Clay mineral assemblages of Mesozoic pelagic and flysch sediments of the Lombardian Basin (Southern Alps): implications for palaeotectonics,palaeoclimate and diagenesis

Clay mineral assemblages determined by X-ray diffraction, in the Jurassic to Lower Cretaceous hemipelagic/pelagic sediments and in the Upper Cretaceous flysch sequences of the Lombardian Basin (Southern Alps) record tectonic and possibly climatic changes in the source areas and to a lesser extent, alterations during burial diagenesis.In the hemipelagic/pelagic sediments exposed in the Breggia valley in southern Switzerland, the clay fraction is dominated by illite and smectite and seems not to be altered much by burial diagenesis. The varied clay mineral assemblages of the Liassic sediments result from intense erosion of emergent source areas exposed during early rifting phases. A distinction between smectite-rich limestones and illite-rich marls in these syn-rift to early post-rift sediments could reflect short-term climatic fluctuations or, alternatively, a preferential replacement of smectite by illite during incipient burial diagenesis in the marls. The predominantly smectitic composition of the clay fraction in the upper Middle Jurassic to Lower Cretaceous sediments documents gentle erosion of smectite-rich soils developing under a warm and seasonally humid climate on a relatively stable distant source area.In the Aptian, an increase in illite in the clay fraction of the hemipelagic Scaglia Lombarda Group points to an increased detrital influx from emergent source areas. This influx is related to the onset of orogenic movements along the Austroalpine/South Pennine active margin, resulting in Middle Cretaceous flysch sedimentation in the Austroalpine realm.Increasing influx from emergent continental crust is reflected by the high amounts of illite and chlorite in the Upper Cretaceous flysch sequences of the eastern Brianza area. However, the high amounts of chlorite in limestone turbidites in the lower part of the flysch sequence (Pontida Formation, Turonian) suggest transformation of smectite to chlorite under conditions of burial diagenesis. In the younger flysch deposits (Bergamo Flysch, Upper Santonian-Campanian) detrital clay minerals are preserved. The occurrence of kaolinite and smectite beside illite and minor chlorite suggests intense weathering and less relief during deposition of the Bergamo Flysch.

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Zusammenfassung Röntgendiffraktometrisch bestimmte Tonmineral-Assoziationen in den jurassisch-unterkretazischen hemipelagischen und pelagischen Sedimenten sowie in den Oberkreide-Flyschen des Lombardischen Beckens der Südalpen erlauben wichtige Rückschlüsse über tektonische und eventuell klimatische Änderungen in den Liefergebieten sowie, in etwas geringerem Maße, über Veränderungen während der Uberlagerungs-Diagenese.Die vorwiegend illitisch-smektitische Tonfraktion der hemipelagisch/pelagischen Sedimente der Breggia-Schlucht (Tessin, Süd-Schweiz) scheint wenig verändert durch die Überlagerungs-Diagenese. Die stark variable Zusammensetzung der Tonfraktion der liassischen Sedimente deutet auf eine intensive Erosion der während des frühen Riftings herausgehobenen Liefergebiete. Eine Differenzierung zwischen Smektit-reichen Kalken und Illitreichen Mergeln in den syn- und frühen post-rift-Sedimenten des Lias deutet auf kurzfristige klimatische Fluktuationen (Milankovitch-Zyklen) oder auf einen Ersatz von Smektit durch Illit während der beginnenden Überlagerungs-Diagenese in den Mergeln. Die hauptsächlich smektitische Zusammensetzung der Tonfraktion in den mittel-jurassischen bis unter-kretazischen Sedimenten weist auf eine weniger intensive Erosion Smektit-reicher Böden in relativ stabilen, weit entfernten Liefergebieten mit einem warmen und saisonal humiden Klima.Eine deutliche Zunahme der Sedimentationsraten und des Illits in der Tonfraktion der hemipelagischen Scaglia Lombarda belegt einen zunehmenden detritischen Einfluß vom Aptian an. Dieser detritische Einfluß läßt sich mit dem Einsetzen orogener Heraushebung längs des aktiven Kontinentalrandes an der Süd-Penninikum/Ostalpin-Grenze in Verbindung bringen, da er mit Flysch-Ablagerungen in Süd-Penninikum und Ostalpin zeitlich zusammenfällt.Eine zunehmend detritische Schüttung aus kontinentalen kristallinen Liefergebieten läßt sich in den Illit- und Chlorit-reichen Tonmineral-Assoziationen der Oberkreide-Flysche der östlichen Brianza (Provinz Como, Nord-Italien) erkennen. Die hohen Chlorit-Konzentrationen in Kalk-Turbiditen im unteren Teil der Flysch-Abfolge (Pontida-Formation, Turonian) lassen hingegen eher eine diagenetische Umwandlung von Smektit in Chlorit vermuten. In den jüngeren Flysch-Ablagerungen (Bergamo-Flysch, Oberes Santonian bis Campanian) läßt sich die ursprüngliche detritische Tonmineral-Vergesellschaftung noch erkennen. In dieser Formation deutet das Vorkommen von Kaolinit und Smektit neben Illit und wenig Chlorit auf eine intensive Verwitterung und ein kleineres Relief im Hinterland.

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Résumé Les minéraux argileux des formations jurassiques et crétacées du Bassin Lombard (Alpes méridionales) sont étudiés par diffraction des rayons X. Les variations des cortèges argileux des sédiments pélagiques et des flyschs du Crétacé supérieur résultent de modifications tectoniques, climatiques et dans une moindre mesure d'évolutions diagénétiques liées à l'enfouissement.L'illite et la smectite dominent très largement les assemblages minéralogiques dans les sédiments pélagiques et hémipélagiques étudiés dans les gorges de la Breggia (Tessin, Suisse méridionale). L'influence de la diagenèse d'enfouissement paraît modérée et les assemblages argileux très diversifiés des formations liasiques reflètent une érosion active des zones continentales au début du rifting. Dans les formations syn-rift alternantes calcaire-marne, la fraction argileuse des marnes est systématiquement enrichie en illite par rapport à celle des calcaires. Ces relations entre minéralogie des argiles et lithologie résultent soit de fluctuations climatiques, soit d'une illitisation préférentielle des smectites dans les intervalles marneux.A partir du Jurassique moyen et supérieur et jusqu'au Barrémien inclus, la fraction argileuse des sédiments est très smectitique. Elle reflète l'érosion superficielle de sols riches en smectites développés sous climat chaud à humidité saisonnière contrastée sur des domaines continentaux aplanis et probablement très éloignés. A l'Aptien, les apports illitiques importants traduisent, le long de la marge active Austroalpine/Sud Pennique, le début de mouvements orogéniques responsables du dépôt des flyschs dans le domaine Austro-alpin.Dans les faciès flysch du Crétacé supérieur de la Brianza orientale, les apports d'illites et de chlorites s'accordent avec l'augmentation de l'érosion sur les domaines continentaux. Cependant, l'influence d'une diagenèse d'enfouissement est attestée en particulier par les très fortes proportions de chlorites présentes dans les turbidites calcaires (Pontida formation, Turonien). Dans les dépôts de flysch plus récents (Bergamo flysch, Santonien-Campanien), les minéraux argileux détritiques sont mieux préservés. La présence systématique de kaolinite et de smectite suggère le développement d'une altération continentale importante sur des reliefs moins marqués par rapport aux périodes plus anciennes du Crétacé supérieur.

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- . , , . Breggia (Tec, ), . . /, , , . , , . , , , , , , , ( ), . , , . Scaglia Lombarda . / , . , , Brianza ( , ). ( , ) . ( , ) . , , , .

     

The precambrian evolution of South America

Zusammenfassung Mit Hilfe von ca. 1500 radiometrischen Zeitmessungen wird eine Synthese der prÄkambrischen Entwicklung Südamerikas aufgestellt. In Abb. 1 wird versucht, die Lage der spÄtprÄkambrischen orogenen Gürtel sowie ihre Plattformen darzustellen.Der grö\te alte Kern des Kontinents umfa\t den Guyana-Schild, das Basement des Amazonas-Sedimentbeckens und den Guaporé-Kraton im Süden, einen Raum von ungefÄhr 4,5 Mio. qkm. Die meisten Gesteine wurden von dem transamazonischen orogenen Zyklus erfa\t, dessen radiometrisches Alter etwa 2000 M. J. betrÄgt. Der etwa gleichaltrige SÃo-Francisco-Kraton in Ostbrasilien umfa\t ungefÄhr 1 Mio. qkm. Kleinere Kerne, die ebenfalls die Ereignisse des transamazonischen Zyklus' widerspiegeln, wurden nahe der Atlantikküste, östlich der Mündung des Amazonasflusses (SÃo-Luis-Kraton-Gebiet) und in der Umgebung des La-Plata-Flusses (Rio de la Plata-Kraton-Gebiet) gefunden.Die Kratone sind getrennt durch metamorphe Gürtel, die zum brasilianischen orogenen Zyklus spÄtprÄkambrischen Alters gehören. Der Caririan-Gürtel und die Sergipe-Geosynklinale liegen in der Nordostecke von Brasilien, und der Ribeira-Gürtel erstreckt sich entlang der Atlantikküste im Süden. Zwei symmetrische geosynklinale Einheiten wurden im zentralen Teil des Kontinents erkannt: der Brasilia- und der Paraguay-Araguaia-Gürtel.In den brasilianischen orogenen Gürteln treten an vielen Stellen transamazonische oder sogar Ältere Serien auf, Anzeichen für aufgearbeitetes altes Basement. Dies scheint zu zeigen, da\ die Sialkruste des südamerikanischen Kontinents vor 2000 M. J. schon eine rÄumliche Ausdehnung von mehr als 10 Mio. qkm hatte.

