Holocene and late-Pleistocene sedimentation in the Adriatic Sea

The following paper is a summary of sedimentological data on the Adriatic Sea (with the exception of the areas along the Jugoslavian and Albanian coasts). Because it is difficult to summarize a summary, only a few of the main conclusions will be mentioned here.Geophysical investigations indicate that the top of the limestone series, underlying the clayey and sandy deposits of the Pliocene and the Quaternary in the Adriatic area has a very uneven topography. Its greatest depths (4–6 km) are found a) between Ravenna and Rimini, b) between San Benedetto and Pescara, and c) below the Albanian shelf.Recent sands are mainly limited to the littoral zone; pleistocene sand, originally supplied by rivers, covers the greater part of the deeper shelf. Between these zones a terrace-shaped pro-littoral mud belt is present, where the bulk of the recent terrigenous mud is deposited. The maximum rate of accumulation in this belt is probably about 4 1/2 mm per year.The remaining part of the recent mud is transported in the sea water as floccules of such small size that they remain suspended over the deeper zones of the shelf. Most of it is deposited in the basins of the Central Adriatic (maximum accumulation rate for the Holocene on the average circa 1/2 mm per year) and in the bathyal basin in the southeast. The deepest area of the latter basin is formed by an almost horizontal plain (circa 1218 m deep). The longest core from this plain (240 cm of Holocene and 400 cm of late Pleistocene) is composed for roughly 61% of turbidite material, 5% of volcanic ash (coarser than fine silt), 0,2% of organic carbonate remains (coarser than silt) and 34% of normal terrigenous mud. The ash falls were limited to the central and southeastern parts of the Adriatic.

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Zusammenfassung Eine kurze Übersicht wird gegeben über die sedimentologische Kenntnis der Adria (mit Ausnahme der jugoslawischen und albanischen Küstengewässer).Geophysikalische Untersuchungen zeigen, daß die Kalkstein-Oberfläche unter den tonig-sandigen Ablagerungen des Pliozäns und des Quartärs, ein starkes Relief besitzt. Sie hat ihre größten Tiefen (4–6 km) a) zwischen Ravenna und Rimini; b) zwischen San Benedetto und Pescara und c) im Untergrund des Albanischen Schelfes.Rezente Sande sind in der Hauptsache auf eine schmale Küstenzone beschränkt. Dagegen haben pleistozäne Residual-Sande, ursprünglich von Flüssen herbeigebracht, eine große Ausdehnung auf dem Schelf. Zwischen diesen beiden sandigen Zonen findet man einen pro-littoralen Schlicksaum, wo die Hauptmasse des rezent ins Meer gebrachten terrigenen Schlickes abgelagert wird. Die maximale Akkumulationsgeschwindigkeit in dieser Zone beträgt wahrscheinlich ungefähr 4 1/2 mm pro Jahr.Der Anteil des terrigenen Schlickes, der nicht in diesem prolittoralen Schlicksaum zur Ablagerung kommt, besteht aus Flocken von so kleinen Abmessungen, daß sie während ihres Transportes über den äußeren Schelf-Regionen suspendiert bleiben. Sie sedimentieren größtenteils in den Becken der Zentral-Adria (mittlere Ablagerungsrate während des Holozäns maximal etwa 1/2 mm pro Jahr) und im bathyalen Becken der Südost-Adria.Der tiefste Teil dieses südöstlichen Beckens wird von einer fast horizontalen Ebene (auf etwa 1218 m Tiefe) eingenommen. Der längste Kern, der in dieser Ebene entnommen wurde (640 cm, wovon 240 cm Holozän), hat ungefähr die folgende Zusammensetzung: 61% Turbidit-Material, 5% vulkanische Asche (Sand- und grobe Schluff-Fraktionen), 0,2% organische Kalkreste (gröber als Schluff) und 34% normaler terrigener Schlick. Die Aschenfälle waren auf die mittleren und südöstlichen Teile der Adria beschränkt.

