Precambrian basement around Wadi Halfa,Sudan: a new perspective on the evolution of the East Saharan Craton

This paper provides new geochemical and isotopic data on the evolution of the western foreland to the Nubian shield of north-east Africa. There is abundant evidence for early to middle Proterozoic crust west of the River Nile, but this was severely affected by the Pan-African ( 500–900 Ma) orogenic cycle. The results are reported of Rb-Sr whole rock and zircon evaporation geochronological studies and whole rock Sm-Nd and feldspar Pb isotopic analyses for four rock units around Wadi Halfa in northernmost Sudan. These results indicate the presence of heterogeneous pre-Pan-African crustal components, preserved in mylonitic gneisses and in conglomerates that unconformably overlie the gneisses. Several episodes of crust formation, inferred from zircon ages, are preserved in the gneisses : 2.6, 2.4, 2.0, 1.7, 1.2 and 0.72 Ga. Nd model ages for the same units are invariably older than the zircon ages, yet still record a predominantly late Archaean and Palaeoproterozoic history, with depleted mantle model ages between 1.3 and 2.8 Ga. The earliest recorded Pan-African magmatic event is about 720 Ma and dates the beginning of collisional deformation. A younger Pan-African volcanic sequence ( 650 Ma) has isotopic compositions of Sr and Nd compatible with derivation from late Prote rozoic asthenospheric mantle. A 530 Ma anorogenic A-type granite also has isotopic compositions suggesting derivation from a primitive source. The inferred tectonic evolution began with rifting to form an oceanic re-entrant. This was followed by subduction leading to collision at about 700 Ma, accompanied by post-orogenic rifting at about 650 Ma.     

Schwefelisotope im marinen Kreislauf und das δ34 S der früheren Meere

Zusammenfassung Durch Isotopenfraktionierung bei der bakteriellen Reduktion marinen Sulfats enthalten die Sedimente im Mittel einen Überschuß an³²S (³⁴S s – 5), während³²S im marinen Sulfat angereichert ist. Der ³⁴S-Wert im heutigen Meerwasser beträgt etwa + 20 . Evaporit-³⁴S-Messungen zeigen, daß dieser Wert im Cambrium, Silur und Devon höher war, bis zum Perm dann auf etwa + 11 abnahm und anschließend wieder zum heutigen Wert anstieg.Der hohe ⁴³S-Wert in der geologischen Frühzeit wird mit extremer Anreicherung biogener Sulfide in den Schwarzschiefern erklärt, der Abfall zum Perm mit Rückführung großer Mengen von Sediment-Schwefel im Laufe der caledonischen und varistischen Orogenesen und der Wiederanstieg im Erdmittelalter mit erneuter Anhäufung toniger Sedimente.Aufgrund modellmäßiger Abschätzungen und der Gesamtheit aller verfügbaren Meßwerte (etwa 800) wird versucht, die Entwicklungslinie des Meerwasser-³⁴S-Wertes zeichnerisch darzustellen.Hinweis auf praktische Bedeutung: Informationen über Stoffbilanz geologischer Vorgänge, Interpretation von ³⁴S-Meßwerten an normalen Gesteinen und Erzen, Zuordnung von Proben unbekannten Alters.

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Summary Due to an isotope fractionation involved in the bacterial reduction of marine sulfate the sediments as a whole contain an excess of³²S (³⁴S – 5), while marine sulfate is enriched in³⁴S. Recent seawater has ³⁴S + 20. Evaporite measurements indicate a still higher value in Cambrian, Silurian and Devonian time. Then the ³⁴S decreased to about + 11 in the Upper Permian and later on increased once more to the modern value.The accumulation of abnormally large quantities of biogenic sulfides in the slates of that era accounts for the high ³⁴S value in the early Palaeozoic. A considerable fraction of light sulfur has been brought back to the oceans by weathering solutions of the Caledonian and Variscan orogenies, and in Mesozoic times another accumulation of slates has taken place.From a synopsis of the data available (some 800) and from model estimations an attempt has been made to construct the marine sulfur gd³⁴S evolution curve. Some practical consequences are lined out: informations on material balance of geological processes, interpretation of ³⁴S-data of normal rocks and ores, sample dating in the case of doubtful age.

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Résumé Un fractionnement isotopique pendant la réduction bactérienne du sulfate marin a pour conséquence un excédent de³²S dans la masse totale des sédiments (³⁴S – 5) et un enrichissement de³⁴S dans le sulfate marin. Dans les océans actuels le ³⁴S est + 20 ; nous pouvons conclure des ³⁴S des échantillons de sulfates d'évaporites, qu'aux temps cambrien, silurien et dévonien cette valeur fut plus élevée. Puis elle a diminué jusqu'à + 11 au Permien supérieur pour remonter ensuite à la valeur actuelle.La valeur élevée de ³⁴S au Paléozoïque inférieur doit être expliquée par une accumulation extraordinaire de sulfures biogènes dans les ardoises noires de cette époque. La décomposition d'une fraction considérable de ces roches pendant les orogenèses calédonienne et varisque entraînait à l'océan du soufre léger. Au Mésozoïque une autre accumulation d'ardoises commençait. Par l'examen de toutes valeurs disponibles (environ 800) et par certaines estimations on a tenté de tracer la courbe de l'évolution de la valeur du ³⁴S marin.Quelques conséquences pratiques sont indiquées: informations sur le bilan matériel des procès sus-géologiques, interprétation des ³⁴S de roches et minerais normaux, datation d'échantillons d'âge problématique.

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. S³⁴ , , ( 2%); 1,1%. .

     

Vulkanismus und Graben-Bildung im Roten Meer

Zusammenfassung Von Vulkanit-Proben derValdivia-Kampagnen 1971/72 werden die Ergebnisse petrographischer und chemischer Untersuchungen dargestellt. Im zentralen Graben des Roten Meeres sind Olivin-Tholeiit-Baselte ohne modalen Pyroxen verbreitet. Außerhalb des zentralen Grabens treten neben vorwiegend holokristallinen Pyroxen-führenden Olivin-Tholeiit-Basalten Alkali-Basalte sowie basaltische Tuffe und Hyaloklastite auf. Vergleichsweise wurden Basalte und deren saure Differentiate aus dem Hinterland von Djibouti untersucht. Kristallisations- und Differentiationsgrad der Gesteine sind Abbild eines diapirartig aufgestiegenen Asthenolithen. Die Aufwölbung der Asthenosphäre wird durch die Einsenkung eines Scheitelgrabens kompensiert. Eine Trennung der kontinentalen Kruste betrifft nur den Bereich des zentralen Grabens.