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A general synthesis of the precambrian evolution of South America has been made with the aid of about 1500 radiometric age determinations. In Fig. 1, the position of the late precambrian orogenic belts, as well as their platforms, is tentatively outlined.The largest ancient core of the continent includes the Guyana Shield, the basement of the Amazon sedimentary basin, and the Guaporé craton, to the south, covering an area of about 4.5 million square kilometers. Most of the rocks were affected by the Trans-Amazonian orogenic cycle, whose radiometric ages are close to 2000 m. y. The SÃo Francisco craton of similar age outcrops over an area of about one million square kilometers, in eastern Brazil. Smaller ancient nucleii, also reflecting the events of the Tranz-Amazonian cycle, were found near the Atlantic coast, east of the mouth of the Amazon river (SÃo Luis cratonic area), and surrounding the La Plata river (Rio de la Plata cratonic area).The old cratonic areas are separated from each other by metamorphic belts which belong to the Brazilian orogenic cycle of late precambrian age. The Caririan belt, and the Sergipe geosyncline, occur at the northeastern corner of Brazil, and the Ribeira belt along the Atlantic coast, to the south. Two symmetrical geosynclinal units were recognized in the central part of the continent: the Brasilia and the Paraguay-Araguaia belts.Within the areas of the Brazilian orogenic belts, in many places Trans-Amazonian or even older ages occur, indicating remobilized ancient basement. This seems to demonstrate that the sialic crust of the South American continent, 2000 m. y. ago, already exhibited an areal extent of more than 10 million square kilometers.

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Résumé Une synthèse générale de l'évolution précambrienne de l'Amérique du Sud a été faite à l'aide de 1500 déterminations d'âge radiométrique. La fig. 1 présente un essai sur la répartition des zones orogéniques du Précambrien supérieur et de leurs platesformes.Le noyau ancien du continent, qui est le plus vaste, comprend le bouclier de la Guyane, le socle du bassin sédimentaire de l'Amazone et le Craton de Guaporé, au Sud, couvrant une aire d'environ 4,5 millions de Km². La plupart des roches ont été affectées par le cycle orogénique Trans-Amazonien dont l'âge radiométrique est d'environ 2000 millions. Le craton de SÃo Francisco d'âge semblable, affleure sur une étendue d'environ 1 million de Km², dans l'Est du Brésil. Des noyaux anciens plus petits, affectés également par le cycle Trans-Amazonien, ont été trouvés près de la cÔte Atlantique, à l'Est de l'embouchure de l'Amazone (région cratonique de SÃo Luis), et aux environs du fleuve la Plata (région cratonique du Rio de la Plata).Les régions cratoniques anciennes sont séparées les unes des autres par des zones métamorphiques appartenant au cycle orogénique brésilien, d'âge Précambrien supérieur. La zone caririenne et le géosynclinal de Sergipe affleurent dans l'extrémité NE du Brésil, et la zone de Ribeira, le long de la cÔte Atlantique au S. Deux unités géosynclinales symétriques ont été reconnues dans la partie centrale du continent: les zones de Brasilia et de Paraguay-Araguaia.Dans les régions occupées par les ceintures orogéniques Brésiliennes, il existe en beaucoup d'endroits des roches d'âge Trans-Amazonien et mÊme plus ancien, indices d'un socle ancien remobilisé. Ceci semble démontrer que la croûte sialique du continent Sud Américain montrait déjà, il y a environ 2000 millions d'années, une étendue de plus de 10 millions de Km².

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1500 . . 1 , , . , Guaporé , . . 4,5 . , 2000 . Sao Francisco 1 . . , , , ( Sao Luis) la Plata ( (Rio de la Plata). , . Caririan Sergipe , Paraiba . : Brasilia Paraguay-Araguaia. , . , , , - , 10 . 2000 .

     

Note on analysis of quartz grain dimensions in foliated greywackes

Quartz grain dimensions, measured parallel to an internal reference system (reference aspect ratio, RAR), were analyzed using the »reduced major axis« (RMA) linear regression analysis. In contrast to least-squares analysis, this statistical technique does not distinguish between dependent and independent variables.Application of the RMA analysis in conjunction with RAR values can be most useful for comparisons between foliated greywackes in which different grain scale processes, such as pressure solution and rigid-body rotation, were active. The RAR/RMA analysis reflects grain alignment and is therefore also useful for cleavage classification.In addition to the above, the application of RAR/RMA analysis for the determination of strain is discussed. Robin strains are compared with the arithmetic and harmonic means from RAR's and it is concluded that the arithmetic mean RAR produces a reasonable estimate of longitudinal strain in these rocks.

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Zusammenfassung Quarzkorn-Abmessungen aus Grauwacken wurden auf ein internes Referenzsystem (reference aspect ratio, RAR) bezogen und mit Hilfe der linearen Regressionsanalyse der reduzierten Hauptachse (reduced major axis, RMA) ausgewertet. Das verwendete statistische Verfahren unterscheidet im Gegensatz zur Methode der kleinsten Quadrate nicht zwischen abhängigen und unabhängigen Variablen.Die Anwendung der RMX-Methode in Verbindung mit den RAR-Meßwerten kann sehr hilfreich für Vergleiche innerhalb geschieferter Grauwacken sein, bei denen unterschiedliche Prozesse in Korngrößenbereich wirksam waren wie etwa Drucklösung und Festkörper-Rotation. Die RAR/RMA-Analyse erfaßt Kornregelungen und ist daher auch einsetzbar für die Klassifikation von Schieferungen.Darüber hinaus wird die Anwendung der RAR/RMA-Analyse für die Bestimmung der Deformation diskutiert. Robin strain-Werte werden mit arithmetischen und harmonischen Mittelwerten der RAR-Analyse verglichen. Es zeigt sich, daß das arithmetische Mittel des RAR ein vernünftiges Maß für die longitudinale Deformation darstellt.

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Résumé Les dimensions des grains de quartz, mesurés parallèlement à un système de référence interne (»reference aspect ratio«: RAR) ont été traitées par la méthode de la régression linéaire (»reduced major axis«: RMA). Contrairement à la méthode des moindres carrés, cette technique statistique ne fait pas de distinction entre les variables dépendantes et indépendantes.L'application de ce type de méthode s'avère très utile à la comparaison de grauwackes schisteuses dans lesquelles les dimensions des grains peuvent être la conséquence de processus différents, tels que la dissolution (pressure solution) et la rotation. L'analyse RAR/RMA traduit l'alignement des grains et peut, de ce fait, être utilisée aussi à l'appréciation du type de schistosité.D'autre part, l'auteur discute l'application de l'analyse RAR/RMA à la détermination de la déformation finie. Si on compare les déformations »Robin« aux moyennes arithmétique et harmonique des RAR, on peut conclure que les moyennes RAR arithmétiques fournissent une estimation raisonnable de la déformation longitudinale.

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RAR, « » — RMA. , . RAR RMA , , .: () . RAR/RMA . RAR/RMA . RAR , RAR .

