Upper Cretaceous (NW-directions); at the end of the Upper Cretaceous till Eocene (in the south) or base of the Miocene (in the north) with NW-, WNW- and ENE-directions; during the Miocene to Pliocene; since the lower Pliocene.Basaltic volcanoes and dike swarms are connected to NNE- and ENE-directions (Oligocene to Quaternary in age).Indications of horizontal displacement are existent but rare. Tectonic structures of compressive tendency are restricted to the very borders of the saxonic blocks (due to gravitational origine or partially to invers displacement, always with vergency to the deeper situated block). As to the horizontal stylolithes the times of their origin as well as their interrelation to other tectonic elements are still uncertain.Vertical uplift of blocks with normal faults within the sedimentary cover seems to be predominant.

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Résumé La limite Nord-Ouest du «Massif de Bohême» se forme entre la fin du Jurassique et le début du Crétacé supérieur. Sa direction Nord-Ouest est compliquée de quelques lambeaux intercalés à directions aberrantes. Quatre autres étappes de la tectonique cassante ou pliante de «type saxonien» s'échellonnent du Crétacé sup. (direct. NW), entre le Crétacé sup. et le Miocène (directions NW, WNW et ENE) ou respectivement dans la Miocène-Pliocène jusqu'au post-Pliocène. L'alignement des appareils volcaniques neogènes prouve l'existence en profondeur de fractures de direction NNE et ENE.Les sollicitations verticales, formant des soulèvements semblent dominer. Des formes de resserrement sont limitées aux bords immédiats des écailles (en partie un appoint gravitationel avec déversement vers le lambeau abaissé, en partie mouvements rétrogrades; la signification des stylolithes horizontaux n'est pas encore éclaircie). Des indications de mouvements horizontaux sont rares.

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- ( -, ). 4 : (- ), - (-, -- -- ), - . -- -- . . ( , ; ), .

     

Post-magmatic resetting of Rb-Sr whole rock ages — a study in the Central Aar Granite (Central Alps,Switzerland)

This study investigates the post-magmatic reequilibration of Rb-Sr whole-rock isochrons in the Central Aar Granite, Aar Massif, Central Alps. A post-magmatic, preAlpine hydrothermal alteration caused rehomogenization of Sr isotopes in local subsystems of the granites by subsolidus reactions mainly involving k-feldspar. The size of these rehomogenized subsystems is dependent on rock mineralogy and chemistry. Interference between sample size, size of the rehomogenized subsystem and undisturbed magmatic system size yields a series of Rb-Sr wholerock ages intermediate between an Upper Carboniferous intrusion age and the age of a hypothetical Triassic/Liassic alteration event. The microscopic reaction textures as well as the Rb-Sr age systematics of this hydrothermal event can be distinguished from Alpine metamorphic effects.

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Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit stellt postmagmatisch reequilibrierte Rb-Sr-Gesamtgesteinsalter aus dem Zentralen Aaregranit (Aarmassiv, Zentralalpen) vor. Eine postmagmatische, voralpine Hydrothermalüberprägung verursachte eine Sr-Isotopenhomogenisierung in lokalen Subsystemen des Granits, die sich vor allem in Subsolidus-Reaktionen von Kalifeldspat äußert. Die Größe dieser Subsysteme hängt von der Gesteinsmineralogie und -chemie ab. Zwischenwirkungen zwischen Probengröße, der Größe dieser rehomogenisierten Subsysteme und den ungestörten Systemen führen zu Rb-Sr-Gesamtgesteinsaltern, die zwischen der oberkarbonischen Intrusion und einer hypothetischen triasisch-liasischen Hydrothermal-Überprägung liegen. Die mikroskopischen Reaktionsgefüge und die Systematik der hydrothermal zurückgesetzten Rb-SrGesamtgesteinsalter können von den Auswirkungen der alpinen Metamorphose unterschieden werden.