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Résumé L'auteur donne un bref résumé de la connaissance sédimentologique de la Mer Adriatique (à l'exception des parties le long des côtes Jugoslaves et Albanaises).Des recherches géophysiques indiquent que la surface du calcaire couvert par les dépôts argileux-sableux du Pliocène et du Quaternaire a un relief prononcé. Cette surface atteint des profondeurs maximales (4–6 km) a) entre Ravenna et Rimini, b) entre San Benedetto et Pescara et c) au-dessous du plateau continental Albanais.Les dépôts sableux d'âge Holocène sont limités pratiquement à l'étroite zone du littoral. Par contre, des sables pléistocènes résiduels, d'origine fluviale, couvrent de vastes étendues du plateau continental sous-marin. Entre ces deux zones sableuses, on trouve la bande vaseuse «pro-littorale», où se dépose la plus grande partie de la matière vaseuse terrigène, apportée à la mer sous les conditions actuelles. L'accumulation maximale dans cette zone est probablement de l'ordre de 4 1/2 mm par an.La partie de la vase terrigène qui dépasse cette bande pro-littorale est transportée dans la mer à l'état de flocons d'une taille si petite qu'ils restent en suspension au-dessus des parties extérieures du plateau continental. Ils sont déposés surtout dans les bassins de l'Adriatique Centrale (vitesse moyenne d'accumulation pendant l'Holocène au maximum environ 1/2 mm par an), et dans le bassin bathyal du Sud-Est.La partie la plus profonde dans ce dernier bassin est formée par une plaine presqu' horizontale (à environ 1218 m). La carotte la plus longue, tirée de cette plaine (640 cm, dont 240 cm d'Holocène) est constituée approximativement de 61% de matériel turbiditique, de 5% de matière volcanique (fractions de sable et de silt grossier), 0,2% de restes calcaires organiques (plus grossier que du silt) et 34% de vase terrigène normale. Les chutes de matière volcanique étaient limitées aux parties centrales et sud-orientales de l'Adriatique.

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— . , . (4–6 ) : a) Ravenna Rimini; ) San Benedetto Pescara ) . , , - , , pro-litto-ralen , . 4,5 . , ( 1/2 ) - . 1218 . , 640 , 240 . : 61% , 5% , 0,2% 34% . - .

     

Datierung der jungpleistozänen Vereisung Lauricocha in den Peruanischen Anden

Zusammenfassung Der Gebirgszug Raura im zentralen Peru (ungefähr 10° 25 südl. Breite und 76° 45 westl. Länge) ist ein wichtiger Gletscherkernpunkt an der Kontinentalwasserscheide. An seiner NO-Seite, wo der Marañon bzw. Amazonas entspringt, lassen sich im Gebiet von Lauricocha eine Reihe alter Gletschervorstöße nachweisen, die der letzten pleistozänen Vereisung der Anden zugeordnet werden (A.Cardich, 1958, 1963, 1964). Eine Radiokohlenstoffdatierung an eingelagertem organischen Material bestätigt das angenommene Alter und legt gleichzeitig ein Interstadial fest (Interstadial Aguamiro, 12 500 Jahre B.P.). Die Gletschervorstöße vor diesem Zeitpunkt waren bedeutender, sowohl in ihrer Ausdehnung und der Eismächtigkeit (bis 300 m) als auch in ihrer Dauer. Die späteren Vorstöße waren kleinräumiger und kurzlebiger, wie aus dem geringeren Volumen der glazialen Ablagerungen hervorgeht. Ein Vergleich mit anderen untersuchten Gebieten unterstützt bei Berücksichtigung der¹⁴C-Datierung größtenteils die früher aufgestellte Systematik.

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The mountain chain Raura in the central region of Peru (about 10° 25 southern latitude and 76° 45 western longitude) is an important center of glaciers at the continental drainage divide. At its NE-side, from where the river Marañon and Amazonas, respectively, originates, in the region of Lauricocha it is possible to identify a series of old advances of glaciers, which are attributed to the last great glaciation of the Pleistocene (A.Cardich, 1958, 1963, 1964). Radiocarbon dating of deposited organic material confirms the assumed age and defines simultaneously an Interstade (Interstade Aguamiro, 12,500 B.P.). The glacial advance prior to this date were more important, not only in their extension and in the thickness of ice (up to 300 m) but also in their duration. The later advances were less extensive and of shorter duration, as may be concluded from the smaller volume of the glacial deposits. A comparison with other regions studied confirms mostly the earlier given classification with regard to the¹⁴C-dating.