     

A stable isotope study of retrograde alteration in SW Connemara,Ireland

Dalradian metamorphic rocks, Lower Ordovician meta-igneous rocks (MGS) and Caledonian granites of the Connemara complex in SW Connemara all show intense retrograde alteration. Alteration primarily involves sericitization and saussuritization of plagioclase, the alteration of biotite and hornblende to chlorite and the formation of secondary epidote. The alteration is associated with sealed microcracks in all rocks and planes of secondary fluid inclusions in quartz where it occurs, and was the result of a phase of fluid influx into these rocks. In hand specimen K-feldspar becomes progressively reddened with increasing alteration. Mineralogical alteration in the MGS and Caledonian granites took place at temperatures 275±15°C and in the MGS P_fluid is estimated to be 1.5 kbar during alteration. The °D values of alteration phases are:-18 to-29 (fluid inclusions),-47 to-61 (chlorites) and-11 to-31 (epidotes). Chlorite ¹⁸O values are +0.2 to +4.3, while ¹⁸O values for quartz-K-feldspar pairs show both positively sloped (MGS) and highly unusual negatively sloped (Caledonian granites) arrays, diverging from the normal magmatic field on a - plot. The stable isotope data show that the fluid that caused retrogression continued to be present in most rocks until temperatures fell to 200–140°C. The retrograde fluid had D -20 to-30 in all lithologies, but the fluid ¹⁸O varied both spatially and temporally within the range-4 to +7. The fO₂ of the fluid that deposited the epidotes in the MGS varied with its ¹⁸O value, with the most ¹⁸O-depleted fluid being the most oxidizing. The D values, together with low (<0) ¹⁸O values for the retrograde fluid in some lithologies indicate that this fluid was of meteoric origin. This meteoric fluid was probably responsible for the alteration in all lithologies during a single phase of fluid infiltration. The variation in retrograde fluid ¹⁸O values is attributed to the effects of variable oxygen isotope shifting of this meteoric fluid by fluid-rock interaction. Infiltration of meteoric fluid into this area was most likely accomplished by convection of pore fluids around the heat anomaly of the Galway granite soon after intrusion at 400 Ma. However convective circulation of meteoric water and mineralogical alteration could possible have occurred considerably later.     

Sediments and micronodules in the northern and central Peru Basin

The mineralogy and composition of sediments and manganese micronodules from the northern and central sectors of the Peru Basin are discussed. Because of the proximity of the basin to the Carbonate Compensation Depth (C.C.D.), surface sediments vary between calcareous oozes and siliceous muds. Besides biogenic components clay minerals are important. By far the most abundant clay mineral is smectite which is thought to be of diagenetic origin. On a carbonate-free basis, the surface sediments are rather uniform in composition throughout the basin and are similar in composition to those of the equatorial Pacific. Sedimentation rates for the uppermost core sections are in the range of 3 to 5 mm/ 1000 yr.Micronodule compositions show significant variations related to the size class of the micronodules and the depth of occurrence within the sediment column. In general, the chemistry of the micronodules can be explained by the reductive mobilization of Mn within the sediment column and by oxic diagenetic reactions between ferromanganese hydroxides and biogenic opal. The dominant mineral phase is todorokite.

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Zusammenfassung Mineralogie und chemische Zusammensetzung von Sedimenten und Manganmikroknollen aus dem nördlichen und zentralen Teil des Peru-Beckens werden beschrieben. Die Oberflächensedimente bestehen je nach der Lage zur Karbonatkompensationstiefe (C.C.D.) aus karbonatischen bzw. kieseligen Ablagerungen. Neben den biogenen Komponenten sind Tonmineralien (Smektit, Illit) von Bedeutung. Das häufigste Tonmineral ist diagenetisch gebildeter Smektit. Auf karbonatfreier Basis ist die chemische Zusammensetzung der Sedimente sehr einheitlich, vergleichbar mit dem Chemismus zentralpazifischer Sedimente.²³⁰Th-Datierungen ergeben eine Sedimentationsrate von 3–5 mm/1000 a für die obersten Sedimentschichten.In Abhängigkeit von der Korngrößenklasse und der Tiefe in der Sedimentsäule zeigen die Manganmikroknollen große Schwankungen im Chemismus. Remobilisationsprozesse unter reduzierenden Bedingungen in der Sedimentsäule sowie die diagenetischen Reaktionen zwischen Fe-Mn-Hydroxiden und biogenem Opal bestimmen die chemische Zusammensetzung der Manganmikroknollen. Die vorherrschende Mineralphase ist Todorokit.

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Résumé Cette note décrit la minéralogie et la composition des sédiments et des nodules polymétalliques de la partie septentrionale et centrale du bassin de Perou. Les sédiments de surface consistent en dépôts calcaires ou siliceux selon leur situation par rapport à la profondeur de compensation des carbonates (C. C. D.). A côté des composants biogènes, des minéraux argileux (smectites, illites) sont présents en quantité importante. Le minéral argileux le plus fréquent est une smectite diagenétique. La composition chimique de la fraction non carbonatée des sédiments est uniforme, comparable au chimisme de ceux du Pacifique central. Dans les couches les plus élevées, la vitesse de sédimentation, basée sur des datations par²³⁰Th, est de 3 à 5 mm/1000 ans.Le chimisme des micronodules polymétalliques est très variable et dépend de leur profondeur dans le sédiment et de leur dimension. Le chimisme est déterminé par des processus de remobilisation en conditions réductrices dans la colonne sêdimentaire, ainsi que par des réactions diagénétiques entre les hydroxydes de Fe-Mn et l'opale biogène. Le minéral dominant est la todorokite.

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. , (C. C. D.) , . ( , ). . , , . 230 , 3–5 /1000 . . , . .

     

Stable isotope (C,O, S) systematics of the mercury mineralization at Idrija,Slovenia: constraints on fluid source and alteration processes

The world-class Idrija mercury deposit (western Slovenia) is hosted by highly deformed Permocarboniferous to Middle Triassic sedimentary rocks within a complex tectonic structure at the transition between the External Dinarides and the Southern Alps. Concordant and discordant mineralization formed concomitant with Middle Triassic bimodal volcanism in an aborted rift. A multiple isotopic (C, O, S) investigation of host rocks and ore minerals was performed to put constraints on the source and composition of the fluid, and the hydrothermal alteration. The distributions of the ¹³C and ¹⁸O values of host and gangue carbonates are indicative of a fracture-controlled hydrothermal system, with locally high fluid-rock ratios. Quantitative modeling of the ¹³C and ¹⁸O covariation for host carbonates during temperature dependent fluid-rock interaction, and concomitant precipitation of void-filling dolomites points to a slightly acidic hydrothermal fluid (¹³C–4 and ¹⁸O+10), which most likely evolved during isotopic exchange with carbonates under low fluid/rock ratios. The ³⁴S values of hydrothermal and sedimentary sulfur minerals were used to re-evaluate the previously proposed magmatic and evaporitic sulfur sources for the mineralization, and to assess the importance of other possible sulfur sources such as the contemporaneous seawater sulfate, sedimentary pyrite, and organic sulfur compounds. The ³⁴S values of the sulfides show a large variation at deposit down to hand-specimen scale. They range for cinnabar and pyrite from –19.1 to +22.8, and from –22.4 to +59.6, respectively, suggesting mixing of sulfur from different sources. The peak of ³⁴S values of cinnabar and pyrite close to 0 is compatible with ore sulfur derived dominantly from a magmatic fluid and/or from hydrothermal leaching of basement rocks. The similar stratigraphic trends of the ³⁴S values of both cinnabar and pyrite suggest a minor contribution of sedimentary sulfur (pyrite and organic sulfur) to the ore formation. Some of the positive ³⁴S values are probably derived from thermochemical reduction of evaporitic and contemporaneous seawater sulfates.Editorial handling: P. Lattanzi     

Rb-Sr whole-rock investigations in the Aston massif,central Pyrenees

Rb-Sr whole-rock data are presented from four magmatic units in the Aston massif, central Pyrenees. The data are interpreted to reflect the following Variscan events: (1) an almost complete homogenization of the Sr isotopic composition through the Aston orthogneiss about 315 Ma ago, obscuring the original age of gneiss; (2) intrusion of the Ax granite 301±15 Ma ago and of the Soulcem pegmatite/muscovite-granite 292±13 Ma ago, both from crustal sources. The Variscan Bassiès granodiorite partly suffered later Rb-Sr whole-rock resetting, presumably related to the development of Alpine shear zones.

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Zusammenfassung Von vier magmatischen Einheiten im Aston Massif, Zentrale Pyrenäen, werden Rb-Sr Gesamtgesteinsdaten gegeben. Die Interpretation der Daten läßt auf folgende varistische Ereignisse schließen: (1) eine fast vollständige Homogenisierung der Strontiumisotopenzusammensetzung des Aston Orthogneises vor ungefähr 315 Ma; Rückschlüsse auf das ursprüngliche Alter sind daher nicht möglich. (2) die Intrusionen des Ax Granites vor 301±15 Ma und des Soulcem Pegmatit/Muskovit-Granits vor 292±13 Ma; beide Granite sind krustalen Ursprungs. Das Rb/Sr-Gesamtgesteinssystem des varistischen Bassiès Granodiorits zeigt teilweise eine spätere Beeinflußung, vermutlich im Zusammenhang mit der Entwicklung von alpinen Scherungszonen.

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Résumé Des résultats d'analyse Rb-Sr sur roche totale sont présentés pour quatre unités magmatiques du Massif de l'Aston (Pyrénées Centrales). Leur interprétation suggère les événements varisques successifs suivants: (1) une homogénéisation pratiquement complère de la composition isotopique du Sr dans les orthogneiss de l'Aston il y a environ 315 Ma, masquant l'âge original du gneiss; (2) l'intrusion du granite d'Ax vers 301±15 Ma et de la pegmatite/granite à muscovite de Soulcem à 292±13 Ma, tous deux provenant d'une source crustale. La granodiorite varisque de Bassiès a connu un réajustement partiel postérieur du système Rb/Sr roche totale, probablement lié au développement de zones de cisaillement alpines.