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During theValdivia cruise 1971/72 volcanic fragments were raised from the bottom of the Red Sea, especially from the axial through. Data on petrography and chemistry are represented. The axial trough is floored with olivine-tholeiitic basalts without modal pyroxene. According to the rapid ascent from relatively shallow depth olivinetholeiitic magma reached the sea-floor before any substantial differentiation took place. Beyond the axial trough alkali-basalts, basaltic tuffs, hyaloklastites are distributed as well as olivine-tholeiitic basalts with modal pyroxene. For comparison basalts and their acid differentiates from the hinterland of Djibouti have been analyzed and discussed. The grade of crystallisation and fractionation of the melt is in a direct connection with the diapiric upwelling of the asthenosphere. The upwarped asthenosphere is compensated by normal faulting and rifting of the axial trough. The attenuation and separation of the continental crust is restricted to the axial trough.

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Résumé Pendant les campagnes de laValdivia en 1971/72, des échantillons de volcanites ont été prélevés au fond de la Mer Rouge, à des fins d'analyses pétrographiques et chimiques. Dans le fossé central il y a des basaltes tholéiitiques à olivine sans pyroxène modal. En dehors du fossé central apparaissent des basaltes alcalins, des tufs basaltiques et des hyaloclastites ainsi que des basaltes tholéiitiques à olivine et pyroxène modal prédominemment holocristallins. A titre de comparaison, des basaltes et leurs différenciats acides, prélevés dans le hinterland de Djibouti, ont été analysés. Le degré de cristallisation et de différenciation des roches est en relation avec l'asténolite monté par voie diapirique. Le bombement de l'asténosphère est compensé par l'enfoncement du fossé. La séparation de la croûte continentale est restreinte au fossé axial.

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, 1971/1972 . - . , - , , . . . . .

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Herrn Dr. H.Bäcker von derPreussag AG, Hannover, danken wir für dieÜberlassung des Proben-Materials und für das Einverständnis zur Publikation. Wir danken unseren Kollegen A.Baumann, Braunschweig, und H.Raschka, BfB Hannover, für die Bestimmung der Schwermetall- und Spurenelement-Gehalte sowie den Herren H.Pichler, Tübingen, und A.Schneider, Göttingen, für die Norm-Berechnungen.     

Paläotemperaturen und Paläoklima in Obertrias und Lias der Alpen

Zusammenfassung Für 172 karbonatische Proben aus Nor bis Mittellias der Alpen wurden Paläotemperaturen nach dem¹⁸O/¹⁶O-Mischungsverhältnis bestimmt. Untersucht wurden vor allem Fossilien, und zwar bevorzugt solche, die primär vorwiegend oder gänzlich aus Calcit bestanden haben; daneben auch Ooide und Gesteine. Um diagenetischen Verschiebungen des¹⁸O/¹⁶O-Verhältnisses aus dem Wege zu gehen, wurde der Diagenese-Grad jeweils optisch und mit der röntgenographischen Phasen-Analyse geprüft; sichtbar rekristallisiertes Material wurde nicht verwertet.Die ermittelten Paläotemperaturen zeigen — nach Alter und Fazies-Gruppen getrennt dargestellt (Abb. 2) — meist deutliche Häufungen, die angesichts der relativ großen Probenzahlen und der unterschiedlichen diagenetischen Bedingungen für die einzelnen Proben den ursprünglichen Wasser-Temperaturen annähernd entsprechen dürften; diese Annahme wird durch Paläotemperaturen aus aragonitischem Material für das Rät bestätigt. Bei der Interpretation der Paläotemperaturen wurden paläogeographische Faktoren (Bathymetrie, Salzgehalt u. a.), soweit bekannt, berücksichtigt. Für die norischen Flachmeer-Proben ergeben sich Temperaturen um 25°C, für die rätischen etwas niedrigere Werte. Einem Temperatur-Minimum im Unterlias folgte im Mittellias eine Erwärmung um mehrere Grade. Demnach dürften die obertriassischen Korallen-Riffe in den Nördlichen Kalkalpen während während des Unterlias aus klimatischen Gründen abgestorben sein.

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172 carbonate samples from the Alps (mainly the Northern Calcareous Alps) ranging from Norian to Middle Liassic age, have been investigated for their¹⁸O/¹⁶O-content. Paleotemperatures have been determined. The analysed samples — fossils, mainly with primary calcitic shells, ooids and carbonatic sediments —were carefully selected by optical and x-ray methods.The results are given in fig. 2. Paleotemperatures are plotted in groups of the same age and equal or similar facies. The maximum of each group is assumed to represent the average water-temperature of that time. The interpretation of the paleotemperatures refers also to paleogeographic factors, e. g. bathymetry and salinity.The Noric shelf-sea paleotemperatures are in the range of about 25° C and show a systematic decrease to the Upper Rhaetian; a minimum temperature during the Lower Liassic (18° C) was followed by a warmer climatic period in the Middle Liassic. It is assumed that the Upper Triassic coral-reefs of the Northern Calcareous Alps died out because of the low temperature.

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Résumé Pour 172 échantillons carbonates allant du Norien jusqu'au Lias moyen des Alpes on a déterminé les paleotemperatures d'après le rapport¹⁸O/¹⁶O. Étudiant surtout des fossiles, nous avons préféré ceux qui, dès l'origine, consistaient en grande partie ou totalement en calcite; en outre nous avons utilisé des ooides et des roches. Pour éviter l'altération diagénétique du rapport¹⁸O/¹⁶O, on a examiné le degré de la diagnèse sous le microscope et à l'aide des rayons X; le matériel visiblement récristallisé a été exclu de l'étude.Les températures déterminées — groupées selon l'âge et le faciès (fig. 2) —s'accumulent pour la plupart clairement autour de valeurs qui, vraisemblablement, représentent les températures originales de l'eau de mer — vu le nombre élevé des échantillons et les conditions variées de diagenèse qu'ils ont subi. Cette supposition a été vérifiée par des températures determinées sur de l'aragonite pour le Rhétien (Kaltenegger 1967). En interprétant les paléotempératures on a tenu compte des facteurs de paléogéographie (bathymétrie, salinité etc.).Les échantillons noriens provenant d'une mer peu profonde ont donné des températures d'environ 25° C, les échantillons rhétiens des valeurs un peu plus basses. Un minimum pendant le Lias inférieur a été suivi, pendant le Lias moyen, par un réchauffement de plusieurs degrés. On peut donc penser que les récifs coralliens du Trias supérieur dans les Alpes calcaires septentrionales se sont retirés pour des raisons climatiques au cours du Lias inférieur.

