Les laves spilitiques et leurs gîtes minéraux

Résumé Le texte qui suit présente tout d'abord, un résumé du problème des spilites extrait du chapitre faisant partie du « Basalt-volume », édité en anglais par H.Hess (Wiley, New York, 1967). Le problème de la genèse des spilites est abordé par son côté géométrique. L'auteur montre que les structures primaires ne peuvent pas permettre de conclure à une origine secondaire des spilites, et que « les spilites » à structures dynamométamorphiques conduisent rarement à une interprétation claire.On voit que l'enrichissement en Na des spilites n'est généralement pas réel, mais dû à des erreurs d'échantillonages liées à la différentiation des spilites et des kératophyres. Il ne faut donc pas seulement considérer les compositions chimique et minéralogique, mais on doit également étudier l'ensemble de la structure microscopique, macroscopique et surtout le contexte stratigraphique et paléogéographique.Il est encore plus important de considérer le contexte géologique complet quand on étudie les gîtes minéraux liés aux spilites.Leur association est fréquente et logique puisque la formation des spilites est elle-même un processus qui consiste en une accumulation de la phase volatile dans laquelle les oligoélements sont souvent concentrés.

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After a review of the spilite problem (as such a continuation of the corresponding article in the Basalt-Volume, Wiley, New York, 1967), the following aspects are emphasized:If the fabric relations are considered, it is evident that many spilites and keratophyres must be primary, because, no secondary diffusion process is able to numerically reproduce a primary process. Each independant physical process has its own symmetry. In some metamorphic spilites the primary texture and composition, however, is so much blurred that a separation of primary and secondary properties is difficult if not impossible.The Na-enrichment is considered to be, in general, an illusion caused by a widespread sampling error. In a genetic study the whole of the context has to be considered, including the paleogeography and geotectonic position. It is not enough to consider compositional differences; the mega- and microfabric is just as important.This is even more true in regard to the mineral deposits associated with spilites and keratophyres. This frequent coincidence is but logic because the accumulation of a volatile fraction is by itself often an ore forming process. The spilite-variety of the classicalNiggli-diagram is given, and also an ample tabulation of spilite-theories and a bibliography.

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Zusammenfassung Es wird zuerst versucht, eine Übersicht über das Spilitproblem zu geben, in Weiterführung der kürzlich veröffentlichten Darstellungen im Basalt-Volume (Wiley, New York 1967).Das Problem wird in erster Linie von der geometrischen Seite her beleuchtet und es wird gezeigt, daß viele Primärgefüge kaum eine metasomatische Erklärung zulassen, da ja später (neosomatische) Diffusionsvorgänge stets Verteilungssymmetrien zeigen, die sich von denjenigen des Frühbestandes (Paläosoms) unterscheiden. Dagegen sind die leicht bis stark metamorphen Spilite mehrdeutig und lassen oft eine Zuordnung des Gefüges und des Mineralbestandes zu Primäroder Sekundärvorgängen nicht zu.Insbesondere wird ausgeführt, daß der angebliche Na-Reichtum im allgemeinen nicht real ist, sondern auf einer Fehlbemusterung beruht, die natürlich mit der spilitischen Differentiation (in Albit-, oder Chloritoder Carbonat-reiche Partien) zusammenhängt. Es ist somit wichtig, nicht allein die chemische und mineralogische Zusammensetzung zu betrachten, sondern man muß auch die Gesamtheit des Vorkommens, insbesondere auch das Klein- und Großgefüge betrachten, einschließlich der stratigraphischen, paläographischen und geotektonischen Lage.Die gesamtheitliche Betrachtung ist noch wichtiger, wenn man die mit Spiliten und Keratophyren verbundenen Erzlagerstätten betrachtet. Die Vergesellschaftung ist häufig, was logisch leicht verständlich ist, da sowohl die Spilitbildung wie die Erzbildung mit der Anreicherung leichtflüchtiger Bestandteile zusammenhängt. Mit tabellarischen Übersichten und einem ausgiebigen Literaturverzeichnis wird auf die bestehenden Lehrmeinungen und Arbeiten hingewiesen.

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Dédié au Professeur Dr. A.Rittmann à l'occasion de son 75ème anniversaire     

Shelf to basin transition in the Cambrian-Lower ordovician of Sardinia (Italy)

In southern and central Sardinia two different Cambrian-Lower Ordovician sedimentary belts occur. The former is exposed in southwestern Sardinia (Iglesiente and Sulcis), and is characterized by shallow-marine siliciclastic and carbonate sediments settled on a continental shelf with lowangle morphology. The latter, exposed in the Nappe Zone (central and southeastern Sardinia), consists of a thick monotonous sequence of siliciclastic deposits settled in a deeper-water basin.The comparative analysis of the sequences and their palinspastic reconstruction lead to recognize an inner and outer shelf respectively in Iglesiente and in northern Sulcis, a transition to the basin in eastern and southern Sulcis and a basin in the eastern areas of Sardinia (Nappe Zone).

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Zusammenfassung In Süd- und Zentral-Sardinien gibt es zwei unterschiedliche Sedimentgürtel im Kambrium bis Unterordovizium. Der ältere ist in Südwest-Sardinien (Iglesiente und Sulcis) aufgeschlossen. Er ist aus flachmarinen siliziklastischen und karbonatischen Sedimenten eines kontinentalen Schelfes mit flachem Relief aufgebaut. Der zweite Sedimentgürtel, aufgeschlossen in der Decken-Zone (Zentral- und SE-Sardinien) besteht aus einer mächtigen einheitlichen Folge von siliziklastischen Ablagerungen eines tieferen Beckens.Die vergleichende Analyse der Folgen und die palinspastische Rekonstruktion läßt einen inneren und einen äußeren Schelf im Gebiet von Iglesiente und nördlichen Sulcis erkennen, einen Übergang zum Becken im östlichen und südlichen Sulcis sowie ein Becken im östlichen Sardinien (Decken-Zone).

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Résumé En Sardaigne méridionale et centrale, on connaît deux ensembles sédimentaires d'âge cambro-ordovicien. Le premier, exposé dans la partie sud-occidentale de l'île (secteurs de l'Iglesiente et du Sulcis), est caractérisé par des sédiments carbonatés et terrigènes déposés sur un shelf continental morphologiquement régulier et à inclinaison faible.Le second, exposé dans la »zone des nappes« (Sardaigne orientale) est composé d'une séquence terrigène monotone déposée dans un bassin plus profond. L'analyse comparée des séquences et les reconstructions palynspastiques conduisent à reconnaître plusieurs domaines paléogéographiques: un shelf interne dans l'Iglesiente, un shelf externe dans le Sulcis septentrional, une transition vers le bassin profond dans le sud et l'est du Sulcis et ce bassin profond dans la Sardaigne orientale (»zones des nappes«).

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, . - (Iglesiente Sulcis) , , . , ( - ), , . : Iglesiente, — Sulcis, — Sulcis, — .

     

Paläoklimatische Information im Isotopengehalt14C-datierter Saharawässer: Kontinentaleffekt in D und18O

Zusammenfassung In den¹⁴C-Altern der Saharawässer spiegelt sich die wechselnde Abfolge von Feucht- und Trockenphasen während des späten Pleistozäns und Holozäns wider. Außerdem zeigt sich ein West-Ost-Gefälle in ihrem D- und¹⁸O-Gehalt, das als Kontinentaleffekt im Grundwasser gedeutet wird. Dieser Kontinentaleffekt setzt voraus, daß das nordafrikanische Klimageschehen vergangener Feuchtphasen von der Westdrift bestimmt wurde, die regenbringende atlantische Luftmassen weit ins Saharainnere getrieben hat. Ein einfaches mathematisches Modell, das den Kontinentaleffekt durch eine Rayleigh-Kondensation beschreibt, ergibt die beste Anpassung an die Meßwerte, wenn für die Sahara (ähnlich wie heute in Europa) ein West-Ost-Gefälle in den Paläo-Winterniederschlagsmengen von –30% pro 1000 km angenommen wird. Unter der Annahme ehemaliger Winterniederschläge (Sept.-März) von 600 mm (entspricht Lissabon heute) für das Gebiet an der nordafrikanischen Atlantikküste ergibt diese Modellrechnung z. B. 250 mm für die Paläo-Winterniederschläge im Gebiet des Murzuk-Beckens.

