Use of the lattice parameter b 0 of dioctahedral illite/muscovite for the characterization of P/T gradients of incipient metamorphism

The P/T gradient or baric type of low-grade metamorphic terranes can be characterized on the basis of cumulative frequency curves of the lattice parameter b ₀ of dioctahedral micas (Sassi and Scolari 1974), which essentially reflects celadonite content and increases with pressure. The method is here applied to illite/muscovite of sub-greenschist (incipient metamorphism) and low-greenschist facies terranes from the marginal zones of the Swedish Caledonides, Swiss Alps and Venezuelan Andes, where the grade of metamorphism was determined on the basis of illite crystallinity.Complications in the determinations of b ₀ arising from (a) shifts in the spacing of the apparent 060 diffraction peaks of the illites due to the presence of inter-stratified expandable layers, and (b) persistence of more crystalline clastic micas are pointed out.In contrast to the earlier-reported decrease of b ₀ with progressive metamorphism at higher grades, b ₀ tends to increase with grade during incipient metamorphism: it is markedly lower in the diagenetic and low-grade anchimetamorphic grades in the Cambro-Silurian of the Caledonides of Jämtland, western Sweden (zone A), and the Lower Tertiary of the Helvetic zone of the Swiss Alps, than in the higher grade anchizone and epizone of the former terrane.Mean b ₀ values for the intermediate and highest (epizone) grades of the Swedish Caledonides are respectively 9.030 and 9.037 Å compared to the mean value of 9.035 Å for the medium-high pressure, Barrovian-type, terrane of Otago, N.Z. Mean b ₀ of 9.005 Å for the mainly epizonal slates of the Venezuelan Andes lies between those for the low-pressure terranes of Bosost ( 8.992 Å), and the low-medium pressure terrane of northern New Hampshire (9.010 Å). These baric estimates agree well with those for the metamorphic facies series at higher grade produced by the same events.Cumulative b ₀ curves are concluded to be useful for the characterization of P/T gradients of incipient metamorphism, particularly in the higher grade part of the anchizone and the epizone.     

Synthesis and some properties of iron- and vanadium-bearing kyanites, (Al,Fe3+)2SiO5and (Al,V3+)2SiO5

Iron- and vanadium-bearing kyanites have been synthesized at 900 and 1100° C/20 kb in a piston-cylinder apparatus using Mn₂O₃/Mn₃O₄- and MnO/Mn-mixtures, respectively, as oxygen buffers. Solid solubility on the pseudobinary section Al₂SiO₅-Fe₂SiO₅(-V₂SiO₅) of the system Al₂O₃-Fe₂O₃(V₂O₃)-SiO₂ extends up to 6.5 mole% (14mole %) of the theoretical end member FeSiO₅(V₂SiO₅) at 900°C/20 kb. For bulk compositions with higher Fe₂SiO₅ (V₂SiO₅) contents the corundum type phases M₂O₃(M = Fe³⁺, V³⁺) are found to coexist with the Fe³⁺(V³⁺)-saturated kyanite solid solution plus quartz. The extent of solid solubility on the join Al₂SiO₅-Fe₂SiO₅ at 1 100°C was not found to be significantly higher than at 900° C. Microprobe analyses of iron bearing kyanites gave no significant indication of ternary solid solubility in these mixed crystals. Lattice constants a ₀, b ₀, c ₀, and V₀ of the kyanite solid solutions increase with increasing Fe₂SiO₅- and V₂SiO₅-contents proportionally to the ionic radii of Fe³⁺ and V³⁺, respectively, the triclinic angles ,, remain constant. Iron kyanites are light yellowish-green, vanadium kyanites are light green. Iron kyanites, (Al_1.87 Fe _0.13 ³⁺ )SiO₅, were obtained as crystals up to 700 m in length.     

Focal mechanisms of the Atlas earthquakes,and tectonic implications

The determination of the focal mechanisms of the strongest shocks in the Atlas chain and the Canary Islands area reveals that the present-day tectonics along this range is a compression reflected either by reverse or dextral strike-slip faulting along the ENE-WSW trends. All the solutions are consistent with: 1. the other focal mechanism solutions determined further north in the Azores-Gibraltar, Alboran, Rif and Tell areas; 2. the NNW to NW trending compression inferred from other methods such as neotectonics,in situ stress field measurements and plate motions.

---

Zusammenfassung Die Bestimmung des Erdbebenherdmechanismus der stärksten Beben im Atlasgebirge und des Gebietes der Kanarischen Inseln gibt zu erkennen, daß die aktuellen tektonischen Bewegungen entlang dieses Bereiches kompressiv wirksam sind. Dies zeigt sich entweder anhand von Überschiebungen oder an dextralen Blattverschiebungen. Alle Ergebnisse sind übereinstimmend mit: 1. den anderen Erdbebenherdmechanismen weiter im Norden liegender Regionen (Azoren - Gibraltar, Alboran, Rif und Tell); 2. die nach NNW bis NW wirkende Kompression, welche von anderen Methoden abgeleitet wurde (Neotektonik,in-situ Spannungsmessungen und Plattenkinematik).

---

Résumé La détermination des mécanismes au foyer des séismes les plus importants de la chaîne atlasique et des îles Canaries révèle que la situation tectonique actuelle le long de cette chaîne est une compression reflétée par le jeu de failles soit inverses, soit décrochantes dextres le long des accidents ENE-WSW. Toutes les solutions sont compatibles avec: (1) les autres mécanismes déterminés plus au nord, dans les régions d'Açores-Gibraltar, Alboran, Rif et Tell; (2) la compression orientée NNW-SSE à NW-SE déterminée à l'aide d'autres méthodes comme la néotectonique, les mesures de contraintesin situ et la cinématique des plaques.

---

, , , , : -. : / , , , , .

     

Präkambrische tillit-ähnliche Gesteine der Sowjetunion

Zusammenfassung Tillit-ähnliche präkambrische Gesteine kommen in der Sowjetunion relativ häufig vor (vgl. Abb. 1). Sie sind vom Proterozoikum aufwärts aus allen Zeitabschnitten des Präkambriums bekannt geworden und treten möglicherweise sogar noch im Kambrium auf. Am weitesten verbreitet sind sie im obersten Teil des Präkambriums, im Vend (Sokolow, B. S.,Keller, B. M.) bzw. im Eokambrium s. str. (Holtedahl, O. u. a.). In den übrigen Zeitabschnitten des Präkambriums tauchen sie nur sporadisch auf und haben keine gro\e flächenhafte Verbreitung.Aus dem Studium einiger Merkmale (paläogeographische und paläostrukturelle Lage, Paragenese und Gesteinstextur, Form, Zusammensetzung des Gesteinsmaterials und Beschaffenheit des Untergrundes) lä\t sich die Schlu\folgerung ziehen, da\ viele tillit-ähnliche Gesteine in der Sowjetunion durch Rutschungen entstanden sind und deshalb als Pseudotillite aufgefa\t werden müssen. Die Genese der übrigen tillit-ähnlichen Gesteine lä\t sich zur Zeit wegen mangelhafter Aufschlu\verhältnisse, schlechter Erhaltung und noch ungenügender Bearbeitung nur schwierig beurteilen.

