Fossil cyclic calcrete in the Kuwait Group clastic deposits (Mio-Pleistocene) of Kuwait,Arabian Gulf

An investigation of the upper Kuwait Group clastic sequence (Mio-Pleistocene) exposed along the Jal Az-Zor escarpment in north Kuwait revealed several horizons of fossil calcrete. Field occurrences and textural characteristics of the studied sequence indicated that the fossil calcrete was hosted in cyclic fluviatile muddy sandstones and developed through diagenesis during inter-fluvial periods. Depositional and diagenetic features of the calcretized fluviatile sandstone units suggested that each cycle started with the deposition of a fluviatile muddy host sandstone during a humid period. This was followed by a period of semi-aridity during which calcrete profiles developed. The upper part of the calcrete profiles was weathered and terra rosa type soil was formed during wet seasons. This was succeeded by a severe arid climate and the deposition of desert aeolian sand sheets. Fossil nodular calcrete was only developed within the fluviatile muddy sandstones. The calcretized sandstones were lithified in two stages of diagenesis-an early stage that was responsible for the authigenesis of microcrystalline calcite and the development of calcrete nodules, and a later stage during which macrocrystalline calcite cement was precipitated as an intergranular cement displacing and replacing the clay matrix of the host sediments and filling fractures and cavities in the calcrete nodules. The findings and conclusions of the present study will help in understanding the lithostratigraphic setting of the Kuwait Group clastic sequence in the northern Arabian Gulf region.

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Zusammenfassung Eine Untersuchung der klastischen Sequenz der oberen Kuwait-Gruppe, die entlang der Jal Az-Zor Zone in Nordkuwait aufgeschlossen ist, ergab mehrere Horizonte fossilen Kalksinters. Geländebeobachtungen und texturelle Charakteristik der Sequenz deuten an, daß der fossile Kalksinter in Zyklen eines feinkörnigen fluviatilen Sandsteines eingebettet ist und diagenetisch während interfluviatilen Stadien gebildet wurde. Merkmale der Ablagerungsverhältnisse und der Giagenese des verkalkten fluviatilen Sandsteines sprechen dafür, daß jeder Zyklus mit der Sedimentation des Sandsteines unter humiden Klimabedingungen begann. Auf dieses Stadium folgte eine Phase semiariden Klimas, während dessen sich die Kalksinterprofile entwickelten. Der obere Teil der Kalksinterabschnitte verwitterte in Regenzeiten, dabei bildeten sich »terra rosa«-Böden. Während des folgenden rauhen ariden Klimas wurden wüstenähnliche äclische Sande sedimentiert. Den fossilen knotigen Kalksinter findet man nur innerhalb des fluviatilen Sandsteines. Die Lithifizierung der Sandsteine erfolgte in zwei diagenetischen Phasen: In der frühen Phase wurde auhigener, mikrokristalliner Calcit und die Kalksinterknoten gebildet. Während der späteren Diagenesephase fiel makrokristalliner Calcit als intergranularer Zement aus, der die tonige Ausgangsmatrix substituierte und Klüfte sowie Hohlräume innerhalb der Kalksinterknoten ausfüllte. Beobachtungen und Interpretationen dieser Studie werden das Verständnis um den lithostratigraphischen Zusammenhang der klastischen Sequenz der Kuwait-Gruppe in der Region des nördlichen Arabischen Golfes erleichtern.

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Résumé La série élastique du groupe supérieur du Koweit (MioPleistocène), exposée le long de l'escarpement de Jal Az-Zor (nord du Koweit) montre plusieurs horizons de calcrètes fossiles. Les relations de terrain et les caractères structuraux de cette série montrent que ces calcrètes se sont formées dans des sables argileux fluviatiles cycliques, par un processus de diagenèse intervenu au cours de périodes interfluviales. Les caractères sédimentologiques et diagénétiques de ces roches suggèrent que chaque cycle a débuté par le dépôt, en période humide, des sables argileux fluviatiles et s'est poursuivi en période de semi-aridité par le développement des calcrètes. La partie supérieure des calcrètes a subi une altération atmosphérique avec formation d'un sol de type »terra rossa« au cours des saisons humides. Le cycle se termine par l'installation d'un climat strictement aride, avec dépôt de sables éoliens désertiques. Les calcrètes, nodulaires, se sont formées uniquement dans les sables argileux fluviatiles. Leur lapidification s'est opérée en deux stades: un premier stade responsable de l'apparition de calcite authigène microcristalline et du développement de nodules carbonates; un second stade marqué par la précipitation d'un ciment intergranulaire de calcite macrocristalline qui s'est substitué à la matrice argileuse du sédiment primaire et a rempli les fissures et cavités des nodules. Les résultats de cette étude permettent de mieux comprendre l'édification lithostratigraphique de la série clastique du Groupe du Koweit dans la région septentrionale du Golfe Arabique.

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, Jal Az-Zor , . , , . , . , . , «terra rosa». , . , , . — — : . , . , .

     

Die präkambrische Miogeosynklinale der Espinhaço-Kordillere,Minas Gerais,Brasilien

Zusammenfassung Eine Übersichtskarte der Espinhaço-Kordillere im Staat Minas Gerais wird vorgelegt. Für den Raum von Diamantina wird eine lithostratigraphische Gliederung der mehr als 5000 m mächtigen Minas-Serie aufgestellt. Die Quarzite dieses Bereiches gehören der proterozoischen Minas-Miogeosynklinale an, die in 600 km N-S-Erstreckung den Ostrand des heutigen São Francisco-Beckens begleitet. Im Verlauf der beginnenden Orogenese dieses Raums legen sich neue Sedimentbecken an. In der Umrandung der Miogeosynklinale werden synorogene Sedimente des Macaúbas geschüttet. Das Macaúbas ist eine klastische Fazies des Bambuí, dessen karbonatische Fazies in dem westlich anschließenden SãoFrancisco-Becken entwickelt ist. Die ausklingende Orogenese ergreift noch das Macaúbas, während das Säo-Francisco-Becken nur noch randlich gefaltet wird.Die Analogien zu präkambrischen Miogeosynklinalen aus anderen Schildbereichen werden herausgestellt. Die Beziehungen der Miogeosynklinalen zu älteren, konsolidierten Bereichen, die Sedimentation in Raum und Zeit sowie die orogene Entwicklung zeigen vektorielle Anlagen, die es erlauben, auf die Lage der zugehörigen Eugeosynklinale rückzuschließen. Diese Möglichkeit zur Untergliederung der präkambrischen Schilde ist dann von Bedeutung, wenn durch jüngere Aufheizung die physikalischen Altersbestimmungen zu widersprechenden Ergebnissen führen.

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A preliminary small-scale map of the Cordilheira do Espinhaço in Minas Gerais/Brazil is included. A lithostratigraphic subdivision of the Minas series in the area of Diamantina is proposed. The thick quartzites of this region belong to the Proterozoic Minas-geosyncline, which accompanies the eastern margin of the present São Francisco-basin over 600 km north-south extension. During the orogeny new basins are forming. In the circumference of the miogeosyncline synorogenic sediments of the Macaúbas are deposited. The Macaúbas is a clastic facies of the Bambuí, the carbonatic facies of which is developed in the São Francisco-basin to the west. During the last phases of orogeny the Macaúbas is folded too, whereas within the São Francisco-basin the folding dies out rapidly.Analogies to Precambrian miogeosynclines of other shield regions are discussed. The relations of miogeosynclines to older cratonic areas, the sedimentation in time and space and the orogenic development show vectorial dispositions, which allow to indicate the probable position of the accompanying eugeosyncline. This possibility of subdividing shield areas is of importance in cases, where younger thermal phases cause questionable radiometric age determination results.

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Resumo Um mapa preliminar em escala reduzida da Cordilheira do Espinhaço, Minas Gerais/Brasil, é apresentado. Para a região de Diamantina uma subdivisão da série Minas é proposta. Os potentes quartzitos dessa região pertencem ao miogeossinclinio Minas, que acompanha a margem oriental da Bacia do São Francisco numa extensão de 600 km. Durante a orogênese formam-se novas bacias sedimentares. Na periferia do miogeossinclinio depositam-se sedimentos sinorogênicos do Macaúbas. O Macaúbas é uma fácies clástica do Bambuí, cuja fácies carbonática desenvolve-se à oeste na Bacia do São Francisco. A fase final da orogenese ainda atinge o Macaúbas, enquanto que a Bacia do São Francisco só é dobrada marginalmente.Analogias com miogeossinclinios Précambrianos de outros escudos são discutidas. As relações entre os miogeossinclinios e as áreas mais antigas cratonizadas, a sedimentação no tempo e no espaço bem como a evolução orogênica mostram disposições vectoriais, que permitem tirar conclusões quanto a posição do eugeossinclinio acompanhante. Essa possibilidade de subdivisão dos escudos Précambrianos é de importância, quando efeitos termais mais recentes levam a determinações de idades absolutas contraditórias.

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Espinhaco (). . (5000 ) . . , - .

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Herrn Professor Dr.Roland Brinkmann zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Ore paragenesis of recent hydrothermal deposits at the Cocos-Nazca plate boundary (Galápagos Rift) at 85‡ 51' and 85‡ 55' W: Complex massive sulfide mineralizations,non-sulfidic mineralizations and mineralized basalts

Complex massive sulfide ores (»black smokers«) as well as mineralized basalts and unconsolidated sediments were sampled during the German research expedition »Garimas 1« in the eastern portions of the Galapagos Rift at 85 50' W longitude. The massive sulfide ores are characterized by a porous, layered, compositional texture with typical colloidal and/or gel textures. Local occurrences of organism remains (worm tubes), which are embedded in the ore, were also found. The composition of the massive sulfide ores exhibits a considerable range, from iron sulfide ores (pyrite, melnikovite-pyrite, marcasite) to copper-rich ores (chalcopyrite), and/or zinc-dominated ores (sphalerite, wurtzite, schalenblende). Additional new types of hydrothermal mineralizations were found, which consist primarily of manganese hydroxide, limonite or Fe-rich smectite (Fe-rich »protosmectite«) together with limonite and opaline silica. Hydrothermally altered basalts may be characterized by significant sulfide contents (primarily pyrite) and, locally, by hematite. Sediments in the vicinity of the »black smokers« frequently contain fragments of complex massive sulfide ores. With increasing distance from the »black smokers« these massive sulfide fragments exhibit complete replacement and pseudomorphism by limonite. Some replacement and pseudomorphism of microorganisms in unconsolidated sediments by limonitic material is also observed. In places, the unconsolidated sediments contain manganese hydroxide mineralizations of hydrothermal origin.

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Zusammenfassung Anlä\lich der deutschen Forschungsfahrt »Garimas 1« wurden im östlichen Teil des Galápagos-Riftes bei 85 50' W vor allem komplexe massive Sulfiderze (»Schwarze Raucher« — »Black Smokers«) gewonnen, daneben au\erdem vererzte Basalte sowie unverf estigte Sedimente. Die massiven Sulfiderze sind durch einen porösen, lagig bis krustigschaligen Aufbau gekennzeichnet und weisen charakteristische Kolloidalgefüge bzw. Geltexturen auf. Stellenweise liegen Organismenreste (z. B. Wurmröhren), eingebettet in Erz, vor. Die Zusammensetzung der jeweiligen massiven Sulfiderze schwankt erheblich und reicht von praktisch nur aus Eisensulfid (Pyrit, Melnikovitpyrit, Markasit) beste-henden Bildungen bis zu solchen, die reich an Kupfersulfid (Kupferkies) und/oder Zinksulfid (Zinkblende, Wurtzit, Schalenblende) sind. Als weitere und neue Typen hydrothermaler Bildungen bzw. von »Schwarzen Rauchern« konnten hydrothermale Mineralisationen nachgewiesen werden, die vorherrschend entweder aus Manganhydroxid, aus Limonit oder aus eisenreichem Montmorillonit (Fe-reicher »Protosmektit«) mit Limonit und amorphem SiO₂ bestehen. Die alterierten Basalte können stellenweise durch eine reichliche Sulfidführung (vor allem Pyrit) ausgezeichnet sein, wobei gelegentlich auch Eisenglanz beibricht. Die Sedimente aus der Nachbarschaft der »Schwarzen Raucher« enthalten öfters zahlreiche Bruchstücke der komplexen Massivsulfiderze. Diese Sulfiderz-Bruchstücke lassen häufig mit zunehmender Entfernung von den »Schwarzen Rauchern« starke bis völlige Verdrängung und Pseudomorphosierung durch Limonit erkennen. Die in diesen Lockersedimenten vorliegenden rezenten Mikroorganismen zeigen stellenweise Verdrängung und Pseudomorphosierung durch Limonit. In den Lockersedimenten treten Ausscheidungen von Manganhydroxid hydrothermaler Herkunft auf.