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Résumé Ce travail présente des âges Rb-Sr sur roche totale du Granite de l'Aar (massif de l'Aar, Alpes Centrales), qui ont été rééquilibrés en phase post-magmatique. Une altération hydrothermale pré-alpine et post-magmatique est la cause de l'homogénéisation des isotopes du Sr dans des subsystèmes locaux du granite. Ces altérations se manifestent surtout par des réactions sub-solidus du feldspath potassique. La taille de ces subsystèmes dépend de la minéralogie et de la composition chimique de la roche. Les influences conjugées de la taille des échantillons, de celle du subsystème réhomogénéisé et de celle du système magmatique non perturbé sont à l'origine de l'obtention d'âges intermédiaires entre celui de l'intrusion, datée du Carbonifère supérieur, et celui d'une altération hydrothermale hypothétique à la limite Trias/Lias. Les textures microscopiques et la systématique des âges Rb-Sr rajeunis peuvent être distinguées des effets du métamorphisme alpin.

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Aar (Aaremassiv), , -. , - , - . . , , -. .

     

Oldest Atlantic seafloor

Basalt recovered beneath Jurassic sediments in the western Atlantic at Deep Sea Drilling Project sites 100 and 105 of leg 11 has petrographic features characteristic of water-quenched basalt extruded along modern ocean ridges. Site 100 basalt appears to represent two or three massive cooling units, and an extrusive emplacement is probable. Site 105 basalt is less altered and appears to be a compositionally homogeneous pillow lava sequence related to a single eruptive episode.Although the leg 11 basalts are much more closely related in time to the Triassic lavas and intrusives of eastern continental North America, their geochemical features are closely comparable to those of modern Mid-Atlantic Ridge basalts unrelated to postulated mantle plume activity. Projection of leg 11 sites back along accepted spreading flow lines to their presumed points of origin shows that these origins are also outside the influence of modern plume activity. Thus, these oldest Atlantic seafloor basalts provide no information on the time of initiation of these plumes. The Triassic continental diabases show north to south compositional variations in Rb, Ba, La, and Sr which lie within the range of plume-related basalt on the Mid-Atlantic Ridge (20 °–40 °N). This suggests that these diabases had mantle sources similar in composition to those beneath the present Mid-Atlantic Ridge. Plumes related to deep mantle sources may have contributed to the LIL-element enrichment in the Triassic diabase and may alos have been instrumental in initiating the rifting of the North Atlantic. Systematically high values for K and Sr⁸⁷/Sr⁸⁶ in the Triassic diabases may reflect superimposed effects of crustal contamination in the Triassic magmas.Contribution Number 3953 from the Woods Hole Oceanographic Institution     

40Ar/39Ar age constraints on deformation and mineralization, Rosebery Zn-Pb-Cu and Mount Lyell Cu deposits, Tasmania, Australia

The ⁴⁰Ar/³⁹Ar dating of alteration muscovite from the Rosebery Zn-Pb-Cu and Mount Lyell Cu deposits, Tasmania, Australia, has determined a succession of deformation events which occurred from 400-378 Ma, and comprises the Devonian Tabberabberan Orogeny. The dates from Rosebery range from 400-390 Ma, are a minimum age for mineralization, indicate the time of deformation, and provide a maximum age limit for granitoid emplacement in the vicinity of the deposit. The ages from the Mount Lyell field range from 400-378 Ma, are a minimum for mineralization, and date cleavage development. The North Lyell Cu mineralization, which was probably broadly coeval with deformation, may have formed at 400 Ma. All pre-Devonian alteration micas in the Rosebery and Mount Lyell areas have been recrystallized or reset. The Tabberabberan deformation in western Tasmania was broadly contemporaneous with widespread crustal shortening in southeastern Australia, as established from the dating of alteration minerals associated with deformation-related precious and base metal deposits.     