---

Summary Precambrian rocks of till-like appearance are relatively abundant in Soviet Russia (compare Fig. 1). Such sediments have been recorded from all Precambrian periods and may even occur in Cambrian time. These rocks do find their maximum distribution in the uppermost part of the Precambrian sequence, which is the Vendian (Sokolow, B. S.,Keller, B. M.) the Eocambrian s. s. (Holtedahl, O. a. o.) or respectively. During the rest of Precambrian time till-like rocks appear only just occassionally and their regional distribution is restricted.Some of the connected features (such as paleogeographical and paleostructural position; paragenesis and rock textures, shape of the boulders composition of rock assemblages and substratal characters) lead to the conclusíon, that a great deal of these Russian rocks of till-like appearance have been formed by slumping. They should be understood as pseudotillites. The remaining till-like rocks are not easily discussed when regarding their formation. This is due to unsatisfying outcrops, bad preservation or poor study.

---

CCCP (.I). , , (.I). - (. . , . . ) «» (. .). .

---

---

Die übersetzung des russischen Manuskripts und die Umzeichnungen der Abbildungen 2–6 besorgte dankenswerterweise Dr. G.Schultz (Köln).     

Introduction to pareto optimal mine planning

Summary Recent advances in mathematical optimization have resulted in the development of superior techniques for solving realistic decision making problems. The technique called PARETO OPTIMAL SERIAL DYNAMIC PROGRAMMING is presented here as a tool for rational mine planning. This approach always enables the identification of a set of decision alternatives considered superior to the remaining feasible, usually numerous, decision alternatives, when a number of conflicting, noncommensurable, objectives are simultaneously optimized. It is further noted that the decision makers' truly preferred decision is always one of the members identified as the superior set.Notation [A] Number of initial decision alternatives for production stage 1 - [A ] Accumulated pareto optimal stage objective vector at stage for the remainder of the stagesN – - [A] Accumulated non-pareto optimal stage objective vector at stage for the remainder of the stagesN – - [B] Number of initial decision alternatives for production stage 2 - [C] Number of initial decision alternatives for production stageN - [COG _k,] Cutoff grade for decision,k, at production stage, - [D] Number of initial pareto solutions for production stage 1 - [D ] Decision at stage - [E] Number of initial pareto solutions for production stage 2 - [F] Number of initial pareto solutions for production stageN - [j] A random objective function - [J] Number of objective functions - [LIFE _k,] Minelife for decision,k, at production stage, - [] An arbitrary production stage - [N] Final production stage - [NPV] Expected net present value - [NPV _k,] Project net present value for decision,k, at production stage - [OPR _k,] Ore production rate for decision,k, at production stage, - [S ] State of the system in stage - [ _n] Immediate state objective vector at stage      

The brittle-plastic transition and the depth of seismic faulting

A simple rheological model of shearing of the lithosphere that has gained wide acceptance is a two layer model with an upper brittle zone in which deformation takes place by frictional sliding on discrete fault surfaces and a lower plastic zone in which deformation takes place by bulk plastic flow. The two are separated by an abrupt brittle-plastic transition, which is assumed to be indicated by the lower limit of seismicity. Experimental studies, however, as well as the deformation structures of mylonites, indicate that a broad transitional field of semi-brittle behavior lies between these extremes. This is a field of mixed mode deformation with a strength that can be expected to be considerably higher than that predicted from the extrapolation of high temperature flow laws. For quartzofeldspathic rocks the semi-brittle field lies between T₁, the onset of quartz plasticity at about 300 °C and T₂, feldspar plasticity at about 450 °C. A model is presented in which the transition T₁ does not correspond to a transition to bulk flow but to a change from unstable, velocity-weakening friction to stable, velocity-strengthening friction. T₁ thus marks the depth limit of earthquake nucleation, but large earthquakes can propagate to a greater depth, T₃, (T₃2) which corresponds to the lower limit of dynamic frictional behavior in the semi-brittle field and approximately to the peak in strength. The zone between T₁ and T₃ is one of alternating behavior, with flow occurring m the interseismic period and with co-seismic dynamic slip occurring during large earthquakes. This zone is characterized by mylonites interlaced by pseudotachylytes and other signs of dynamic faulting. The transition T₁ is also marked by a change in the generation mechanism of fault rocks, from abrasive wear above which produces cataclastites, to adhesive wear below, which is proposed as an important generation mechanism of mylonites in the upper part of the semi-brittle field.

---

Zusammenfassung Ein einfaches rheologisches Modell für Schervorgänge in der Lithosphäre, das eine weite Akzeptanz erreicht hat, ist das Zweilagenmodell mit einer oberen spröden Zone, in der Deformation über Reibungsgleitung entlang diskreter Störungsflächen stattfindet, und einer unteren duktilen Zone. Hier erfolgt die Deformation durch plastisches Fließen. Beide Zonen werden durch einen abrupten spröd-plastischen Übergang voneinander getrennt, der vermutlich durch die untere Grenze der nachweisbaren Seismizität angezeigt wird. Experimentelle Untersuchungen wie auch die Deformationsgefüge in Myloniten zeigen hingegen, daß ein breites Übergangsfeld mit semisprödem Verhalten zwischen diesen beiden Extremen liegt. Hier befindet sich ein Bereich »gemischter« Deformation, deren Ausmaß beträchtlich über den aus der Extrapolation von Hochtemperatur-Fließ-Gesetzmäßigkeiten ableitbaren Werten liegen dürfte. Für Quarz-Feldspat-Gesteine liegt das halbspröde Feld zwischen T₁ dem Beginn der plastischen Deformation des Quarzes bei ca. 300 °C, und T₂, dem Beginn der Feldspatplastizität bei ca. 450 °C. Hier wird ein Modell vorgestellt, in dem der Übergang bei T₁ nicht dem Übergang zum Gesamtfließen, sondern dem Wechsel von instabiler, geschwindigkeitsreduzierender Reibung zu stabiler, geschwindigkeitskonstanter Reibung entspricht. T₁ markiert damit die Tiefengrenze der Erdbebenbildung, stärkere Beben können dagegen in größere Tiefe reichen T₃ (T₃2), die dann der unteren Grenze dynamischen Reibungsverhaltens im semispröden Bereich und angenähert dem Stärkemaximum entspricht. Die Zone zwischen T₁ und T₃ zeigt alternierendes Verhalten mit plastischem Fließen während interseismischer Perioden und dynamischem Gleiten während größerer Erdbeben. Diese Zone wird charakterisiert durch Mylonite und dicht zwischengepackten Pseudotachyliten sowie anderen Anzeigern dynamischer Faltung. Hinzu kommt im Bereich des Überganges T₁ ein Wechsel im Bildungsmechanismus gestörter Gesteine. Er geht von durchgreifender Ermüdung, die zu Kataklasiten führt, bis zu adhesiver Ermüdung, die als wichtiger Bildungsmechanismus für Mylonite im oberen Abschnitt des semispröden Feldes angesehen wird.