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0¹⁸ / 0¹⁶ 165 . . . , , . 0¹⁸ / 0¹⁶ . , , . , . 25°, — . , . , .

     

Upright folding of varying intensity on isoclinal folds of diverse orientation: A study from the early Precambrians of Western India

In the Early Precambrian Banded Gneissic Complex between Amet and Lawa Sardargarh in central Rajasthan, India, open to isoclinal upright folds with NNE-striking axial planes have affected westerly plunging isoclinal folds of reclined, inclined and rare upright attitudes. Interference patterns of diverse shapes ranging in scale from inches to miles have been caused by variable angle between the axes and axial planes of the early folds, angular variation in the attitudes of the two fold systems, and spatial variation in the tightness of the later folding.

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Zusammenfassung In dem früh-präkambrischen gebänderten Gneißkomplex zwischen Amet und Lawa Sardargarh in Mittel-Rajasthan, Indien, haben offene bis isoklinale, senkrechte Falten mit NNE-streichenden Axialflächen nach Westen abtauchende isoklinale Falten überprägt, die selbst eine geneigte, überkippte oder seltener senkrechte Lage aufweisen. Überlagerungsmuster von unterschiedlicher Form und Größe (von Zoll bis zu Meilen) wurden verursacht durch 1. verschiedene Winkel zwischen den Achsen und den Axialflächen früherer Falten, 2. Winkelveränderungen in der Anordnung der zwei Faltensysteme und 3. räumliche Veränderungen in der Dichte der späteren Faltung.

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Résumé Dans l'ensemble de gneiss zoné du Précambrien inférieur entre Amet et Lawa Sardargarh, à Rajasthan central aux Indes, des plissements ouverts à isoclinaux, de direction NNE, ont affecté des plissements isoclinaux reclinés, inclinés ou rarement verticaux, plongeant vers l'ouest. Des patrons d'interférence de formes diverses, à l'extension d'un centimètre au kilomètre, ont été causés par des angles variables entre les axes et les surfaces axiales des premiers plissements, des variations angulaires dans la disposition des deux systèmes de plissement, et des variations d'espace des plissements postérieurs.

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Beobachtungen zur Stratigraphie des Schilfsandsteins im ost-lippischen Bergland

Zusammenfassung Die sandige Fazies des Schilfsandsteins ist in Ost-Lippe rhythmisch aufgebaut. Diese Abfolge ist so konstant, daß sie als stratigraphische Gliederung verwendbar ist. Einzelne Schichtglieder lassen sich bis maximal 2500 m Erstreckung verfolgen und als Leithorizonte benutzen. Das gilt auch beim Übergang in andere Faziesbereiche. Die Sandsteine selbst sind ebenfalls (z. T. undeutlich) rhythmisch entwickelt; die Zuordnung von Rhythmen ist in einigen Fällen möglich. Modalbestands-Analysen, Korngrößen- und Karbonat-Bestimmungen ergeben keine feinere Untergliederungsmöglichkeit der Schichtfolge. Sie vermögen die makroskopische Schichtgliederung teilweise zu stützen bzw. zu ergänzen. - Ausblick auf Sedimentationsverhältnisse im Untersuchungsgebiet und arbeitsmethodische Fragen.

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The sandstone-facies of the Schilfsandstein (km₂) in the eastern part of Lippe (eastern Westphalia) shows a rhythmic sedimentation, which may be used as a stratigraphic subdivision. Some layers continue on distances up to 2500 m and partly give the possibility to connect the silty and the sandstone-facies. The lithologic subdivision is only in some degree controlled by means of modal analysis, mechanical and carbonate analysis. - Short review of sedimentary and methodic problems.

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Résumé Le faciès gréseux du Schilfsandstein (km₂) dans la partie de l'est de Lippe (Westphalie orientale) est sédimenté rhythmiquement. Cette manière de sédimentation peut être usée à une subdivision stratigraphique. Quelques bancs peuvent être suiviès jusqu' à une distance de 2500 mètres; cela rend possible en partie une corrélation des faciès de silt et de grès. On peut contrôler la subdivision lithostratigraphique seulement en partie à l'aide d'analyses minérales et granulométriques et par détermination du carbonate. - Aperçu des problèmes sédimentologiques et méthodiques.

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. , . 2500 , , . . , . , . .

     

Geochronology of a polymetamorphic and anatectic gneiss region: The moldanubicum of the area Lam-Deggendorf,eastern Bavaria,Germany

Rb-Sr isotopic analyses of whole-rocks and biotite and U-Th-Pb analyses of zircon and monazite reveal regional metamorphic events for the Ordovician (Caledonian metamorphism) and the Carboniferous (Variscan=Hercynian orogeny), both accompanied by anatexis. The extent of the Caledonian and Variscan anatexis, however, cannot be evaluated, so far, because the field petrographic criteria are not sufficient to distinguish clearly between early and late Paleozoic anatexites. Evidence for a Precambrian metamorphism has not been found. Rb-Sr whole-rock isochrons obtained on leucosomes and melanosomes of partially molten paragneisses are interpreted as a minimum age of the second, early Variscan anatexis. The alternative explanation of the isochrons as a result of local Sr isotopic redistribution without a melt involved is considered less likely. Concordant and nearly concordant zircon ages (318–335 m.y.) of a coarse-grained granite and of diatexites are regarded as evidence for an intensive early Variscan granitization and palingenesis. Concordant zircon ages of diorite dykes, crosscutting the anatexites, establish a lower time limit of 309–312 m.y. for the Variscan anatexis. Rb-Sr ages of biotite (310-290 m.y.) indicate the end of the Variscan metamorphism. Estimates of the time of sedimentation or diagenesis based on Rb-Sr whole-rock analyses for some metasediment series in the north of the area yield maximum ages of 550 m.y., provided that Rb and Sr migration did not exceed substantially the extent of the outcrops (30–500 m) between the time of diagenesis and the Ordovician metamorphism. Otherwise, an upper limit of 2000–2300 m.y., which is the primary age of detrital zircon populations, can be established. Zircon populations of paragneisses and their anatectic derivatives were separated into size and shape fractions. From morphologic studies and U-Pb isotopic analyses, they were found to be composites of young concordant (318–325 m.y.) and old, highly discordant zircon components, with more than fifty per cent of young crystals in some anatexites. The apparent ages of the composites are 320–750 m.y. The U concentrations of the newly formed crystals can be higher, equal, or lower than those of the inherited zircon component. Some peculiarities in the concordia plot of the zircon data of paragneisses and migmatites (curved pattern; inversion of the generally observed systematics with respect to U concentration, grain size, degree of discordance) are interpreted as the result of polyepisodic disturbances of the inherited crystals in connection with new zircon growth. In the concordia diagram, the data points of the individual zircon grains containing inherited components appear to plot in band or wedgelike areas, and not on lines as the patterns of size fractions of the same zircon populations could pretend. Consequently, ages obtained by extrapolation of the regression curves to the concordia are not necessarily meaningful and require verification by other methods.     