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4- /. , : 1) - 315 ; . 2) 30115 , - Soulcem 29213 ; . , , , , , .

     

Relation between metamorphic crystallization and deformation: an example from lower Himalayan terrain,India

The metamorphic rocks (Salkhalas) of Kishtwar area bear evidence of four phases of deformation and three episodes of metamorphism. The last deformational phase has however not initiated crystallization of new phase. The metamorphic crystallization was synkinematic to first phase of deformation with the rise in grade during post D₁ phase which continued and reached its culmination in post D₂ phase. The mineral assemblages suggest medium to high pressure Barrovian type metamorphism. This was followed by granitization leading to the formation of migmatites, augen & porphyroblastic gneisses in the late stages persisting till early D₃ phase. The growth of index minerals suggest that the metamorphism was progressive in time and it predates migmatization and thrusting in the area. The metamorphism is not caused by the granite intrusion but is probably related to heat flow from the mantle in its disturbance during Himalayan orogeny.

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Zusammenfassung Die metamorphen Gesteine (Salkhalas) aus dem Kishtwar Gebiet liefern einen Beweis für vier Deformationsphasen und drei Episoden einer Kristallisationsmetamorphose. Die letzte Deformationsphase ist mit keiner Neukristallisation verbunden. Die metamorphe Kristallisation verlief synkinematisch mit der ersten Deformationsphase (D₁), setzte sich zunehmend fort über die zweite Phase (D₂) hinaus und erreichte einen Höhepunkt in einer Post-D₂-Phase. Die Mineralvergesellschaftungen zeigen einen Barrov-Typ von mäßigem bis hohem Druck. Dieser Metamorphose folgte eine Granitisierung, die mit einer Bildung von Migmatiten, und Augen- und porphyroklastischen Gneissen bis in die frühen Stadien der dritten Phase (D₃) hinein verbunden war.Das Wachstum der Indexmineralien zeigt eine zeitlich fortschreitende Metamorphose, die vor der Migmatisierung und der tektonischen Einengung stattfand. Die Metamorphose ist weiterhin kein Resultat der Granitintrusion, sondern wahrscheinlich durch Wärmefluß aus dem Erdmantel verursacht.

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Résumé Les roches métamorphiques (Salkhalas) de la région de Kishtwar mettent en évidence quatre phases de déformation et trois épisodes de métamorphisme. La dernière phase de déformation n'a toutefois pas entraîné de néveristallisatiòn. La cristallisation métamorphique a été syncinématique de la première phase déformative, avec élévation de son degré au cours de la phase consécutive á D₁ qui continua et atteignit son plus haut point dans la phase postérieure á D₂. Les associations minérales suggérent un métamorphisme Barrovien de moyenne à haute pression. Celui-ci a été suivi par une granitisation conduisant à la formation de migmatites, de gneiss oeillés et porphyroblastiques au cours des derniers stades qui ont persisté jusqu'au début de la phase D₃. La croissance des minéraux index suggére que le métamorphisme fut progressif au cours du temps et qu'il ert antérieur à la migmatization et au charriage dans la région. Le métamorphisme n'a pas pour cause l'intrusion granitique, mais est probablement en relation avec le flux de chaleur au cours des perturbations dans le manteau.

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(Salkhalas) 4- 3- . . (D₁; , , (D₂) . Barrov'a . , , , (D₃). , . , , , .

     

Geological setting of the Tverrfjell copper/zinc deposit,Central Norway

The volcanogenic exhalative Tverrfjell deposit occurs in a sequence of predominantely mafic submarine meta-volcanics, interlayered with geosynclinal pelitic sediments, turbidites and volcanic breccias, belonging to the Early Cambrian to Early Arenigian Støren Group. Two major deformational phases and low to medium grade metamorphic conditions are recognized in the study area. Basalts are mainly tholeiitic but alkaline types occur as well. Extensive fractionation produced highly evolved basalts and even andesites. Basalt compositions are comparable to Type II-ocean floor basalt. The copper/zinc ores of the Tverrfjell deposit are strictly confined to an andesitic extrusive body. An extensive magma chamber is postulated to explain magma fractionation, and as a heat source that generated the exhalative Tverrfjell ore body. It is suggested that the deposit was formed at an intraplate volcanic center or back-arc spreading center.

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Zusammenfassung Die vulkanogen-exhalativ gebildete Tverrfjell-Lagerstätte befindet sich innerhalb einer Abfolge überwiegend mafischer, submariner Metavulkamte, die mit geosynklinalen pelitischen Sedimenten, Turbiditen und vulkanischen Brekkzien wechsellagern. Diese Gesteine gehören zur Støren-Gruppe, die vom Unterkambrium bis zum frühen Arenig reicht. Zwei Hauptdeformationsphasen in Verbindung mit niedrig bis mittelgradiger Metamorphose können im Arbeitsgebiet nachgewiesen werden. Die Basalte sind zumeist tholeiitisch, jedoch treten auch alkalibasaltische Typen auf. Durch starke Fraktionierung sind hoch entwikkelte Basaltmagmen und sogar Andesite entstanden. Die Basalte können mit Typ II-Ozeanbodenbasalten verglichen werden. Die Kupfer/Zinkerze der Tverrfjell-Lagerstätte sind strikt an einen andesitischen Extrusivkörper gebunden. Eine ausgedehnte Magmenkammer wird postuliert, in welcher die Magmenfraktionierung stattfand, und die als Wärmequelle für die Bildung des Tverrfjellerzkörpers angesehen wird. Aufgrund der Untersuchungsergebnisse wird angenommen, daß die Lagerstätte in einem Intraplatten-Vulkanzentrum oder in einem Back-arc spreading centre gebildet wurde.

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Résumé Le gisement volcanogénétique exhalatif du Tverrfjell se trouve au sein d'une série de métavolcanites sous-marines, surtout basiques, qui alternent avec des pélites géosynclinales, des turbidites et des brèches volcaniques. Ces roches appartiennent au groupe de Støren qui s'étend du Cambrien inférieur jusqu'à l'éo-Arénigien. Dans cette région, deux phases déformatives majeures ont été reconnues, liées à un métamorphisme de degré faible à moyen.La plupart des basaltes sont de type tholéiitique, mais il existe aussi des basaltes alcalins. Un fractionnement poussé a engendré magmas basaltiques très évolués et même des andésites. Les compositions des basaltes sont comparables à celles du «basalte océanique de type II». La minéralisation en Cu-Zn de Tverrfjell est liée strictement à une masse extrusive andésitique. Pour expliquer le fractionnement magmatique, on admet l'existence d'une de chaleur lors de la formation du gisement de Tverrfjell. Ce gisement a dû se former soit dans un centre volcanique intraplaque, soit dans une zone d'expansion d'arrière-arc.

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- Tvenfjell . . , , . Støren, . , . , . , . . . , , Tverrfjell'e. , .

     

Sediment dispersal from Vogelsberg Basalt,Hessen, West Germany

Volcanic detritus in sand size stream sediment spreading outward from Vogelsberg extrusive and hypabyssal rocks decreases in abundance from percentages exceeding 90 % to less than 5 % within 20 km of the source area. The rapid decrease results largely from dilution of the stream sediment resulting from disintegration of friable Bunter Sandstone on the plains surrounding the crystalline rocks. The effect is more pronounced in the fine sand fraction of the stream sediment because the Bunter sand is fine grained.If a geologist of the post-Holocene were to sample this stream sand in outcrop, he would have to be located within about 10 km of the present Vogelsberg mass to infer its existence.

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Zusammenfassung Vulkano-klastische Flußsedimente im Korngrößenbereich von Sanden, die sich aus den Ergußgesteinen und hypabyssischen Gesteinen des Vogelsbergs herleiten, nehmen die Häufigkeit von mehr als 90 % bis auf weniger als 5 % innerhalb von 20 km vom Ursprungsgebiet ab.Die starke Abnahme ist als Folge einer Verdünnung der Flußsedimente entstanden. Die Verdünnung ist durch die Zersetzung des leicht verwitterbaren Buntsandsteins auf den Ebenen, die diese vulkanischen Gesteinen geben, verursacht.Da der Buntsandstein von feinkörniger Natur ist, wird der Verdünnungseffekt in der Feinsandfraktion der Flußsedimente besonders deutlich beobachtet.Würde ein Geologe einst Gesteinsproben entnehmen, die aus diesen Sedimenten entstanden sind, so müßte er sich in einem Umkreis von 10 km des heutigen Vogelsberggebietes befinden, um dessen Existenz nachweisen zu können.