Pre-alpine and alpine evolution of the South-alpine basement of the Orobic Alps

New K-Ar age determinations on the gneisses and schists of the south-Alpine basement of the Orobic Alps and their separated minerals have been carried out to supplement and support the previous study ofBocchio et al. (1981).The cooling ages of biotites and muscovites range from 218 to 331 my and from 170 to 330 my respectively, according to a bimodal distribution with modes at 222 and 298 my for biotite, 182 and 322 my for muscovite. The whole rock ages spread from 43 to 402 my with no significant cluster. Only a few samples give statistically significant internal isochrones, and these suggest two periods of equilibration, at 226–245 and 312–368 my.These age determinations support the conclusion drawn from regional petrologic studies (Bocchio et al., 1980;Crespi et al., 1980), that the south-Alpine basement underwent two main phases of metamorphism, now preferentially preserved in different areas: an old, Hercynian phase under a regime of intermediate pressure (staur-ky type), and a young, post-Hercynian phase under a regime of low pressure (staur-sill type) reactivated by the cover of the thick sedimentary pile on top of the basement. Furthermore, radiometric ages also point out the widespread but irregularly distributed occurence of an alpine overprint under the conditions of a very low metamorphic regime, that is documented by the growth of post-kinematic stilpnomelane in rocks of suitable bulk composition (Crespi et al., 1981, 1982), as well as by fine-grained phengite.

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Zusammenfassung Neue Kali-Argon-Datierungen von Gneisen und Schiefern und ihrer abgetrennten Minerale des südalpinen Grundgebirges wurden in Ergänzung der Studie vonBocchio et al., 1981 durchgeführt. Die Abkühlungsalter der Biotite und Muskovite reichen von 218 bis 331 ma und von 170 bis 330 ma entsprechend einer bimodalen Entwicklung mit Modalwerten bei 222 und 298 ma für Biotit und 182 und 322 ma für Muskovit. Die Gesamtgesteinsalter reichen von 43–402 ma ohne signifikante Häufung. Nur wenige Proben geben eine statistisch signifikante Isochrone, woraus sich zwei Gleichgewichtsperioden zwischen 226–245 ma und 312–368 ma ablesen lassen.Diese Altersbestimmungen unterstützen die Schlußfolgerungen, die aus regional-petrologischen Studien (Bocchio et al., 1980;Crespi et al., 1980) gezogen wurden und die Aussagen, daß das südalpine Grundgebirge zwei Hauptphasen der Metamorphose mitgemacht hat, die heute in verschiedenen Gebieten erhalten sind: eine ältere herzynische Phase unter mittleren Druckbedingungen (Staur-Ky) und eine jüngere postherzynische Phase unter niedrigem Druck (Staur-Sil), die unter der Überdeckung einer mächtigen Sedimentserie über dem Grundgebirge reaktiviert wurde. Darüber hinaus deuten die radiometrischen Alter auf einen weit verteilten, aber unregelmäßig auftretenden alpinen Einfluß hin, der unter den Bedingungen einer sehr niedrigen Metamorphose aufgeprägt wurde. Dies wird dokumentiert durch das Wachstum postkinematischer Stilpnomelane in Gesteinen mit einer entsprechenden Zusammensetzung (Crespi et al., 1981, 1982) sowie von feinkörnigen Phenigiten.

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Résumé De nouvelles déterminations d'âge par la méthode K-Ar ont été effectuées sur les gneiss et les schistes du socle sudalpin des Alpes Orobiques, ainsi que sur certains de leurs minéraux, en complément aux travaux antérieurs deBocchio et al. (1981).L'âge du refroidissement des biotites s'étend de 210 à 331 Ma et celui des muscovites de 170 à 330 Ma, selon une distribution bimodale: modes à 222 à 298 Ma pour la biotite et à 183 et 322 Ma pour la muscovite. Les âges mesurés sur roche totale vont de 43 à 402 Ma sans concentration significative autour d'une valeur. Un petit nombre d'échantillons seulement fournissent des isochrones statistiquement significatives; elles suggèrent deux périodes de mise en équilibre, à 226–245 Ma et à 312–368 Ma.Ces déterminations d'âge appuient les conclusions d'études pétrologiques régionales antérieures (Bocchio et al. 1980;Crespi et al. 1980), à savoir que le socle sud-alpin a subi deux phases principales de métamorphisme, conservées aujourd'hui dans de régions différentes: une phase ancienne, hercynienne, de pression intermédiaire (type staurotide-disthène) et une phase jeune, post-hercynienne, de basse pression (type staurotide-sillimanite) réactivée sous la couverture sédimentaire épaisse reposant sur le socle. De plus, les âges radiométriques mettent en évidence une reprise alpine, d'extension régionale mais irrégulièrement distribuée, dans les conditions d'un métamorphisme de très faible degré. Cette reprise s'exprime par la croissance de stilpnomélane post-cinématique dans les roches de composition appropriée (Crespi et al. 1981, 1982) ainsi que par le développement de phengite finement grenue.