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The¹⁴C-age distribution of Saharian groundwaters shows the alternating sequence of humid and arid periods in the late Pleistocene and Holocene. The observed west-east decrease of the D- and¹⁸O-content of the Sahara waters is interpreted to be the Continental Effect in rain and groundwater. The paleoclimatic situation during ground-water formation therefore was controlled by the western drift carrying wet Atlantic air masses across the Sahara. The best fit of a simple Rayleigh condensation model of the continental effect to the experimental data is obtained with a west-east decrease of the Saharian paleo-winter precipitation of –30% per 1000 km (similar to the one in Europe today). With an annual winter precipitation rate (Sept.-March) of 600 mm (corresponding to the one of Lisboa today) for the Northafrican coastal area at the Atlantic Ocean a previous winter precipitation rate of 250 mm is obtained for the Murzuq Basin.

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Résumé Une succession de périodes humides et arides à la fin du Pléistocène et à l'Holocène se réflète dans la distribution des âges¹⁴C d'eaux souterraines du Sahara. Les teneurs en D et¹⁸O diminuent d'Ouest en Est, ce qui est interprété comme un effet continental dans l'eau souterraine. Celui-ci signifie que la climatologie des phases pluviales passées, dans l'Afrique du Nord, était déterminée par des vents d'Ouest qui apportaient des masses d'air atlantique humide à l'intérieur du Sahara. Un modèle mathématique simple décrivant l'effet continental par une condensation du type Rayleigh, reproduit avec la meilleure conformité les valeurs expérimentales, pour autant qu'on admette que les pluies hivernales au Sahara diminuaient anciennement d'Ouest en Est de 30% par 1000 km (comme à présent en Europe). En supposant qu'autrefois la quantité de pluie hivernale, de septembre à mars à la côte atlantique de l'Afrique du Nord était de 600 mm (comme aujourd'hui à Lisbonne), on obtient à l'aide de ce modèle une précipitation hivernale ancienne de 250 mm dans le bassin du Mourzouk.

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, ¹⁴C, . , ¹⁸O, , . , , , , . , Rayleigh, — , — — 30 % 1000 . , - , . . , 600 , — —, 250 .

     

Occurrence and40Ar/39Ar dating of a granite in Thera (Santorini,Greece)

A granite was drilled in the prevolcanic basement of Thera, an island of the Attico-Cycladic belt. It intruded the blueschist facies country rocks. K-Ar biotite ages and Ar-Ar plateau ages on two feldspars indicate rapid cooling, as all ages cluster around 9.5 Ma. Its occurrence indicates that the thermometamorphic evolution that characterizes the Attiko-Cycladic belt extends as far as Thera.

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Zusammenfassung Auf der Insel Thera, im Attiko-Kykladishen Gürtel, ist ein Granitkörper in einer Tiefe von ca. 250 m durch eine Bohrung aufgedeckt. Dieser Granitkörper ist in metamorphen Gesteinen von Blauschiefer-Facies intrudiert. K-Ar-Biotit- und Ar-Ar-Feldspat-Altersbestimmungen streuen um 9.5 Ma. Diese Alter weisen auf rasche Abkühlung des Granitkörpers hin. Es zeigt sich somit, daß die thermometamorphe Entwicklung des Attiko-Kykladischen Gürtels bis zur Insel Thera reicht.

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Résumé Un forage a été pratiqué dans un granite du socle pré-volcanique de l'île de Thera, qui appartient à la ceinture attico-cycladique. Ce granite a intrudé les roches encaissantes de facies schistes bleus. Les datations effectuées sur les biotites par la méthode K-Ar et les âges-plateau des feldspaths obtenus par la méthode Ar-Ar indiquent un refroidissement rapide, puisque tous les âges sont de l'ordre de 9,5 Ma. Ce granite montre que l'évolution thermométamorphique qui caractérise la ceinture Attico-Cycladique s'étend jusqu'à l'île de Thera.

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Thera 250 . . / / 9,5 . , . .. , Thera.

     

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

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

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

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

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

     

Die isotopische Verteilung von Kohlenstoff und Schwefel in Marmor und anderen Metamorphiten

Zusammenfassung Die C¹²/C¹³-Verhältnisse des Karbonatanteils metamorpher Gesteine liegen mit ihren C¹³-Werten zwischen –8,2 und –22,9 recht niedrig. Die Graphitanteile haben ein C-Isotopenverhältnis –15,7. Prä- bis postkambrischer Marmor aus verschiedenen europäischen Vorkommen ist auf Grund der Isotopenrelationen des Karbonatkohlenstoffs vermutlich marin entstanden. Seine Graphite lassen sich in 2 Gruppen einteilen: Gruppe I mit –19,4 bis –28%.; Gruppe II mit –5,2 bis –16,8. Die S³²/S³⁴-Verhältnisse von sulfidischem Eisenerz aus eklogitischen Gesteinen der Münchberger Gneismasse haben einen relativ kleinen Schwankungsbereich, von 12,0.

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The C¹²/C¹³-ratio of carbonate-carbon in metamorphic rocks is relatively low: C¹³: –8,2 to –22,9; graphitic carbon shows its normal isotopic composition: –15,7. Pre- and postcambrian marbles can be presumed of marine origin on the ground of the isotopic composition of carbonate-carbon whereas their graphites can be divided in two groups: Group I has a C¹²/C¹³-ratio supposed to be typical of organic origin; Group II is surprisingly high in C¹³. The S³²/S³⁴-ratios of ironsulfides from eclogitic rocks (Münchberger Gneismasse) show a relatively narrow spread of 12,0 per mil.

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Résumé Le rapport C¹²/C¹³ du carbone des carbonates dans les roches métamorphiques est relativement petit (C¹³ =–8,2 à –22,9). Le carbone graphitique a sa composition isotopique normale, – 15,7. Les marbres pré- à postcambriens sont probablement marins selon la composition isotopique des carbonates. Leurs graphites forment deux groupes: le premier groupe a des rapports C¹²/C¹³ typiques d'une origine organique, le deuxième groupe contient plus de C¹³ que la normale. Les relations S³²/S³⁴ des sulfures de fer des roches éclogitiques (Münchberger Gneismasse) ne montrent pas de grandes variations isotopiques (12,0).

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¹²/¹³ , . . ¹³ 8,2 22,9 . 15,7 . , , , . : 19,4 28, — 5,2 16,8. S³²/S³⁴ , , 12,0.

     

Zur Sedimentologie eines arktischen Deltas (Colville Delta,Nordalaska)

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

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

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

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

     

Sulfur in the precambrian metallogeny

The economically important sulfide deposits of Precambrian age can be subdivided into two principal groups. The first group is represented by Ni- and Cu-bearing differentiates within either layered intrusions of the Sudbury-Bushveld type or within smaller ultramafic bodies (sometimes of greenstone belt association). The relatively narrow spread around the meteorite standard of the ³⁴S values of these deposits suggests a mantle provenance of the sulfide sulfur.The second group (which is quantitatively more important) is represented by stratiform concentrations of base metal sulfides in sedimentary sequences lacking normally any ties to potentially ore-bearing magmas (Copper Belt, Broken Hill, Mount Isa, etc.). Although the problems related to the origin of such strata-bound deposits are rather complex, the majority of the latter probably formed as syngenetic sulfide precipitates in reducing aqueous environments characterized by the presence of bacteriogenic H₂S. Sulfur isotope data furnished by some of the principal deposits actually suggest that hydrogen sulfide produced by bacterial sulfate reduction was instrumental in bringing about a precipitation of the metal sulfides, thus underlining the decisive role played by the biosphere in processes of supergene metal concentration.