K–Ar and Ar–Ar dating of the Palaeozoic metamorphic complex from the Mid-Bosnian Schist Mts., Central Dinarides, Bosnia and Hercegovina

Summary K–Ar and Ar–Ar whole rock and mineral ages are presented for 25 samples of metamorphic rocks from the Mid-Bosnian Schist Mts., representing one of the largest allochthonous Palaeozoic terranes incorporated within the Internal Dinarides. Four main age groups can be distinguished: 1) Variscan (343Ma), 2) post-Variscan (288–238Ma), 3) Early Cretaceous (mainly 121–92Ma), and 4) Eocene (59–35Ma) ages. Apart from this, an Oligocene (31Ma) age was obtained on Alpine vein hyalophane. The radiometric dating indicates a polyphase metamorphic evolution of the Palaeozoic formations and suggests a pre-Carboniferous age of the volcano-sedimentary protoliths, an Early Carboniferous age of Variscan metamorphism and deformation, post-Variscan volcanism, an Early Cretaceous metamorphic overprint related to out-of-sequence thrusting of the Palaeozoic complex, and an Eocene and Oligocene metamorphic overprint related to the main Alpine compressional deformation and subsequent strike-slip faulting, and uplift of the metamorphic core. Accordingly, the Mid-Bosnian Schist Mts. can be correlated in its multistage geodynamic evolution with some Palaeozoic tectonostratigraphic units from the Austroalpine domain in the Eastern Alps.Deceased     

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

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

Diagenesis in Mesozoic sandstones from Spitsbergen and the North Sea — A comparison

Mesozoic and Tertiary sandstones on Spitsbergen are generally tight and well cemented while Mesozoic and Tertiary sandstones from the North Sea include highly porous reservoir rocks.It is concluded that one of the most important controlling mechanisms for preservation of porosity is the build up of high pore pressures which effectively reduce pressure solution at grain contacts and the incidence of quartz overgrowth.High pore pressures are most commonly developed in onlapping sedimentary sequences with an effective shale seal like in the North Sea.Extensive diagenetic growth of kaolinite at the expence of clastic feldspar, which is commonly observed, requires a large flux of low salinity water. The most probable mechanism is fresh ground water drive through sandstones which have served as aquifers. During the late stages of burial (1–3 kms) the diagenetic reactions must have taken place within an isochemical semi-closed system. Calculations show that porewater expelled from compacting shales is insufficient to cause significant changes in the bulk chemistry of thick sandstones. Microprobe analyses carried out on Jurassic sandstones from the Statfjord field show that there are a continuous series of transitions from clastic mica to illite and kaolinite as indicated by a gradual loss of potassium. Evidence is presented to show that silica cementation is retarded in the presence of clastic mica while carbonate and feldspar cementation is favoured in this local high pH environment between sheets of mica. Electron probe analyses show that diagenetic feldspar overgrowths are pure potassium feldspar with a composition significantly different from that of clastic feldspar. During late diagenesis the porewater was most probably near equilibrium with the reactive phases.

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Zusammenfassung Die mesozoischen und tertiären Sandsteine von Spitzbergen sind im allgemeinen gut zementiert, während die gleichalten Sandsteine aus der Nordsee hochporöse Speichergesteine umfassen.Man erkennt, daß die Erhaltung der Porosität auf einen hohen Porenwasserdruck zurückzuführen ist. Dadurch wird Drucklösung an Kornkontakten sowie Weiterwachsen von Quarz verhindert.Hoher Porendruck entsteht gewöhnlich da, wo überlappende Sedimentserien mit einer Abdichtung durch Schiefer vorliegen—wie in der Nordsee.Ausgedehntes diagenetisches Wachstum von Kaolinit auf Kosten klastischer Feldspäte erfordert einen hohen Durchfluß von niedrigsalinem Wasser. Der wahrscheinlichste Mechanismus ist in einem Grundwasserstrom zu suchen, der durch die Sandsteine fließt, die als Wasserleiter dienen. Während der späten Stadien der Absenkung (1–3 km) müssen diese diagenetischen Reaktionen in einem halbgeschlossenem isochemischen System abgelaufen sein. Berechnungen aus Porenwasser, das von Schiefern gewonnen wurde, zeigen, daß dieses nicht ausreicht, bedeutende änderungen in der Gesamtchemie mächtiger Sandsteine zu bewirken.Mikrosondenanalysen, die an jurassischen Sandsteinen aus dem Statfjord-Feld vorgenommen wurden, zeigen, daß hier eine kontinuierliche Serie von übergängen aus klastischem Glimmer nach Illit und Kaolinit vorliegt. Eine stufenweise Abnahme von Kalium deutet dies an. Quarz-Zementation tritt zurück bei Anwesenheit von klastischem Glimmer, während Karbonat- und Feldspat-Zementation unter den Bedingungen eines hohen pH-Wertes zwischen den Glimmer-Blättern bevorzugt erscheint. Mikrosondenanalysen zeigen, daß der diagenetisch aufgewachsene Feldspat ein reiner Kali-Feldspat ist, der sich beträchtlich von den klastischen Feldspäten unterscheidet. Während der späten Diagenese stand das Porenwasser nahezu im Gleichgewicht mit den reagierenden Phasen.