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. (1981), K/Ar-. 218 331 170 330 , 222 298 182 322 . 43–402 - . , 226–245 312–368 . . (1980) . (1980) , - : , , (Staur-Ky) , , (StaurSil) , . , , . ( ., 1981, 1982), .

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Paper presented at the Second E.U.G. Meeting at Strasbourg, April 23–26, 1983     

Energie-Ressourcen der Erde-Grenzen aus geowissenschaftlicher Sicht

Zusammenfassung Es werden einige Ergebnisse einer Analyse der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) über das künftige Angebot von Energie-Rohstoffen diskutiert. Die Erde verfügt über endliche fossile Energieträger (Kohle, Erdöl, Erdgas, Ölschiefer, Ölsand) und Kernbrennstoffe (Uran, Thorium) sowie über unendliche, sich erneuernde Energiequellen (Geothermische Energie, Solarenergie). Die insgesamt auf der Erde vorhandenen fossilen Energie-Ressourcen betragen aus heutiger Sicht etwa 12 500 Mrd. t SKE (= Steinkohleneinheiten), von denen aber gegenwärtig nur 900 Mrd. t SKE als technisch-wirtschaftlich gewinnbare Reserven gelten. Mit fortschreitender Exploration kann aber noch ein erheblicher Teil der Ressourcen in Reserven überführt werden. Bei Erdöl und Erdgas sind bereits Grenzen erkennbar. Die kostengünstig gewinnbaren Kernbrennstoffe sind ebenfalls begrenzt. Gelingt jedoch der Einsatz neuer Reaktorlinien mit einer weit besseren Energieausnutzung und damit der Abbau niedrigprozentiger, teuer zu gewinnender Uran-Ressourcen, sind auch langfristig keine Verknappungen erkennbar. Die Nutzung Geothermischer Energie wird angesichts begrenzter Energie-Rohstoffe zunehmen.

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A few results of a study about the future energy-supply of the world by the Federal Institute for Geosciences and Natural Ressources are discussed. The entire fossil energy-resources are estimated at abt. 12 500×10⁹ tce (= tons of coal equivalent), of which 900×10⁹ tce are rated as presently recoverable reserves. Future exploration will be able to transform a substantial part of the resources into reserves. First limits in the supply of oil and gas are visible. The low cost, higher grade uranium reserves of the type which are presently exploited are equally limited. However if low grade uranium resources will become economically recoverable in the future, no actual limits can be seen. It is supposed that the use of geothermal energy will become more important in the long term future.

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Résumé Quelques résultats d'une étude sur les ressources énergétiques du monde faite par l'Institut Fédéral de Sciences de la Terre et de Matières Premières sont présentés. Les ressources énergétiques fossiles de la terre se montent à environ 12 500×10⁹ tec (tonnes d'equivalent charbon), dont 900×10⁹ tec représentent des réserves actuellement exploitables economiquement. L'exploration future sera capable de transformer une grande partie de ces ressources en réserves. La limite des ressources de pétrole et de gaz naturel devient déjà perceptible. La quantité d'uranium contenue en gisements à teneurs rentables est également limitée. On ne peut déceler la possiblité à long terme d'adaptations visant la mise en oeuvre de nouvelles lignes de reacteurs ayant une utilisation de l'énergie largement meilleure entraînant de ce fait l'exploitation de ressources en Uranium à plus basses teneurs. L'utilisation de l'énergie géothermique deviendra plus importante.

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(BGR) , . , — , , , , — — , —, , — , . 12500 SKE, .. , 900 SKE . . . .. , . .