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Résumé Dans la partie est de la dorsale des Galapagos, par 85 50' de longitude ouest, l'expédition allemande »GARIMAS I« a récolté des minerais sulfurés complexes massifs (minerais de »fumeurs noirs«), ainsi que des basaltes minéralisés et des échantillons de sédiments meubles. Les sulfures massifs présentent un aspect poreux lité à écailleux et montrent des structures colloÏdales caractéristiques. Localement des traces d'organismes (p. ex. des trous de vers) sont inclues dans le minéral. Les sulfures massifs présentent diverses compositions depuis des formations constituées uniquement de sulfures de Fe (pyrite, pyrite »colloÏdale«, marcasite) jusqu'à d'autres qui sont riches en sulfures de cuivre (chalcopyrite) et/ou de zinc (blende, wurtzite, blende zonaire). De plus, d'autres minéralisations hydrothermales, nouvelles dans l'environnement des fumeurs noirs, ont été mises en évidence: elles sont constituées soit d'oxydes et hydroxydes de Mn, soit de limonite ou de montmorillonite riche en fer (»protosmectite« ferreuse) avec de la limonite et silice amorphe. Les basaltes hydrothermalisés peuvent montrer localement une teneur élevée en sulfure (surtout de la pyrite) éventuellement accompagné d'hématite. Les sédiments recueillis au voisinage des fumeurs noirs renferment souvent de nombreux fragments de sulfures complexes massifs. Au fur et à mesure qu'on s'éloigne des fumeurs, ces fragments sont progressivement et mÊme complètement pseudomorphosés en limonite. Cette pseudomorphose limonitique affecte également, par endroits, les micro-organismes récents inclus dans les sédiments meubles. Dans ces derniers ont lieu des formations d'hydroxydes de manganèse d'origine hydrothermale.

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- Garimas I 8550 — = Black Smokers -, . , - , , . , .: , . , . . , , , = , / ( , , ). , . . , , , . , , - . , , , , . , .

     

Structural development of the Precambrian basement in the Bir Safsaf-Aswân area,SW-Egypt

Structural investigations, especially on quartz c-axis fabrics, combined with petrological work, were carried out in Precambrian rocks from the basement outcrops Bir Safsaf, Gebel el Asr und Gebel Umm Shâghir in the Western Desert in SW Egypt. The principal rock types are migmatites with local mylonite zones. The foliation and shear planes strike WNW-ESE, the axes of the wide and open folds NE-SW to N-S. Investigation of recrystallization features and mineral parageneses lead to P–T-estimates for the different stages of the metamorphic evolution. They range from early granulite facies down to greenschist facies. Quartz-c-axis fabrics of the migmatites and mylonites are similar (crossed-girdle fabrics) but they have a different regional orientation of the strain ellipsoid. Shear zones developed after the main migmatite facies event. The geological evolution of the basement outcrops in Bir Safsaf, Gebel el Asr and Gebel Umm Shâghir is comparable and the whole region is thought to be part of the East Sahara Craton.

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Zusammenfassung Strukturuntersuchungen, besonders Quarz-c-Achsen-Regelungen, kombiniert mit petrologischen Arbeiten, wurden an Gesteinen der präkambrischen Grundgebirgsaufschlüsse Bir Safsaf, Gebel el Asr und Gebel Umm Shâghir in der Western Desert, ägypten, durchgeführt. Die hauptsächlich auftretenden Gesteinstypen sind Migmatite mit lokalen Mylonitzonen. Schieferungs- und Scherflächen streichen WNW-ESE, die Achsen der weiten bis offenen Faltung NE-SW bis N-S. Mit Hilfe des Rekristallisationsverhaltens und der Paragenesen werden P-T-Abschätzungen der Metamorphosestadien angegeben. Sie reichen von früher Granulitfazies bis zu später Grünschieferfazies. Die Quarz-c-Achsenregelung in Migmatiten und Myloniten ist ähnlich (Kreuzgürtelregelung), jedoch mit unterschiedlicher regionaler Orientierung des Strainellipsoids. Scherzonen entwickelten sich nach dem migmatitfaziellen Hauptmetamorphose-Ereignis. Die geologische Entwicklung in den Grundgebirgsaufschlüssen von Bir Safsaf, Gebel el Asr und Gebel Umm Shâghir ist vergleichbar und das gesamte Gebiet wird als Teil des Ostsaharakratons angesehen.

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Résumé Cette note fait état des résultats de recherches menées dans les aires d'affleurement du socle pré-cambrien de Bir Safsaf, du Jebel al Asr et du Jebel Umm Shâghir, dans le désert occidental d'Egypte; ces recherches ont consisté en l'étude des structures, particulèrement des fabriques des axes c du quartz, combinée avec une étude pétrologique. Les roches sont essentiellement des migmatites accompagnées de zones de mylonites locales. La schistosité et les plans de cisaillement y sont orientés WNW-ESE; elles présentent des plis ouverts dont les axes sont NE-SW à N-S. L'étude des structures de recristallisation et des paragenèses minérales fournit une estimation des conditions (p,t) au cours des stades successifs de l'évolution métamorphique. Ces conditions s'échelonnent du faciès des granulites jusqu'à celui des schistes verts. Les fabriques des axes c du quartz sont les mÊmes dans les migmatites et les mylonites (fabrique à «ceintures croisées»), mais ces roches présentent des orientations régionales différentes de l'ellipsoÏde des déformations. L'événement métamorphique principal à caractère migmatitique a été suivi de la formation de couloirs de cisaillement (shear-zones). L'évolution géologique du socle est comparable dans les trois aires étudiées; l'ensemble est considéré comme faisant partie du craton du Sahara oriental.

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, Bir Safsaf, Gebel el Asr Gebel Umm Shâghir, . . WNW-ESE, — NE-SW N-S. , . . / Kreuzgü rtelregelung /, . . Bir Safsaf, Gebel el Asr Gebel Umm Shaghir , .

     

Baugeschichte des prÄ-Bambui-Kristallins im Gebiet Caratacá-Bendegó, Distrikt Uauá, Nord-Bahia (Brasilien)

Zusammenfassung Ein 300 qkm gro\es Teilgebiet des Kristallins von Nord-Bahia, Brasilien, lÄ\t folgende Baugeschichte in der Zeit vor Ablagerung der jungprÄkambrischen Bambui-Canudos-Serie erkennen: als Älteste petrotektonische Einheit bilden Augengneise mit E-W streichenden s-FlÄchen und halbsteil S bis SW tauchenden B-Achsen tektonische Relikte in den flÄchenmÄ\ig vorherrschenden BÄnder-gneisen und Anatexiten der Caraiba-Serie, in welcher BÄndergefüge und Gro\-faltenachsen SSE-NNW streichen. Basische und ultrabasische Magmatite sind in die BÄndergneise eingedrungen, gemeinsam mit diesen verformt worden und in Amphibolitfazies rekristallisiert. Nach dieser Orogenese intrudierten Dolerite in SW-NE, SSE-NNW, N-S und WSW-ENE streichenden Gangspalten, die sich vermutlich infolge N-S gerichteter horizontaler Schubspannungen öffneten. Anschlie\end verschliffen in N-S bis NNW-SSE streichenden Zonen vorwiegend dextrale Horizontalverschiebungen die BÄndergneise zu Blastomyloniten und die Dolerite zu Metadoleriten bis Amphiboliten. Vermutlich gleichzeitig mit der Intrusion der Dolerite wurde auf dem Älteren Kristallin (Caraiba-Serie) eine Folge feinklastischer Sedimente mit Einschaltungen basischer Eruptiva abgelagert. Die anschlie\ende Orogenese schuf enge Falten um SSE-NNW-Achsen, und die Gesteine dieser Folge rekristallisierten posttektonisch unter den Bedingungen der zeolithischen bis Grünschiefer-Fazies. Zuletzt entstanden im Kristallin N-S bis NNE-SSW streichende schmale silifizierte Mylonit- und Störungs-Zonen unter Neubildung von Paragenesen der Grünschieferfazies in den Nachbargesteinen.

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A small area of 300 sq. km in the crystalline basement of northern Bahia state, Brazil, reveals the following petrotectonic evolution before sedimentation of the Bambui-Canudos series (Upper Precambrian): facoidal gneisses with foliation striking E-W — the oldest direction observed in the area — and fold axes plunging S to SW occur as tectonic remainders in the predominant banded gneisses and anatexites of the Caraiba Series, which trend SSE-NNW. Basic and ultrabasic intrusives have been deformed simultaneously with the banded gneisses and are recrystallized in amphibolitic facies. After this orogenesis dolerites filled fissures running SW-NE, SSE-NNW, N-S and WSW-ENE which probably opened due to horizontal stress in N-S direction. Subsequently mainly dextral strike-slip movements took place in blastomylonite zones running N-S to SSE-NNW and transformed the dolerites into metadolerites and amphibolites. Contemporaneously with the intrusion of the dolerites a sequence of fine clastic sediments with intercalations of basic effusives was deposited upon the Caraiba Series und later was folded with fold axes trending SSE-NNW. The posttectonic recrystallization of these rocks took place under the conditions of the zeolitic to greenschist facies. As latest act of deformation in the crystalline basement silicified mylonite zones striking N-S to SSW-NNE were formed.

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Resumo Uma área de 300 km² no embasamento cristalino do norte do estado da Bahia, Brasil, exibe a seguinte sucessÃo de eventos petrotectÔnicos na era precambriana anterior à sedimentaÇÃo do grupo Canudos-Bambui (Precambriano superior): gnaisses facoidais com foliaÇÃo E-O e eixos de dobramento plungeando para S e SO apparecem sob forma de restantes tectÔnicos nos gneisses bandeados e nos anatexitos do Grupo Caraiba que exibe direcÇÃo regional SSE-NNO. Intrusivas básicas e ultrabásicas foram deformadas juntamente com os gnaisses bandeados e recristallizaram em facies anfibolítica. Após desta orogenese doleritos preencheram fracturas rumando SO-NE, SSE-NNO, N-S e OSO-ENE que provavelmente abriram-se devido à tensÕes horizontais em zonas N-S. Em seguida movimentos horizontais dextrais occorreram em zonas blastomiloníticas com direcÇÃo N-S à SSE-NNO, nas quais os doleritos foram transformados em anfibolitos. Contemporâneamente com a intrusÃo dos doleritos ou pouco mais tarde, uma sequencia de sedimentos clásticos finos com intercalaÇÕes de efusivas básicas foi sedimentada em cima das rochas do grupo Caraiba, em seguida foi dobrada com os eixos rumando SSE-NNO e metamorfoseada sob as condiÇÕes da facies zeolítica e da facies dos xistos verdes. O ultimo acontecimento tectÔnico no embasamento anterior à sedimentaÇo do grupo Bambui-Canudos foi a formaÇÃo de zonas miloníticas rumando N-S, acompanhadas de silicificaÇÃo e de transformaÇÃo das rochas vizinhas em milonitos com parageneses mineralógicas da facies dos xistos verdes.