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Résumé Les débris volcaniques dans les sédiments fluviaux de granularité sableuse provenant des roches extrusives et hypabyssales du Vogelsberg voient leur proportion décroÎtre de 90 % à moins de 5 % sur une distance de 20 km. à partir de leur origine. Cette décroissance rapide provient principalement de la dilution du sédiment fluvial par suite de la désintégration des grès bigarrés sur les plaines avoisinant les roches cristallines. L'effet est encore plus prononcé dans la fraction fine du sédiment fluvial à cause de la finesse du sable bigarré.Un géologue des temps futurs qui aurait à échantillonner ce sable fluvial dans ses affleurements devrait rester dans les 10 km. de l'actuel Vogelsberg pour en présumer l'existence.

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- , Vogelsberg'a, 20 90% 5%. . . .. , . , , Vogelberg'a 10 , .

     

The TiO2 frequency in volcanic rocks

The authoress calculates the frequency of the TiO₂-content in the lavas of the active volcanoes and shows by the aid of a quotient =Al₂O₃ – Na₂O/TiO₂ the pronounced bimodality of the frequency curve from which she concludes that the great variety of the magmas cannot be explained by a magmatic differentiation but only by a double origin of the magmas from the upper mantle and from the sialic crust of the earth.

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Zusammenfassung Die Verfasserin berechnet die Häufigkeit des TiO₂-Gehalts in den Laven der tätigen Vulkane und zeigt vermittelst eines Quotienten =Al₂O₃ – Na₂O/TiO₂ die ausgesprochene Bimodalität der Häufigkeitskurve, woraus sie den Schluß zieht, daß die große Verschiedenheit der Magmen nicht durch eine magmatische Differentiation erklärt werden kann, sondern daß man eine zwiefache Herkunft der Magmen annehmen muß: aus dem oberen Mantel und aus der sialischen Kruste der Erde.

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Résumé L'auteur calcule la fréquence du pourcentage de TiO₂ dans les laves des volcans la bimodalité cans actifs et montre, à 1 aide d un quotient =Al₂O₃ – Na₂O/TiO₂ la bimodalité prononcée des courbes de fréquence, et en tire la conclusion que la grande variété des magmas ne peut pas être expliquée par une différenciation magmatique, mais par l'origine double des magmas: du manteau supérieur et de la crôute sialique de la terre.

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Riassunto L'autrice calcola la frequenza del contenuto in TiO₂ nelle lave dei vulcani attivi e dimostra mediante un quoziente =Al₂O₃ – Na₂O/TiO₂ la pronunziata bimodalità delle curve di frequenza e ne trae la conclusione che la grande varietà dei magmi non è dovuta a differenziazione magmatica ma ad una duplice provenienza: dal mantello superiore e dalla crosta sialica della terra.

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. , , , : 1. , 2. .

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Dedicated to Professor Dr. A.Rittmann on the occasion of his 75. birthday

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This study is a part of the researches, carried out with the funds of the National Research Council of Italy under the direction of Prof. A.Rittmann.     

Origin of continental crust of 1.9-1.7 Ga age: Nd isotopes and U-Pb zircon ages in the Svecokarelian terrain of South Finland

Initial Nd isotopic ratios are reported for 23 samples representing magmatic crustal components in the Svecokarelian terrain of South Finland. U-Pb zircon ages are determined for all geologic units, involving 21 separate upper concordia intercept ages based on more than 100 UP-b analyses. The ages range for all the rocks from 1.90 Ga for primitve plutonic rocks to 1.79 Ga for post-tectonic intrusions. The well-known gabbro-diorite-tonalite-trondhjemite association of the Kalanti district appears to consist of components with different ages: trondhjemites are probably 1.90 Ga or older, diorites/tonalites belong to the main Svecokarelian plutonic eposide at 1.89-1.87 Ga, and at least some gabbro has a post-tectonic age of 1.80 Ga. _Nd (T) values range between +2 to +3 for meta-andesites, large gabbros and primitive granitoids to –0.5 for more evolved granitoids. A magma source with _Nd of at least +2 to +3 was available during 1.90 to 1.87 Ga, but evolved granitoids have _Nd close to zero. The preferred interpretation is that depleted mantle with _Nd=+4 to +5 was present beneath the Svecokarelian crust forming during 1.9-1.8 Ga, and that all rocks have been affected more or less by addition of an Archean crustal component with _Nd=–9 to –13. The primitive rocks with _Nd=+2 to + 3 were only slightly affected, while granitoids with _Nd close to zero include a 10% Archean component. The widespread nature of the Archean addition and the distance of up to 500 km to actual exposed Archean crust make it most realistic that the Archean component was added to the form of sediments delivered by subducting Proterozoic ocean crust. The plutonic rocks of the Finnish Svecokarelian crust in areas away from Archean cratons consist of 90% newly mantle-derived material.     

Distribution,affiliation and derivation of rare-element granitic pegmatites in the Canadian Shield

Rare-element pegmatites are widespread in four provinces of the Canadian Shield. The pegmatite population of each province displays typical structural control, igenous affiliation, mineralogy and exonomic potential.In the Superior Province, peraluminous granites and associated pegmatites (2.7–2.55 Ga) are found along deep faults within greenstone belts, at subprovincial boundaries, and in metasedimetary troughs. Many fields attain high fractionation and enrichment in Li, Rb, Cs, Be, Sn>Ti, Ta>Nb, Mn>Fe, B, P, F. Pollucite and the low-pressure Lialuminosilicate petalite are relatively common. Metatonalitic basement and keels of greenstone belts are the probable protoliths of the fertile granites in this polycyclic province. Rareearth pegmatites with U, Th or Mo are subordinate and related to both juvenile and S-type granites.In the Slave Province, parent granites (2.6-2.4 Ga) are emplaced in volcanic-sedimentary sequences along batholithic margins or crossfold axes over remobilized basement faults. High-pressure spodumene-bearing pegmatites are typical, enriched in Li, Rb, Be, TaNb and poor in Cs, Mn, Sn, Ti, B, F. The fertile melts were probably generated at the interface of the basement and metavolcanicmetasedimentary sequence, during re-activation of basement faults.In the Churchill Province, pegmatite fields (1.8-1.7 Ga) are scattered in greenstone belts and metasedimentary fold belts in a variety of tectonic styles. Pegmatites with Be, Nb>Ta are the most common; enrichment in Li, Rb, Cs is scarce. Lithologies generating diverse granite-pegmatite suites include reworked Archean basement, derived sediments, juvenile Aphebian crust or intraoceanic deposits.In the Grenville Province, most pegmatites (1.1-0.9 Ga) are related to syntectonic syenites and largely anorogenic granites emplaced along incipient rifts. Peraluminous to subalkalic granites and pegmatites carry U, Th, Nb, Y, REE, F mineralization; Be is subordinate, Li extremely rare. Derivation from depleted lower crust is indicated for most localities, but a part of the pegmatite population seems to be transitional between muscovite and rare-element clases.Differences in age, crustal components and evolution of individual provinces are reflected in the tectonomagmatic derivation and petrology of their granite-pegmatite systems. Sources, evolution and emplacement of the fertile melts control the geochemistry, phase composition, mineralization and economics of the pegmatites.