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Zusammenfassung Die wirtschaftlich wichtigen sulfidischen Metallkonzentrationen in präkambrischen Gesteinen lassen sich im wesentlichen zwei Lagerstättengruppen zuordnen. Die erste Gruppe bilden Ni- und Cu-führende sulfidische Differentiate in geschichteten Intrusionen vom Typ Sudbury-Bushveld oder innerhalb kleinerer ultrabasischer Komplexe. Die nur geringe Streubreite der ³⁴S-Werte um den Meteoriten-Standard legt eine abyssische Herkunft des sulfidischen Materials (Magnetkies, Pentlandit, Kupferkies u. a.) derartiger Lagerstätten nahe.Die zweite und quantitativ wichtigere Gruppe bilden schichtige Anreicherungen von Buntmetallsulfiden in Sedimenten, die in der Regel keinerlei Beziehungen zu potentiell erzbringenden Magmatiten erkennen lassen (Copper Belt, Broken Hill, Mount Isa u. a.). Obwohl die beträchtlichen Probleme dieser stratiformen Sulfidlagerstätten eine genetische Deutung schwierig machen (und insbesondere die oft enorme Streubreite der Schwefelisotopen auf eine polygene Herkunft der Sulfide schließen läßt), dürfte es sich bei der Mehrzahl der Vorkommen um primär synsedimentäre Metallausfällungen in einem H₂S-führenden reduzierenden Milieu handeln, wobei spätere tektonischmetamorphe Stoffmobilisierungen möglicherweise eine weitere Konzentration der Lagerstättensubstanz bewirkt haben. Die starke Beteiligung von bakteriogenem Schwefelwasserstoff bei der Ausfällung der Sulfide wird durch die Schwefelisotopen-Verteilung in verschiedenen derartigen Lagerstätten gestützt. Dieser Befund unterstreicht gleichzeitig die entscheidende Rolle der Biosphäre bei der Bildung von Metallanreicherungen im exogenen Zyklus.

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Résumé Les concentrations de sulfures métalliques économiquement importantes dans les terrains précambriens peuvent essentiellement être subdivisées en deux groupes de gisements. Le premier groupe comprend les différenciats de sulfures nickelifères et cuprifères dans les intrusions litées du type Sudbury-Bushveld ou dans l'intérieur de complexes ultrabasiques plus petits. La faible distribution des valeurs du soufre ³⁴ des météorites standard suggère une provenance abyssale des matériaux sulfurés de ces gisements (pyrrhotine, pentlandite, sulfures de Cu, etc.). Le deuxième groupe quantitativement plus important comprend les enrichissements «stratiformes »de sulfures métalliques dans les sédiments qui, en règle générale, ne montrent aucune liaison avec des magmatites potentiellement minéralisantes (Copper Belt, Broken Hill, Mount Isa, etc.). Quoique les problèmes importants relatifs à ces gisements sulfurés stratiformes rendent difficile une interprétation génétique (et en particulier la dispersion souvent énorme des isotopes du soufre qui permet de conclure à une provenance polygène des sulfures), il doit s'agir dans la plupart des cas de précipitations de métaux synsédimentaires primaires dans un milieu réducteur contenant H₂S; à la suite de quoi une mobilisation ultérieure tectonico-métamorphique pourrait avoir exercé une nouvelle concentration de la matière du gisement. La forte participation d'H₂S bactériogène au cours de la précipitation des sulfures est confirmée par la distribution des isotopes du soufre dans différents de ces gisements. Ce fait souligne simultanément le rôle décisif de la biosphère au cours de la formation des enrichissements métalliques dans le cycle exogène.

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, . , . - , . ³⁴S ( , , .. .) , , , (r Belt, Broken Hill, Mount Isa .). ( , ), , , , - , , , . . .

     

On the relationship between silica and carbonate diagenesis in deep-sea sediments

Silica diagenesis and carbonate diagenesis are interrelated. This is confirmed by observations of DSDP Sites 462, 463, 465, 466, and 577. Carbonate sediments containing chert (1) tend to be more indurated and display more advanced diagenetic alterations, regardless of sub-bottom depth; and (2) microfossil components are more strongly affected (overgrown and/or dissolved), while the amount of micritic particles and larger, euhedral calcite crystals is greater. In addition, mass physical properties, porosity in particular, vary more widely in sediment sections containing chert. Furthermore, in the studied similarly composed sediments recrystallization of biogenic opal is indicated by a significant reduction of the specific surface area, reaching a minimum value when quartz is formed.One possible mechanism involved is the production of «surplus« dissolved carbonate created by the replacement of carbonate material by silica during the process of chert formation and silicification. The «extra« carbonate is then available for precipitation as overgrowths and cement outside the chert nodules and silicified zones. Hence silica diagenesis, if it occurs early enough in the sediment, bears some influence on carbonate diagenesis. It is therefore suggested that silica diagenesis be added to the list of factors included in the «diagenetic potential« equation ofSchlanger &Douglas (1974).

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Zusammenfassung Die Diagenese von biogenem Silikat und Karbonat steht in engem Zusammenhang, wie Beobachtungen an Sedimenten der DSDP Sites 462, 463, 465, 466 und 577 zeigen. Karbonatische Sedimente, die biogenes SiO₂ enthalten, zeichnen sich aus durch (1) größere Verfestigung und stärkere diagenetische Veränderungen — unabhängig von der Tiefe im Sediment, (2) mehr Lösung und Überwuchs an Mikrofossil-Komponenten, (3) höheren Anteil mikritischer Partikel wie auch größerer idiomorpher Kalzitkristalle, (4) stärkere Variation der sedimentphysikalischen Eigenschaften, speziell der Porosität und damit zusammenhängender Parameter.Die Umkristallisation des biogenen SiO₂ führt in ähnlich Zusammengesetzen Sedimenten zu einer drastischen Abnahme der spezifischen Oberfläche. Minimalwerte werden erreicht, wenn sich Quarz bildet.Diagenetisch wichtig ist die Produktion von zusätzlichem Karbonat durch die Silizifizierung von Karbonatschalen. Dieses »Überschuß«-Karbonat wird dann als Überwuchs, Zement oder außen an den »Hornstein«-Aggregaten gefällt. Demzufolge beeinflußt die Diagenese von biogenem SiO₂ auch die Karbonatdiagenese. Daher ist es sinnvoll, die Diagenese von biogenem SiO₂ mit zu den Faktoren zu rechnen, die das »diagenetische Potential« — wie esSchlanger &Douglas (1974) definierten — ausmachen.

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Résumé L'étude de sédiments provenant des sites DSDP 462, 463, 465, 466 et 577 montre qu'il existe une relation entre la diagenèse de la silice et celle du carbonate biogéniques. Les sédiments carbonatés qui renferment de la silice biogémque présentent: 1) une induration plus marquée et des modifications diagénétiques plus poussées — et ce indépendamment de la profondeur sous la surface du fond; 2) une dissolution et/ou un accroissement plus développés des micro-fossiles; 3) une plus grande teneur en particules micritiques et une plus grande taille des calcites idiomorphes; 4) un éventail plus large de leurs propriétés physiques, particulièrement de la porosité et des paramètres qui en dépendent.La cristallisation de l'opale biogénique, dans des sédiments de compositions semblables, se traduit par une réduction drastique de la surface spécifique, qui atteint une valeur minimale lorsque du quartz est formé.Un rôle diagénétique important est joué par l'excès de carbonate dissous engendré par la silicification de coquilles carbonatées; cet excès de carbonate est dès lors disponible pour la précipitation des auréoles d'accroissement et du ciment hors des nodules de chert et des zones silicifiées. Il s'ensuit que la diagenèse du SiO₂ biogénique influence la diagenèse du carbonate. Il conviendrait dès lors d'ajouter la diagenèse de la silice à la liste des facteurs qui interviennent dans l'équation du «potentiel diagénétique» deSchlanger etDouglas (1974).

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462, 463, 465, 466 577, . , , : 1) , ; 2) ; 3) , 4) , . SiO₂ . . . »« , , « ». , .. «, 1974 Schlanger & Douglas.

     

Isotopic age determinations of crystalline rocks of the Upper Harz Mountains,Germany

Dating of crystalline rocks occurring in the Upper Harz Mountains was carried out by means of U-Pb isotope investigations on zircons and sphene as well as by Rb-Sr isotope measurements on whole-rock samples and biotites.U-Pb data of euhedral and rounded, detrital zircons of the allochthonous block of the Ecker gneiss point to an age (upper intercept) of the source area of the predominantly metasedimentary rocks of about 1.6 Ga or older. The lower intercept indicates a possible metamorphic event at ca. 560 Ma in the Ecker gneiss or in the source rock of the zircons of this complex. The concordant data point of a sphene fraction from a metavolcanic sample documents contact metamorphic influence on the Ecker gneiss by the Variscan intrusions of the Upper Harz Mountains.Emplacement of the intrusions of the Harzburg gabbronorite and the Brocken and Oker granites occurred contemporaneously 293–297 Ma ago within the analytical error limits. This points to a common geotectonic cause of the ascent of the magmas. Uplift of the Ecker gneiss block, now squeezed in between Harzburg gabbronorite and Brocken granite, was connected to these processes.The mineral ages of the plutonites are close to the intrusion ages indicating fast cooling processes in shallow crustal levels.