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Résumé Les grès mésozoÏques et tertiaires du Spitzberg sont en général bien cimentés, tandis que les grès de mÊme âge de la Mer du Nord comprennent des roches-réservoirs très poreuses. On en conclut que l'un des plus importants mécanismes régissant le maintien de la porosité est la mise en jeu de fortes pressions dans les pores de la roche, ce qui effectievement réduit la dissolution par la voie de la pression s'exerÇant au contact des grains et l'intervention de la croissance des grains de quartz.De fortes pressions dans les pores sont le plus couramment développées dans les séquences sédimentaires isolées par un recouvrement argileux, comme dans la Mer du Nord.La croissance diagénétique à grande échélle de la kaolinite aux dépens du feldspath détritique, communément observée, requiert une grande circulation d'eau à faible salinité. Le mécanisme le plus probable est celui de la circulation d'eau douce dans des grès aquifères. Durant les derniers stades de l'enfouissement (1–3 km) les réactions diagénétiques se sont produites dans un système isochimique à moitié fermé. Des calculs montrent que l'eau poreuse chassée des argilites à la suite de leur compaction est insuffisante pour causer des changements de quelqu'importance dans la composition chimique des grès en masses épaisses. Des analyses à la microsonde sur des grès jurassiques de la région du Statfjord montrent qu'il existe une gamme continue de transitions depuis le mica détritique jusqu'à l'illite et la kaolinite, ainsi qu'il ressort de la perte graduelle du potassium. La preuve est donnée que la cimentation par la silice est retardée par la présence de mica détritique, tandis que la cimentation par le carbonate et par le feldspath est favorisée dans ce milieu restreint à pH élevé entre lamelles de mica. Des analyses électroniques montrent que les accroissements diagénétiques de feldspath sont faits de feldspath potassique pur d'une composition notablement différente de celle del feldspath détritique. A la fin de la diagénèse l'eau intersticielle était très probablement proche de l'équilibre avec les phases réagissantes.

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, , -., . . , , ., . . , -, , . . (1–3 ) . , , , . , Statfjord , ; . , pH . , ; . - .

     

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

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

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

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

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

     

Probleme der Gliederung präkambrischer,phyllitisch metamorpher Gesteinskomplexe im Hedjaz,Saudi-Arabien

Zusammenfassung Es wird ein kurzer Überblick über den komplexen Gesteinsbestand eines Gebietes im arabischen Grundgebirge des südlichen Hedjaz gegeben. Es zeigte sich, daß die tektonischen, stark überprägten und metamorphen Serien heute noch nicht in das Schema der in der Literatur genannten Serien eingebaut werden können. Diese scheinen sowohl hinsichtlich ihres stofflichen Bestandes wie auch des Zusammenhanges ihrer strukturellen und metamorphen Prägung noch zu wenig gekennzeichnet zu sein.Die im Grundgebirge weit verbreiteten Seitenverschiebungen werden kurz beschrieben und ihr Alter als wahrscheinlich spät-präkambrisch aufgefaßt.

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The paper gives a general view of the different rock series occurring in a mapped area of the basement complex in the southern Hedjaz. The predominant masses of strongly tectonized and epimetamorphic series cannot be correlated with some series, which are named already in the literature of Arabia. These latter series seem defined not sufficiently in their composition and in the relation to their structural and metamorphic development.The wrench movements, wide spread in the Arabian basement, are briefly described and defined as being probably late-precambrian.

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Résumé L'auteur donne un bref aperçu de la composition géologique complexe d'une région du soubassement arabe de l'Hedjaz du Sud. Il s'est avéré qu'à l'heure actuelle les séries fortement tectonisées et métamorphiques ne peuvent encore être intégrées au schéma des séries mentionnées par la littérature. Ces séries semblent être encore trop peu caractérisées en ce qui concerne leur composition ainsi que le rapport entre leurs caractéristiques structurelles et métamorphiques.Les failles horizontales de décrochement, qui sont très répandues dans le soubassement, sont décrites brièvement et définies comme datant probablement de la fin de l'antécambrien.

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Feldgeologische Notizen über die Becken von Baja Verapaz/Guatemala

Zusammenfassung Die Becken von Baja Verapaz/Guatemala liegen in einer alten und ausgedehnten Depression, sind aber nicht unmittelbar tektonisch bestimmt. Ihr Inhalt, bestehend aus frischen und umgelagerten Vulkaniten, sowie die Morphologie bieten Anlaß zu Überlegungen regionaler und grundsätzlicher Art.

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The basins of Baja Verapaz, Guatemala belong to an old zone of depression to be traced as far as the Puerto Rico Trough. They are not controlled, however, by actual tectonic events as to their present pattern. Their sedimentary filling made up of pumice in different stages of reworking, and besides morphology give rise to considerations in regional as well as general geology.

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Résumé Les bassins de Baja Verapaz/Guatemala sont situés dans une ancienne et vaste dépression, mais ils ne sont pas en rapport direct avec une cause tectonique. Leur contenu, formé par des roches volcaniques fraîches et remaniées, ainsi que la morphologie donnent lieu à des réflexions d'ordre régional et de principe.

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Resumen Las cuencas de Verapáz/Guatemala se encuentran dentro de una extensa depresión antigua, pero no son de inmediato origen tectónico. Su contenido, vulcanitas frescas y redepositadas, así como la morfología, dan motivo para consideración regional y por principio.

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Herrn Prof. Dr. Dr. h. c.Erich Bederke zum 70. Geburtstage gewidmet.     

Implications of K-Ar ages of whole-rock and grain-size fractions of metapelites and intercalated metatuffs within an anchizonal terrane

White mica bearing fractions ranging in grain size from 0.4 m to 6.3–20 m were separated from metapelites and intercalated metatuffs of the eastern Rheinisches Schiefergebirge (FRG). The stratigraphic age of these rocks is Middle Devonian (Eifelian), and they contain detrital material of northwestern provenance (Old Red Continent, probably mainly derived from the Caledonian Orogen). Folding in the Carboniferous was associated with cleavage formation and an apparently synkinematic anchizonal metamorphism. Apparent K-Ar ages of metapelite fractions display a marked positive correlation with grain size illustrating the detrital influence which is diminished with decreasing grain size and increasing metamorphism (determined by illite crystallinity). Contrasting grain morphologies observed by SEM enable the interpretation of apparent age/ grain size relationship for coarse fractions. The anticipated lack of detrital mica in metatuffs is confirmed by the fairly consistent apparent K-Ar ages determined for the coarser than 0.63 m size fractions which date the anchizonal metamorphism at ca. 330 Ma. Comparison of metatuff and metapelite apparent ages suggests that the extent of rejuvenation in the latter was largely dependent on grain size. Rejuvenation was also somewhat controlled by the degree of anchizonal metamorphism as suggested by differences in K-Ar results of metapelites which were metamorphosed at variable anchizonal conditions. Fractions <0.63 m from upper anchizonal metapelites record ca. 330 Ma ages similar to those of the 0.63–20 m sizes in metatuffs. Together those results confirm the limited applicability of conventional K-Ar dating on bulk clay fractions (<2 m) of very-low grade (anchizonal) metamorphic rocks in dating metamorphic events and concomitant cleavage formation.     

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.

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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.

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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.