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- Bambui-Canudos Bahia, , 300 ². - S — , E-W, -, S SW Caraiba, , SSENNW. , . , , N-S SW-NE, SSE-NNW, N-S WSW-ENE, . N-S NNW-SSE , . , Caraiba . SSE-NNW, — . .

     

Plio-Pleistocene volcanism and sedimentary facies changes at Gadeb prehistoric site,Ethiopia

Volcanic ashes, resulting from Plinian type eruptions, are regularly interbedded with fluvio-lacustrine successions of the Plio-Pleistocene Upper Webi Shebele Basin in the southeastern uplands of Ethiopia. Pumiceous and vitric ashes of rhyolitic composition dominate. Interbedded with the lacustrine succession are also scoriaceous ashes of alkali olivine basalt composition and minor amounts of mixed scoria. The majority of ashes interbedded with the lake sequence is primary air-fall material that underwent only minor degrees of reworking. Within the overlying fluviatile sequence primary ashes decrease in abundance, and crystalrich volcanoclastic deposits (»crystal tuffs«) take their place.Positive correlations between incompatible trace elements indicate a cogenetic origin for the silicic samples. Furthermore, these ashes show cycles of increase, followed by a rapid decrease in incompatible trace element contents with respect to stratigraphic position, which suggests eruption of a compositionally zoned magma with successively deeper tapping of the magma chamber, followed by a dormant stage of volcanism during which incompatible elements and volatile contents build up giving rise to the next eruptive cycle.During the lacustrine stage the volcanic eruptions, which probably had repose times of 5000 years, occurred during a period of relative tectonic quiescence before onset of the main faulting of the Ethiopian rift. Transgressive-regressive cycles of Pliocene Lake Gadeb are therefore related to regional climatic fluctuations rather than to regional volcano-tectonic events. Final fragmentation and drying out of the Pliocene lake shortly before 2.35 my may be related to a colder, drier late Pliocene climate, but is equally plausibly explained by erosional breaching of the lava dam through headward retreat of the Webi Shebele. The change from lacustrine to fluviatile deposition coincides with major rift faulting, local cessation of basaltic activity and a change from plinian to ignimbritic eruptions. The lacustrinefluviatile transition of the Upper Webi Shebele Basin is therefore attributed to major regional structural and volcanological changes.

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Zusammenfassung Vulkanische Aschen, welche von plinischen Eruptionen stammen, sind den Plio-Pleistozänen fluviatilen bis lakustrinen Sedimenten des oberen Webi-Shebele Beckens, südwestliches Hochland äthiopiens, zwischengelagert. Bims- und Glasaschen rhyolitischer Zusammensetzung überwiegen. Die lakustrinen Sedimente führen zudem blasige Aschen alkali-olivin basaltischer Zusammensetzung. Die Mehrzahl der Aschen, welche den lakustrinen Sedimenten zwischengelagert sind, zeigen nur geringfügige Anzeichen epiklastischer Aufarbeitung und können als primäre Aschen gedeutet werden. Innerhalb der hangenden fluviatilen Abfolgen nehmen primäre Aschen an Häufigkeit ab, wohingegen epiklastisch aufgearbeitete Aschen, welche auch am Mineralbestand angereichert sind, zunehmen.Positive Korrelationen der inkompatiblen Elemente deuten auf einen kogenetischen Ursprung der rhyolitischen Aschen hin. Weiterhin sind diese Aschen durch zyklische Zu- und Abnahmen in inkompatiblen Elementgehalten mit stratigraphischer Position gekennzeichnet. Dieses Verhalten weist auf Eruptionen einer zonierten Magmenkammer hin wobei sukzessive tiefere Lagen dieser Magmenkammer erfa\t werden. Einer solchen Magmenförderung folgt eine vulkanisch ruhige Phase, währenddessen die inkompatiblen Elemente und flüchtigen Phasen durch fortschreitende fraktionierte Kristallisation wieder angereichert werden, was wiederum zu einem erneuten Eruptionszyklus führt.Vulkanische Eruptionen, deren durchschnittliche Ruhephasen während des lakustrinen Stadiums 5000 Jahre betragen, erfolgten in einer Zeit relativ tektonischer Ruhe vor dem Beginn des eigentlichen Riftings des äthiopischen Grabens. Transgressive-regressive Zyklen des Pliozänen Gadeb Sees, werden daher auf regionale klimatische Fluktuationen und nicht auf tektonische Faktoren zurückgeführt. Der endgültige Zerfall des Gadeb Sees in Einzelbecken und das Austrocknen vor etwa 2.35 Millionen Jahren kann sowohl durch ein kühleres und trockeneres Klima während des oberen Pliozäns als auch durch Fragmentation des Lavadammes durch rückschreitende Erosion des Webi Shebele gedeutet werden. Der Wechsel von lakustrinen zu fluviatilen Ablagerungsverhältnissen erfolgte zur gleichen Zeit wie das Haupt-Rifting des äthiopischen Grabens, sowie der übergang von überwiegend basaltischer zu rhyolitischer Aktivität und der Wechsel von plinischen Aschen Eruptionen zur Förderung ignimbritischer Abfolgen. Der lakustrine-fluviatile Fazieswechsel kann daher auf regionale tektonische und vulkanologische Einflüsse zurückgeführt werden.

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Résumé Des cinérites provenant d'éruptions volcaniques de type plinien sont intestratifiées de faÇon régulière dans les dépÔts fluvio-lacustres plio-pléistocènes du haut bassin du Webi Shebele dans le plateau sud-est de l'Ethiopie. La plupart des cinérites sont vitriques et ponceuses à composition rhyolitique. Il existe aussi, interstratifiées dans les couches lacustres, des cinérites de composition basaltique alkaline à olivine, ainsi que des scories mixtes en quantité subordonnée. La plupart de ces cinérites proviennent de retombées directes et sont très peu remaniées. Au travers de la série fluviatile surincombante, les cinérites primaires deviennent de moins en moins abondantes et sont remplacées progressivement par des sédiments volcanoclastiques riches en cristaux («tufs à cristaux»).Des corrélations positives entre les éléments en traces incompatibles démontrent une origine cogénétique pour les échantillons siliciques. Ces cinérites montrent en outre des cycles d'accroissement suivis d'une décroissance rapide dans les teneurs en éléments en traces incompatibles en fonction de leur niveau stratigraphique. Nous proposons donc, à titre d'hypothèse, que ces éruptions proviennent de sources de plus en plus profondes au sein d'une chambre magmatique à composition différenciée, cette série d'éruptions étant suivie d'une période de repos volcanique pendant laquelle les éléments incompatibles et les volatiles se concentrent, menant à un cycle éruptif ultérieur.Pendant le stade lacustre, les éruptions volcaniques, répétées probablement tous les 5000 ans environ, ont marqué une période de calme tectonique relatif, qui a précédé le développement des grandes failles du rift éthiopien. Les épisodes transgressifs et régressifs du lac pliocène du Gadeb sont donc plutÔt associés à des oscillations climatiques régionales qu'à des phénomènes volcano-tectoniques. La fragmentation et l'assèchement finals du lac pliocène il y a à peu près 2,35 Ma peuvent très bien Être reliés à un climat du Pliocène terminal plus sec et plus froid, mais ils peuvent aussi Être associés à la destruction du barrage volcanique du lac par suite de l'érosion régressive du Webi Shebele. La transition entre sédimentation lacustre et fluviatile correspond à une phase importante de tectonique du rift, à une cessation localisée de l'activité basaltique, et au remplacement des éruptions pliniennes par des éruptions de nuées ardentes (ignimrites). Le passage d'une sédimentation lacustre à une sédimentation fluviatile est donc associé à des phénomènes géologiques régionaux tectoniques et volcaniques, plutÔt qu'à des phénomènes climatiques.

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, , - Webi-Shebele - . - . , , , . , , , . . , . , ; . , , . , 5000 , . , . 2.35 , , Webi Shebele. , . . . , .

     

Multifactorial control of sedimentation patterns in an ocean marginal basin: the Lusitanian Basin (Portugal) during the Kimmeridgian and Tithonian

The Mesozoic Lusitanian Basin developed as a part of the North Atlantic rift system. Tectonic rifting activity was rejuvenated during the Upper Jurassic, leading to intensive differentiation of facies development. Kimmeridgian and Lower Tithonian calcareous and siliciclastic sediments represent basinal and slope, shallow marine, and terrestrial environments. The lithostratigraphic arrangement of facies units is demonstrated. Sediment character, distribution and thicknesses are mainly controlled by synsedimentary faulting, with a partial overprint by uprise of salt diapirs. Eustatic sea level fluctuations, exogenic and biogenic factors resulted in additional control on facies development.Comparing bathymetric development of major basin sections and simplified plotting on a common time scale is a simple tool to unravel the multifactorial control of sedimentation and to test the validity of some biostratigraphic markers.During the Kimmeridgian, paleogeography was mainly determined by intensive subsidence of the basin center, by a large linear uplift zone m the north, and by a high amount of clastic influx. At the end of the stage and during the Tithonian, overall subsidence slowed down and inner basin uplifts arose further south. Degree of clastic input was variable. Thus shallow water carbonates were episodically widespread throughout the basin and mixed calcareous-clastic sequences were common. Sheltering and trapping effects resulted in local facies variations. Towards the Cretaceous the basin sanded up from northern, eastern and, particularly, northwestern directions.

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Zusammenfassung Das mesozoische Lusitanische Becken entstand als Teil des nordatlantischen Riftsystems. Während des Oberjuras lebte die tektonische Aktivität erneut auf und führte zu einer intensiven Differenzierung der faziellen Entwicklung. Die Kalke und Siliziklastika des Kimmeridge und Unteren Tithons, deren lithostratigraphische Beziehungen dargestellt werden, repräsentieren Becken-, Hang- und Flachwasserablagerungen sowie terrestrische Sedimente.Synsedimentäre Tektonik bestimmte überwiegend die Ausbildung, Verteilung und Mächtigkeiten der Sedimente. Halokinese, eustatische Meeresspiegelschwankungen, exogene und biogene Faktoren kontrollierten die Faziesverteilung zusätzlich. Ein Vergleich der bathymetrischen Entwicklung aller grö\eren Beckenprofile und Standardisierung auf eine gemeinsame Zeitachse erlauben, die überlagerung der einzelnen Kontrollfaktoren zu entschlüsseln sowie den Wert einiger biostratigraphischer Bezugshorizonte zu testen.Während des Kimmeridge wurde die Paläogeographie vor allem durch starke Subsidenz des Beckenzentrums sowie durch eine gro\e lineare Hebungszone im Norden und durch hohe klastische Zufuhr bestimmt. Am Ende des Kimmeridge und während des Tithons verlangsamte sich die Subsidenz. Anhebung innerer Beckenteile und schwankende Zufuhr von Klastika bewirkten die episodische Ausbreitung von Flachwasserkarbonaten und die verbreitete Entwicklung gemischt kalkig-klastischer Serien. Abschirmungs- und Abfangeffekte erlaubten kleinräumige Faziesvariationen. Zur Kreide hin verlandete das Becken durch klastische Zufüllung aus nördlicher, östlicher und vor allem nordwestlicher Richtung.