---

Résumé Le modèle rhéologique de cisaillement de la lithosphère le plus largement accepté comporte deux couches superposées: une couche supérieure cassante, siège de déformations le long de surfaces discrètes, les failles, et une zone inférieure ductile ou s'opère un fluage plastique d'ensemble. La transition entre ces deux domaines est brusque et considérée comme la limite inférieure de la séismicité.L'étude des structures mylonitiques ainsi que les mesures expérimentales indiquent cependant qu'un large champ de transition à caractère «semi-cassant» s'étend entre ces deux extrêmes. Ruptures et fluage plastique sont présents dans cette zone, dont la compétence peut être considérée comme bien supérieure à celle qui résulte de l'extrapolation des lois de fluage à haute température. Pour les roches quartzofeldspathiques, ce champ «semi-cassant» s'étend de T₁, seuil de plasticité du quartz (environ 300 °C) à T₂, celui du feldspath (environ 450 °C). Dans ce modèle, la température T₁ ne correspond pas au seuil de fluage d'ensemble, mais à la frontière entre une région de frictions «instables» qui diminuent avec la vitesse, et une région de frictions «stables» qui augmentent avec la vitesse. Elle correspond donc à la profondeur limite de genèse des séismes. Les grands séismes peuvent cependant se propager jusqu'à une profondeur T₃ (T₃2) qui correspond à la limite inférieure du comportement dynamique des forces de frottement dans le domaine «semicassant». T₃ peut être considérée approximativement comme le point de résistance maximale de cette zone de transition. La zone comprise entre T₁ et T₃ peut donc être le siège alternativement soit de processus de fluage, soit de glissements le long de surfaces de rupture à l'occasion de séismes de forte magnitude. Cette zone se caractérise par des mylonites entremêlées de pseudotachylites et autres signes de rupture dynamique. La transition T₁ est également marquée par une modification du mécanisme de transformation des roches dans les zones de faille. Audessus de cette limite, un mécanisme d'usure «abrasif» produit des cataclasites, par opposition à un mécanisme d'usure «adhésif» en-dessous. Ce dernier mécanisme est proposé comme fort probable lors de la genèse de mylomtes dans la partie supérieure du champ «semi-cassant».

---

() , . , , . . - , , . , , , , , . « » , , . - T₁ — 300° T₂ — 450°. , T₁ , , , . . . T₁ , , . — ₃ (₃ > ₂), . . , . t_{1 2} . , . , t₁ . , , ; .

     

Permian-Triassic of the Tethys: Carbon isotope studies

Profiles of carbon isotopes were studied in marine limestones of Late Permian and Early Triassic age of the Tethyan region from 20 sections in Yugoslavia, Greece, Turkey, Armenian SSR, Iran, Pakistan, India, Nepal, and China. The Upper Permian sections continue the high positive values of ¹³C previously found in Upper Permian basins in NW Europe and western USA. In the more complete sections of Tethys it can now be demonstrated that the values of ¹³C drop from the Murgabian to the Dzhulfian Stages of the Upper Permian, then sharply to values near zero during the last two biozones of the Dorashamian. These levels of ¹³C sample the Tethys Sea and the world ocean, and equal values from deep-water sediments at Salamis Greece indicate that they apply to the whole water column. We hypothesize that the high values of ¹³C are a consequence of Late Paleozoic storage of organic carbon, and that the declines represent an episodic cessation of this organic deposition, and partial oxidation of the organic reservoir, extending over a period of several million years. The carbon isotope profile may reflect parallel complexity in the pattern of mass extinction in Late Permian time.

---

Zusammenfassung Untersucht wurden Profiie von Kohlenstoff-Isotopen mariner Karbonate aus dem Oberperm und der Untertrias der Tethys-Region aus 20 Lokalitäten in Jugoslawien, Griechenland, der Türkei, der Sowjet-Republik Armenien, dem Iran, Pakistan, Indien, Nepal und China. Die oberpermischen Proben zeigen dieselben hohen positiven gd¹³C Werte, wie sie vorher auch aus den oberpermischen Becken NW-Europas und dem Westen der USA berichtet wurden. Anhand von vollständigeren Abschnitten der Tethys kann dargelegt werden, daß die ¹³C Werte von der Murgabium- bis zur Dzhulfium-Phase des Oberperms abnehmen und dann innerhalb der letzten zwei Biozonen des Dorashamiums abrupt gegen Null verlaufen. Diese ¹³C Niveaus sind repräsentativ für die Tethys und den Weltozean. Sie gelten außerdem für alle Wassertiefen, wie durch ähnliche Werte aus Tiefsee-Sedimenten von Salamis (Griechenland) bestätigt wird. Unsere Annahme ist, daß die hohen ¹³C Werte auf spätpaläozoische Speicherung organischen Kohlenstoffs zurückzuführen ist. Die Abnahme stellt episodische Sedimentationsschwankungen des organischen Materials dar, während der die organischen Substanzen über einen Zeitraum von mehreren Millionen Jahren zum Teil aufoxidiert wurden. Das Kohlenstoff-Isotop Profil entspricht parallelisiert in etwa dem Muster des Massen-Aussterbens während des Oberperms.

---

Résumé Des profils isotopiques du carbone ont été établis dans des calcaires marins d'âge tardi-permien à éo-triasique répartis dans 20 endroits du domaine téthysien: Yougoslavie, Grèce, Turquie, République Socialiste dArménie, Iran, Pakistan, Inde, Népal et Chine. Les profils établis dans le Permien supérieur montrent les mêmes valeurs positives de ¹³C observées antérieurement dans des bassins de même âge en Europe occidentale et dans l'ouest des USA. Dans les profils les plus complets de la Téthys, il est maintenant établi que les valeurs de ¹³C décroissent depuis le Murgabien jusqu'au Dzhulfien (Permien supérieur) pour devenir proches de zéro dans les deux dernières biozones du Dorasharmen. Ces valeurs de ¹³C sont caractéristiques de la Téthys et de l'Océan mondial; elles s'appliquent à toutes les profondeurs d'eau, comme en témoignent les valeurs fournies par des sédiments de mer profonde à Salamis (Grèce). Nous formulons l'hypothèse que les hautes valeurs de ¹³C sont la conséquence du stockage du carbone organique au Paléozoïque supérieur et que leur décroissance traduit un arrêt épisodique de cette sédimentation organique, accompagné d'une oxydation partielle de la matière organique s'étendant sur une période de plusieurs Ma. L'influence parallèle des phénomènes d'extinction massive à le fin du Permien se refléterait également dans les profils isotopiques du carbone.