     

Geodynamic evolution of the Pan-African orogenic belt: A new interpretation of the Hoggar shield (Algerian Sahara)

The Pan-African orogenic belt of Hoggar, 800 km wide, represents an extremely tightened complex and composite mobile zone. In the western part, the earlier thick meta-sedimentary units and alkaline-peralkaline intrusives, both of middle Proterozoic age, account for the early mobility of a N-S trending ensialic domain. Later, large scale upper-mantle contribution was responsible for many magmatic complexes of basic to ultrabasic rocks intruded at c. a. 800 m. y. in cratonic platform sediments 1000 to 800 m. y. old. A very important volume of volcanoclastic deposits, andesites to dacites, and widespread calc-alkaline batholiths are supposed to derive from two assemblages of island-arc type upon basic crust and of Andean type upon granulite basement and this newly accreted material 800 to 650 m. y. old, may be related to subduction zones dipping East. A cryptic suture ist postulated along the margin of the West African craton. The central Hoggar is mainly composed of pre-Pan-African gneisses belonging to the Eburnean cycle andpro parte formed during a Kibaran cycle, and ensialic upper Proterozoic schist belts, which were subjected at varying degrees to the Pan-African deformation and metamorphism. Eastern Hoggar includes also pre-Pan-African gneisses and granites, and the narrow ensialic upper Proterozoic Tiririne belt formed during the late Pan-African along a N-S trending major shear zone. High structural level nappes, recumbent folding, anatexis and syn-kinematic granites emplaced at c. a. 650 m. y. define the early Pan-African, related to crustal thickening and crustal melting during the early stage of a continental collision. The late Pan-African E-W compression produced in the whole shield N-S trending folds geometrically linked to a mega-system of shear belts and strike-slip faults, which dissect the earlier edifices into N-S trending branches and blocks of many hundred kilometres lateral displacement. This pattern is the result of an extreme E-W tightening of the belt between two rigid plates: the West African craton and the East Saharian craton colliding with a sinistral confrontation. During this stage (600–550 m. y.) an unquantified E-W shortening may have been absorbed by lateral movements along conjugate shear zones with a main sinistral component. Mineral ages and diagenesis of molassic deposits point out to a post-Cambrian uplift of the belt.

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Zusammenfassung Der panafrikanische Orogen-Gürtel des Hoggar-Gebirges in Südalgerien erstreckt sich über eine Breite von ca. 800 km und entspricht einer extrem eingeengten, aus komplexen geologischen Einheiten aufgebauten mobilen Zone. In seinem westlichen Teil zeugen bereits die untersten mächtigen metasedimentären Ablagerungen sowie die alkalischen und hyperalkalischen Intrusionen des mittleren Proterozoikums von der frühen Mobilität eines N-S streichenden ensialischen Bereiches. Vor ca. 800 M. J. wurden die etwa 800–1000 M. J. alten Kratonsedimente von großen Mengen basischen und ultrabasischen Materials aus dem oberen Erdmantel intrudiert. Volumenmäßig noch bedeutender sind Vulkanite und Vulkanoklastite von andesitischer bis rhyodazitischer Zusammensetzung sowie zahlreiche batholitische Intrusivkörper kalkalkalischer Natur. Als Ursprung dieser Gesteine wird eine Zone vom Typus Inselbogen auf basischer (ozeanischer) Kruste sowie ein Orogen vom andinen Typus auf granulitischem Untergrund in Betracht gezogen. Dieses der Kruste vor ca. 650–800 M. J. neu zugeführte Material steht möglicherweise in Zusammenhang mit nach Osten einfallenden Subduktionszonen, und wir nehmen daher die Existenz einer tief abgetragenen Sutur am Ostrand des westafrikanischen Kratons an.Der zentrale Hoggar besteht hauptsächlich aus prä-panafrikanischen Gneisen, die dem eburnischen und teilweise auch dem kibaridischen Zyklus angehören; ferner enthält er schmale ensialische, mit spätproterozoischen Schiefern aufgefüllte Grabenzonen. Diese verschiedenen Elemente werden in unterschiedlichem Maße von der panafrikanischen Tektogenese und Metamorphose beansprucht.Der östliche Hoggar besteht ebenfalls aus Gneisen und Graniten prä-panafrikanischen Alters, wogegen die schmale Kette des Tiririne-Gebirges während der Endphase der panafrikanischen Faltung entlang einer N-S streichenden bedeutenden Scherzone gebildet wurde.Deckentektonik, liegende Falten, Anatexis sowie ca. 650 M. J. alte syntektonische Granitoide charakterisieren die frühe Phase der panafrikanischen Orogenese im Hoggar und können als Resultat von Krustenverdickung und Krustenaufschmelzung infolge von Plattenkollision interpretiert werden. Die spät-panafrikanische Tektonik beruht auf einer O-W gerichteten Einengung der gesamten Hoggar-Gebirgskette, wodurch N-S streichende Falten entstanden, die geometrisch mit einem Mega-System von Scherzonen und Brüchen in Verbindung stehen. Dabei wurden die alten Massive in langgestreckte N-S orientierte Blöcke zerschnitten, bei denen seitliche Verschiebungen bis zu mehreren hundert km vorkommen. Dieses Strukturbild ist das Ergebnis eines äußerst starken O-W gerichteten Zusammenschubs der mobilen Zone zwischen zwei starren Platten: dem westafrikanischen Kraton und dem Ostsahara-Kraton, die unter Linksdrehung aufeinander stießen. Während dieser Phase (550–600 M. J.) trat ferner eine quantitativ noch nicht abschätzbare O-W-Verkürzung der Gebirgskette ein, die möglicherweise durch seitliche Verschiebung entlang konjugierter Scherzonen mit dominierender Linkskomponente absorbiert wurde. Mineralalter sowie Diagenese-Alter der panafrikanischen Molasseablagerungen stellen die letzte post-orogene Hebung im Hoggar deutlich in das Post-Kambrium.