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Resumo Durante o Mesozóico, a Bacia Lusitânica desenvolveu-se como parte do sistema »rift« do Atlântico do Norte. A actividade tectónica, tipo »rifting« renasceu durante o Jurásico Superior, causando uma diferenciaÇÃo intensa no desenvolvimento de fácies. Os sedimentos calcários e siliciclásticos do Kimeridgiano e Titoniano inferior representam ambientes do mar mais ou menos profundo (fundo de bacia, declive, lagoa, delta) e ambientes continentais. O quadro litoestratigráfico das unidades de fácies é elaborado.O carácter, a distribuiÇÃo e a espessura dos sedimentos sÃo sobretudo controlados pela actividade tectónica sinsedimentária. Movimentos halokinéticos, fluctuaÇÕes eustáticas do nível do mar, e factores exogénicos e biológicos resultaram num controle adicional do desenvolvimento de fácies.Uma medida simples para destrinÇar os factores diferentes da sedimentaÇÃo e para testar o valor de alguns »markers« bioestratigráficos é comparar o desenvolvimento batimÊtrico dos coites principais da bacia e estandardizá-los num comum eixo temporal.Durante o Kimeridgiano, a paleogeografia foi dominada pela subsidÊncia intensa do centro da bacia, por um grande levantamento estreito no Norte, e por um grau elevado de introduÇÃo de clásticos. No fim do estágio e durante o Titoniano, a subsidÊncia geral diminuiu-se e novos levantamentos surgiram mais no Sul. O grau de introduÇÃo de clásticos foi variável. Por consequÊncia, calcários de agua pouco profunda alargaram-se por vezes sobre grandes partes da bacia e sequÊncias mistas de calcários e clásticos foram comum.No fim do Jurásico o mar desapareceu por causa de enchimento da bacia por clásticos de proveniÊncia norte, este, e partialmente noroeste.

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The West Congo Orogen: A key to Pan-African thermotectonism

The orogenic axis of the West Congo orogen is located in a Basement Complex belt along the west coast of Central Africa. Deformation and metamorphism decrease eastwards in the flanking geosynclinal strata of the West Congo Sequence, and westwards in its mirror-symmetrical counterpart in East Brazil. The orogenic axis marks the slowrise of geotherms, which is correlated with sedimentary, tectonic and metamorphic evolution of the orogen. The Pan-African-Brazilian network of intraplate thermal welts and adjoining ensialic downwarps is seen in this light.

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Zusammenfassung Die Achse des West-Congo-Orogens befindet sich im Basement-Complex-Gürtel entlang der Westküste von Zentralafrika. Deformation und Metamorphismus nehmen in den flankierenden Geosynklinalschichten der West-Congo-Sequenz in östlicher Richtung ab, sowie westwÄrts in ihrem spiegelsymmetrischen Gegenstück in Ostbrasilien. Die orogene Achse markiert den langsamen Aufstieg der Geothermen, in Korrelation zur sedimentÄren, tektonischen und metamorphen Entwicklung des Orogens. Das panafrikanisch-brasilianische intraplattentektonische Netzwerk von thermalen Zonen und benachbarten ensialischen Becken wird damit erklÄrt.

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Résumé L'axe de l'orogène du Congo Occidental est situé dans le complexe de base qui borde la cÔte atlantique en Afrique Centrale. La déformation et le métamorphisme diminuent d'intensité vers l'est dans les formations géosynclinales avoisinantes de la Succession du Congo Occidental, ainsi que vers l'ouest dans leurs pendants symétriques dans le Brésil oriental. L'axe orogénique marque la longue montée et la culmination des géothermes, en corrélation avec l'évolution sédimentaire, tectonique et métamorphique de la chaÎne. Le réseau Pan-Africain-Brésilien, intraplaque, qui est constitué par des zones thermiques et des bassins avoisinants, ensialiques, est interprété dans ces termes.

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Grundwasserfließwege und Hydrogeochemie in tiefen Graniten und Gneisen

Zusammenfassung Sechs Forschungsbohrungen bis 2.5 km Tiefe in der Nordschweiz, ein Felslabor im zentralen Aaregranit und ein regionales Vergleichsprogramm zur Hydrochemie un Isotopenhydrologie erbringen seit 1982 wichtige Erkenntnisse über die Hydrogeologie tiefer Kristallingrundwässer. Es zeigte sich, da\ die Beschaffenheit von Kristallingrundwässern sehr stark von deren jeweiligen Positionen in hydraulischen Gro\flie\systemen abhängt. Oberflächennahe Grundwässer, die dem kleinen (schnellen) Grundwasserkreislauf angehören, unterscheiden sich chemisch von tieferen dadurch, da\ sie kaum leichtlösliche Bestandteile enthalten: die Wässer sind gering mineralisiert und beziehen einen wesentlichen Teil ihres Lösungsinhalts aus dem Niederschlag (unterscheiden sich also bereits primär in verschiedenen Klimazonen). Erst in grö\erer Tiefe können auf den Grundwasserflie\ wegen noch relevante Stoffmengen gelöst werden. Die gro\en Kristallingebirge sind die Hauptinfiltrationsgebiete für tiefreichende Grundwassersysteme. Diesen Gebieten kommt aufgrund der hohen hydraulischen Potentiale und fehlender Sediment-Aquitarden eine Schlüsselstellung in der Interaktion zwischen Atmosphäre und tieferer Lithosphäre zu. Am Beispiel des Südschwarzwaldes wird gezeigt, da\ der überwiegende Teil der Grundwässer in der Nachbarschaft von Kristallingebirgen auch aus diesen stammt (stabile Isotope). Manche der Bohrergebnisse sprechen dafür, da\ im gleichen Aquifer chemisch verschiedene Wässer enthalten sein können: in durchlässigeren Bereichen der vorherrschende Typ, in weniger durchlässigen höhermineraliserte Wässer. Es gibt keine gesetzmä\ige Zunahme der Salinität mit der Tiefe.

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Since 1982, water samples from six boreholes, 1.3 to 2.5 km deep, from Northern Switzerland as well as from a rock laboratory in the Central Swiss Alps (Aare granite) have yielded a host of new findings on deep crystalline ground water hydrology. Isotope and chemical analyses which also comprised comparative samples from a regional investigation programme show that the composition of crystalline ground waters depends mainly on their position in regional flow systems. In crystalline rocks, local flow systems differ chemically from deeper ones in that they lack almost any easily soluble components. Their low mineral content results mainly from precipitation and thus varies with different climatic environments.Deeper ground-water flow systems, however, show higher mineralization (esp. Na⁺ and Cl^–). As their stable isotope contents indicate, they develop mainly through infiltration from the large crystalline massifs, like the southern Black Forest. Due to their high hydraulic potentials and lack of sedimentary aquitards they have a key function in the interaction between atmosphere and deep lithosphere.Some of our results suggest that one and the same aquifer may contain chemically different ground waters: permeable portions will hold the type prevalent in the region whereas less permeable areas contain special types of higher mineralization. (There is, however, no regular increase in salinity with depth).As to dissolved gasses in deep crystalline ground waters, N₂ and sometimes CO₂ and methane are the main components in all borholes sampled. There is no tritium and little or no radiocarbon.

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Résumé Six forages d'étude pratiqués dans le nord de la Suisse, jusqu'à une profondeur de 1,3 à 2,5 km, ainsi qu'un laboratoire souterrain dans le massif granitique de l'Aar fournissent depuis 1982 des données importantes sur l'hydrogéologie des eaux souterraines dans les domaines cristallins.De nombreux échantillons ont fait l'objet d'un programme d'analyses chimiques et isotopiques. En vue de comparaisons régionales, ce programme a englobé également des échantillons provenant d'autres sites préexistants. Il en résulte que la composition des eaux examinées dépend en premier lieu de leur position respective dans les systèmes d'écoulement régionaux. Les eaux souterraines qui participent aux cycles hydrologiques restreints et rapides, diffèrent chimiquement des eaux profondes par leur faible contenu en composants facilement solubles: les eaux sont donc faiblement minéralisées et tirent des précipitations une part importante de leur charge dissoute; elles se différencient donc déjà au départ en fonction des conditions climatiques.Les grands massifs cristallins forment les zones d'infiltration principales des eaux des systèmes d'écoulement qui s'étendent en profondeur. Ces régions occupent une position-clé dans l'interaction entre l'atmosphère et la lithosphère profonde en raison de leurs potentiels hydrauliques élevés et du manque de couverture sédimentaire peu perméable.Divers résultats des nos mesures montrent que des eaux chimiquement différentes peuvent coexister dans le mÊme aquif ère: dans les zones les plus perméables apparaÎt le type dominant et dans les zones moins perméables il y a, des eaux plus minéralisées. Il n'existe aucune augmentation de la salinité avec la profondeur.En ce qui concerne les gaz dissous, les principaux, dans tous les forages, sont N₂ et parfois CO₂ et CH₄. Il n'y a pas de tritium et pas, ou peu, de C radioactif.

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6- , 2,5 , , 1982 . , . , , , : , . . . , . , . . , . , - . , : , . .

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Erweiterte Fassung eines Vortrages vom 28. Februar 1986 an der Granit-Tagung in Giessen.     

Beitrag zur Kenntnis der Cordillera Claudio Gay (Nordchile)

Zusammenfassung Die wenig bekannte Cordillera Claudio Gay ist ein Teil der Vorkordillere in Nordchile. Ihr Unterbau besteht aus Tiefengesteinskörpern des PalÄozoikums und einer Sedimentserie, die von sauren Ergu\gesteinen durchbrochen wird. Die petrologische Zusammensetzung der Sedimente und ihre metamorphe überprÄgung werden speziell behandelt. Da keine Fossilien vorliegen, kann das Alter der Sedimente nur auf eine Zeitspanne zwischen Devon und Perm eingeengt werden.

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The little-known Cordillera Claudio Gay is part of the Pre-Cordillera in Northern Chile. Its basement consists of plutonic rocks of the Paleozoics and of a sediment series which is penetrated by acid effusive rocks. The petrological composition of low grade metamorphosed sediments is separately dealt with. No fossils being available, the age of the sediments can only be defined as belonging to the period between Devonian and Permian time.

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Resumen La poco conocida Cordillera Claudio Gay es una parte de la Precordillera en Chile septentrional. Su base se compone de masas intrusivas paleozóicas y de una serie sedimentaria cortada por rocas efusivas ácidas. La composición petrológica de los sedimentos y su cambio metamórfico son investigados en forma especial. La edad de los sedimentos solo puede ser calculada por la falta de fósiles entre el Devónico y el Pérmico.

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, Claudio Gay, . - , , . . , .

     

Diagenese in Evaporiten

Zusammenfassung Die vonWinkler 1967 für silikatische Gesteine vorgeschlagene Grenzziehung zwischen Diagenese und Metamorphose im Temperaturbereich zwischen 200 und 300 C sollte zur Vereinheitlichung auch auf evaporitische Sedimente Anwendung finden; d. h. alle Vorgänge, die unterhalb ca. 200 C zur Veränderung des Mineralbestandes und des Gefüges in Evaporiten führen, werden zur Diagenese gerechnet. Schon G.Müller 1970 hat mit Recht diese Definition auf Salzablagerungen angewandt und insbesondere Thermo- und Lösungsdiagenese unterschieden.Die Diagenese ozeanischer Salzablagerungen beginnt unmittelbar nach der primären Abscheidung, weil schon dann metastabile Kristallisate in stabile übergehen. Die Kristallisation 1. Art im Sinne vonNiggli beinhaltet bereits Diagenese, während die Kristallisation 2. Art nachNiggli die rein primäre Abscheidung darstellt. Die erste Verfestigung einer großen ozeanischen Salzablagerung geschieht nach der Abdichtung gegen die überstehende Mutterlauge und beim Verschwinden des Porenraumes im Sediment, aber weitab vom Einzugsbereich des Festlandes. Es werden Hinweise dafür gegeben, daß diese Vorgänge sich in wenigen Jahrzehnten abspielen können, doch muß diese Abschätzung allgemein auf große ozeanische Salzablagerungen beschränkt bleiben. Kleinere Salzablagerungen, etwa in Binnenseen, mögen zwar von einer ca. bis einige Meter mächtigen Salzkruste überdeckt sein, aber unterhalb derselben verbleibt oft über sehr lange Zeiten ein Salzschlamm mit viel Salzlösung, deren Verdunstungsverluste durch seitliche Grundwasserzuflüsse wieder ergänzt werden (Beispiel Searles-See). Die wesentlichen diagenetischen Vorgänge in Evaporiten werden angegeben (Gips/Anhydrit; Gips/Polyhalit; Mg SO₄ · 5/4 H₂O/Kieserit; theoretische thermodiagenetische übergänge), wobei besonders die Vorstellungen vonD'Ans 1933–1969 berücksichtigt werden.