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Behavior of the decollement at the toe of the Middle America Trench

Seismic reflection data from three areas of the Middle America Trench provide insights into the behavior of the decollement that separates subducted and offscraped sediment. The range of responses observed along this single subduction system provides clues as to how the decollement forms and is influenced by local conditions. The location of the decollement and whether or not the subducting basement topography influences the decollement are apparently controlled by the type and thickness of sediment in the trench. Where subducting basement topography and oceanic plate hemipelagic sediments are buried by sandy terrigenous turbidites, such as in the trench axis off Mexico, the decollement is localized near the base of the turbidite section. Subducting normal fault blocks in the oceanic crust control thrust ramps, and hanging wall anticlines form above the ramps.In regions of the trench where coarse terrigenous sediment is thin or absent, the decollement is localized within the incoming sediment section. Where muddy trench turbidites bury subducting topography (e.g. off Guatemala), the decollement is approximately 100 m deep and is little affected by the underlying subducting topography. The lower 200–300 meters of trench sediment and all of the pelagic sediment are subducted. Where there is no trench sediment overlying carbonate-rich oceanic plate sediments (e.g. off Costa Rica), the decollement is located within the subducting plate sediment section. The decollement is localized at a single stratigraphic level and rides up and over subducting horst blocks.

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Zusammenfassung Reflektionsseismische Daten aus drei Bereichen des Mittel-Amerika-Grabens geben Einblick in das Verhalten entlang einer Abscherung in der subduziertes und »abgeschabtes« Sediment voneinander getrennt werden. Die Daten, die entlang dieses Subduktionssystems erhalten wurden, liefern Anhaltspunkte darüber, wie sich die Abscherung bildet und wie sie von lokalen Bedingungen beeinflußt wird. Der Entstehungsort der Abscherung wird, unabhängig davon, ob die abtauchende Basementtopographie die Abscherung beeinflußt oder nicht, anscheinend von Typ und Dicke der Grabensedimente kontrolliert. Dort, wo das abtauchende Basement und die hemipelagischen Sedimente der ozeanischen Platte von sandigen, terrigenen Turbiditen überlagert werden, wie im Grabenabschnitt vor Mexico, liegt die Abscherung nahe der Basis des Turbiditprofiles. Abtauchende, normal gestörte Schollenblöcke der ozeanischen Kruste kontrollieren die Bildung von Überschiebungsrampen unter Bildung von Antiklinalen oberhalb dieser Rampen.Wo schlammige Grabenturbidite die subduzierende Topographie überdecken (z.B. vor Guatemala), liegt die Abscherung etwa 100 m unter der Sedimentoberfläche und wird kaum von der unterlagernden, abtauchenden Topographie beeinflußt. Die unteren 200–300 m der Grabensedimente sowie die gesamten pelagischen Ablagerungen werden subduziert. Wo karbonatreiche Sedimente der ozeanischen Platte nicht von Grabensedimenten überlagert werden (z.B. vor Costa Rica) liegt die Abscherung innerhalb der Sedimentsäule der abtauchenden Platte. Die Abscherung bewegt sich in einem einzigen stratigraphischen Niveau und gleitet dabei auf und über abtauchende Horstschollen.

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Résumé Des prospections par sismique-réflexion, effectuées dans trois régions de la fosse d'Amérique Centrale, éclairent le comportement du décollement qui sépare les sédiments subductés des sédiments «raclés». Les donnés recueillies le long de ce système de subduction simple fournissent des indications sur la manière dont le décollement prend naissance et est influencé par les conditions locales. L'emplacement du décollement et le fait qu'il est, ou non, influencé par la topographie du substrat en subduction dépendent, semble-t-il, de la nature et de l'épaisseur des sédiments de la fosse. Lorsque, dans la plaque océanique en subduction, la topographie du socle et les sédiments hémipélagiques surincombants sont enfouis sous des turbidites terrigènes arénacées, comme c'est le cas au large du Mexique, le décollement se produit près de la base de la série turbiditique. La subduction de blocs découpés par des failles normales dans la croûte océanique détermine des rampes de charriage au-dessus desquelles prennent naissance des structures anticlinales.Dans les parties de la fosse qui sont pauvres en sédiments terrigènes grossiers ou qui en sont dépourvues, le décollement est situé à l'intérieur de la série sédimentaire. Lorsque le relief de la plaque en subduction est enfoui sous des turbidites boueuses (p. ex. au large du Guatemala), le décollement se situe à 100 m sous la surface supérieure des sédiments et est peu affecté par la topographie du substrat subducté. La subduction affecte alors la partie inférieure (200 à 300 m) des sédiments de la fosse, ainsi que l'entièreté des sédiments pélagiques. Lorsqu'il n'y a pas de sédiments terrigènes recouvrant les dépôts carbonates de la plaque océanique (p. ex. au large de Costa Rica), le décollement se situe au sein de ces derniers; il correspond à un niveau stratigraphique et contourne par en-haut les blocs en horst de la plaque descendante.

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The clinopyroxene/plagioclase symplectite in retrograde eclogites: A potential geothermobarometer

The retrograde P-T-t path of intermediate and high-temperature eclogites (T 500 ± 50°C) is characterized by the transformation of omphacite into a symplectitic intergrowth of clinopyroxene and plagioclase lamellae. Often, this symplectite shows a two stage microstructural evolution, i.e. a coarse lamellar width symplectite, »S1«, followed by a thinner lamellar width symplectite, »S2«. Each symplectite may also evolve independently into a final globular microstructure, »SG«.According to metallurgical concepts, the phase transition »omphacite clinopyroxene + plagioclase« is classified as a discontinuous precipitation reaction. In discontinuous precipitation reactions, the lamellar spacing (L) depends on temperature (T) according to the growth law log (L) = A-B/T, in which A and B are constants. Therefore thin symplectites characterize low temperatures, where-as coarse symplectites characterize higher temperatures.In order of specify the thermal evolution of continental collision zones, the reliability of the discontinuous precipitation growth law has been tested on eclogites showing contrasted retrograde P-T-t histories in different geological environments, i.e. Alpine, Caledonian and Variscan Belts. Indeed, our investigations reveal that the clinopyroxene/plagioclase symplectite can be used as a potential geothermobarometer in eclogites recording temperatures above 500 ± 50°C. The temperature is obtained by the lamellar spacing and pressure by the Jadeite content of the symplectite clinopyroxene in the presence of plagioclase and quartz.