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Zusammenfassung In vier Bezirken des Kanadischen Schildes sind Pegmatite mit seltenen Elementen eine häufige Erscheinung. Die charakteristischen Pegmatite einer jeden Provinz spiegeln eine typische strukturelle Kontrolle, eine bestimmte magmatische Verwandtschaft, sowie Mineralogie und ökonomisches Potential wider.In der Superior Provinz findet man entlang tiefreichender Störungen in Grünsteingürteln, jeweils an den Grenzen von Subprovinzen und in metasedimentären Trögen, tonerdenreiche Granite und dazugehörige Pegmatite mit einem Alter von 2700-2550 Mio a. Oft ist der Grad der Fraktionierung und eine Anreicherung in Li, Rb, Cs, Be, Sn> Ti, Ta> Nb, Mn> Fe, B, P, F hoch. Pollucit und das Niedrigdruck Li-Aluminiumsilikat Petalit sind recht häufig. Als mögliche Ausgangsgesteine der Stamm-Magmen der Granite in dieser Region kommen einmal metatonalitisches Basement und Kiele von Grünsteingürteln in Frage. Die mit seltenen Erden angereicherten Pegmatite, die U, Th oder Mo führen, spielen eine untergeordnete Rolle und werden auf juvenile und S-Typ Granite zurückgeführt.In der Slave Provinz sind die Granite (2600-2400 Mio a) in Abfolgen von Vulkaniten und Sedimentgesteinen entlang der Grenzen von Plutonitkörpern oder Querfaltungsachsen oberhalb von reaktivierten Basementstörungen zu finden. Typisch sind Hochdruck-Pegmatite, die Spodumen führen und in Li, Rb, Be, TaNb angereichert, aber arm an Cs, Mn, Sn, Ti, B, F sind. Der Aufschmelzvorgang begann wahrscheinlich an der Grenze von Basement zu der Abfolge der Metavulkanite und Metasedimente während der Reaktivierung der Basementstörungen.In der Churchill Provinz liegen die Pegmatite (1800-1700 Mio a) verteilt in Grünsteingürteln und metasedimentären Faltengürteln in einer Vielfalt tektonischer Baustile vor. Am häufigsten sind Pegmatite, die Be und Nb>Ta führen, eine Anreicherung in Li, Rb und Cs ist dagegen selten. Die Lithologie der Ausgangsgesteine verschiedener Granite und Pegmatite beinhaltet aufgearbeitetes archaisches Basement, Sedimentgesteine, juvenile Kruste des Aphebiums oder intraozeanische Ablagerungen.Die meisten Pegmatite der Grenville Provinz (1100-900 Mio a) werden mit syntektonischen Syeniten und anorogenen Graniten in Verbindung gebracht, die entlang junger Riftsysteme gebildet wurden. Tonerdenreiche bis subalkalische Granite und Pegmatite enthalten U, Th, Nb, Y, REE und F, während Be untergeordnet und Li extrem selten vorkommt. Wahrscheinlich ist eine Herleitung der Pegmatite von verarmten unteren Krustenbereichen, allerdings scheint ein Teil in der Klassifikation zwischen einem Muskovit-Typ und einem Typ mit Anreicherung von sonst seltenen Elementen zu liegen.Unterschiede in Alter, Krustenkomponenten und Entwicklung der Provinzen finden sich in der tektonomagmatischen Herleitung und der Petrologie der Granit-Pegmatit-Systeme wieder. Die Geochemie, Zusammensetzung der Phasen und Mineralisierung der Pegmatite werden von den Quellen und der Entwicklung während des Aufstiegs der Schmelzen kontrolliert.

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Résumé Des pegmatites à éléments rares sont répandues dans quatre provinces du bouclier canadien. Dans chacune de ces provinces, ces pegmatites présentent une relation spécifique avec la structure, une filiation magmatique, une minéralogie et un protentiel économique caractéristiques.Dans la province du Supérieur, des granites peralumineux et leurs pegmatites associées, datés de 2,7 à 2,55 Ga, se rencontrent le long de failles profondes dans des ceintures de roches vertes, à la limite entre sous-provinces et dans des fossés métasédimentaires. En de nombreux endroits, il existe un degré élevé de fractionnement avec enrichissement en Li, Rb, Cs, Be, Sn>Ti, Ta>Nb, Mn>Fe, B, P, F. La pollucite et la pétalite (alumino-silicate de Li de basse pression) sont relativement communs. Dans cette province polycyclique, le protolithe des granites fertiles peut être représenté par le socle métatonalitique et les racines des ceintures de roches vertes. Des pegmatites à terres rares, contenant U, Th ou Mo existent en quantités subordonnées, en relation avec des granites juvénils et de type S.Dans la province de l'Esclave, les granites, datés de 2,6 à 2,4 Ga se sont mis en place dans des séries volcano-sédimentaires le long de marges batholitiques ou d'axes de plis transverses, au-dessus de failles du socle réactivées. Les pegmatites sont typiquement des pegmatites de haute pression à spodumène, enrichies en Li, Rb, Be, TaNb et pauvres en Cs, Mn, Su, Ti, B, F. Les magmas fertiles ont probablement été engendrés le long du contact entre le socle et la série volcano-sédimentaire, à l'occasion de la réactivation de failles du socle.Dans la province de Churchill, les champs de pegmatites (1,8 à 1,7 Ga) sont répartis dans les ceintures de roches vertes et dans des ensembles plissés métasédimentaires à styles tectoniques variés. Les pegmatites à Be et Nb>Ta sont les plus fréquentes; les enrichissements en Li, Rb, Cs sont rares. Les sources qui ont engendré les diverses séries granito-pegmatitiques comprennent le socle archéen remanié, les sédiments dérivés, la croûte aphébienne juvénile ou des dépôts océaniques.Dans la province de Grenville, la plupart des pegmatites (1,1 à 0,9 Ga) sont en relation avec des syénites syntectoniques et des granites principalement anorogéniques mis en place le long de rifts naissants. Les granites, peralumineux à subalcalins et les pegmatites portent une minéralisation en U, Th, Nb, Y, terres rares et F; le Be est subordonné et le Li extrêmement rare. Dans la plupart des cas, il semble que ces produits soient dérivés de la croûte inférieure appauvrie, mais une partie des pegmatites semble correspondre à une transition entre les types à muscovite et à éléments rares.Les différences d'âge, de composants crustaux et d'évolution qui existent entre les différentes provinces se reflètent dans la filiation tectonomagmatique et la pétrologie de leurs systèmes granito-pegmatitiques. Les sources, l'évolution et la mise en place des magmas fertiles déterminent la géochimie, la nature des phases, la minéralisation et l'importance économique des pegmatites.

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4- , . , , . Superior , 2799–2550 , , . : Li, Rb, Cs, Be, Sn > , > Nb, Mn > Fe, B, P, F. , , , . . , , , , S. Slave ( 2600-2400 ) , , . , , Li, Rb, Be, Nb, Cs, Mn, Sn, , , F. , , . Churchill (1899-1700 ) . , >; , . , , , - . Grenville (1100-900 ) , . , , U, Th, Nb, Y, REE F; , . , . - , . , , , , .

     

Altersbeziehungen zwischen Metamorphosen,mechanischen Deformationen und Intrusionen am Südrand des Rhodope-Massivs (Makedonien,Griechenland)

Zusammenfassung Ausgedehnte Granodiorit- und Granitmagmen intrudierten am Südrand des Rhodope-Massivs (Symvolongebirge und Kavala-Gebiet, Nordgriechenland) syntektonisch in bezug auf eine Formung, die durch überwiegend flach nach NE bis ENE tauchende Faltungs- und Scherungsachsen gekennzeichnet ist (B₂-Tektonik). Die metamorphen Hüllgesteine wurden von der B₂-Tektonik ebenfalls kräftig erfaßt. Ihr älteres Gefüge, das durch mittelsteil nach NNW tauchende B₁-Achsen bestimmt war, kommt daher nur noch reliktisch vor. Der Mineralbestand sowohl der Magmatite als auch ihres metamorphen Rahmens wurde im Zuge der B₂-Tektonik retrograd metamorph umgewandelt.Radiometrische Altersbestimmungen lassen erkennen, daß die magmatischen Gesteine spätestens im Oberkarbon kristallisierten, anschließend jedoch wiederholt aufgewärmt wurden. Das Alter der prämagmatischen Metamorphose der Hüllgesteine und der mit dieser in Zusammenhang stehenden B₁-Tektonik kann demnach nicht jünger als kaledonisch sein.

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Extensive granodioritic and granitic magmas were intruded in the southern margin of the Rhodope-Massif (Symvolon mountains and Kavala region, northern Greece). The intrusions took place syntectonically to a deformation which is characterized by predominantly gently NE to ENE plunging fold- and shear-axes (B₂-folding). The mantling rocks, which have been metamorphosed long before this B₂-folding have an older structure which is characterized by mediumly NNW plunging B₁-axes, visible only in relicts. During the B₂-folding the mineral contents of the igneous rocks and their metamorphic mantling rocks have been metamorphosed retrogressively.Radiometric dating indicates that the crystallization of the magmatic rocks have a minimum age of Upper-Carboniferous, but subsequently these rocks were reheated repeatedly. The age of the premagmatic metamorphism of the mantling rocks and that of the related B₁-foldnig, therefore, cannot be younger than Caledonic.

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Résumé Dans la partie sud du massif du Rhodope (montagnes du Symvolon et région de Kavala, Grèce du Nord) existent de grandes intrusions de magmas granodioritiques et granitiques. Les intrusions eurent lieu syntectoniquement au cours d'une phase de déformation caractérisée par des axes de plis et de cisaillement, généralement à plongement faible vers le NE à ENE (tectonique B₂). Les roches encaissantes, qui furent métamorphisées longtemps avant cette phase de tectonique B₂, ont une structure plus ancienne, caractérisée par des axes B₁ plongeant moyennement vers le NNW. Cette structure est reconnaissable seulement dans des parties réiduelles. Durant la tectonique B₂ les roches éruptives et les roches encaissantes métamorphisées subirent un métamorphisme rétrograde.Des datations radiométriques indiquent, pour la cristallisation des roches magmatiques, au minimum un âge Carbonifère supérieur. Dans la suite ces roches furent réchauffées â plusieures reprises. Le métamorphisme plus ancien des roches encaissantes et la tectonique B₁ associée à ce métamorphisme ne peuvent donc pas Être plus récents que l'époque calédonienne.

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Rhodope ( Symrolon Kavala, ) - . , , , , NE ENE (B₂- ). ₂. , B₁ NNW, . , , . , , , , . , - B₁ .