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Winkler 1967 sets the temperature range 200–300 C as limit between diagenesis and metamorphosis in silicatic rocks, and this limit should be used for evaporitic sediments also, for standardization; i. e. all prozesses changing the mineral inventory or the structure of evaporites below ca. 200 C are diagenetic ones. G.Müller 1970 has applied, for good reasons, this definition on salt sediments, distinguishing especially thermo- and solutiondiagenetics.The diagenesis of oceanic salt deposits starts immediately after primary precipitation, because already then metastable separation of crystalls are changing into the stable one. The crystallization 1. manner, in the sense ofNiggli includes already diagenesis, whereas the crystallization 2. manner, in the sense ofNiggli, represents the mere primary separation. The first consolidation of a big oceanic salt deposition happens after making tight against the mother liquor standing over, and by disappearing of the pores in the sediment, but far off the catchment area of the continent. Indications are given, that these processes may be terminated during few decennials; but this estimation must be restricted, in general, on big oceanic salt deposits. Smaller salt deposition, f. i. in inland lakes, may be covered with a salt crust, beeing till some meters thick; but below this crust a salt mud, with much solution remains over long time. The loss of water by evaporation becomes supplied by lateral ground water flow (example Searles-Lake). The essential diagenetic processes are stated (gypsum/anhydrite; gypsum/polyhalite; Mg SO₄·5/4 H₂O/kieserite; theoretical thermo-diagenetic transitions), whereby the conceptions ofD'Ans 1933–1969 mainly are born in mind.

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Résumé La délimitation diagenèse — métamorphisme proposée parWinkler (1967) pour les roches silicatées, dans le domaine thermique entre 200 et 300, devrait Être appliquée par raison d'unification aux sédiments évaporitiques: c.—à—d. que seront rattachés à la diagenèse tous les phénomènes qui, pour des températures inférieures à environ 200 conduisent, dans le cas des évaporites, à la transformation des espèces minérales et de la texture. G.Müller (1970) a appliqué avec juste raison cette définition aux dépÔts salifères et a plus particulièrement différencié la thermodiagenèse de la diagenèse par dissolution.La diagenèse des dépÔts salifères océaniques commence directement après la précipitation primaire, puisque les cristaux passent du stade métastable au stade stable. La cristallisation première espèce deNiggli est déjà diagénétique tandis que la cristallisation deuxième espèce représente d'aprèsNiggli la précipitation propre primaire. La première consolidation d'un vaste dépÔt salifère océanique s'opère après compaction par départ de saumure résiduelle, et après disparition de la porosité dans le sédiment, mais loin de la zÔne d'influence continentale. On donne des indications montrant que ce processus peut s'effectuer dans l'espace de quelques décennies; toutefois cette estimation doit se limiter en général aux grands dépÔts salifères océaniques. Des dépÔts salifères de moindre importance, du type lac intérieur, peuvent Être recouverts d'une croûte salifère d'environ un à plusieurs mètres d'épaisseur; mais sous cette croûte subsiste, durant de très longues périodes, un limon salifère imprégné d'eau salée dont les pertes par évaporation sont compensées par des arrivées latérales d'eaux souterraines (exemple: Lac Searles). Les phénomènes diagénétiques essentiels dans les évaporites sont indiqués en tenant particulièrement compte des conceptions deD'Ans 1933–1969 (Gypse/Anhydrite; Gypse/Polyhalite; MgSO₄ 5/4 H₂O/Kiesérite; passages thermodiagénétiques théoriques).

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1967 . 200 300C ; .. , 200C , . . 1970 . . , .. . , . , , , . , . . , .: , , , , — ., Searles. — /; /; MgSO₄ · 5/4 H₂O/ -, D'Ans'a — 1933– 1969.

     

Geological,petrochemical and metallogenic characteristics of the Costa Rican gold belt: Contribution to new explorations

The Costa Rican Gold Belt is located in the northwestern part of Costa Rica. The geology of this region is characterized by tectonically juxtaposed volcanic-sedimentary and igneous rock units of Tertiary age.Mineralization within the Gold Belt consists of: 1) veins and fissure fillings of epithermal type which bear gold, silver and base metals; 2) disseminated mineralization of complex sulphides (Au, Ag, Pb, Zn); 3) disseminated specks of native gold; 4) eluvial Au rich lateritic soils.Hydrothermal circulation, induced by the emplacement of epizonal plutons, together with continuous and intense pervasive tectonism has been responsible for the epithermal gold-silver mineralization occurring within the Aguacate volcanic series. Contamination and assimilation of andesitic and »shoshonitic« rocks by uprising granitic magmas generated, in association with hydrothermal phenomena, composite environments for gold deposits.Calc-alkaline rocks of the Costa Rican Gold Belt appear to be enriched in incompatible elements of low ionic potential (particularly Ba). For a similar silica concentration, there is a general increase in Y, Ni, and Zr from Miocene to Pliocene rocks. K/Rb and Rb/Sr ratios increase from older to younger suites as well.On the basis of trace element distribution it is suspected that the Guacimal intrusive rocks may represent a marginal suite comparable to those of the New Guinea Mobile Belt. This would imply that the Precambrian-Paleozoic igneous and metamorphic basement, present in northern Nicaragua, might extend further south.Four different magmatic events have been recognized and correlated with regional geodynamic conditions: Eocene-Oligocene calc-alkaline and »shoshonitic« volcanism (plate convergence and subduction), Middle-Early Miocene to Late Miocene calc-alkalic magmatism (compression and uplift), Early Pliocene alkalic magmatism (E-W trending rift), Middle-Late Pliocene calc-alkaline magmatism (crustal extension followed by compression and uplift).Correlation between tectonic events, magmatism and mineralization suggests that metal enrichment may have some relation to different stress regimes associated with active subduction.

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Zusammenfassung Der goldführende Gürtel von Costa Rica befindet sich in dem nordwestlichen Teil des Landes. Die Geologie dieses Gebietes ist durch tektonisch aneinandergelagerte vulkaisch-sedimentäre und magmatische Gesteine des Tertiärs gekennzeichnet.Die Mineralisierungen in dem goldführenden Gürtel bestehen aus: 1) quarzführenden Gängen epithermaler Art, die Gold, Silber, Zink und Blei enthalten 2) Mineralisierungen mit komplexen Sulfiden (Au, Ag, Pb, Zn) 3) punktförmige Einschlüsse von gediegenem Gold 4) eluvialem, Aureichem, lateritischem Boden.Der durch das Eindringen von epizonalen Plutonen bedingte hydrothermale Umlauf, zusammen mit einer intensiven, ununterbrochenen durchgreifenden tektonischen Tätigkeit ist für die Au-Ag epithermalen Mineralisierungen in der vulkanischen Reihe von Aguacate verantwortlich. Die Kontamination und die Assimilation von andesitischen und »shoshonitischen« Gesteinen durch die aufdringenden Granitmagmen hat, in Verbindung mit hydrothermalen Erscheinungen, verschiedene Typen von Goldmineralisierungen erzeugt.Die kalkalkalischen Gesteine des goldführenden Gürtels von Costa Rica sind anscheinend an inkopatiblen Elementen mit niedrigem Ionenpotential (insbesondere Ba) angereichert. Bei vergleichbaren Kieselsäurekonzentrationen begegnet man eine allgemeine und allmähliche Zunahme an Y, Ni und Zr in den jüngsten Gesteinen, wenn man diese mit den Miozän-Gesteinen vergleicht. Au\erdem ist eine Zunahme der K/Rb und Rb/Sr Verhältnisse zu verzeichnen.Aufgrund der Verteilung der Spurenelemente vermutet man, da\ die Intrusivgesteine von Guacimal eine Gesamtheit von marginalen Plutonen darstellen, die mit denen der mobilen Kordillere (mobile belt) in Neuguinea vergleichbar sind. Dies würde bedeuten, da\ das magmatisch-metamorphe Fundament aus dem Präkambrium-Paläozoikum, das im nördlichen Teil von Nicaragua vorhanden ist, sich nach Süden ausdehen könnte.Vier unterschiedliche Magmaerzeugnisse sind ermittelt worden: kalkalkalischer und »shoshonitischer« Vulkanismus des Späteozäns-Oligozäns (Plattenkonvergenz und Subduktion); kalkalkalischer Miozän-Magmatismus (Kompression und Aufwölbung); alkalischer Magmatismus des Frühpliozäns (Entstehung des Valle Central Senkungsgrabens, mit E-W Streichen); Kalkalkali-Magmatismus des Mittel-Spätpliozäns (Krustenausdehnung und anschlie\ende Kompression und Aufwölbung).Die Beziehung zwischen den tektonischen Ereignissen, dem Magmatismus und den Mineralisierungen lä\t vermuten, da\ die Metallanreicherung der Kruste auf veränderliche Stre\bedingungen in Verbindung mit aktiver Subduktion zurückzuführen sein könnte.

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Resumen La Cintura Aurífera de Costa Rica está localizada en el sector norte-occidental del país y está caracterizada por unidades volcano-sedimentarias e igneas de edad terciaria en yuxtaposición tectónica.Las mineralizaciones dentro de la Cintura Aurífera están representadas por: 1) vetas cuarzo-auríferas y relleno de fisuras de origen epitermal asociadas con plata y metales básicos; 2) mineralizaciones diseminadas de sulfuros complejos (Au, Ag, Pb, Zn); 3) laminillas diseminadas de oro nativo; 4) suelos lateríticos eluviales ricos en oro.Se asigna como responsable de las mineralizaciones epitermales oro-plata de la Serie Volcanica de Aguacate, al tectonismo intenso y continuado, así como a la circulación hidrotermal inducida por el emplazamiento de plutones y »stocks« en condiciones epitermales. La contaminación y asimilación de rocas andesiticas y »shoshoniticas« por parte de magmas graniticos ascendentes generó, en asociación con fenomenos hidrotermales, un ambiente de campo aurífero compuesto.Las rocas calco-alcalinas de la Cintura Aurífera de Costa Rica muestran un elevado contenido de elementos incompatibles (en particular Ba). Por contenidos de SiO₂ similares, se evidencia un enrequecimiento general en Y, Ni, Zr desde las rocas del Mioceno a las rocas del Plioceno. Paralelamente se registra un aumento de las relaciones K/Rb y Rb/Sr.En particular se suspecha, por medio de la distribución de los elementos en traza, que las rocas intrusivas de Guacimal puedan representar un »grupo« de plutones marginales comparables con aquellos de la »Mobile Belt« de Nueva Guinea. Lo que indicaria la posible extensión al Sur del basamento igneo y metamórfico de edad Precambrica-Paleozoica presente en el norte de Nicaragua.Se reconocen quatro eventos magmaticos asociados con las condiciones geodinamicas regionales: vulcanismo calco-alcalino de edad Eoceno-Oligoceno (en condiciones de convergencia y subducción de placas), magmatismo calcoalcalino del Mioceno Medio y Temprano hasta Mioceno Tardio (en condiciones de compresión crostal y levantamiento), vulcanismo alcalino del Mioceno Temprano (Rift prevalente E-W), magmatismo calco-alcalino del Plioceno Medio-Tardfo (en condiciones de extensión crostal seguida por compressión y levantamiento).Las correlaciones entre condiciones geodinámicas, magmatismo y mineralizaciones, sugieren que el enriquecimiento en metales esta vinculado con los diferentes regimenes de deformación asociados con procesos de subducción activa.