---

, 20 /, , , , , , / . ¹³, - . , ¹³ Murgabium'a Dzhulfium'a . ¹³ . , , / /. , ¹³ . , . / , , , .

     

The Okahandja Lineament and its significance for Damaran tectonics in Namibia

The Okahandja Lineament is considered to represent the southern margin of a magmatic arc produced by the northerly subduction of the Damran Ocean between 750 and 520 Ma ago. Sediments of the Orogen and granitoid intrusives produced by subduction and crustal melting, underwent shear deformation between 675 and 575 Ma in a low angle zone of sinistral sense shear.The Okahandja Lineament represents a zone of differential movement between the Central and Southern Zones of the Orogen during this simple shear deformation. Both overriding and overriden plates were deformed at about 550 and 520 Ma. Production of open S.E. verging structures on the northern plate was accompanied by more intense thrust and fold nappe production on the southern margin of the Damaran Orogen. During this last deformation event, the Central magmatic Zone was downfolded under the southern zone. This fold is the present expression of the Okahandja Lineament. Two tectonic models are proposed for the structures identified within the Central and Southern Zones of the Orogen, combined with evidence from the northern coastal arm of the Orogen.

---

Zusammenfassung Das Okahandja-Lineament wird als der Südrand eines magmatischen Bogens (Wurzelzone eines Inselbogens) verstanden, der auf die nordwÄrts gerichtete Subduktion des Damara Ozeans von 750 bis 520 Ma zurückgeführt wird. Die Sedimente des Orogens und die granitoiden Intrusiva, die durch Subduktion und daraus folgender Aufschmelzung der Kruste entstanden, erlitten mehrfache linksgerichtete Scherdeformation entlang einer flachliegenden Zone zwischen 675 und 575 Ma.Das Okahandja-Lineament stellt eine Zone von Teilbewegungen dar für die einfachen Scherdeformationen zwischen der zentralen und der südlichen Zone des Orogens. Die hangende und die liegende Platte wurden zwischen ca. 550 und 520 Ma deformiert. In der nördlichen Platte wurden offene SE-vergente Strukturen gebildet, wÄhrend gleichzeitig am südlichen Rand des Damara-Orogens durch die grö\ere Beanspruchung Falten-Decken entstanden. Dabei wurde die zentrale magmatische Zone unter die südliche Zone gebogen. Diese Falte ist das heutige Erscheinungsbild des Okahandja Lineaments.Zwei tektonische Modelle werden dargelegt, um die erkannten Strukturen in der zentralen und südlichen Zone des Orogens unter Verwendung der Evidenz vom nördlichen Küstenarm des Orogens zu erklÄren.

---

Résumé Le linéament de Okahandja est considéré comme la marge bordant au sud un «arc magmatique» résultant de la subduction vers le nord de l'Océan damaranique durant l'intervalle 750-520 M. a. - Les sédiments de l'orogène et les intrusions granitoÏdes produites par la subduction et par la fusion de la croûte subirent, entre 675 et 575 M. a., de nobreuses déformations cisaillantes, sénestres, le long d'une zone faiblement inclinée.Le linéament de Okahandja représente, pour les déformations cisaillantes simples une zone de déplacements partiels entre la zone centrale et la zone méridionale de l'orogène. Les deux plaques, celle du toit et celle du mur, de ce chevauchement furent déformées entre approximativement 550 et 520 M. a. Ces structures ouvertes, déversées vers le nord, se formèrent dans la plaque septentrionale, pendant que des nappes en plis naissaient simultanément, sous l'influence d'une forte so sollicitation, dans la marge méridionale de l'orogène damaranique, ce qui entraÎna le ploiement de la zone magmatique centrale sous la zone méridionale. Ce pli est la forme sous laquelle apparaÎt aujourd'hui le linéament de Okahandja.Deux modèles tectoniques sont proposés pour expliqeur les structures ainsi reconnues dans les zones centrale et méridionale de l'orogène, sur la base du fait d'un bras le long de la cÔte septentrionale de l'orogène.

---

Okahandja , - -, 750-520 , . , , , , — , , 675 575 . Okahandja , . , 550 520 . , , . . . , .

     

Heat flow during the carboniferous and mesozoic of the Northwest German Basin

The temperature history of the Northwest German Basin has been reconstructed using a one-dimensional computer model that accounts for compaction-related changes of physical rock properties, depth, temperature and maturity of organic matter. Maturity has been modelled by empirically relating vitrinite reflectance to time-temperature history. Heat flow values for the Mesozoic and Carboniferous have been obtained by matching measured and computed vitrinite reflectance. For Mesozoic samples agreement between measured and computed maturity can be achieved with a heat flow between 37 and 50 mW/m² (0.9 and 1.2 hfu). There is no systematic areal variation. Carboniferous samples are matched best at heat flows between 70 and 96 mW/m² (1.7 and 2.3 hfu), corresponding to geothermal gradients between 50 and 80 °C/km depending on lithology and compaction. Areal variation follows patterns subparallel to the structural grain of the Variscan orogeny. Mesozoic heat flow is compatible with heat flow in stable platform areas. Carboniferous heat flow and its geotectonic setting are best in agreement with present-day back-arc areas underlain by continental crust.

---

Zusammenfassung Die Temperaturgeschichte des Nordwestdeutschen Bekkens wurde mittels eines eindimensionalen Computermodells rekonstruiert, das auch kompaktionsbezogenen Änderungen der physikalischen Gesteinseigenschaften, der Tiefe und der Temperatur gerecht wird. Die Reife wurde simuliert, indem Vitrinitreflexion und Zeit-Temperatur Verlauf empirisch miteinander korelliert wurden. Die Wärmeflußwerte für das Karbon und das Mesozoikum wurden dadurch ermittelt, daß gemessene und berechnete Vitrinitreflexion in optimale Übereinstimmung gebracht wurden. Für das Mesozoikum kann eine Übereinstimmung bei Wärmeflußwerten zwischen 37 und 50 mW/m² (0.9 und 1,2 hfu), für das Karbon für Werte zwischen 70 und 96 mW/m² (1.7 und 2.3 hfu) erzielt werden, was je nach Lithologie und Kompaktionszustand einem Geothermalgradienten zwischen 50 und 80 °C/km entspricht. Nur für die karbonischen Daten ist eine systematische räumliche Änderung der Werte erkennbar. Der Wärmefluß im Mesozoikum entspricht dem in heutigen stabilen Plattformgebieten. Wärmefluß und geotektonische Position im Karbon sind vergleichbar mit solchen heutigen »back-arc« Gebieten, die von kontinentaler Kruste unterlagert sind.