     

Analysis of type of tectonic strain in polyphased deformed Molare area,Tessin, Switzerland,using deformed pebbles

The plots of axial ratios, X/Y and Y/Z, of deformed pebbles of quartz and quartzite occupy the constriction field. It is proved by comparision of observed data with the theoretical models, that the finite shapes of deformed pebbles showing constriction-type deformation ellipsoid has resulted due to superimposition of the schistosity forming flattening-type deformation of F₂ phase on the nappe forming flattening-type of F₁ deformation phase. The deformed shapes of pebbles indicate that the principal direction of maximum extension (X) of the finite deformation ellipsoid lie parallel to subparallel to the axial directions of F₂ and F₃ folds.

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Zusammenfassung Diagrammdarstellungen der Achsenverhältnisse X/Y und Y/Z ergeben für deformierte Quarz- und Quarzitgerölle eine Lage im Konstriktionsfeld. Durch Vergleich der Beobachtungsdaten mit theoretischen Modellen wird nachgewiesen, daß die finiten Umrisse deformierter Gerölle mit einem Deformationsellipsoid vom Konstriktionstyp sich aus der überlagerung der die Schieferung verursachenden Deformationsphase F₂ mit Plättungstyp über die deckenbildende Deformationsphase F₁ mit Plättungstyp ergaben. Die deformierten Umrisse der Gerölle zeigen, daß die Hauptrichtung größter Extension (X) des finiten Deformationsellipsoides parallel oder annähernd parallel zur Achsenrichtung der F₂- und F₃-Falten liegt.

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Résumé Les diagrammes de rapports d'axes X/Y et Y/Z relatifs à la déformation de galets de quartz et de quartzite montrent une localisation dans un champ de constriction. En comparant les données de l'observation avec des modèles théoriques on voit que les contours des galets déformés suivant un ellipsoÏde de déformation du type constriction résultent de la superposition de la phase de déformation F₂, du type applatissement, déterminant la schistosité, sur la phase de déformation F₁, du mÊme type, liée aux nappes. Les contours déformés des galets montrent que la direction principale de la plus grande extension (X) de l'ellipsoÏde de déformation affine est parallèle, ou approximativement parallèle, à la direction des axes des plis F₂ et F₃.

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X/Y Y/Z . , F₂, , F₁ . , (X) , F₂ F₃.

     

Deformation and metamorphism at the base of the Helgeland nappe complex,northwest of Grong (Northern Norway)

Pelites, carbonate-silicate rocks and mafic rocks occurring at the base of the Helgeland nappe complex northwest of Grong (N. Norway) were subjected together with the crystalline basement to medium grade metamorphism and threefold deformation during Caledonian times.During the first act of deformation temperature increased and reached a maximum of 600–650°C at 6–7 Kb after the cessation of the first deformation event. At the peak of metamorphism granitic, aplitic and pegmatitic rocks were formed.During the second and third acts of deformation the temperature decreased to 500–400°C. Mylonites, formed during the second act of deformation, indicate that there was nappe movement from NW to SE. Simple shearing with direction of the main elongation parallel to the fold axes was associated with the second deformation. During the third deformation simple shearing also occurred. However, elongation took place oblique to the fold axes and the sense of rotation was opposite to that of the second deformation.

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Zusammenfassung An der Basis des Helgeland-Komplexes nordwestlich von Grong (Nord-Norwegen) wurden pelitische, kalksilikatische und basische Gesteine zusammen mit dem Kristallinen Grundgebirge in kaledonischer Zeit von drei aufeinanderfolgenden Faltungsakten erfaßt. Dabei herrschten amphibolitfazielle Temperaturen.Während der ersten Deformation stieg die Temperatur an. Das Maximum von 600–650°C wurde, bei einem Druck von 6–7 Kb, nach der ersten und vor der zweiten Deformation erreicht. Gleichzeitig intrudierten Granite, Aplite und Pegmatite. Während der zweiten und dritten Deformation sank die Temperatur wieder auf 500–400°C. Im Zuge des zweiten Deformationsaktes entstanden stellenweise Mylonite, die auf Deckenbewegungen von NW nach SE hindeuten. Zweite und dritte Deformation sind beide rotational, während der zweiten liegt die Hauptdehnungsrichtung parallel zu den Faltenachsen, während der dritten aber schräg zu ihnen. Der Rotationssinn der dritten Deformation ist dem der zweiten entgegengesetzt.

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Résumé En Norvège septentrionale, au NW de Grong, la base du complexe d'Helgeland composée de metapélites, de roches calc-silicatiques et de roches mafiques, et le soubassement cristallin de ce complexe ont subi ensemble trois actes de déformation successifs à des températures du faciès amphibolites, pendant les temps calédoniens.Durant le premier acte la température a monté. Le maximum de 600–650° C, sous une pression de 6–7 kbar, a été atteint après la fin de cette déformation et avant la deuxième; des roches granitiques, aplitiques et pegmatitiques se sont formées au cours de ce stade. Durant le deuxième et le troisième acte de déformation, la température diminuait à 500–400° C. Des mylonites, indiquant un transport des nappes du NW vers le SE, ont été formées au cours de la deuxième phase. Celle-ci est caractérisée par un mouvement rotatoire par cisaillement simple, l'élongation étant parallèle aux axes des plis. La troisième phase était égalément une phase de mouvements rotatoires, mais en sens opposé et avec un élongation oblique aux axes.

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( ) , - - , . . . 600– 650° 6 – 7 , . , . 500 – 400°. , . , , — . , .

     

Geochemistry of ground waters from some localities West of the Nile Delta

The geochemistry of ground waters from Tahrir Province and Wadi El-Natrun, both West of the Nile Delta, has been studied in detail. The distribution of cations and anions in the water shows that the concentration of calcium and magnesium is lower in Wadi El-Natrun than in Tahrir, while sodium, carbonate and bicarbonate and chloride ions are higher. The concentration of potassium and sulphate ions is identical.The regional variations in the chemistry of the ground waters have been studied in detail using iso-concentration maps of both cations and anions. The trends of variation from the Nile Delta towards Wadi El-Natrun are characterized by an increase in the salinity and hence an increase in the concentration of most anions and cations.Using Collins bar graphs, the relationships between cations and anions and the salt assemblages encountered in the waters are outlined.The ground waters of Tahrir and Wadi El-Natrun are classified as recycled, good potable to fresh waters. They belong mainly to the sodium bicarbonate and Ca-Mg bicarbonate classes. The seasonal changes in the composition of the water have been studied in detail over a period of about one year.

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Zusammenfassung Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Geochemie der Grundwässer der Tahrir-Provinz und des Gebietes des Wadi El-Natrun, westlich vom Nildelta.Die Verteilung der Kationen und Anionen in diesen Wässern zeigt, daß der Gehalt an Kalzium und Magnesium niedriger, dagegen der Gehalt an Natrium-, Karbonat- und Chloridionen höher im Gebiet des Wadi El-Natrun, als in der Tahrir-Provinz ist. Kalium- und Sulfat-Gehalte sind identisch.Die regionalen Unterschiede im Chemismus der Grundwässer wurde mit Hilfe der Iso-Konzentrationskarte von Kationen und Anionen untersucht. Vom Nildelta bis Wadi El-Natrun wird eine zunehmende Tendenz der Salinität bzw. der meisten Kationen und Anionen festgestellt.Es wird der Zusammenhang zwischen Anionen und Kationen und die Salzzusammensetzung der Wässer beschrieben. Die Grundwässer der Tahrir-Provinz und des Wadi El-Natrun sind genetisch als Kreislaufwässer zu betrachten. Sie besitzen überwiegend eine Natrium-Bikarbonat- und Kalzium-Magnesium-Bikarbonat-Vormacht. Im Laufe eines Jahres wurden die periodisch auftretenden Unterschiede im Chemismus der Wässer von Tahrir und Wadi El-Natrun gründlich untersucht.

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Résumé Ce travail a pour but l'étude de la géochimie des eaux souterraines dans la province de Tahrir et dans la région de Wadi El-Natrum (Egypte), à l'W du delta du Nil. La répartition des cations et des anions dans ces eaux montre que la teneur en Ca et Mg est plus faible, et celle en Na, carbonates et chloride, plus élevée, dans la région de Wadi El-Natrum que dans la province de Tahrir. Les teneurs en K et en sulfates sont identiques.Les différences régionales dans la composition chimique des eaux souterraines ont été évaluées à l'aide de cartes d'isoconcentrations de cations et d'anions.Du delta du Nil jusque Wadi El-Natrum, la salinité tend à augmenter. L'auteur exprime le caractère unitaire existant entre les anions et cations et la composition des sels. Les eaux de Tahrir et de Wadi El-Natrun sont des eaux météoriques. Elles possèdent de façon prédominante du bicarbonate de Na et du bicarbonate de Ca-Mg. Les différences de chimisme périodiques qu'elles subissent au cours d'une année ont été étudiées.