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- - . - . : 1) , , , ; 2) ( ); 3) ; 4) , . Aguacate , , . , . - - , , ( ). , , . / /. , Guacimal'e , (mobile belt) . , - -, , . - 4 : - - ( ); - ( ); ( Valle Central E-W ); - ( ).

     

Nachweis altpaläozoischer Primäralter (Rb-Sr) und karbonischer Abkühlungsalter (K-Ar) der Muskovit-Biotit-Gneise des Spessarts und der Biotit-Gneise des Böllsteiner Odenwaldes

Zusammenfassung An Gesamtgesteins-Proben von orthogenen Gneisen des Vorspessarts, des Böllsteiner Odenwaldes und des Kristallins von Neustadt sind Rb-Sr-Altersbestimmungen und — an abgetrennten Mineralen solcher Gneise sowie von Pegmatiten bzw. Pegmatoiden — K-Ar-Altersbestimmungen durchgeführt worden. Alle Gneise zeigen blastomylonitische Erscheinungen. Fünf Gneisproben des Spessarts (»Rotgneise«) definieren einen Alterswert von 414±18 Ma (1, 42 10^–11a^–1) bei einem SrAnfangswert von 0,707±0,002 und bestätigen den vonKreuzer et al. (1973) für diese Gesteinsgruppe bestimmten silunsch-devonischen Wert. Sieben granodioritische Biotit-Gneise des zentralen Teils des Böllsteiner Odenwaldes ergeben keine eindeutige Isochrone. Es zeichnen sich sowohl altpaläozoische als auch karbonische Beziehungen im Diagramm ab. Sieben Granitgneis-Proben liefern einen Alterswert von 360±56 Ma. Zusammen liefern die beiden Gneistypen die Alters-Aussage 413±26 Ma. Insgesamtwird die ursprünglichVon Bubnoff (1922) erkannte Altersverschiedenheit zum Bergsträ\er Odenwald bestätigt. Die Intrusion der Vorgänger der untersuchten Gesteine aus Spessart und Böllsteiner Odenwald erfolgte, bezogen aufGale (1982), möglicherweise während des Silurs, spätestens während des frühen Devons. Für die Hornblende-Gneise von Neustadt ergab sich ein Zweiproben Rb-Sr-Alter von 369±14 Ma. Mehrere K-Ar- und zwei Rb-Sr-Altersbestimmungen ergaben für Glimmer, Hornblenden und einen Apatit der beiden Hauptgebiete mittelkarbonische Werte. Sie werden als Abkühlungsalter nach Metamorphose und Mylonitisierung gedeutet.

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Rb-Sr whole-rock analyses on samples from the Spessart, the Böllstein Odenwald and a crystalline outcrop between the two areas (near Neustadt) have been performed. Mineral separates of some of the rocks and from pegmatites respectively pegmatoids were used for K-Ar dating. All the gneisses show blastomylonitic features. Five muscovitebiotite gneisses from the Spessart (»Rotgneise«) yield an age of 414±18 Ma (1.42^* 10^–11a^–1) and a Sr isotope initial value of 0.707±0.002, confirmingKreuzer et al. (1973). The results of seven granodioritic gneisses from the Böllstein Odenwald don't lie on an isochron. There are points in the Sr evolution diagram lining up with an old-paleozoic and some with a Carboniferous age value. Seven granitic gneiss samples yield an age value of 360±56 Ma. The result of all Böllstein samples together is 413±26 Ma (2-sigma; I_o= 0.708±0.002). The older age of the Böllstein basement compared to the Bergsträ\er Odenwald postulated byVon Bubnoff (1922) is confirmed. The intrusion of the educts of the orthogneisses in Spessart and Böllstein Odenwald occured during the Silurian (compareGale 1982), at the latest during the early Devonian. Two hornblende gneisses of the Neustadt crystalline outcrop yield an Rb-Sr age of 369±14 Ma. Several K-Ar and two Rb-Sr age determinations on micas, hornblendes and an apatite give isotopic ages corresponding to Middle-Carboniferous times. They date the cooling of the two areas after metamorphism and mylonitisation.

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Résumé Des datations par la méthode Rb-Sr sur roche totale ont été effectuées sur des gneiss du Spessart, du Böllsteiner Odenwald et d'un affleurement intermédiaire (près de Neustadt). La méthode K-Ar a été appliquée à des minéraux séparés des mÊmes gneiss ainsi que de pegmatites et pegmatoÏdes. Tous les gneiss possèdent une structure blastomylonitique. Cinq gneiss à muscovite-biotite du Spessart (»Rotgneise«) donnent un âge de 414±18 Ma (=1,42×10^–11 a^–1) avec un rapport initial I_o de 0,707±0,002 ce qui confirme les résultats obtenus parKreuzer et al (1973). Sept gneiss granodioritiques de l'Odenwald fournissent des points qui ne s'alignent pas sur une isochrone: certains d'entre eux donnent un âge paléozoÏque inférieur, les autres un âge carbonifère. Sept gneiss granitiques fournissent un âge de 360±56 Ma. Ces deux types de gneiss, ensemble, fournissent un âge de 413±26 (2-sigma; I_o=0,708± 0,002). Ces mesures confirment l'antériorité du socle du Böllstein par rapport au Bergsträsser Odenwald postulée par vonBubnhoff (1922). L'intrusion des roches magmatiques, qui sont à l'origine des orthogneiss dans le Spessart et le Böllsteiner Odenwals a dû se produire pendant le Silurien (voir:Gale 1982) et, au plus tard, pendant l'Eodévonien. Deux gneiss à hornblende du cristallin de neustadt fournissent un âge Rb-Sr de 369±14 Ma. Plusieurs déterminations K-Ar et deux déterminations Rb-Sr effectuées sur des micas, des hornblendes et une apatite donnent des âges isotopiques correspondant au Carbonifère moyen. Cet âge représente le refroidissement des deux régions après le métamorphisme et la mylonitisation.

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(Wurzelzone) , . , , , , , . , , . . , . 0,4 1% .

     

U-Pb zircon age and Nd isotopic composition of granitoids,charnockites and supracrustal rocks from Heimefrontfjella,Antarctica

Heimefrontfjella and Mannefallknausane, in Dronning Maud Land, Antarctica, comprise an amphibolite-facies terrain and a granulite terrain, separated by a major mylonite zone. The amphibolite terrain is made up of mafic to felsic metavolcanics and metasediments, intruded by granitoid plutons: the granulite terrain has supracrustal rocks with similar lithologies, intruded by felsic plutonic rocks that crystallized as charnockites.U-Pb zircon ages (conventional and ion microprobe) demonstrate that magmatic activity was confined to a relatively short interval between 1130 and 1045 Ma and was followed in the amphibolite terrain by metamorphism around 1060 Ma. Specific ages are as follows: metarhyolite in the amphibolite terrain, 1093 ± 38 Ma; granitoids in the amphibolite terrain, 1045 ± 9 Ma to 1107 ± 16 Ma, charnockites in the granulite terrain, 1073 ± 8 Ma to 1135 ± 8 Ma, metamorphic zircons in garnet amphibolite and a post-metamorphic pegmatite, both 1060 ± 8 Ma. Older zircons were found only in a metasediment which yielded discordant zircon fractions with²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb ages between 1250 and 1450 Ma, and in a granulite facies metaquartzite, which contained concordant zircons with the following ages: 1104 ± 5 Ma, 1215 ± 15 Ma, 1400 Ma, 1700 Ma, 2000 Ma. The youngest age is interpreted as the age of granulite metamorphism, the older ages as those of detrital zircons.A Sm-Nd mineral isochron age of the garnet amphibolite (960 ± 120 Ma) agrees within error with the U-Pb age of metamorphic zircons (1060 ± 8 Ma). Initial _Nd values (T = 1.1 Ga) for 15 samples range from +4 to–4. The highest came from a metabasalt and two granitoids from Milorgfjella, the northern area; the lowest from the granulite-facies metasediment and from a charnockite, both from Vardeklettane, a nunatak in the south. The positive but subdued values preclude generation directly from depleted MORB-type mantle _Nd + 6 to + 7 at 1.1 Ga) and indicate generation from a source containing older crustal material.

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Zusammenfassung Die Gebiete um Heimefrontfjella und Mannefallknausane in Dronning Maud Land, Antarktis, bestehen aus amphibolith- und granulitfaziellen Grundgebirgskomplexen, die durch eine große Mylonitzone voneinander getrennt sind. Der amphibolithfazielle Komplex besteht aus mafisch bis felsischen Metavulkaniten und Metasedimenten, die von Granitplutonen intrudiert werden. Der Granulitkomplex enthält Suprakrustalgesteine ähnlicher Art, die von Charnockiten intrudiert werden.U-Pb-Alter, die mit der konventionellen Multikorn-Methode und an der Ionen-Mikrosonde an Einzelkörner bestimmt wurden, engen die magmatische Aktivität zwischen 1130 und 1045 Ma ein. Auf diese Periode folgte in dem amphibolithfaziellen Gebiet eine Regionalmetamorphose um 1060 Ma. Die Einzelalter sind wie folgt: in dem amphibolithfaziellen Komplex ergab ein Metarhyolith 1039 ± 38 Ma, während die Granitoide zwischen 1045 ± 9 Ma und 1107 ± 16 Ma variieren. In dem Granulitkomplex wurden die Charnockite auf 1073 ± 8 Ma bis 1135 ± 8 Ma datiert, während metamorphe Zirkone aus einem Granatamphibolith sowie aus einem posttektonischen Pegmatit identische Alter von 1060 ± 8 Ma ergaben. Ältere Komponenten wurden lediglich in einer Metasediment-Probe gefunden, die diskordante Zirkone mit²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb Altern zwischen ca. 1250 und 1450 Ma enthielt, sowie in einem granulitfaziellen Metaquarzit, in dem konkordante Zirkone die folgenden Alter ergaben: 1104 ± 5 Ma, 1215 ± 15 Ma, 1400 Ma, 1700 Ma, 2000 Ma. Das jüngste Zirkonalter aus dem Metaquarzit interpretieren wir als Zeitpunkt der Granulitmetamorphose, während die höheren Alter detritische Komponenten repräsentieren.Eine Sm-Nd Mineralisochrone für einen Granatamphibolith hat ein Alter von 960 ± 120 Ma, das innerhalb der experimentellen Fehler mit einem U-Pb-Alter von 1060 ± 8 Ma für metamorphe Zirkone übereinstimmt. Initiale _Nd-Werte (T = l.1 Ga) für 15 Proben variieren zwischen +4 und -4. Die höchsten Werte wurden für einen Metabasalt und zwei Granitoide von Milorgfjella im nördlichen Arbeitsgebiet bestimmt. Die niedrigsten Werte stammen aus dem granulitfaziellen Metaquarzit und von einem Charnockit, beide aus Vardeklettane, einem Nunatak im Süden. Die leicht positiven Werte lassen eine juvenile Bildung der Wirtsgesteine aus einem MORB-ähnlichen Mantel (_Nd + 6 bis + 7 um 1.1 Ga) nicht zu und deuten ein Ausgangsmaterial mit Komponenten älterer kontinentaler Kruste an.