---

Résumé L'histoire thermique du bassin allemand nord-occidental a été simulée sur ordinateur au moyen d'un modéle unidimensionnel; ce modèle tient compte des changements introduits par la compaction dans les propriétés physiques de roches, de la profondeur, de la température et de l'évolution de la matière organique. Pour modéliser cette évolution, on a établi une corrélation entre la réflectance de la vitrinite et l'histoire thermique. Les valeurs du flux de chaleur pour le Mésozoïque et le Carbonifère ont été obtenues par ajustement entre la réflectance de la vitrinite observée et calculée. Pour les échantillons mésozoïques, les valeurs calculées et mesurées s'accordent le mieux pour un flux compris entre 37 et 50 mW/m2 (0.9 et 1,2 HFU). Il n'y a pas de variation régionale systématique. Pour le Carbonifère, le meilleur accord donne un flux siuté entre 70 et 96 mW/m2 (1,7 et 2,3 HFU), ce qui correspond à des gradients géothermiques de 50 et 80 °C/Km, selon la lithologie et le degré de compaction. Il existe dans le Carbonifère, des variations régionales, qui parallélisent les lignes structurales de l'orogène varisque. Le flux de chaleur mésozoïque est compatible avec une situation de plate-forme stable. Le flux de chaleur carbonifère et sa répartition géotectonique fait plutôt penser, dans la nature actuelle, aux régions d'arrière-arc sur croûte continentale.

---

, , , . , . . 37–50 mW/m² (0,9 i 1,2 hfu), — 70–96 mW/m² (1,7 2,3 hfu), — — 50 80°/. , . (back-arc), .

     

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

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

---

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

---

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

---

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

     

Rb-Sr evidence for the presence of Ordovician gsranites in the deformed basement of the Badajoz-Córdoba belt,SW Spain

A Rb-Sr whole-rock investigation of suites of samples from two orthogneiss bodies in the Almendralejo area of the Oporto-Portalegre-Badajoz-Córdoba belt points to an Ordovician age for the granitic magmatism: about 470 Ma for the Almendralejo Gneiss (peralkaline metagranite) and about 425 Ma for the Ribera del Fresno Gneiss (leucocratic subaluminous metagranite), both with high initial⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios. This points to a post-Ordovician (Hercynian) age for the metamorphism and tectonic deformation that affected the area, including the gneisses, and rules out the alleged Cadomian or even older age.

---

Zusammenfassung Die Rb-Sr-Gesamtgesteinsanalysen von Probeserien zweier orthogneisischer Körper der Almendralejo-Region des Oporto-Portalegre-Badajoz-Córdoba-Gürtels weisen auf ein ordovizisches Alter des granitischen Magmas hin: rund 470 Ma für den Almendralejo-Gneis (peralkaliner Metagranit) und rund 425 Ma für den Ribera del Fresno-Gneis (leukokratischer Metagranit), beide bei einem hohen initialen⁸⁷Sr/⁸⁶Sr. Diese Ergebnisse deuten auf ein post-ordovizisches (herzynisches) Alter der Metamorphose und der tektonischen Deformation hin, die das Gebiet, einschließ-lich des Gneises, beeinflußt haben. Sie schließen ein vermeintliches kadomisches oder älteres Alter aus.

---

Résumé Une étude par Rb-Sr sur roche totale de séries d'échantillons de deux massifs d'orthogneiss de la région d'Almendralejo, dans la ceinture Oporto-Portalegre-Badajoz-Cordoue, indique un âge ordovicien pour le magmatisme granitique: environ 470 Ma pour le gneiss d'Almendralejo (métagranite peralcalin) et environ 425 Ma pour le gneiss de Ribera del Fresno (métagranite leucocrate subalumineux), tous deux avec des rapports initiaux⁸⁷Sr/⁸⁶Sr élevés. Ces résultats indiquent un âge post-ordovicien (hercynien) pour le métamorphisme et la déformation tectonique qui ont affecté la région, y compris les gneiss, et éliminent l'hypothèse proposée par ailleurs d'un âge cadomien ou même plus ancien.

---

— — — Rb/Sr : 425 -- ( ) 470 ( ) ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr . - ( ) , , . , .

     

Tertiary Andean volcanism in a caldera-graben setting

The Miocene Farellones Formation in central Chile (32°-35°S) is one of several up to 3000 mthick Tertiary volcanic sequences in the Central Andes with ash flows and intercalations of lacustrine sediments in their lower part, and intermediate to basic lavas and rhyolitic domes in their upper part. The Farellones rocks were probably deposited in a volcano-tectonic graben formed through a series of caldera collapses. This is suggested by (a) the fact that the formation frequently is delimited by normal faults towards which the subhorizontal strata pinch out and become upraised, indicating deposition during subsidence, (b) the huge volume of erupted acid magma and (c) a high paleothermal gradient of geothermal field type. Similar Tertiary volcanic sequences in northern Chile and central Peru probably also formed by eruptions in a caldera-graben setting. This setting and the geothermal field type of alteration make these sequences good prospecting targets for epithermal preciousmetal deposits.

---

Zusammenfassung Die miozäne Farellones-Formation im zentralen Chile (32°–35°S) ist eine von mehreren bis zu 3000 m mächtigen, tertiären vulkanischen Abfolgen der zentralen Anden, mit Ignimbriten und Zwischenlagerungen von lakustrinen Sedimenten im unteren, und mit intermediären bis basischen Laven und rhyolitischen Staukuppen im oberen Teil der Abfolgen. Die Gesteine der Farellones-Formation wurden wahrscheinlich in einem vulkano-tektonischen, durch eine Reihe von Caldera-Absenkungen entstandenen Graben abgelagert. Für diese Tatsache sprechen (a) häufige Begrenzung der Formation durch Normalverwerfungen gegen welche die subhorizontalen Schichten ausdünnen und aufgebogen werden, was Ablagerung während der Absenkung andeutet, (b) das große Volumen der sauren Vulkanite und (c) der hohe paläothermale Gradient von geothermalem Charakter. Ähnlich ausgebildete, tertiäre vulkanische Abfolgen im nördlichen Chile und zentralen Peru sind vermutlich ebenfalls durch Eruptionen in Caldera-Gräben gebildet worden. Aufgrund der tektonischen Ausbildung und des geothermalen Umwandlungstyp dürften diese Abfolgen für die Prospektion nach epithermalen Vorkommen von Edelmetallen von besonderem Interesse sein.