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Resumen En la región central del Perú, la Cordillera Raura (alrededor de 10° 25 de latitud sur y 76° 45 de longitud) es un centro de origen de rios y un núcleo de glaciación importantes. En la vertiente que corresponde a las nacientes del río Marañón o Amazonas se encuentra Lauricocha, una zona donde se hallan una serie de rasgos y depósitos originados por antiguos avances del glaciar procedente de Raura. Estas huellas glaciares fueron señaladas por nosotros como correspondientes a la última glaciación del Pleistoceno de los Andes y que luego de otras observaciones y estudios nombramos como Glaciación Lauricocha (A.Cardich, 1958, 1963, 1964). Esta edad estimada se confirma con el fechado por radiocarbono que presentamos en este trabajo y ademas fija un interstadial (interstadial Aguamiro) que tiene la caracteristica de determinar dos momentos diferentes en el proceso de esta Glaciación: los avances del hielo anteriores a esa fecha fueron de mayor importancia tanto por la mayor extensión como por un mayor espesor de los glaciares que habrían alcanzado alrededor de los 300 m, como por la mayor duración de estos estadios. Los avances glaciarios posteriores a la aludida fecha radiocarbónica alcanzaron extensiones algo menores y ante todo han sido de corta duración como se advierte por el mucho menor volumen de los depósitos de origen glaciar. Haciendo un ordenamiento de otros acontecimientos a partir del fechado radiocarbónico y mediante correlaciones con otras zonas estudiadas se confirma en gran parte las sistematizaciones adelantadas anteriormente.

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Résumé La chaîne de montagnes Raura située au centre du Pérou (environ 10° 25 de latitude sud et 76° 45 longitude ouest) est un important centre de glaciers à la ligne de partage des eaux continentales. Du coté Nord-Est, là où le Maranon ou l'Amazonas a sa source, on peut prouver dans la région de Lauricocha, l'existence de vieilles avancées de glaciers, que l'ou peut attribuer à la dernière glaciation pléistocène des Andes (A.Cardich, 1958, 1963, 1964). La méthode radiocarbone¹⁴C appliqué à des matières organiques enclavées, confirme l'âge supposé et définit en même temps un Interstadial (Interstadial Aguamiro). Les avancées des glaciers avant cette époque étaient plus importantes, aussi bien par leur extension que par leur épaisseur (jusqu'à 300 m) et leur durée. Les avancées glaciaires ultérieures furent moins étendues et de plus courte durée, comme le montre le volume moindre des dépôts glaciaires. La comparaison avec d'autres régions déjà étudiées, corrobore, par la méthode¹⁴C, en grande partie la systematique établie antérieurement.

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, ( 10°25 . 76°45 . ), . - , , , . (A. CARDICH, 1958, 1963, 1964). ¹⁴ . (Interastadlei Aguamiro, 12 500 ). , (300 ), . - , , , , , . ¹⁴ .

     

Tectonic control of Late Pliocene molasse sedimentation in a portion of the Jhelum Re-Entrant,Pakistan

A Late Pliocene interval of the Neogene Siwalik (Himalayan) molasse exposed in the Jhelum Re-entrant, Pakistan, is examined for lateral variations in the environment and rate of fluvial sedimentation. A correlative pair of volcanic ash horizons within the Upper Siwalik section defines an isochronous interval of fluvial deposition. Stratigraphic sections measured through the interval at various localities in the Jhelum Re-entrant are analyzed in terms of fluvial stratigraphy and interval thickness, or net sedimentation rate. The stratigraphy indicates a fluvial system of laterally migrating streams leaving behind fining upward sedimentary cycles of lateral and vertical accretion deposits. Fully developed sedimentary cycles display point bar sands (lateral accretion deposits) of the stream channel environment topped by mudstones (vertical accretion deposits) of the overbank (floodplain) environment. The detailed sequence of vertical accretion deposits in these cycles indicates that the floodplain environment consisted of a stream-proximal, sedimentation-dominant zone and a stream-distal, pedogenesis-dominant zone.Broad lateral variations in the rate of molasse sedimentation appear to be related to the large-scale syntaxial tectonics of the northwestern Himalaya. Sedimentation rate increases toward the apex of the re-entrant, indicating that the syntaxial structure controlled the focus of molasse sedimentation during the examined interval of Late Pliocene time. In addition, sedimentation may have been influenced by mild flexures within the molasse basin.