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Zusammenfassung Eine altersmäßige Einstufung der im Oberharz vorkommenden kristallinen Gesteine wurde durch U-Pb-Isotopenuntersuchungen an Zirkonen und Titanit sowie Rb-Sr-Isotopenmessungen an Gesamtgesteinsproben und Biotiten durchgeführt.U-Pb-Daten von idiomorphen und runden, detritischen Zirkonen der allochthonen Eckergneis-Scholle deuten auf ein Alter des Ursprungsgebietes der weitgehend metasedimentären Gesteine von etwa 1. 6 Ga oder älter hin und sie weisen ferner auf ein mögliches Metamorphose-Ereignis vor rund 560 Ma im Eckergneis oder im Liefergestein der Zirkone des Eckergneises hin. Der konkordante Datenpunkt bei ca. 295 Ma einer Titanit-Fraktion aus einer Metavulkanit-Probe dokumentiert die kontaktmetamorphe Beeinflussung des Eckergneises durch die variskischen Intrusionen des Oberharzes.Die Platznahme der Intrusionen der Gesteine des Harzburger Gabbronorit-Massivs sowie des Brokken- und Oker-Granits erfolgten innerhalb der analytischen Fehlergrenzen zeitgleich vor 293–295 Ma. Dies deutet auf eine gemeinsame geotektonische Ursache des Aufdringens der Magmen. Damit verbunden war der Aufstieg der Eckergneis-Scholle, die jetzt zwischen Harzburger Gabbronorit und Brockengranit »eingeklemmt« ist.Mineralalter der Plutonite liegen nahe bei den Intrusionsaltern und weisen auf rasche Abkühlungsvorgänge in seichtem Krustenniveau hin.

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Résumé Des mesures d'âge ont été effectuées sur des roches cristallines de l'Oberharz par les méthodes de l'U-Pb sur zircon et sphène et du Rb-Sr sur roches totales et sur biotites. La méthode U-Pb, appliquée aux zircons idiomorphes et détritiques arrondis de l'écaille allochtone des gneiss d'Ecker, fournit un âge (intersection supérieure) d'environ 1,6 Ga au moins pour la source des matériaux surtout métasédimentaires. L'intersection inférieure indique la possibilité d'un événement métamorphique à ± 560 Ma soit dans les gneiss d'Ecker, soit dans les roches-sources de leurs zircons. Un résultat concordant à ± 295 Ma fourni par le sphène d'une métavolcanite enregistre l'action du métamorphisme de contact engendré dans les gneiss d'Ecker par les intrusions varisques.La mise en place des intrusions du massif gabbronoritique du Harzburg et celle des granite de Brocken et d'Ocker ont été contemporaines: âges de 293 à 297 Ma, compris dans l'intervalle d'approximation des mesures. Ce résultat est en faveur d'une même cause géotectonique pour l'ascension de ces magmas. C'est en relation avec ce processus que s'est produit le soulèvement de l'écaillé des gneiss d'Ecker, actuellement coincée entre le gabbro du Harzburg et le granite de Brocken.Les âges minéraux des plutons sont voisins des âges d'intrusion, ce qui indique un refroidissement rapide dans un niveau crustal peu profond.

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- , - . - 1,6 , , , , 560 . , , 295 . , 293 295 ; . — . , . , .

     

Epeirogeny,orogeny and the tectonic development of the Kaapvaal basin,Southern Africa

The Kaapvaal intrageosyncline, one of the oldest cratonic basins of the Precambrian shield areas, offers an almost complete record of deposition and diastrophism that occurred between c. 1,4 and 3,0 Ga B.P. Its tectonic development started after the consolidation of the Early Archaean crustal structure when sequences such as the Pongola, Dominion Reef and Witwatersrand accumulated in a tectonically stable environment between c. 2,4 and 3,0 Ga B.P. This early epeirogenic or platformal stage was followed by a period of deposition of the Ventersdorp, Transvaal and Waterberg-Matsap sequences between c. 1,4 and 2,4 Ga B.P. Gravity-induced deformation which culminated in post-Matsap folding in the northern Cape and in post-Waterberg faulting in parts of the northern Transvaal and Botswana, affected portions of the basin situated close to the boundary of the craton with surrounding mobile belts. In Late Precambrian times the tectonic activity was either insignificant or it was again confined to the marginal zones of the craton (e. g. partial tectonic reactivation of the Lower Proterozoic sequences in the foreland of the Namaqua Mobile Belt between c. 0,9 and 1,25 Ga B.P.).Although the Kaapvaal basin represents an epeirogenic feature, the structure of its marginal parts displays some of the characteristics of orogenic belts (e. g. the linearity of fold structures in the Matsap synclinorium in the northern Cape and its uniform vergence towards the axis of the Waterberg-Matsap basin). However, the deformation of sequences in the Kaapvaal basin was not associated with magma generation, and the metamorphism operative in the basin during the Lower Proterozoic was only of burial type.The depositional and deformational history of the platform cover in the tectonically labile marginal zones of the Kaapvaal Craton is related to the tectonic evolution of the adjoining mobile belts. This can be shown by the example of the Namaqua Belt and its foreland in the northern Cape where continuity of certain geological units and tectonic structures exists across the front of the mobile belt. This continuity, together with the similar timing of the tectonic events in the mobile belt and on the craton, points to a common cause for the broad movements of uplift and subsidence on the craton, and for the profound deformation in restricted zones along its margin and in adjoining mobile belts.

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Zusammenfassung Die Kaapvaal-Intrageosynkline ist eines der ältesten bekannten kratonischen Becken, und ihre Entwicklungsgeschichte kann über einen Zeitraum von 1,6 Milliarden Jahren verfolgt werden.Das Becken entstand in einem früh-epigenetischen oder Plattform-Stadium, als die Pongola-, Dominion-Reef- und Witwatersrand-Schichten vor ca. 3,0 bis 2,4 Milliarden Jahren auf die konsolidierte frühpräkambrische Kruste abgelagert wurden. In einem weiteren Sedimentationszyklus folgten die Ventersdorp-, Transvaal- und Waterberg-Matsap-Schichten vor 2,4 bis 1,4 Milliarden Jahren. Gravitationsfaltung, die ihren Höhepunkt mit der Matsap-Deformation in der nördlichen Kapprovinz erreichte, und Störungsbewegungen im nördlichen Transvaal und in Botswana haben das Becken randlich im Grenzbereich zwischen Kraton und den umgebenden mobilen Zonen beeinflußt. Tektonische Bewegungen im Spätpräkambrium waren entweder unbedeutend oder sie spielten sich wiederum im Randbereich des Beckens ab (z. B. tektonische Rejuvenation von frühproterozoischen Gesteinen im Vorland des Namaqua-Mobile-Belt von ca 0,9 bis 1,25 Milliarden Jahren).Obwohl das Kaapvaal-Becken epirogenen Charakter aufweist, so zeigen doch die Strukturen in seinem Randbereich oft orogene Züge. Die Deformation im Beckeninneren war jedoch nicht von Magmaintrusionen begleitet, und während des Frühproterozoikums wurde die Beckenfüllung lediglich von einer geringen Versenkungsmetamorphose erfaßt.Die Sedimentations- und Deformationsgeschichte der Plattform-Serien im tektonisch labilen Randbereich des Kaapvaal-Kratons ist eng mit der strukturellen Entwicklung in den benachbarten mobilen Zonen verbunden. Dies wird am Beispiel des Namaqua-Mobile-Belt und seines Vorlandes in der nördlichen Kapprovinz gezeigt, wo bestimmte geologische Einheiten und Strukturen vom mobilen Bereich in den kratonischen Bereich verfolgt werden können. Diese Kontinuität und der zeitliche Zusammenhang zwischen Deformation immobile belt und auf dem Kraton deuten auf eine gemeinsame Ursache für die weitgespannten epirogenetischen Bewegungen im Beckenbereich und die orogene Tektonik am Rande des Kratons hin.Der Unterschied zwischen stabilen und mobilen Bereichen ist wahrscheinlich auf unterschiedliche Krustendicke und -stärke zurückzuführen, so daß die gleichen tektonischen (orogenen) Bewegungen einerseits zu alpinotypen Strukturen führen, während sie in starken (d. h. schon verfestigten) Krustenteilen germanotype Verformung und Epirogenese zur Folge haben. Orogene oder epirogene Bewegungen hängen daher entweder von verschiedenartiger tektonischer Beanspruchung benachbarter Krustenteile während eines bestimmten Zeitraumes ab, oder sie spiegeln fundamentale Veränderungen in einem bestimmten Krustenbereich im Laufe seiner Entwicklungsgeschichte wider.Ein Beispiel für den ersten Fall ist die in vorliegender Arbeit beschriebene unterschiedliche Entwicklung des Kaapvaal-Beckens und des benachbarten Namaqua-Mobile-Belt im Frühproterozoikum, während letzterer Fall durch die spätarchaische Kratonisierung des Kaapvaal-Grundgebirges und die nachfolgende Evolution der Kaapvaal-Plattform charakterisiert ist.