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Résumé La chaine Pan-Africaine affleure sur 800 km de large au Hoggar. Elle représente une zone mobile complexe et composite extrêmement raccourcie. Dans la partie Ouest, les premiers dépôts méta-sédimentaires épais, ainsi que des intrusions alcalines et hyperalcalines d'âge Protérozoique moyen témoignent de la mobilité précoce d'un domaine sud-méridien ensialique. Plus tard vers 800 Ma, la contribution à grande échelle du manteau supérieur est remarquable sous la forme d'intrusions basiques et ultrabasiques mises en place dans des sédiments cratoniques déposés entre 1000 et 800 Ma. Plus importants encore en volume, les dépôts volcano-détritiques, les roches volcaniques allant des andésites aux rhyo-dacites et de nombreux batholites calco-alcalins peuvent provenir de zones de type arc insulaire établies sur croûte basique et de type cordillére andine sur croûte granulitique. Ce matérial témoigne d'importants phénomènes d'accrétion continentale probablement liés à des zones de subduction pentées à l'Est ayant fonctionné entre environ 800 et 650 Ma. La bordure du craton Ouest-Africain correspondrait à une suture océanique. Le Hoggar central est principalement constitué par des gneiss pré-Pan-Africains appartenant à l'Eburnéen, et en partie au cycle «Kibarien» ainsi que par d'étroits sillons ensialiques de Protérozoique supérieur. Les déformations et le métamorphisme Pan-Africain affectent ces unités de manière variable. Le Hoggar oriental comprend des gneiss et granites d'âge pré-Pan-Africain, et l'étroite chaîne de Tiririne plissée au Pan-Africain tardif est controlée par une zone majeure de cisaillement. Chevauchements, plis couchés, anatexie et granites syn-tectoniques mis en place à 650 Ma sont en relation avec les premiers stades de collision continentale pendant le Pan-Africain précoce, engendrant un épaississement crustal important et des fusions anatectiques profondes. Le Pan-Africain tardif implique une compression globale E-W de la chaîne qui a produit des plis Nord-Sud géométriquement liés à un méga-systéme de cisaillements et de décrochements, qui découpent les édifices antérieurs en branches et blocs longitudinaux Nord-Sud avec des déplacements latéraux de plusieurs centaines de kilométres. Cette disposition résulte d'un serrage E—W extrême de la chaîne entre deux plaques rigides: le craton Ouest-Africain et le craton Est-Saharien qui s'affrontaient avec une composante sénestre. Au cours de ce stade (600–550 Ma) un raccourcissement E-W encore non quantifié a aussi été absorbé par le jeu de mouvements latéraux le long des zones de cisaillement conjuguées. Les âges des minéraux, et ceux de la diagenése des dépôts molassiques soulignent l'âge post-Cambrien du dernier soulévement de la chaîne.