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Résumé Les régions de Heimefrontfjella et Mannefallknausane situées dans le Dronning Maud Land en Antartique sont formées par deux zones principales à degrés métamorphiques différents: une à faciès amphibolitique et une autre à faciès granulitiques, séparées par une zone mylonitique. Des roches métavolcaniques à composition variant de basique à felsique ainsi que des roches d'origine sédimentaire composent la zone amphibolitique. Elles sont recoupées par des plutons granitiques. La zone granulitique est formée également par des roches d'origine volcanique et sedimentaire qui sont, elles, recoupées par des charnockites.Les mesures d'U-Pb sur zircons (utilisant la méthode conventionnelle et la microsonde ionique) montrent que l'activité magmatique s'est confinée à une période relativement courte entre 1130 Ma et 1045 Ma. Elle a été suivie par un métamorphisme, il y a 1060 Ma, dans la zone amphibolitique. De façon plus détaillée, les âges sont les suivants: dans la zone amphibolitique, rhyolite datée à 1093 ± 38 Ma, granitoïdes datés à 1045 ± 9 Ma et 1107 ± 16 Ma; dans la zone granulitique, charnockites datées entre 1073 ± 8 Ma et 1135 ± 8 Ma, zircons métamorphiques provenant d'une amphibolite à grenat datés à 1060 ± 8 Ma et pegmatite postmétamorphique datée à 1060 ± 8 Ma. Deux roches ont fourni des zircons donnant des âges plus anciens: un sédiment métamorphisé et un metaquartzite. Les âges²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb obtenus pour les fractions discordantes des zircons du metasediment varient entre 1250 et 1450 Ma alors que le metaquartzite contient des zircons concordants avec les âges suivants: 1104±5 Ma, 1215±15Ma, 1400 Ma, 1700 Ma et 2000 Ma. L'âge le plus jeune obtenu pour le métaquartzite est interprété comme représentant l'âge du métamorphisme granulitique alors que les âges plus anciens représentent les âges de zircons détritiques.Une isochrone Sm-Nd sur minéraux a été obtenue sur une amphibolite à grenat. Elle définit un âge de 960 ± 120 Ma qui correspond, aux erreurs près, à l'âge U-Pb des zircons métamorphiques (1060 ± 8 Ma). Les _Ndinitiaux (T = 1,l Ga) obtenus pour 15 échantillons varient entre +4 et –4. Les valeurs les plus élevées ont été obtenues pour un basalte et deux granitoïdes de Milorgfjella situés dans la partie nord; les valeur _Nd les plus faibles proviennent du métasédiment dans la zone granulitique et d'une charnockite. Ces deux échantillons se situent dans le nunatak Vardeklettane dans le Sud. Les _Nd étant positifs mais toutefois plus faibles que la valeur du manteau appauvri à cette période (entre +6 et +7 à 1,1 Ma), une extraction directe du manteau ne peut être retenue et nous suggérons que la région source contenait du matériau crustal plus ancien.

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Heimfreontfjella Mannefallknausane Dronning Maud, , , . , . , ., , 1130 1045 Ma. 1060 . : — 1093±38 Ma, 1045±9 Ma 1107±16 Ma. 1073±8 Ma 1135±8 Ma, - 1060±8 Ma. , , 1250 1450 Ma. : 1104±5 Ma, 1215±15 Ma, 1400 Ma, 1700 Ma 2000 Ma. , , , . Sm-Nd, -, 960±120 Ma, , - 1060±8 Ma. Nd (T=1,1 ) 15 + 4 — 4. Milogrfjella . , Vardeklettane . , MORB (Nd + 6 + 7, 1,1 ); .

     

Events in alpine deformation and metamorphism in the Northern Pennine Zone and Southern Gotthard massif regions,Switzerland

The Pennine nappes consist of broad subrounded anticlinal cores of crystalline basement enveloped by a relatively thin cover of Mesozoic metasediments. They have been subsequently refolded by two more phases of deformation, F 2 and F 3, on a regional scale. The imprint of these deformations, F 2 and F 3, also occur in the southern part of the Gotthard massif and its Mesozoic cover. The main episode of Alpine metamorphism, producing principal porphyroblasts, has occurred after the formation of Pennine nappes as a result of heat emanating from the thermic dome of the Lepontine Alps. The study of metamorphic fabrics suggests that the Alpine metamorphism probably had a higher grade during the time of the rise of thermic dome than during the formation of Pennine nappes.

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Zusammenfassung Die penninischen Decken bestehen aus breiten, abgerundeten antiklinalen Kernen kristallinen Basements, die von relativ geringmÄchtigen mesozoischen Metasedimenten umgeben sind. Sie wurden regional durch zwei weitere Deformationsphasen, F 2 und F 3, noch einmal gefaltet. Die Auswirkungen dieser Deformationen, F 2 und F 3, zeigen sich auch im südlichen Teil des Gotthard-Massivs und seiner mesozoischen Bedeckung. Die Hauptphasen alpiner Metamorphose, die im wesentlichen Porphyroblaste erzeugte, fand nach der Bildung der penninischen Decken statt als Ergebnis von WÄrme, die dem thermischen Dom der Lepontinischen Alpen entströmte. Aus der Untersuchung metamorpher Gefüge geht hervor, da\ die alpine Metamorphose wÄhrend der Zeit der Heraushebung des thermischen Domes offenbar stÄrker war als wÄhrend der Bildung der penninischen Decken.

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Résumé Les nappes pennines consistent en de larges noyaux anticlinaux munis d'une enveloppe relativement peu épaisse de métasédiments mésozoÏques. Elles furent encore plissées à l'échelle régionale au cours de deux autres phases de déformation F 2 et F 3. Les effets de ces déformations F 2 et F 3 se montrent aussi dans la partie méridionale du massif du Gotthard et de sa couverture mésozoÏque. La phase principale du métamorphisme alpin, qui a essentiellement produit des porphyroblastes, a eu lieu après la formation des nappes pennines par suite de l'apport de chaleur émanant du « dÔme thermique » des Alpes Lépontiennes. De l'étude des structures métamorphiques, il ressort que le métamorphisme alpin, pendant la montée du « dÔme thermique », est clairement d'un degré plus élevé que pendant la formation des nappes pennines.

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, . F 2 F 3. . , , , , . , , .

     

Die Pucará-Sedimente im Chanchamayo-Gebiet in Ost-Peru

Zusammenfassung über die Pucará-Sedimente im Chanchamayo-Gebiet und im ganzen zentralen Ost-Peru liegt bisher noch keine Bearbeitung vor. Hier werden Ergebnisse aus der Feldarbeit zur Stratigraphie, zu Ausdehnung und Mächtigkeit mitgeteilt.Die Basis des Pucará wird stratigraphisch festgelegt, und es wird gezeigt, daß zumindest im untersuchten Gebiet keine Diskordanz zwischen Mitu und Pucará liegt. Die Dreiteilung des Pucará vonMégard (1968) aus den Zentralanden konnte auch hier nachgewiesen werden; die Mächtigkeiten sind allerdings etwas abweichend. Es werden Leithorizonte und paläontologische und petrographische Marken mitgeteilt. Im untersuchten Gebiet liegen nur Chambara und Aramachay vor; es erscheint zweifelhaft, ob hier überhaupt marine Kreide vorhanden gewesen war; Teile, die zuweilen als Kreide angesprochen werden, konnten als Aramachay bestimmt werden. Das Pucará-Meer hatte anscheinend zwischen dem schon beschriebenen Teil in den Zentralanden (Mégard, 1968;Szekely &Grose, 1972) und dem hier bearbeiteten Teil eine Schwelle, aus der sich dann die Granitintrusion des Batholithen von San Ramon entwickelte (Levin, 1972).

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So far a publication dealing with the Pucará sediments in the Chanchamayo area and also in all central Eastern Peru is not existent. This report contains results from field work concerning stratigraphy, distribution, and thickness.For the first time the stratigraphical basis of the Pucará is determined; it is also shown that there is no unconformity between Mitu and Pucara within the area explored. It was possible to prove the subdivision of the Pucará into three formations — as set up for the Central Andes byMégard (1968); the surveyed thickness of the formations varies slightly fromMégard's findings. The report includes stratigraphically characteristic formations and paleontological and petrographical keybeds. Only Chambara and Aramachay are present in the surveyed area; it seems dubious whether marine Cretaceous has been existent at all. It was possible to determine formations such as Aramachay which sometimes are taken for Cretaceous sediments. Apparently the bottom of the Pucará sea was divided by a ridge between the formerly described area in the Central Andes (Mégard, 1968;Szekely &Grose, 1972) and the area described above. The granite batholith of San Ramon originated from this ridge (Levin, 1972).

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Resumen Tanto en la región Chanchamayo como en todo el PerÚ Central del Oeste no se ha hecho ningÚn trabajo sobre los sedimentos de Pucará. Damos aquí los primeros datos del trabajo del campo sobre la estratigrafía, extensión y potencia de los mismos.Se define por primera vez la base del Pucará estratigraficamente y se prueba que, al menos en la zona investigada, no hay discordancia entre Mitu y Pucará. Se ha podido aplicar la clasificación en tres pisos en queMégard (1968) divide el Pucará de los Andes Centrales, pero las potencias son aquí algo diferentes. Se establecen horizontes guias y características paleontológicas y petrográficas. En la región investigada aparecen solamente Chambara y Aramachay, pero es dudoso que haya habido nunca Cretaceo marino; es más, se han podido identificar como Aramachay estratos que a veces se habían dado por Cretaceo. Probablemente había en el mar del Pucará, entre la parte ya conocída (Mégard, 1968;Szekely &Grose, 1972) en los Andes Centrales y la aquí descrita, una barra a partir de la cual se desarrolló la intrusión del batolito granitico de San Ramon (Levin, 1972).

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. , . ; , , , . , Megard'o (1968) , ; , . , . ; , - . , , , , . , , Megard, 1968, Szekely & Grose, 1972) , - (, 1972).

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Allen seinen Freunden und Mitarbeitern in Peru dankt der Verfasser herzlich für ihre Hilfe, besonders Frau Dr.Rosalwina Rivera für die Bestimmung vieler Fossilien, Herrn Dr.César Cánepa für viele Hinweise und Unterstützung,Alberto Samaniégo für die Mitarbeit im Feld undJuan Muñiz für die Einführung in die Besonderheiten des Landes. Die Arbeit entstand auf Anregung und mit Unterstützung von Herrn Prof. Dr. G. C.Amstutz, Min.-Petr. Inst. der Universität Heidelberg.     

Zur Anwendung hydrologischer Modelle auf den Grundwasserabfluß aus Festgesteinen

Zusammenfassung Zur Untersuchung der Beziehung zwischen Niederschlag und Grundwasserabfluß stehen rein statistische Modelle auf der Basis von Regressionsrechnungen sowie konzeptionelle Modelle mit physikalisch begründeter übertragungsfunktion zur Verfügung. Verschiedene Varianten wurden an Schüttungsmeßreihen von Quellen aus mesozoischen Festgesteinen SW-Deutschlands getestet. Reine Regressionsmodelle erfordern wegen der Untergrundspeicherung und des Jahresgangs der Grundwasserneubildung lange Meßreihen und sind mit erheblicher statistischer Unsicherheit behaftet. Eine Verbesserung bringt die Regression der Abflußänderungen, am besten modifiziert auf der Basis exponentiellen Auslaufverhaltens. Konzeptionelle Modelle sind leichter zu handhaben und anpassungsfähiger. Sie bestehen aus 2 Schritten: der Niederschlagsabminderung zur Simulation von Verdunstung und Oberflächenabfluß und der Abflußverteilung zur Speicherungssimulation. Bei den untersuchten Quellen führten proportionale Niederschlagsabminderung und Kaskaden mit 1 bis 3 gleichen linearen Speichern zu den besten Ergebnissen, die Hauptfehlerquelle lag bei der Niederschlagsabminderung. Insgesamt bringt ein einfaches Niederschlag-Abflußmodell detailliertere und zuverlässigere Ergebnisse als die alleinige Untersuchung der Abflußganglinie.