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Résumé Le Kaapvaal intragéosynclinal, un des plus vieux bassins cratoniques connus des boucliers précambriens, apporte un record presque complet de sédimentation et de diastrophisme qui apparut entre 1400 Ma et 3000 Ma. Son développement tectonique commença après la stabilisation tectonique de la croûte de l'Archéen moyen quand des séries telles que le Pongola, le Dominion Reef et le Witwatersrand se furent déposées dans un milieu tectoniquement stable entre 2400 Ma et 3000 Ma. Cette époque épéiro-génique précoce fut suivie par la période de sédimentation des séries du Ventersdorp, du Transvaal et du Waterberg-Matsap, entre 1400 Ma et 2400 Ma. Le plissement par gravitation qui culmina avec la déformation de Matsap dans le Nord de la province du Cap et par le décrochement post-Waterberg dans certaines parties du Nord du Transvaal et du Botswana, influença les parties du bassin placées en bordure entre le craton et les zones mobiles qui l'entouraient.L'activité tectonique entre 1400 Ma et 600 Ma fut ou insignifiquante ou à nouveau se limita aux parties marginales du craton (c'est à dire une réactivation tectonique partielle des séries du Protérozoïque inférieur dans l'avant-pays de la zone mobile du Namaqualand, entre 900 Ma et 1250 Ma).Bien que le bassin de Kaapvaal montre un caractère épirogénique, les structures des parties marginales montrent cependant quelques traits caractéristiques pour les ceintures orogéniques. La déformation des séries de l'intérieur du bassin du Kaapvaal ne fut cependant pas accompagnée d'intrusions magmatiques, et pendant le Protérozoïque ancien le comblement du bassin fut affecté seulement d'un léger métamorphisme d'enfouissement.L'histoire de la sédimentation et de la déformation des séries de plateforme dans le domaine marginal tectoniquement labile du craton du Kaapvaal est mis en relation avec l'évolution structurale des zones mobiles voisines. C'est ce que montre l'exemple du «Namaqua Mobile Belt» et de son avant-pays dans la province septentrionale du Cap où s'établit la continuité entre la zone mobile et le craton. Cette continuité, et aussi la liaison dans le temps entre la déformation dans la zone mobile et dans le craton, indiquent une cause commune pour les grands mouvements de soulèvement et de subsidence dans le domaine du bassin et pour la déformation profonde en bordure du craton.La différence entre les domaines stables et mobiles est à rapporter vraissemblablement à des épaisseurs et à des résistances différentes de la croûte, de sorte que les mêmes mouvements tectoniques (orogéniques) d'une part conduisent à des structures alpinotypes, tandis que d'autre part dans les parties de la croûtes suffisamment fortes (c'est-à-dire déjà consolidées) ils ont pour effet une déformation germanotype et une épirogenèse. Les mouvements orogéniques ou épirogéniques ou bien dépendent de sollicitations tectoniques de type différent entre parties de la croûte voisines pendant une durée déterminée, ou bien ils reflètent des modifications fondamentales dans un domaine déterminé de la croûte au cours de son développement historique.Un exemple du premier cas est donné par le développement différentiel, décrit dans le présent travail du bassin du Kaapvaal et de la Ceinture mobile du Namaque, voisine, au cours du Protérozoïque ancien, tandis que le dernier cas est donné par la cratonisation, à la fin de l'Archéen, du socle du Kaapvaal et par l'évolution de la plateforme du Kaapvaal qui l'a suivie.

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Climatic and tectonic events controlling the Quaternary in the Black Sea Region

The Quaternary geology of the Black Sea — Caspi region is reconstructed in a sequential series of maps. Over the past 400 000 years the total subsidence in the former shallow basins can be as high as 3 km, resulting in the Black Sea and Caspian deep basins of today with water depths ofca. 2000 and 1000 m, respectively. In relation to such dimensions, eustatic sea level changes have only a minor impact on bathymetry.

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Zusammenfassung Die tektonische und paläogeographische Entwicklung im Schwarzmeer — Kaspi Gebiet während des Quartärs ist in einer zeitlich gestaffelten Serie von Karten dargestellt und erläutert. Absenkungen bis zu 3 km haben im Verlauf der letzten 400 000 Jahre aus altquartären Flachmeerbecken das heutige Schwarze und Kaspische Meer mit Wassertiefen von ca. 2000 bzw. 1000 m geprägt. Gemessen an dieser Größe sind die durch eustatische Meeresspiegelschwankungen verursachten Veränderungen der Bathymetrie unbedeutend.

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Résumé La géologie quaternaire de la région Mer Noire — Caspienne a été représentée dans une série de cartes successives; depuis 400 000 ans l'affaissement total dans ces bassins, à l'origine peu profonds, est important: jusqu'à 3 km. En conséquence, les bassins des Mers Noire et Caspienne sont profonds, avec des bathymétries d'environ 2000 et 1000 m respectivement. En comparaison, les variations eustatiques d'ordre climatique sont mineures.

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, , : - . 3 400000 2000 1000 . , , .

     

Die Stellung der nordnorwegischen Eisenerzlagerstätte Andörja in der kaledonischen Geosynklinale

Zusammenfassung Die Magnetiterzlager der Insel Andörja/Nordnorwegen liegen in einer Serie mesozonal metamorphisierter Sedimente des Kambro-Silurs der Kaledoniden: Granatglimmerschiefer Hangender Kalkmarmor (max. 5 Horizonte, die bis 9 m mächtig sind) Amphibolitschiefer (83–175 m mächtig, mit marin-sedimentären Magnetiterzen) Liegender Kalkmarmor (0–4 m mächtig) Granatglimmerschiefer, z. T. Quarzit.Diese Gesteinsfolge hat typisch miogeosynklinalen Charakter. Da sie westlich des Verbreitungsgebiets der eugeosynklinalen kaledonischen Sedimente und nahe dem Westrand des Verbreitungsgebiets kambro-silurischer Gesteine überhaupt auftritt, könnte es sich hier um den Westrand der Kaledoniden handeln. Westlich davon auftretende präkaledonische Gesteine könnten dann zur irischen Plattform gehören.

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The magnetite layers on the island of Andörja lie in a series of metamorphosed cambro-silurian sediments with the following sequence: garnet mica schist upper marble (max. 5 layers with up to 5 m thickness) amphibolite schist (83–175 m thickness, with marine sedimentary magnetite ore) lower marble (0–4 m thickness) garnet mica schist, partly quartzite.This rock sequence is of typically miogeosynclinal character. As it is situated to the west of the extension of the eugeosynclinal Caledonian rocks and near the western border of the cambro-silurian rocks on the whole, we might have here the western boundary of the caledonian geosyncline. Precaledonian rocks to the west of Andörja might then belong to the Irish platform.

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Résumé Les couches de magnétite du gisement d'Andörja se trouvent dans une série de sediments cambro-siluriens métamorphiques avec la séquence suivante: marbre supérieur (max. 5 horizons qui ont une épaisseur jusqu'à 9 m) amphibolite (83–175 m d'épaisseur, avec gisements de magnétite) marbre inférieur (0–4 m d'épaisseur) schistes de grenat et mica, en partie quartzites.La séquence est d'un caractère typiquement miogeosynclinal. Parce qu'elle apparaît à l'ouest de l'extension des roches eugéosynclinales calédoniennes et à la bordure des roches cambro-siluriennes en général, on y a probablement la frontière occidentale de la géosynclinale calédonienne. Les roches précalédoniennes plus à l'ouest pourraient alors appartenir à la plateforme d'Irlande.

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Andörja ( ), - : (9 ), (83–175 , ), (0–4 ), - , . . , .