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- Hoggar 800 , . . 800–1000 , 800 , . - . , . , 650–800 , - , . Hoggar . . - , , , ; , , - . - . Hoggar - , - , - . , , 650 - Hoggar , . - Hoggar, - , , -, . , -, . , : , . — 550 600 , , - , , , . - - Hoggar .

     

Alpidische Gebirgsbildung in den Ostalpen: ein plattentektonisches Modell (Kurzfassung)

Zusammenfassung Plattentektonische Modelle stellen neue Hilfsmittel für die Interpretation der alpinen Orogenese dar. Die Bildung ozeanischer Kruste und ihre gleichzeitige oder nachfolgende Abführung (Subduktion) im alpinen Raum werden als Hauptmechanismen tektonischer Ereignisse angesehen.Der Ablauf der alpidischen Gebirgsbildung als plattentektonisches Modell kann in fünf Epochen eingeteilt werden: Oberes Perm bis Trias, erste Gliederung des Ost- und Südalpenraumes mit Ausbildung zweier Grabensysteme; Lias bis Malm die Öffnung des penninischen Ozeans und Trennung der Eurasischen Platte von der Ostalpin-Südalpin-Adriatischen Platte; Malm bis Unterkreide, Ausdehnung des penninischen Ozeans und Bildung ozeanischer Kruste; Genoman bis Eozän, Subduktion der penninischen ozeanischen Lithosphäre unter die Ostalpin-Südalpin-Adriatische Platte und oberes Eozän bis Pliozän, Kollision der kontinentalen Platten und zentralalpine Hebungen.

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A plate tectonics model has been applied to explain mountain building in the eastern Alps. The formation of ridge-type oceanic crust and its destruction in a subduction zone are regarded ast the main mechanisms for the alpine orogeny.The process can be divided into five tectonic epochs: Permo-Triassic ( 235-200 m. y.) first tectonic subdivision of the Eastern and Southern Alps and formation of two different rift systems; Liassic to Malm ( 195-150 m. y.) opening of the Penninic Ocean or Piemontais and separation of the Eurasian plate from the Austroalpine-Southalpine-Adriatic plate); Malm to Early Cretaceous ( 150-110 m. y.) formation of ridge-type oceanic crust in the Penninic Ocean; Cenomanian to Eocene ( 100-45 m. y.) subduction of the Penninic oceanic lithosphere under the Austroalpine-Southalpine-Adriatic plate; Late Eocene to Miocene ( 42-5 m. y.) collision of the two continental plates and vertical uplift.

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Résumé La formation d'une croûte océanique et sa subduction contemporaine et postérieure sont invoquées ici comme l'un des mécanismes essentiels de l'évolution tectonique des Alpes orientales.Utilisant, comme modèle, la tectonique des plaques, l'orogénèse alpine peut se diviser en cinq «époques»: Permien supérieur-Trias (env. 235-200 m. a.), première individualisation tectonique entre les Alpes orientales et méridionales et dévelopement de deux systèmes de grabens; Lias-Malm (env. 195-150 m. a.), ouverture de l'océan pennique et séparation des plaques «Eurasia» et «Austroalpine-Meridionale-Adriatique»; Malm — Crétacé inférieure (env. 150-110 m.a.); extension de l'océan pennique et formation d'une croûte océanique; Cénomanien-Eocène (env. 100-45 m. a.), subduction de la lithosphère océanique sous la plaque «Austroalpine-Meridionale-Adriatique» et Eocène supérieur-Pliocène (env. 42-5 m. a.), collision des plaques continentales et soulèvement des Alpes centrales.

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Vortrag, am 27. 2. 1975 auf der 65. Jahrestagung der Geologischen Vereinigung in Karlsruhe gehalten.