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Tahrir Wadi El-Natrun . , Wadi El-Natrun , , , Tahrir. . - . Wadi El-Natrun. . . Tahrir Wadi El-Natrun . . . - . .

     

Phase relationships and fluid inclusions characteristics of the metamorphosed,stratiform sulfide deposit Matchless,Namibia

Silicate assemblages in the wallrocks of the metamorphosed, stratiform sulfide deposit Matchless, Damara orogen, Namibia, yield temperatures between 550 and 625 °C and pressure of 6–8 kbar. Highest density fluid inclusions, containing either pure CO₂ or CO₂-CH₄/N₂ mixtures, display isochors which extrapolate through these metamorphic peak conditions. A second group of inclusions with the same fluid compositions exhibit isochors conforming to lower pressures, i.e. 3 kbar as deduced from sphalerite barometer, at the same temperatures. From these observations, we deduce an isothermal uplift path after peak of amphibolite facies metamorphism.

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Zusammenfassung Silikatparagenesen im Nebengestein der metamorphen, schichtgebundenen Kupferlagerstätte Matchless, Damara-Orogen, Namibia, ergeben Temperaturen zwischen 550 und 625 °C und Drucke von 6–8 kbar beim Höhepunkt der Me-tamorphose. Fluideinschlüsse hoher Dichte, die mit CO₂ oder mit CO₂+CH₄/N₂ gefüllt sind, besitzen Isochoren, die durch diese P-T-Kombination verlaufen. Eine zweite Gruppe von Fluideinschlüssen mit der gleichen Zusammensetzung entspricht niedrigeren Druckbedingungen von etwa 3 kbar, wie sie sich aus dem Zinkblende-Barometer ableiten lassen, jedoch bei unveränderter Temperatur. Daraus läßt sich auf eine isotherme Heraushebung nach dem Höhepunkt der Metamorphose schließen.

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Résumé Le dépôt de sulfure stratiforme métamorphique de Matchless (orogenèse Damara, Namibie) sont encaissés dans des roches dont les paragenèses silicatées indiquent des températures comprises entre 550° et 625° et des pressions de 6 à 8 Kb. Des inclusions fluides, très denses, contenant soit du CO₂ pur, soit des mélanges CO₂ + CH₄/N₂ fournissent des isochores qui traversent ce champ (P, T). Les isochores d'un deuxième groupe d'inclusions de mêmes compositions donnent, pour les mêmes températures, des pressions plus basses, de l'ordre de 3 Kb, déduites du baromètre à blende. On en déduit un soulèvement isothermique de la région après le pic du métamorphisme, qui s'est produit dans les conditions du faciès des amphibolites.

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, Matchless, , , , , , 550 65 6 8 . , ₂, ₂ + CH₄/N₂ , . , 3 , , . , , .

     

Zur Evolution des eukaryotischen Phytoplankton im Riphäikum — Neue Erkenntnisse aus der Belt Serie von Nordamerika

Zusammenfassung Aus dem Proterozoikum der Zeitspanne 1400–1000 M.J. war bisher noch kein Vorkommen von eukaryotischem Phytoplankton bekannt. Unsere neuen Funde aus der Belt-Serie von Idaho und Montana gehören in dieses Intervall und füllen damit eine Kenntnislücke. Die identifizierten Mikrobiota passen gut ins bisher bekannte Bild der früh-riphäischen Algenwelt. Charakteristisch für die Vertreter ist eine einfache Morphologie, ein kleines Formenangebot, eine geringe Individuen-Zahl und ein seltenes Vorkommen, das überdies auf bestimmte Lebensräume der Schelfe beschränkt ist. Offenbar war das eukaryotische Phytoplankton zu dieser Zeit noch im langen Anfangsstadium einer Entwicklung, die dem Fossilbefund zufolge bereits vor mehr als 2000 M.J. begonnen haben mu\. Aber erst vor ca. 850 Millionen Jahren setzte eine stärkere Entwicklung zu neuen Formen ein, die dann schrittweise die urtümliche Cyanobakterien-Welt ablösten.

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On the evolution of the eukaryotic phytoplankton in the Riphean — New evidence from the Beltian Serie of North America

No occurrences of eukaryotic phytoplankton were hitherto known during the time span from 1400–1000 M.Y. of the Proterozoic. Our findings from the Beltian Series of Idaho and Montana belong to this interval and thus fill a gap in our knowledge. The identified microbiota agree well with those from the early Riphean. They are characterized by simple morphologies, a limited variety of forms, a low number of individuals and a rare occurrence restricted to a few environments. The findings suggest, that the eukaryotic plankton of that time was still in its long initial stage of evolution which, according to present evidence, must have begun prior to 2000 M.Y. It was only later than 850 million years ago, that the diversification proceeded more rapidly. The new developments gradually replaced the ancient world of cyanobacteria.

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Résumé La présence de phytoplancton eucaryotique n'était pas connue jusqu'à présent pendant la période allant de 1400 à 1000 Ma, au ProtérozoÏque. Nos nouvelles découvertes dans le domaine de la Série Belt de l'Idaho et du Montana se rapportent à ce laps de temps et comblent ainsi une lacune de nos connaissances. Les microbiota identifiés correspondent bien à l'image que l'on se fait des algues du pré-Riphéen connues jusqu'à présent. Ses représentants se caractérisent par une morphologie simple, une variété de formes limitée, un nombre réduit d'individus et une occurence rare, réduite à un petit nombre de milieux. Visiblement, le phytoplancton eucaryotique était encore à cette époque dans la longue phase initiale de son développement qui, d'après les fossiles trouvés, doit avoir commencé il y a plus de 2000 Ma. Ce n'est qu'à moins de 850 Ma que des formes nouvelles se sont diversifiées de faÇon importante et ont remplacé graduellement le monde des cyanobactéries d'origine.

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1,4 1,0 . . . : , , , . , , , , 2,0 . 850 , .

     

The depositional environment of Mauddud limestone,Greater Burgan oil field,Kuwait

Six microfacies are defined on quantitative petrographic data in a carbonate/clastic sequence from the subsurface, oil producing Mauddud Formation of early Middle Cretaceous age. These are, in descending order of importance and abundance: (1) biomicritic wackestone-packstone, (2) argillaceous mudstone, (3) micritic mudstone, (4) glauconitic sandstone, (5)Orhitolina pelsparitic grainstone, and (6) argillaceous dolomite.Sedimentation took place during a marine transgression onto a very shallow, intertidal, restricted marine shelf lagoons. Facies variations appear to be related to depth and energy changes and proximity to areas of clastic deposition. These changes may have been controlled by slight tectonic events in the hinterland and changes in the rate of basin subsidence.

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Zusammenfassung Auf der Grundlage quantitativer petrographischer Daten werden sechs Mikrofazies in einer karbonat/klastischen Folge aus der unter der ErdoberflÄche liegenden, ölliefernden Mauddud-Formation der frühen Mittelkreide definiert. In absteigender Reihenfolge der Bedeutung und HÄufigkeit sind dieses: (1) biomikritischer wackestone-packstone, (2) toniger Schlickstein, (3) unkritischer Schlickstein, (4) glaukonitischer Sandstein, (5) Orbitolina-führender pelsparitischer Grainstone und (6) toniger Dolomit.Die Sedimentation erfolgte wÄhrend einer marinen Transgression auf sehr flache, intertidale Lagunen eines begrenzten marinen Schelfs. Die Fazies-Variationen scheinen mit den Wechseln in Wassertiefe und Energie sowie der mit NÄhe von Gebieten mit klastischer Sedimentation zusammenzuhÄngen.Diese Wechsel könnten durch kleinere tektonische Ereignisse im Hinterland und durch VerÄnderungen der Absenkungsrate des Beckens ausgelöst worden sein.

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Résumé Des données pétrographiques quantitatives permettent de définir six microfacies dans une série clasto-carbonatée d'âge crétacé inférieur du sous-sol de la région pé trolifère de Mauddud. Ce sont par ordre décroissant d'importance et d'abondance: (1) des wacstones-pacstone biomicritiques; (2) des argilites; (3) des argilites micritiques; (4) des grès glauconitiques; (5) des grainstone pelsparitiques à orbitolines; (6) des dolomies argileuses.La sédimentation se produisit au cours d'une transgression marine dans des lagunes très plates, intercotidales, d'une plate-forme continentale de faible étendue. Les variations de facies semblent Être dues à des changements de profondeur et d'énergie, ainsi qu'à la proximité de régions à sédimentation clastique.Ces changements pourraient résulter de légers mouvements tectoniques dans l'arrière-pays et de variations dans le degré de subsidence du bassin de sédimentation.

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- Mauddud, ( ). : 1) ; 2) ; 3) ; 4) ; 5) , 6) . , . , , , . , .