     

Geologische Vorgänge in den Alpen ab Obereozän im Spiegel vor allem der deutschen Molasse

Zusammenfassung Die vorquartäre Geschichte des Molassebeckens nördlich der Alpen läßt sich in 3 Großabschnitte unterteilen, in deren Ablauf sich umrißhaft die jeweils zugehörigen Entwicklungsstadien des aufsteigenden Gebirges widerspiegeln, die bisweilen umgekehrt auch von Ereignissen im Vorland beeinflußt werden. Der 1. Abschnitt (Obereozän bis Aquitan/ Ober-Eger) ist von der in den Westalpen beginnenden Hebung sowie von Bewegungen der savischen Dislokationsphase geprägt, in besonderem Maße ferner an der Rupel/ChattGrenze von der größten Meeresspiegelsenkung seit dem Kambrium. Im 2. Abschnitt (Burdigal/Eggenburg bis Unterpannon) verlagert sich die Hebungsaktivität zu den Ostalpen, womit im Vorland die große, E-W gerichtete Flußschüttung der Oberen Süßwassermolasse ausgelöst wird. In ihr verursacht die gewaltige Erderschütterung des Riesmeteoriten-Einschlags im höheren Baden vermutlich die Flußverlegung der Enns, eines ihrer beiden Hauptzubringer, zum Grazer Becken und damit eine sich u. a. im Schwermineralbestand (als A-Grenze) abzeichnende Änderung der Materialzufuhr aus dem Gebirge. Im 3. Abschnitt (Unterpannon bis Pliozän) geht infolge weiteren Aufsteigens der Alpen samt Vorland bei gleichzeitiger Verlagerung des Hebungszentrums wieder zur Westschweiz die bisherige Akkumulation in Denudation über, die von dem sich nun von Niederösterreich aus ins Molassebecken hineinfressenden Donausystem besorgt wird.Die während des 2. Großabschnitts von der Auflast der vorrückenden kalkalpinen Dekken aus ihrem Ablagerungsraum herausgequetschte ältere Molasse ist zu den alpenparallelen Mulden des gefalteten Bereichs zusammengeschoben, mit einer wohl erst im 3. Abschnitt entstandenen Achsendepression zwischen Iller und Mangfall. In diesen Zeitraum vor allem fällt auch die Verformung der jüngeren ungefalteten Molasse zu einer alpenparallelen Großmulde, deren Achse nach SW und E aushebt.

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The pre-Quaternary history of the Molasse basin north of the Alps can be subdivided into three major phases, in the course of which the respective associated evolutional stages of the rising mountains are reflected in outline. On the other hand, these stages are occasionally also influenced by events in the foreland. The first phase (Upper Eocene to Aquitanian/Upper Egerian) ist characterized by the uplifting beginning in the Western Alps and movements of the Savic dislocation phase, and in particular also at the Rupelian/Chattian boundary by the greatest eustatic lowering of the sea level since the Cambrian period. During the second phase (Burdigalian/Eggenburgian to Lower Pannonian) the uplifting shifts to the Eastern Alps, bringing about in the foreland the large E-W directed fluvial accretion of the Upper Fresh-water-Molasse. During its progress the enormous earth-tremor of the Ries meteoric impact in the upper Badenian presumably leads to the diversion of the Enns river, being one of the two main tributaries, to the Graz basin, resulting in a change in the material supply from the mountains, which is reflected in the heavy mineral content (designated as A-boundary). In the third phase (Lower Pannonian to Pliocene) the previous accumulation, as a result of the continuing uplifting of the Alps and the foreland with simultaneous shifting of the uplift centre back to Western Switzerland, turns to denudation which is effected by the Danube system extending from Lower Austria into the Molasse basin.The older Molasse squeezed out of its deposition area by the overburden of the advancing Austroalpine nappes has been compressed to the throughs of the folded zone along the Alps, with an axis depression between the rivers Iller and Mangfall, which has presumably not developed until the third phase. Above all, during this period the deformation of the younger unfolded Molasse to a large trough paralleling the Alps also took place; its axis rises to the SW and E.

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Résumé L'histoire préquaternaire du bassin molassique au nord des Alpes peut se diviser en trois périodes principales dont le déroulement reflète à grands traits les phases de développement corrélatives de la chaîne en voie de soulèvement. D'autre part, ces phases de développement sont de temps en temps influencées par des événements intervenus dans le bassin. La première période (Eocène supérieur à Aquitanien/Egerien supérieur) est marquée par le soulèvement commençant dans les Alpes occidentales, ainsi que par des mouvements de la phase de dislocation savique et, en particulier à la limite du Rupélien/Chattien, par le plus grand abaissement eustatique du niveau de la mer depuis le Cambrien. Pendant la seconde période (Burdigalien/Eggenburgien à Pannonien inférieur) l'activité de soulèvement se déplace vers les Alpes orientales, provoquant dans le bassin préalpin la grande accrétion fluviale de la Süßwassermolasse (Molasse d'eau douce) supérieure dirigée de l'est vers l'ouest. Le violent ébranlement terrestre produit dans celle-ci par l'impact de la météorite dans le Ries pendant le Badénien supérieur mène probablement le détournement de l'Enns, l'un des deux fleuves tributaires principaux, vers le bassin de Graz, donnant lieu à un changement dans le transport de matériaux venant des montagnes, ce qui se reflète dans la teneur en minerais lourds (dénommé « limite A »). Pendant la troisième période (Pannonien inférieur à Pliocène), l'accumulation antérieure, par suite du soulèvement continu des Alpes et du bassin préalpin, accompagné de la retraite du centre du soulèvement vers la Suisse occidentale, tourne à la dénudation qui est effectuée par le système danubien s'étendant dès lors de la Basse-Autriche au bassin molassique.La Molasse plus ancienne expulsée pendant la seconde période principale de son milieu de sedimentation par la pression des nappes austroalpines susjacentes en progression a été comprimée en auges de la zone pliée le long des Alpes, avec un abaissement axial entre l'Iller et le Mangfall, qui ne s'est probablement formé que dans la troisième période. Dans cette période surtout intervient la déformation de la Molasse plus récente non plissée qui prend la forme d'une grande auge parallèle aux Alpes, dont l'axe s'élève vers le sud-ouest et l'est.

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Herrn Dr. Dr. h. c. Artur Roll (Tübingen) gewidmet

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Nach einem Vortrag auf der 73. Jahrestagung der Geologischen Vereinigung in Berchtesgaden am 25. Februar 1983.     

Variszische duktile Tektonik im Böhmischen Massiv

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

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

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

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Geochemical and geochronological data on Triassic volcanism of the Southern Alps of Lombardy (Italy): Genetic implications

Summary A widespread volcanism mainly consisting of pyroclastic products and lava flows is found in the Southern Alps of Lombardy. The volcanics are interbedded with Anisian-Ladinian carbonatic sequences and continental terrigenous or transitional deposits of Ladinian-Carnian age. The petrographic and geochemical data for this volcanism indicate a calc-alkaline affinity with characters similar to those of convergent continental margins. In this sector of the Alps the geological evidences show that in the middle Triassic general extensional movements were the dominant deformation event, and do not support the existence of a subduction zone during this period. The apparent contrast between the tectonic environment and the type of magmas erupted in the Anisian-Carnian is tentatively explained by partial melting during the early stage of rifting of an upper mantle deeply modified during the previous Hercynian orogenesis and contaminated by crustal material. This hypothesis is in agreement with the preliminary Sr isotopic ratios (0.705 and 0.709). K/Ar and Rb/Sr ages on biotites date the beginning of the volcanism at around 225 m.y.

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Zusammenfassung In den Südalpen der Lombardei befindet sich ein weitverbreiteter Vulkanismus, der hauptsächlich aus pyroklastischen Produkten und Lavaströmen besteht. Vulkanische Produkte sind mit anisisch-ladinischen beckenartigen Karbonat-Schichtfolgen oder mit ladinisch-karnischen kontinental-terrestrischen oder Übergangsablagerungen eingebettet. Die petrographischen und geochemischen Daten für diesen Vulkanismus weisen auf eine den konvergenten Kontinentalschelfen ähnliche kalkalkaline Affinität hin. In diesem Sektor der Alpen zeigen die geologischen Beobachtungen, daß die dominanten Verformungsereignisse der mittleren Trias allgemeine Dehnungsbewegungen waren und weisen nicht auf die Existenz einer Subduktionszone zu dieser Zeit hin. Der scheinbare Widerspruch zwischen dem tektonischen Milieu und dem im Anis bis Karn ausgeworfenen Magmatyp wird versuchsweise mit einer Teilaufschmelzung eines während der vorhergehenden herzynischen Orogenese tief veränderten und mit Krustenmaterial verunreinigten oberen Mantels während der Frühphase einer Grabenbildung erklärt. Diese Hypothese ist im Einklang mit den präliminaren Sr-Isotopenverhältnissen (0.705 und 0.709). K/Ar und Rb/Sr Altersmessungen an Biotiten datieren den Anfang der vulkanischen Tätigkeit um 225 Ma.