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Zusammenfassung Der retrograde P-T-t Pfad von intermediären und hochtemperierten Eklogiten (T 500 ±50°C) ist charakterisiert durch die Umformung von Omphazit in symplektitische Verwachsungen von Klinopyroxen und Plagioklas-Lamellen. Häufig zeigt dieser Symplektit eine zweiphasige mikrostrukturelle Entwicklung, das heißt, ein Symplektit mit breiten Lamellen »S1« wird gefolgt von einem Symplektit mit dünneren Lamellen »2«. Jeder Symplektittyp kann sich schließlich selbständig zu einer kugelförmigen MikroStruktur »SG« entwikkeln.Auf Grund von metallurgischen Vorstellungen wir die Phasenumwandlung Omphazit zu Klinopyroxen + Plagioklas als diskontinuierliche Ausfällungsreaktion klassifiziert. In diskontinuierlichen Ausfällungsreaktionen hängt der Lamellenabstand (L) von der Temperatur (T) nach dem Wachstumsgesetz log (L) = A-B/T ab, in dem A und B Konstanten sind. Daher zeigen dünne Symplektite niedrige Temperaturen an, während breite Symplektite höhere Temperaturen anzeigen.Um die thermische Entwicklung von kontinentalen Kollisionszonen zu spezifizieren mußte die Zuververlässigkeit des diskontinuierlichen Ausfällungswachstumsgesetz an Eklogiten getestet werden, die unterschiedlich retrograde P-T-t Geschichten aus verschieden Umgebungen zeigen; das heißt aus alpinen, kaledonischen und variszischen Gebirgszügen. Tatsächlich offenbaren unsere Bemühungen, daß der Klinopyroxen/Plagioklas Symplektit als potentielles Geothermobarometer in Eklogiten benutzt werden kann, die Temperaturen über 500°C ± 50°C erfahren haben. Die Temperatur kann man aus dem Lamellenabstand erhalten; den Druck durch den Jadeitgehalt des symplektitischen Pyroxens, in Anwesenheit von Plagioklas und Quarz.

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Résumé La déstabilisation de l'omphacite, en une symplectite à alternance de lamelles de clinopyroxène et de plagioclase, caractérise l'initiation du trajet rétrograde P-T-t pour les éclogites de température 500 ± 50°C. Cette symplectite présente parfois une évolution microstructurale depuis une symplectite grossière à alternance de lamelles larges, »S1«, relayée par une symplectite à alternance de lamelles fines, »S2«. Chaque symplectite peut aussi évoluer indépendemment en une microstructure globulaire tardive, »Sg«.En accord avec les concepts établis par les métallurgistes, la transformation »omphacite clinopyroxène + plagioclase« est une précipitation discontinue. Pour ce type de transformation, l'espace interlamellaire (L) dépend de la température (T) selon la loi de croissance Log (L) =A-B/T (*), où A et B sont des constantes. Ainsi, une symplectite fine (de type S2) caractérise des températures relativement plus basses qu'une symplectite grossière (de type S1).Afin de préciser l'évolution thermique des zones de collision continentale, nous avons testé la loi de croissance (*) sur des éclogites échantillonnées dans divers contextes géologiques (chaînes alpine, calédonide et varisque), présentant des trajets rétrogrades P-T-t contrastés. Les résultats montrent que la symplectite à clinopyroxène/plagioclase représente un géothermobaromètre potentiel de la rétromorphose des éclogites: la taille de l'espace interlamellaire dépend de la température et la teneur en jadéite des lamelles de clinopyroxène, en présence de quartz et à l'équilibre avec le plagioclase, dépend de la pression.

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Seismic model of Iceland's crust

The data of the two long seismic profiles crossing Iceland (Nasp 1972 andRrisp 1977) have revealed its deeper structure and its relation to the Reykjanes and the Faeroe-Iceland Ridge. All deep velocity levels dip down from the ocean towards Iceland. The maximum velocity found on Iceland does not exceed 7.6–7.7 km/s. The 7.0 km/s velocity level is of complex shape. Due to a disagreement of first arrivals at the crosspoint of the two profiles crustal velocity anisotropy may exist.Two different models can be derived from the seismic cross sections. The first model contains a thin oceanic crust being 10–15 km thick. This layer is followed directly by the asthenosphere with velocities near 7.0–7.4 km/s. The top of this diapir-like asthenosphere should be in a partly molten stage. The other version, favoured by the authors, suggests a crust of 30 km thickness which is underlain by mantle material with velocities of 7.5–7.7 km/s. The top of the asthenosphere is assumed to exist in a depth of about 50 km. In the upper crust at 10–15 km depth there occurs a local zone of rocks being in a partly molten stage, as evidenced by the reduced shear wave velocity and the high electrical conductivity. Due to this configuration Iceland forms combined structure with the Faeroe-Iceland Ridge. Despite of its great thickness the crust of Iceland must be regarded as belonging to the oceanic type because of its basic rock composition, thus it is classified as suboceanic.

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Zusammenfassung Die Daten der beiden seismischen Langprofile auf Island (Nasp 1972 undRrisp 1977) erlauben Aussagen über die tiefere Struktur Islands und deren Zusammenhang mit dem Reykjanes und dem Faeroe-Island-Rücken. Alle tieferen Geschwindigkeitshorizonte fallen vom Ozean her unter Island ein. Die größte unter Island beobachtete Geschwindigkeit beträgt 7.6–7.7 km/s. Einen komplizierten Verlauf zeigt die 7.0 km/s Geschwindigkeitslinie. Andererseits kann auch Anisotrophie nicht ausgeschlossen werden.Die berechneten seismischen Profile erlauben zwei Interpretationen für die Krustenstruktur Islands. Die erste Deutung geht von einer dünnen (10–15 km mächtigen) ozeanischen Kruste aus, die direkt von der domartig aufdringenden Asthenosphere unterlagert wird. Der oberste Bereich der Asthenosphäre ist partiell geschmolzen und zeigt Geschwindigkeiten von über 7.0–7.4 km/s. Die andere, von den Autoren vertretene Deutung, geht von einer etwa 30 km mächtigen Kruste aus, die auf Mantelmaterial mit Geschwindigkeiten von 7.5–7.7 km/s liegt. Die Asthenosphäre folgt erst in 50 km Tiefe. Innerhalb der Kruste ist in 10–15 km Tiefe eine begrenzte Zone mit partiell geschmolzenem Gestein eingelagert, die sich durch eine verringerte Geschwindigkeit der Scherwellen und eine hohe elektrische Leitfähigkeit zu erkennen gibt. Die Kruste Islands bildet mit der Faeroe-Island-Rückens eine Einheit. Ungeachtet der Krustendicke von 30 km gehört die Kruste Islands aufgrund der basischen Zusammensetzung zum ozeanischen Typ und nicht zum kontinentalen.