---

Resumen La Formación Farellones de Chile central (32°–35°S), deedadmiocena, es una de las muchas secuencias terciarias de más de 3000 m de espesor que existen en la alta cordillera de los Andes Centrales que contiene depósitos de flujos piroclásticos e intercalaciones de sedimentos lacustres en su parte inferior, y lavas intermedias a básicas y domos riolíticos en su parte superior. Las rocas de la Formación Farellones se depositaron, probablemente, en un graben volcano-tectónico formado a través de una serie de colapsos de calderas. Esta interpretación se basa en: (a) la frecuente delimitación de la formación por fallas normales contra las cuales los estratos subhorizontales se adelgazany se levantan, indicando depositación durante subsidencia, (b) el gran volumen de magma ácido extruido y (c) un gradiente paleotermal alto de tipo campo geotérmico. En el norte de Chile y en Perú central existen secuencias terciarias similares depositadas probablemente también en depresiones volcano — tectónicas tipo caldera — graben. Este marco tectónico y la alteración de tipo campo geotérmico, hace que éstas secuencias sean buenos blancos de prospección para depósitos epitermales de metales preciosos.

---

Farellones (32° – 35° ) , 3000 ., , . , , - , . : ) , , ; ) ; ) . , , , , . .. , .

     

Ist der Fischfluß-Cañon in Südwestafrika (Namibia) durch eine Grabenstruktur vorgezeichnet?

Zusammenfassung Der Cañon, in welchem der Fischfluß verläuft, folgt einer Bruchstruktur, die kein einfacher Graben ist, sondern von Aufschiebungen statt von Abschiebungen begrenzt wird. Hinzu kommen auf beiden Seiten des Flußverlaufs große Flexurfalten, vermutlich durchgepauste Aufschiebungen. Das hat zur Bildung eines Rampgrabens geführt. Diese Einengungstektonik paßt nicht ohne weiteres zu der Vorstellung eines zerdrifteten Gondwana-Landes, das im Sinne von A.Wegener in Einzelkontinente zerrissen ist.

---

The canyon of the Fischfluss follows a fracture zone, which is not a normal graben as often is supposed. The so called Fisch River Graben has been formed by overtthrusting fractures instead of normal faults on both sides of the graben. Besides there exist folding structures (flexure-folds) on both sides of the graben. Theses compression structures have formed a Ramp-Graben, which was firstly discribed by B.Willis (1928). Theses compression structures do not agree with A.Wegeners hypothesis of the old Gondwana continents destruction by drifting and tension, by which the old African block broke up into the African and the American block.

---

Résumé Le cañon du Fischfluss suit une zone de fractures qui n'est pas un graben normal ainsi qu'on l'a souvent supposé; elle est limitée, non par des failles d'affaissement, mais par des chevauchements. En outre viennent, sur les deux côtés du cours de la rivière, de grands plis-flexures, espéces de chevauchements refoulant le scole cristallin sous les sédiments plissés. Il s'agit d'un «Rampgraben», (= fossé poussé) qui est le résultat d'une tectonique de resserrement. Celle-ci ne répond pas à l'idée d'un continent de Gondwana qui, fissuré et dérivant, s'est subdivisé en continents isolés, selon l'hypothèse de A.Wegener.

---

, , , , . ; , , durchgepauste . .

     

Comparison between two types of multifractal modeling

The interrelationships between two previously developed multifractal models are discussed. These are the Evertsz-Mandelbrot model developed on the basis of the multifractal spectrum f(), and the Schertzer-Lovejoy model based on the codimension function C() where and represent Hölder exponent and field order, respectively. It is shown how these two models are interrelated: they are identical for values of within the range D–(0)D–_min. where D is the Euclidean dimension. For D–_maxD–(0), however, f() remains a continuous function of whereas C() assumes constant value. In this respect, the fractal spectrum f() can provide more information about the multifractal measure than the codimension function C(). The properties of the two models are illustrated by application to the binomial multiplicative cascade model.     

Formation of Mud-Volcanic Fluids in Taman (Russia) and Kakhetia (Georgia): Evidence from Boron Isotopes

Temperatures of the formation of mud-volcanic waters are determined based on concentrations of some temperature-dependent components (Na–Li, Mg–Li). Estimates obtained for the Taman and Kakhetia regions are similar and range from 45 to 170°, which correspond to depths of 1–4.5 km. The calculated temperatures correlate with the chemical (Li, Rb, Cs, Sr, Ba, B, I, and HCO₃) composition of water and ¹³ (₂) and ¹³ (CH₄) values in spontaneous gases. The isotope values indicate that mechanisms of the formation of ¹³-rich gases, i.e., gases with high ¹³ values (up to +16.0 in ₂ and –23.4 in CH₄) in mud-volcanic systems of Taman and Kakhetia are governed by fluid-generation temperatures rather than the supply of abyssal gases. The ¹¹ value was determined for the first time in mud-volcanic products of the Caucasus region. This value ranges from +22.5 to +39.4 in the volcanic water of Georgia, from –1.2 to +7.4 in the clayey pulp of Georgia, and from –7.6 to +13.2 in the clayey pulp of Taman. It is shown that the ¹¹ value in clay correlates with the fluid-generation temperature and ¹¹ correlates with ¹³ in carbon-bearing gases. These correlations probably testify to the formation of different phases of mud-volcanic emanations in a single geochemical system and suggest the crucial role of temperature in the development of isotope-geochemical features.     

Stress reorientation during folding

Intermediate principal stress, ₂, is, for mechanical reasons, taken to be parallel to the statistical direction of fold axes and traces of thrust faults during evolution of fold and thrust belts. Regionally, maximum principal stress, ₁, and least, ₃, may be taken to be the directions of maximum shortening and maximum thickening of the section, respectively. Where crystalline basement is not involved in the deformation, maximum shortening is manifestly parallel to the top of the basement, or subhorizontal, and ₃ is, therefore, subvertical. While this stress system is grossly adequate on the scale of the fold and thrust belt, it fails locally, particularly in late stages of deformation. Sinuosity develops on all scales within the belt as deformation progresses. Individual fold axes tend to be straight lines in incipient stages of folding, as shown by unrolling folds, but commonly develop with increasing curvature during deformation. The curvature resulting during deformation is a measure of extension parallel to the axial direction, if the ends of the fold are fixed points. Thus, ₂ progressively decreases. With marked sinuosity, stress parellel to the axial direction can be reduced at a given depth below the magnitude of the weight of the overburden, originally ₃. Intermediate and least principal stresses switch position, and strike-slip faulting is favored where the deformational response is failure by shear fracture. The percent axial extension can be expressed in an equation that compares the final arcuate length with the original length. With a knowledge of the physical properties of the rock, the time in the evolution of the structure at which he stresses switch can be predicted, as well as the subsequent structural response.