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Résumé Un volcanisme très répandu constitué surtout par des produits pyroclastiques et par des coulées de lave se trouve dans les Alpes Méridionales en Lombardie. Ces produits volcaniques sont intercalés dans la série carbonatique du bassin d'âge Anisien-Ladinien et dans les dépôts terrigènes continentaux ou transitionnels d'âge Ladinien-Carnien. Les données pétrographiques et géochimiques de ces produits volcaniques montrent une affinité calcoalcaline avec des caractères semblables à ceux des marges continentales convergentes. Dans le Trias moyen de cette partie des Alpes, les données géologiques indiquent que le motif dominant de la déformation est un mouvement d'extension très répandu, tandis qu'il n'y a aucune évidence de l'existence d'une zone de subduction durant cette période. Le contraste entre le style tectonique et le type de magma mis en place dans l'Anisien-Carnien, peut être expliqué par une fusion partielle du manteau supérieur pendant un stade précoce d'effondrement modifié intensément pendant la précédente orogenèse hercynienne et contaminé par des matériaux d'origine crustale. Cette hypothèse est en accord avec des données préliminaires des rapports isotopiques du Sr (0.705 et 0.709). Des âges K/Ar et Rb/Sr sur des biotites donnent 225 m.a. environ pour le début de l'activité volcanique.

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Mica beards in three slates: Morphology,formation and bearing on the strain history

Beards are intergrowths of mica, chlorite and quartz or feldspar on detrital grains in weakly metamorphosed sedimentary rocks. The three samples studied contain beards of mica and quartz (or feldspar). Their internal morphology shows a variation in mica orientation related to the external foliation (matrix). Formation occurred during foliation development with a syntaxial growth history. In three dimensions, the beards have oblate shapes, so that they are present in all planes cut parallel to the shortening direction. This indicates flattening strain conditions around the detrital grains during the beard formation.Bulk inhomogeneous shortening, resulting in an anastomosing foliation, can explain the local extension within the plane containing the fold axis and the shortening direction. Concurrently, an approximately constant lenght in the direction of the fold axis is maintained on a regional scale (plane strain). Volume loss probably plays an important role during the formation history.

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Zusammenfassung Glimmerbärte in schwach metamorphen Sedimenten sind syntektonische Verwachsungen von Glimmer, Chlorit, Quarz oder Feldspat auf detritischen Körnern. Die drei hier untersuchten Proben enthalten Bärte aus Hellglimmer und Quarz (oder Feldspat). Die Glimmerorientierung zeigt Variationen in Relation zum umgebenden Schieferungsgefüge (Matrix). Die Bildung der Bärte fand mit syntaxialem Wachstum während der Schieferung statt. Dreidimensional haben die Bärte eine abgeplattete Gestalt, so daß sie in allen Schnittlagen parallel zur Verkürzungsrichtung zu beobachten sind. Dies weist auf plättende Verformung um detritische Körner während der Bildung der Bärte hin.Bulk inhomogeneous shortening führt zu einem linsigen Schieferungsgefüge und kann bei gleichzeitiger Annahme einer nicht volumenkonstanten Deformation als Erklärung für die im Korngefüge beobachtete Dehnung parallel zur Faltenachse herangezogen werden. Im regionalen Maßstab wird aber eine konstante Länge in Richtung der Faltenachse und damit ebene Deformation angenommen.

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Résumé Les barbes de mica sont des intercroissances de quartz (ou feldspath) et de mica sur des grains détritiques dans les roches sédimentaires peu métamorphisées. Elles ont été étudiées dans trois échantillons. Leur morphologie interne montre une variation dans l'orientation du mica en relation avec la schistosité externe (matrice). Leur formation s'est produite pendant le développement de la schistosité, avec une histoire de croissance «syntaxiale». Les barbes ont une forme oblongue en trois dimensions, de sorte qu'elles sont visibles dans toutes les sections parallèles à la direction de raccourcissement. Cela indique, pendant la formation des barbes, l'existence d'un aplatissement autour des grains détritiques.Le raccourcissement non homogène, qui entraîne une foliation anastomosée peut être invoqué, conjointement à une déformation avec perte de volume, pour expliquer l'allongement que présente localement la microstructure parallèlement à l'axe des plis. A l'échelle régionale, toutefois, on admet la constance de la longuer selon la direction des axes et, partant, le caractère plan de la déformation.

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, (Glimmerbärte). Glimmerbärte ( ). — . Glimmerbärte . Glimmerbärte , , . Bulk inhomogeneous shortening , , , . .

     

Great circles — The leading lines for jointing and mineralization in the upper earth's crust

The state of our knowledge today of the problems of jointing is very unsatisfactory. No clear explanation exists for the origin of joints. Observations available indicate, however, the importance of these phenomena for the morphology and for the distribution of mineralization in the earth's crust. The dependence of the surface features on jointing and on mineralization is indicated and examples of a close relationship of the great circles with jointing, morphology and the distribution of deposits of nickel, platinum, tin and diamonds are described. The paper deals essentially with Africa.

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Zusammenfassung Unser Wissen über die Entstehung der Klüftung ist unbefriedigend. Dabei erscheint dieses Problem wichtig genug, um sich eingehender damit zu befassen. Es werden einige Fälle der Spezialklüftung erörtert und auf die Bedeutung der großräumigen rhegmatischen Klüftung hingewiesen. Die charakteristischen Eigenschaften der letzteren werden ausführlich beschrieben. In einem Versuch, die GedankenSpurrs über eine lineare Anlage der Erzlagerstätten zu erweitern, wird auf die große Ähnlichkeit im Verhalten hingewiesen, die zwischen der Klüftung und den Erzlinien besteht.Die auf einem Großkreis liegende Linie der Nickel- und Platinlagerstätten der Alten Welt, die sich von Südafrika bis nach dem Nordpolarmeer hinzieht wird beschrieben, und es wird auf ihre Beziehungen zur Klüftung und zur Morphologie hingewiesen. Eine noch ganz ungeklärte morphologische Beziehung zum Aufbau des Bodens des Indischen Ozeans scheint zu bestehen.Weiterhin wird die Verteilung der Lagerstättenfelder von Zinnerz und Diamanten in Afrika kurz beschrieben und auf das lineare Prinzip ihrer Lage und Form hingewiesen. Das Netzwerk der Erzlinien und der Unterbrechungslinien einzelner Zonen mit einer Nord-West- und Nord-Ost-Orientierung folgt wieder den Großkreisen. Auch hier ist wieder eine deutliche Beziehung zwischen Mineralisation, Klüftung und Morphologie zu beobachten. Damit wird auf einige Grundlagen für eine mögliche künftige Großprospektion hingewiesen.

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Résumé L'état de nos connaissances d'aujordhui sur les problèmes des diaclases n'est pas satisfaisant. Il n'y a pas d'explications claires et definies sur leur origine. Les observations faites indiquent cependant l'importance de ce phénomène sur la morphologie et sur la distribution de la minéralisation de la croûte de la terre. La dépendance des traits de surface sur les diaclases et sur la minéralisation est indiquée. Les examples des relations très proches des grands cercles avec les diaclases, la morphologie et avec la distribution des gisements de nickel, de platine, d'étain et des diamants sont donnés. Ce travail est écrit surtout avec raport sur l'Afrique.