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The relation between rainfall and groundwater runoff may be investigated by regression analysis or by conceptual models with a predetermined function of transmission. Various types of models were tested with runoff series of springs from Mesozoic hardrocks of SW-Germany. Purely stochastic models require long observation series due to the long-term storage and the seasonal variation in groundwater recharge. Even then the statistical error may be large. It may be reduced by the regression of runoff differences, modified on the base of an exponential recession curve. Conceptual models are more simple to handle and show a better adaption to special problems. Two steps must be separated: the reduction of rainfall to simulate evapotranspiration and surface runoff, and the distribution of runoff as a simulation of underground storage. Regarding the investigated springs a proportional reduction of rainfall and cascades with one to three equal linear reservoirs had the best results. The main source of error was the reduction of rainfall. Overall a simple rainfall-runoff modell yields more detailed and reliable results than the investigation only of the runoff series.

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Résumé La relation entre la précipitation et l'écoulement de l'eau souterraine peut Être examinée sur la base d'un modèle statistique de régression ou par des modèles conceptionnels. Différents types de modèles ont été appliqués à des séries de débit des sources en Allemagne sud-ouest, provenants des roches dures mésozoiques. Des modèles de régression ont besoin de longues séries de mésure à cause de la rétention souterraine et de la variation saisonnière de la régénération. L'erreur statistique est grand. Une amélioration consiste dans la régression des changements de débits, modifiés sur la base d'un tarissement exponentiel. Les modèles conceptionnels ont des applications plus variées et mieux adaptées au problème. Ils consistent en deux phases: La diminuation de la précipitation simulant l'évapotranspiration et l'écoulement superficiel, et la distribution de l'écoulement souterrain. Dans les sources examinées, la réduction proportionelle de la pluie et une cascade à 1 à 3 réservoirs ont donné les meilleurs résultats. La source principale d'erreur résulte de la réduction de la pluie. Un simple modèle pluie-débit donne des résultats plus détaillés et plus sûrs que l'examen des débits seuls.

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, . - . - , . , . . : . 1 3 ; . , , .

     

Bimodal early proterozoic volcanism in the Grythytte field and associated volcano-plutonic complexes,Bergslagen, Central Sweden

The Grythytte field sequence forms a NNW belt of acid-basic metavolcanic and metasedimentary rocks. The geology shows characteristics of a dynamic process of trough-forming and infilling which to a large extent post-dates the Hjulsjö volcanoplutonic complex situated to the east. In the latter complex acid metapyroclastics strike around a centre of granite and granophyre, which cut and are cut by basic sills and dykes. Field and petrochemical evidence points to a distinct bimodal magmatism that ist manifested during one short phase of a rifting period.

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Zusammenfassung Die Grythytte Schichtenfolge bildet einen NNW verlaufenden Gürtel aus sauren und basischen Metavulkaniten und Metasedimenten. Die geologischen Befunde weisen auf einen dynamischen Entstehungsprozeß von Grabenbildung und Füllung hin. Im weiter östlich gelegenen vulkanisch-plutonischen Hjulsjö-Komplex streichen älteren metamorphen pyroklastischen Gesteine rund ein Granit-Granophyr Zentrum. Dieser Komplex durchschneidet und wird durchschnitten von basischen Sills und Gängen. Feldgeologische und geochemische Untersuchungen weisen deutlich auf einen bimodalen Magmatismus hin, der während einer kurzen Phase der Grabenbildung stattfand.

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Résumé La séquence de Grythytte forme une ceinture de roches métavolcaniques et métasédimentaires de direction NNO. La géologie fait apparaître les caractéristiques d'un processus dynamique de formation de fosse et de remplissage, qui s'est produit, pour la plus grande partie, après la formation du complexe volcano-plutonique de Hjulsjö situé à l'Est. Dans ce dernier complexe des produits pyroclastiques acides sont disposés autour d'un centre granitoïde et granophyrique, qui à son tour recoupe et est recoupé par des sills et des dykes basiques. Les observations de terrain et les faits pétrochimiques indiquent un procèssus magmatique distinctement bimodal qui s'est manifesté pendant une phase courte dans une période de «rifting».

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Grythytte , NNW . . Hjulsj -- . . , , .

     

Growth of cordierite in the Archean metasediments near Yellowknife,district of Mackenzie,Canada

The widespread occurrence of cordierite in the Archean metasediments near Yellowknife was attributed by earlier workers to the contact metamorphism associated with the granite. However, detailed field and textural studies on the cordierite-bearing rocks near Sparrow Lake indicate that the growth of cordierite is not restricted to the aureole around the Sparrow Lake granite. Fabric relations demonstrate that cordierite grew under regional metamorphic conditions existing before and after the intrusion of the granite. Emplacement of the Sparrow Lake pluton is considered to represent the culmination stage of regional tectonism that manifested itself as deformation, metamorphism and granite intrusion in the Sparrow Lake area.

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Zusammenfassung Die Verbreitung von Cordierit in den archaischen Metasedimenten bei Yellowknife führten frühere Autoren auf die mit dem Granit verbundene Kontaktmetamorphose zurück. Genaue Gelände- und Strukturuntersuchungen an den cordieritführenden Gesteinen aus dem Gebiet von Sparrow Lake zeigen jedoch, daß das Wachsen von Cordierit nicht auf die Aureole um den Sparrow Lake-Granit beschränkt ist. Gefüge-Beziehungen beweisen, daß Cordierit unter regionalen metamorphen Bedingungen gebildet wurde, die vor und nach der Intrusion des Granits herrschten. Die Bildung des Sparrow Lake-Plutons wird als Höhepunkt regionaler tektonischer Vorgänge angesehen, die im Sparrow Lake-Gebiet als Deformation, Metamorphose und Granitintrusion in Erscheinung traten.

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Résumé L'extension de la cordiérite dans les métasédiments archéens de la région de Yellowknife fut longtemps attribuée au métamorphisme de contact associé au granite. Cependant des études précises sur le terrain et l'examen de la texture des roches à cordiérite indiquent que la croissance de la cordiérite n'est pas restreinte à l'auréole du granite du lac Sparrow. Les relations vectorielles démontrent que la croissance de la cordiérite s'est effectuée dans des conditions métamorphiques régionales existant avant et après l'intrusion du granite. La mise en place du pluton du lac Sparrow réprésenterait donc l'étape culminante de la tectonique régionale qui dans la région du lac Sparrow s'est manifestée par la déformation, le métamorphisme et l'intrusion granitique.

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, . Yellowknife , Sparrow-Lake. , , . Sparrow-Lake , , , .

     

Comparative organic petrology of interlayered sandstones,siltstones, mudstones and coals in the Upper Carboniferous Ruhr basin,Northwest Germany,and their thermal history and methane generation

In the coal-mining Ruhr-area, Upper Carboniferous rocks (ca. 4000 m) consist of interlayered sandstones, siltstones, mudstones and coals. They were deposited in a tropical, paralic environment where alternating fluvial sedimentation, occasional marine ingressions, and swamp growth resulted in an irregular cyclic succession. The total sedimentary package contains on an average 6 Vol.-% of organic matter. About 70 Vol.-% of the organic matter occurs in coal seams, the rest as dispersed organic matter in clastic rocks. The organic matter is autochthonous in the coals and allochthonous in associated sandstones and siltstones. It consists of about 70% vitrinite, 20% inertinite, and 10% liptinite. The overall maceral group composition is the same for coals and dispersed organic matter. This surprising similarity is caused by a nearly exclusive input of land-plant derived organic matter to swamps and fluvial systems and a similar degree of preservation. Highest average liptinite contents (% of total macerals) were found in unrooted mudstones, highest average inertinite contents in coarse-grained siltstones and highest average vitrinite percentages in sandstones.Maturities of the sediments studied are well within the hydrocarbon generation window, e. g. vitrinite reflectivities range from 0.6% to 1.6%. Reflectivities measured on dispersed particles in clastic rocks are similar to those measured in coal seams. Calculations of the amount of methane generated indicate that coal seams contributed more to the total hydrocarbon generation than dispersed organic matter.

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Zusammenfassung Das Oberkarbon des Ruhrgebietes besteht aus ca. 4000 Metern wechsellagernder Sandsteine, Siltsteine und Kohleflöze. Der Ablagerungsraum der Sedimente war eine Region mit tropischem Klima, genauer ein paralisches Environment mit unregelmäßig alternierenden Folgen von fluviatilen Sedimenten, marinen Transgressionen und verbreiteten Sumpfablagerungen. Der Anteil organischer Substanzen an der gesamten Sedimentmenge beträgt durchschnittlich 6%. 70% dieser organischen Masse ist in Kohleflözen angereichert, der Rest liegt verteilt in den klastischen Gesteinen vor. Die Herkunft der organischen Substanz in den Kohleflözen ist autochthon, die in den benachbarten Sand- und Siltsteinen allochton. Die Zusammensetzung des organischen Materials ist 70% Vitrinit, 20% Inertinit und 10% Liptinit. Die allgemeine Zusammensetzung nach Mazeral-Gruppen ist für die Kohleflöze und das verteilte Material in den Nachbargesteinen identisch. Diese Ähnlichkeit beruht auf der gemeinsamen Herkunft der organischen Substanz in Sümpfen und Flußsystemen, die fast ausschließlich von Landpflanzen bestimmt wird, und einer sich entsprechenden Konservierung.Der Reifegrad der analysierten Sedimente liegt innerhalb des Kohlenwasserstoff-Bildungsbereiches (die Vitrinit-Reflexionen reichen von 0,6–1,6%). Dabei entsprechen die in den klastischen Gesteinen beobachteten Reflexionswerte weitgehend denen der Kohleflöze. Anhand der Menge des erzeugten Methans läßt sich erkennen, daß der Anteil der Kohleflöze an der Kohlenwasserstoff-Produktion höher ist als der Anteil, den disperse organische Substanzen der Klastika beisteuern.

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Résumé Dans la région minière de la Ruhr, le Carbonifère supérieur constitue une succession, épaisse de 4.000 m environ, de grès, de siltites et de charbon. Leur dépôt, dans un milieu paralique tropical, a été marqué par des alternances de sédimentation fluiviale, de transgressions marines occasionnelles, et d'épisodes marécageux; il en résulte une disposition cyclique irrégulière. La série sédimentaire contient dans l'ensemble 6% de matière organique en moyenne. Environ 70% de cette matière organique se trouve dans les couches de charbon où elle est autochtone; le reste est allochtone et dispersé dans les grès et siltites. La matière organique se répartit approximativement en 70% de vitrinite, 20% d'inertinite et 10% de liptinite. La composition moyenne du groupe «macéral» est la même pour les charbons et la matière organique dispersée. Cette identité surprenante est l'expression d'une alimentation provenant exclusivement de plantes terrestres et d'un même degré de conservation.La maturité des sédiments étudiés se situe à l'intérieur du domaine de genèse des hydrocarbures: le pouvoir réflecteur de la vitrinite s'échelonne entre 0,6% et 1,6%. Les gradients du pouvoir réflecteur observés dans les roches détritiques et dans les couches de charbon sont analogues. Le calcul de la quantité de méthane engendré indique que la contribution des couches de charbon à la production totale d'hydrocarbure est supérieur à celle de la matière organique dispersée.

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4000 , . , , . 6%.70 % , . , — . 70 % , 20% 10% . . ; . ; 0,6 1,0, . , , , .