---

Zusammenfassung Die Richtung des intermediären Hauptstresses, ₂, wird aus mechanischen Gründen als parallel zu der statistischen Richtung der Faltenachsen und der Spuren der Überschiebungsflächen angenommen während der Entwicklung von Faltungs- und Überschiebungszonen. Regional können die Richtungen des maximalen Haupstresses, ₁, und des minimalen Hauptstresses, ₃, als Richtungen der größten Verkürzung, respektive der größten Verdickung des Querschnittes betrachtet werden. Wo der kristalline Untergrund nicht in den Deformationsvorgang einbezogen wird, ist die Richtung der maximalen Verkürzung offenbar parallel zur Kristallinoberfläche oder subhorizontal und ₃ somit subvertikal orientiert. Währenddessen im großen Maßstab diese Zuordnung der Hauptstreßrichtungen zu einer ganzen Faltungs- und Überschiebungszone vorgenommen werden kann, versagt sie im lokalen Bereich, vor allem in späten Phasen der Deformation. Bei fortschreitender Deformation entwickeln sich im Deformationsgürtel Bogenformen in verschiedenem Maßstab. Individuelle Faltenachsen neigen dazu, sich an geraden Linien auszubilden in frühen Stadien der Faltung, wie dies die Abwicklung von Falten zeigt. Sie entwickeln sich aber im allgemeinen während der weiteren Deformation mit zunehmend gebogener Achsenrichtung. Die resultierende Kurvatur ist ein Maß der Dehnung parallel zur Achsenrichtung, wenn die seitlichen Endpunkte der Falte Fixpunkte darstellen. In dieser Weise nimmt der Betrag von ₂ fortschreitend ab. Bei ausgeprägter Bogenform kann der Streß parallel zur Richtung der Faltenachse in einer bestimmten Tiefe reduziert werden bis zu einem Betrag, der unterhalb des Ausmaßes der Überlast, also ursprünglich ₃, liegt. Die Richtungen des intermediären und des kleinsten Hauptstresses wechseln ihre Positionen, und Blattverschiebungen werden begünstigt, wo die Deformation Scherbrüche erzeugt. Das Ausmaß der axialen Dehnung kann durch eine Gleichung ausgedrückt werden, welche die Länge des endgültigen Faltenbogens mit der ursprünglichen Länge der Falte verknüpft. Mit der Kenntnis der physikalischen Eigenschaften des Gesteins können sowohl der Zeitpunkt in der Entwicklung der Faltenstruktur, zu welchem die Hauptstreßrichtungen ihre Positionen wechseln, als auch die nachfolgende strukturelle Entwicklung bestimmt werden.

---

Résumé La contrainte principale intermédiaire, ₂, est, pour des raisons mécaniques, considérée comme étant parallèle à la direction statistique des axes du pli et des traces de chevauchement durant l'évolution du pli et des zones de chevauchement. Régionalement, on peut supposer que les contraintes principales maximum, ₁, et minimum, ₃, suivent respectivement les directions du raccourcissement maximum et de l'épaississement maximum du profil. Là, où le soubassement cristallin n'est pas entrainé dans la déformation, le raccourcissement maximum est manifestement parallèle à la surface du soubassement, ou subhorizontal, et ₃ est, par conséquent, subverticale. Tant que l'échelle de ce système de contraintes correspond à peu près à celle du pli et de la zone de chevauchement, il change de direction localement, spécialement dans les derniers stades de la déformation. Une sinuosité se développe à toutes les échelles à l'intérieur de la zone, tandis que la déformation progresse. Les axes individuels du pli ont tendance à devenir des lignes droites dans les stades embryonnaires de la déformation, comme le montre le déroulement des plis, mais ordinairement ils se développent avec une courbure croissante pendant la déformation. La courbure qui en résulte durant la déformation est une mesure de l'extension parallèle à la direction axiale. Ainsi ₂ décroit progressivement. Avec une sinuosité prononcée, la contrainte parallèle à la direction axiale peut se réduire, à une profordeur donné au dessous du poids de la surcharge, originellement ₃. Les contraintes principales maximum et minimum échangent leur position, et la composante horizontale du rejet de la faille est alors favorisée là où la réaction à la déformation devient négligeable par suite de fracture de cisaillement. Le pourcentage de l'extension axiale peut s'exprimer par une équation qui compare la longueur de la courbe finale à la longueur originelle. Avec la connaissance des propriétés physiques des roches, on peut prévoir, le moment où les contraintes s'échangent durant l'évolution de la structure, ainsi que la réaction structurale qui en résulte.

---

, , ₂ . _{1 3}, . , , , , . . ₃ . , , , , , . . , . , , , . .. ₂ , , , , . . ₃. , , , . , . , , , , .

     

Über permische und tertiäre Magmatite im Untergrund des Mainzer Beckens

Zusammenfassung Auf Grund der in der Bohrung Olm 1–10 km südwestlich von Mainz — gefundenen permischen (rotliegenden) Decken-Basalte und intrusiven tertiären Limburgite wurde eine Untersuchung ähnlicher Gesteine im Raum des Mainzer Beckens i. w. S. angeschlossen. Dabei stellte sich heraus, daß die permischen (rotliegenden) Deckenbasalte der Grenzlagergruppe des Saar-Nahe-Gebietes durch den Oberrheingraben in den Sprendlinger Horst und bis nach Oberhessen zu verfolgen sind. Die Limburgite der Bohrung Olm 1 werden zu den Grabenvulkaniten gerechnet. Für diese Na-betonten Magmatite wird, ausgehend von den Limburgiten der Bohrung Olm 1, ein paleozänes-eozänes, zumindest alttertiäres (prämitteloligozänes) Alter angenommen.

---

Because of the Permian plateau basalts and intrusive Tertiary Limburgites found in the well Olm 1, 10 km southwest of Mainz, an investigation of analogous igneous rocks was added in the Mainzer Becken area. It turned out that the Permian plateaubasalts of the Grenzlagergruppe (Saar-Nahe area) are to be traced through Oberrheingraben into Sprendlinger Horst as far as Oberhessen. The Limburgites of the well Olm 1 rank among the volcanic rocks of the Oberrheingraben. On the basis of the Limburgites of the Olm 1 well, for these Na-accentuated igneous rocks a Paleocene-Eocene — at the very least early Tertiary — age is to be concluded.

---

Résumé Suite à la découverte des basaltes des plateaux d'âge permien et des limburgites intrusives d'âge tertiaire dans le sondage Olm 1 (à 10 km au sud-ouest de Mayence) une étude a été consacrée aux roches semblables du bassin de Mayence et de ses confins. Il s'est montré, alors, que les basaltes des plateaux d'âge permien appartenant au groupe du «Grenzlager» du bassin de la Sarre-Nahe se poursuivent à travers du fossé rhénan jusqu'au «Sprendlinger Horst» et à la Hesse méridionale. Les limburgites du sondage Olm 1 par contre appartiennent à la suite volcanique à caractère sodique du fossé rhénan. En se basant sur ces limburgites un âge paléocène à éocène — ou pour le moins antéoligocène moyen — de la suite volcanique du fossé d'effondrement paraît démontré.