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Lake Kivu: structure,chemistry and biology of an East African rift lake

Geophysical, geochemical and biological data are integrated to unravel the origin and evolution of an unusual rift lake. The northern basin of Lake Kivu contains about 0.5 km of sediments which overlie a basement believed to be crystalline rocks of Precambrian age. Volcanic rocks at the northern end of the lake have created large magnetic anomalies of up to 300. Heat flow varies from 0.4 to 4 hfu. The extreme variability may be due in part to sedimentation or recent changes in the temperature of the bottom water. Sharp boundaries in the vertical temperature and salinity structure of the water across the lake can best be explained as separate convecting layers. Such convecting cells are the result of the increase in both temperature and salinity with depth.Concentrations of the major dissolved gases in the deep water, CO₂ and CH₄, approach saturation but do not exceed it at any depth. The salts are supplied mainly by hydrothermal discharges at the bottom of the lake which we calculate to have a salinity of 4 which is about 60% higher than the salinity of the bottom water. The annual discharge at the present time is about 0.5 km³. Zinc anomalies in the water are explained by the accumulation of sphalerite-containing globules at certain depths.Stratigraphic correlation of sediments is possible across the entire lake, based on physical, geochemical and paleontological criteria. Sedimentation rates are of the order of 30 cm/1000 years implying a Pliocene age for the deepest part of the lake. Periods of hydrothermal activities and heightened volcanism, as recorded in the sediments, appear to have coincided with pluvial times.Enrichment of the surface waters of Lake Kivu by nutrients has led to explosive speciation in the diatom genusNitzschia. Several new types of methane oxidizing and-producing bacteria were isolated. Bacterial degradation of recent plankton appears insufficient to explain the amount of methane in the lake, and some of it is derived diagenetically.

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Zusammenfassung Geophysikalische, geochemische und biologische Daten werden vorgelegt und miteinander in Beziehung gebracht, um einen besseren Einblick in Entstehung und Evolution eines ungewöhnlichen Sees zu gewinnen. Das nördliche Becken des Kivu-Sees enthält Sedimente von etwa 0,5 km Mächtigkeit, die dem präkambrischen kristallinen Grundgebirge überlagert sind. Die im Norden des Sees vorliegenden vulkanischen Gesteine erklären die hohen magnetischen Anomalien, die bis zu 300 betragen. Der Wärmefluß schwankt zwischen 0,4 und 4 cal/cm²/sec. Diese Schwankungsbreite erklärt sich zum Teil aus den Sedimentationsverhältnissen oder den lokalen Temperaturveränderungen im Tiefenwasser. Scharfe Grenzflächen in der vertikalen Temperatur- und Salinitätsstruktur des Wassers über den Gesamtsee sind das Ergebnis von Konvektion, die zu übereinanderliegenden Konvektionszellen führt, in denen jeweils Temperatur und Salinität konstant sind. Die Bildung, Anzahl und Stabilität solcher Zellen hängt von dem Verhältnis der durch Temperatur und Salzgehalt hervorgerufenen Dichteveränderungen ab.Die Konzentrationen der im Tiefenwasser gelösten Gase, d. h. von Kohlendioxyd und Methan, liegen für alle Tiefen unterhalb der Löslichkeit. Die vorliegenden Salze entstammen weitgehend hydrothermalen Lösungen, die dem Seeboden entweichen und deren Salinität etwa 4 beträgt; der Vergleichswert für das Tiefenwasser beträgt 2,5 Diese hydrothermalen Ausschüttungen haben eine Größe von etwa 0,5 km³ pro Jahr, was etwa ein Tausendstel des Gesamtseevolumens ausmacht. Zinkanomalien im Wasser sind ebenfalls hydrothermal bedingt.Physikalische, geochemische und paläontologische Indikatoren erlauben eine stratigraphische Korrelation aller Sedimentkerne. Die Sedimentationsraten liegen bei 30 cm/ 1000 Jahren, und ein pliozänes Alter errechnet sich daraus für das tiefe nördliche Becken. Perioden hydrothermaler Aktivitäten und verstärkter vulkanischer Tätigkeit, die sich in den Sedimenten nachweisen lassen, scheinen mit Pluvialzeiten zu koinzidieren.Die Anreicherung der Oberflächenwässer vom Kivusee durch Mineralstoffe führte zu einer explosionsartigen Spezisierung in der GattungNitzschia. Verschiedene neue Arten von Methan-oxidierenden und -produzierenden Bakterien wurden isoliert. Das Auftreten von Methan ist zum Teil bakteriell und zum Teil diagenetisch bedingt.

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Résumé Des données géophysiques, géochimiques et biologiques sont présentées et collationnées pour donner une vue meilleure sur l'origine et l'évolution d'un lac particulier de la «Rift valley». La baie septentrionale du lac Kivu contient environ 500 mètres de sédiments qui recouvrent le socle cristallin d'âge précambrien. Des épanchements volcaniques au Nord du lac expliquent les fortes anomalies magnétiques qui atteignent 300. Les valeurs du flux thermique varient entre 0.4 et 4 cal/cm²/sec. Cette importante variation s'explique en partie par la sédimentation ou par des changements locaux de la température de l'eau de fond. Des surfaces-limites brusques dans la structure verticale de la répartition de la température et de la salinité de l'eau dans l'étendue du lac sont dûs à la convection; celle-ci conduit à la superposition de cellules de convection dans lesquelles la température et la salinité sont constantes. La formation, le nombre et la stabilité de telles cellules dépendent du rapport des variations de densité dues à la température et à la teneur en sels.Les concentrations des gaz dissouts dans l'eau profonde, en l'occurrence CO₂ et CH₄, sont, à toute profondeur, inférieures à la saturation. Les sels minéraux proviennent surtout de solutions hydrothermales qui émanent du fond du lac, et dont la salinité est voisine de 4; la valeur comparative pour l'eau profonde est de 2,5. L'apport annuel de ces sources est de l'ordre de 0,5 km³, soit 1/1000 du volume total du lac. Les teneurs anormales en Zn sont dues également à ce caractère hydrothermal.Des données physiques, géochemiques et paléontologiques permettent la corrélation stratigraphique des sédiments. Les vitesses de sédimentation sont de l'ordre de 30 cm/1000 ans, donnant ainsi un âge pliocène pour la partie profonde de la baie septentrionale. Les périodes d'activité hydrothermale et de renforcement de la vulcanicité qui se manifestent dans les sédiments, semblent coïncider avec les périodes pluviales.L'enrichissement des eaux de surface du lac Kivu en substances minérales a entraîné un développement explosif des diatomées, en particulier du genreNitzchia. Différentes espèces nouvelles de bactéries oxydant et produisant CH₄ ont été isolées. La présence de méthane est due en partie à la destruction du plancton par les bactéries et en partie à une transformation diagénétique.

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, , . Kivu 0,5 , . , 300 . 0,4 4 (²) . , . . , , , . , . . _{2 4} . , 4%. 2,5%. 0,5 ³, , 1/1000 . ., . 30 /1000 , . . . , , , . Kivu Nitzschia. , . , — .

     

The influence of late Quaternary stagnations on clay sedimentation in the eastern Mediterranean sea

Late Quaternary sapropels of the eastern Mediterranean differ from normal sediments in their clay mineral composition. Clay minerals in the sapropels studied here are only slightly affected, or are not affected at all by diagenetic alteration. This permits the observation of primary differences. During stagnation periods, the contribution of remote or accessory sources was reduced or even absent. Different circulation patterns and, particularly, a general decline in deeper water currents activity might be held responsible for the observed differences in the clay mineral composition of sapropels and normal sediments.

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Zusammenfassung Die quartären Sapropele des östlichen Mittelmeeres unterscheiden sich von den normal marinen Sedimenten in ihrer Tonmineralzusammensetzung. Die hier untersuchten Tone der Sapropele zeigen nur geringe oder gar keine diagenetischen Veränderungen. Diese Tatsache erlaubt, Rückschlüsse auf primäre Unterschiede zu ziehen. Während der Stagnationsperioden war die Zufuhr von Tonen aus entfernten oder weniger wichtigen Liefergebieten stark vermindert. Unterschiedliche Zirkulation, besonders eine geringere Aktivität der Tiefenströmungen, scheinen die Ursache für die beobachteten Unterschiede in der Tonmineralzusammensetzung zwischen Sapropel- und normal-marinen Sedimenten

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Résumé Les sapropels quaternaires de la Méditerranée orientale se distinguent des vases communes par la composition des minéraux argileux. Les argiles des sapropels examinés sont peu affectés par l'altération diagénétique, ce qui permet l'observation de différences primaires.On a conclu, que pendant les périodes de stagnation, la contribution des argiles provenant des sources éloignées ou secondaires, a été réduite ou même interrompue. Différentes conditions de circulation et, avant tout, la réduction d'activité des courants profonds, sont probablement responsables des différences observées dans la composition des minéraux argilezx des sapropels et des vases communes.

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