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Résumé Les données sur les deux longs profils sismiques en Islande (Nasp 1972 etRrisp 1977) permettent de déterminer la structure profonde et la relation avec le Seuil de Reykanes et des ïles Färoe. Tous les horizons à vitesse faible viennent du côté de l'Océan sous l'Islande. La vitesse la plus élevée observée sous l'Islande est de 7.6 à 7.7 km/sec. La courbe des vitesses montre une allure compliquée. D'autre part l'anisotropie ne peut être exclue. Les profils sismiques permettent deux interprétations de la structure de la croûte sous l'Islande. La première est celle d'un croûte mince (10–15 km) océanique, placée directement au-dessus de l'asthénosphère qui y pénétre à la manière d'un arceau. La couche supérieure de l'asthénosphère est partiellement fondue et montre des vitesses de plus de 7.0–7.4 km/sec. L'autre interprétation, d'après les auteurs, part d'une croûte de presque 30 km. au-dessus d'une espèce de manteau où la vitesse irait de 7.5 à 7.7 km/sec. L'asthénosphère se trouverait à 50 km. de profondeur. A l'intérieur de la croûte, à une profondeur de 10–15 km. se trouverait une zone restreinte, partiellement fondue, que revèle une vitesse réduite des ondes de cisaillement et sa haute conductibilité. La croûte d'Islands et celle du Seuil des Iles Färoe ne forment qu'une seule unité. Malgré la valeur de 30 km. la croûte d'Islande appartient au type oc"anique, et non pas au type continental à cause de sa constitution basique.

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(—1972 —1977) - . , 7,7 /. . . 10–15 , 7,0–7,4 /. . , , 30 7,5–7,7 /. 50 . 12–18 , . , .

     

Orthogneisses of the Spessart crystalline complex,Northwest Bavaria: Indicators of the geotectonic environment?

The orthogneisses of the Spessart crystalline complex are derived from a granitic to granodioritic magma of S-type character which must have formed by anatexis of continental crust. It intruded into a relatively shallow crustal level, 410–420 Ma ago, at the Silurian. Trace element characteristics are consistent with a post-collision geotectonic environment testifying to extensional tectonics at the end of the Caledonian era.

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Zusammenfassung Die Orthogneise des Spessartkristallins lassen sich von einem granitischen bis granodioritischen Magma von S-Typ-Charakter ableiten, das durch Anatexis kontinentaler Kruste entstanden sein mu\ und in ein relativ oberflächennahes Krustenniveau intrudierte. Die Platznahme erfolgte vor 410–420 Ma, d. h. im Silur. Die Spurenelement-Muster der Orthogneise entsprechen denen von Post-Kollisions-Granitoiden, was als Hinweis auf eine Phase der Dehnungstektonik am Ende der kaledonischen ära bewertet werden kann.

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Résumé Les orthogneiss du Spessart sont dérivés d'un magma granitique à granodioritique de type S qui doit s'Être formé par anatexie de la croûte continentale. Ce magma a été intrudé dans un niveau peu profond de la croûte il y a 410–420 Ma c'est-à-dire au Silurien. La distribution des éléments en traces est en accord avec celle des granitoÏdes formés dans un contexte géodynamique de post-collision. Cette observation est en faveur d'une phase d'extension tectonique à la fin du cycle calédonien.

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Datations K-Ar de quelques laves du Rift-ouest de l'Afrique Centrale; implications sur l'évolution magmatique et structurale

Résumé Douze nouvelles datations donnent quelques précisions sur l'histoire magmatique et structurale du rift-ouest de l'Afrique Centrale. Elles concernent des intrusions alcalines situées en bordure du rift et des laves du Sud-Kivu, du sud et de l'ouest des Virunga. Les intrusions alcalines sont datées du Cambrien, Permien, Crétacé et Paléocène. Elles sont liées à des grandes cassures crustales empruntées par le rift. Les premières laves, des basaltes sub-alcalins, apparaissent au Sud-Kivu à l'Eocène. Elles sont suivies par des basaltes alcalins, au Miocène puis au Pléistocène inférieur. Plus au nord, des lambeaux de volcanisme ancien sont datés de l'Oligocène supérieur, au Nord-Idjwi, et du Miocène moyen et supérieur, à l'ouest des Virunga. Ce sont des laves alcalines sodiques. Elles sont antérieures au volcanisme potassique, leucitique et néphélinitique des Virunga apparu à la fin du Pliocène, et encore actif. L'évolution chronologique du magmatisme et de la structure est discutée.

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Twelve new datings specify some further details about the magmatic and the structural framework of the Western Rift of Central Africa. They concern alkaline intrusions of the rift border and lavas from Southern Kivu, Southern and Western Virunga. The intrusions have Cambrian, Permian, Cretaceous and Paleocene ages. They are related to the great crustal faults followed by the rift. The early lavas, sub-alkaline basalts, appear in Southern Kivu at the Eocene. They are followed by alkaline basalts, at the Miocene, and then at the lower Pleistocene. To the north, some earlier volcanic remains of alkaline sodic composition have upper Oligocene ages in Northern Idjwi, and middle and upper Miocene ages in Western Virunga. They preceded the potassic, leucitic and nephelinitic volcanism of Virunga which appears at the end of the Pliocene and is still active. We discuss about the chronological magmatic and structural evolution.

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Zusammenfassung Zwölf neue Datierungen bestimmen genauer die magmatische und strukturelle Geschichte des Westrifts von Zentralafrika. Sie betreffen am Rand des Rifts liegende alkalische Intrusionen und Laven in Südkivu, südlich und westlich der Virunga. Die alkalischen Intrusionen datieren vom Kambrium, dem Perm, der Kreidezeit und dem Paläozän. Sie stehen in Beziehung zu den vom Rifting gewählten großen Erdrinderissen. Die ersten Laven, subalkalische Basalte, entstehen im Eozän im Südkivu. Dann kommen alkalische Basalte im Miozän und am Unterpleistozän. Nördlicher datieren ältere Vulkanausbrüche vom Oberoligozän im Nordidjwi und vom mittleren Miozän und höheren Miozän westlich der Virunga. Es sind alkalische Natronlaven. Sie sind älter als der kaliumreiche Vulkanismus mit Leucit und Nephelin des am Ende des Pliozäns entstandenen und noch aktiven Vulkanismus. Die chronologische Entwicklung des Magmatismus und der tektonischen Strukturen wird diskutiert.

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