---

. . 1–10 . — , . , - . I . , -, - , , - , ( ).

     

Paläogeographie und Landschaftsentwicklung im Weißen (Oberen) Jura der Schwäbischen Alb (Baden-Württemberg)

Zusammenfassung Die Landschaftsformen auf der Hochfläche der Schwäbischen Alb sind zu einem wesentlichen Teil gesteinsbedingt. Bankkalke neigen zur Bildung von Verebnungen, in Riffkalken entwickelt sich bei subaerischer Verwitterung und Abtragung ein kuppiges Relief. Dabei wird in vielen Fällen die Topographie, wie sie zur Jurazeit am Meeresgrund bestand, heute in der Landschaft reproduziert.

---

The paleographic pattern of the Upper (White) Jurassic of the Suebian Alb mountain area is characterized by intersecting of algal-sponge-reef and micritic limestone-marl facies. Under certain conditions the submarine topography of the reef complexes is reproduced in the landscape today, mainly because the different limestone types are yielding in different ways towards weathering, denudation and erosion.

---

Résumé La morphologie sur le plateau de la « Schwäbische Alb » est donné surtout par des conditions pétrographiques. Les calcaires de banc et les marnes sont le plus favorisé de former des plaines, tandisque les calcaires de récif développent sous l'érosion subaérienne un relief montueux. A ce sujet le paysage d'aujourdhui montre souvent la même topographie comme le fond de la mer était pendant le temps jurassique.

---

. . . ; . , .

     

Zur Geochemie der Schichten der Kreuznacher Gruppe im Saar-Nahegebiet

Zusammenfassung Die Schichten der Kreuznacher Gruppe im Nordosten des Saar-Nahe-Gebietes kann man in 3 Faziesgebiete aufteilen, und zwar 1. in die Kreuznacher-, 2. die Niersteiner- und 3. in die Rötelschiefer-Fazies. Ihre Sedimente zeigen Merkmale einer Ablagerung unter semiariden Bedingungen, die sich ebenfalls in einer Zunahme ihres Dolomit- wie Borgehaltes zum Hangenden widerspiegeln. Dies trifft besonders auf die Rötelschieferfazies zu, wo in der Zone stärksten Anstiegs dieser Komponenten auch eine Anreicherung der wichtigsten Spurenelemente vorhanden ist. Diese Kennzeichen einschließlich der Tatsache, daß in der nahegelegenen Bohrung Wolfskehlen 4 (Rheintalgraben) mariner Zechstein nachgewiesen werden konnte, sprechen für eine Einstufung der Schichten der Kreuznacher Gruppe in den Zechstein.

---

The Sediments of the Kreuznacher Gruppe in the northeastern part of the Saar-Nahe-region can be divided in the following facies: 1. The facies of Kreuznach, 2. the facies of Nierstein and 3. the facies of the Rötelschiefer. They all show features of sediments deposited under partly arid conditions, which are also demonstrated in an increase of dolomite- and boron-content of the younger sediments. This trend is quite clear in the facies of the Rötelschiefer, where in the zone of maximal increase in these components an enrichment of the most important trace elements can be observed as well. These characteristics and the fact, that in the cores of the nearby bore Wolfskehlen 4 (Upper Rhinegraben) Zechstein in a marine facies was found, admit the conclusion, that the sediments of the Kreuznacher Gruppe belong to the Zechstein, too.

---

Résumé Les couches du Kreuznacher Gruppe dans la partie Nord-Est du bassin de la Sarre/Nahe peut-on subdiviser de la manière suivante: 1. La facies de Kreuznach, 2. la facies de Nierstein et S. la facies des Rötelschiefer. Toutes les trois facies indiquent des documents d'une climat semiaride, lequel se montre aussi en forme d'une augmentation de bore et de dolomie vers la partie supérieure des couches. C'est particulièrement réalisé dans la facies des Rötelschiefer, où on trouve dans la zone d'une montée maximale de bore et de dolomie aussi un enrichissement des oligoéléments les plus importants. Ces indices et le fait, qu'on a constaté du Zechstein marin tout près dans les carottes d'un sondage (Wolfskehlen 4) au graben du Rhin, permettent de conclure, que les couches du Kreuznacher Gruppe appartiennent au Zechstein.

---

Saar-Nahe' : ) , ) , ) . .

     

Changes in stable isotope ratios of metapelites and marbles during regional metamorphism,Mount Lofty Ranges,South Australia: implications for crustal scale fluid flow

The Mount Lofty Ranges comprises interlayered marbles, metapsammites, and metapelites that underwent regional metamorphism during the Delamarian Orogeny at 470–515 Ma. Peak metamorphic conditions increased from lowermost biotite grade (350–400°C) to migmatite grade (700°C) over 50–55 km parallel to the lithological strike of the rocks. With increasing metamorphic grade, ¹⁸O values of normal metapelites decrease from 14–16 to as low as 9.0, while ¹⁸O values of calcite in normal marbles decrease from 22–24 to as low as 13.2 These isotopic changes are far greater than can be accounted for by devolatilisation, implying widespread fluid-rock interaction. Contact metamorphism appears not to have affected the terrain, suggesting that fluid flow occurred during regional metamorphism. Down-temperature fluid flow from synmetamorphic granite plutons (¹⁸O=8.4–8.6) that occur at the highest metamorphic grades is unlikely to explain the resetting of oxygen isotopes because: (a) there is a paucity of skarns at granite-metasediment contacts; (b) the marbles generally do not contain low-XCO₂ mineral assemblages; (c) there is insufficient granite to provide the required volumes of water; (d) the marbles and metapelites retain a several permil difference in ¹⁸O values, even at high metamorphic grades. The oxygen isotope resetting may be accounted for by along-strike up-temperature fluid flow during regional metamorphism with time-integrated fluid fluxes of up to 5x10⁹ moles/m² (10⁵ m³/m²). If fluid flow occurred over 10⁵–10⁶ years, estimated intrinsic permeabilities are 10^-20 to 10^-16m². Variations in ¹⁸O at individual outcrops suggest that time-integrated fluid fluxes and intrinsic permeabilities may locally have varied by at least an order of magnitude. A general increase in XCO₂ values of marble assemblages with metamorphic grade is also consistent with the up-temperature fluid-flow model. Fluids in the metapelites may have been derived from these rocks by devolatilisation at low metamorphic grades; however, fluids in the marbles were probably derived in part from the surrounding siliceous rocks. The marble-metapelite boundaries preserve steep gradients in both ¹⁸O and XCO₂ values, suggesting that across-strike fluid fluxes were much lower than those parallel to strike. Up-temperature fluid flow may also have formed orthoamphibole rocks and caused melting of the metapelites at high grades.This paper is a contribution to IGCP Project 304 Lower Crustal Processes