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Zusammenfassung Im Gebiet von Jhelum (nördliches Pakistan) reicht das Vortief der neogenen Siwalik-Molasse als Sporn weit in den Faltenbogen des nordwestlichen Himalaya. Die Verfasser untersuchten hier einen Abschnitt des Spätpliozän mit besonderem Hinblick auf laterale Wechsel der fluviatilen Ablagerungen und Sedimentationsraten. Die Obere Siwalik-Molasse enthält hier zwei Leithorizonte mit Tuff, wodurch die Altersgleichheit der fluviatilen Zwischenlagerungen sichergestellt wird. Die Schichtfolge dieser Zwischenlagerungen ist an mehreren Lokalitäten in bezug auf Sedimentationstypen und-raten analysiert worden. Die vorgefundenen Ablagerungszyklen deuten auf ein System von seitlich wandernden Flußläufen. Vollständige Zyklen zeigen Flußbettsedimente (meist Ufersandbänke) gefolgt von feinkörnigen Überflutungssedimenten. Die Feingliederung der Überflutungsfazies zeigt stromnahe Ablagerungszonen einerseits und pedogenetische Randzonen andererseits.Über das gesamte Untersuchungsgebiet ergibt sich eine klare Abhängigkeit zwischen Raten der Molasseaufschüttung und der Faltenbogentektonik des nordwestlichen Himalaya. Die Ablagerungsraten nehmen in Richtung des Bogenscheitels deutlich zu. Daraus wird geschlossen, daß während des untersuchten Zeitabschnittes die regionale Bogentektonik den Schwerpunkt der Molassesedimentation maßgeblich beeinflußt hat. Flache Flexuren innerhalb des Molassebeckens sind ebenfalls in diesen Zusammenhang zu stellen.

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Résumé Une avant-fosse de la molasse du néogène Siwalik (Himalayen), en éperon dans l'arc plissé du nord-ouest de l'Himalaya, dans la région du Jhelum, Pakistan, a été étudiée quant à ses variations latérales environnantes et son taux de sédimentation fluviale. Dans la section du Siwalik supérieur, deux horizons-repères de tuffs volcaniques délimitent une période isochronique du dépôt fluvial. Les séries stratigraphiques de cet intercalaire ont été analysées en divers points en fonction de la stratigraphie fluviale et de son épaisseur ou en fonction du taux de sédimentation. Les cycles de sédimentation indiquent un réseau fluvial à migration latérale avec dépôts latéraux et verticaux, de plus en plus fins vers le haut. Les cours semblent être en transition avec le type traditionnel de haute et basse sinuosité. On démontre que l'ensemble des dépôts verticaux sont différentiés selon une zone proximale où la sédimentation domine et une zone distale où la pédogenèse domine.De larges variations latérales dans le taux de sédimentation semblent dues à la tectonique globale de l'éperon associée à la syntexis du nord-ouest himalayen. Une tendance vers une augmentation du taux de sédimentation / subsidence en direction de l'axe de l'éperon délimite un lieu de sédimentation molassique pendant l'intervalle étudié. De plus, l'auteur suggère que la sédimentation du bassin de l'éperon ait été influencée par de légères flexures à la périphérie de la structure régionale.

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, , - . , . , , . . , , . — — , — . , — . -. , . .

     

Energy sources for mantle plumes

Mantle plumes are the consequence of a focussed transfer of mass from mantle to core and are agents of outgassing from the mantle. The energy of propagation is derived from released energy of their formation, decreases in density, and partial fluidization. This energy is dissipated during distension and rupture of the overlying crust.

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Zusammenfassung Mantelplumes haben ihren Ursprung in einer gezielten Massenverfrachtung vom Mantel zum Kern und führen zur Mantelentgasung. Die Fortpflanzungsenergie entsteht aus frei werdender Bildungsenergie, Dichteverminderung und teilweiser Verflüssigung. Die Energie verflüchtigt sich bei Ausdehnung und Rißbildung der überlagernden Kruste.

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Résumé Plumes en le manteau sont derivées d'un transfert de masse dès le manteau au noyau. Elles sont agents de la dégassification du manteau. L'énergie de la propagation est derivée de l'énergie de la formation liberée, des décroissements de la densité, et de la fluidification partielle. Cette énergie est dissipée pendant la dilatation et la rupture de la croûte s'étendante là-dessus.

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Plumes , . : , . .

     

Paleogeographic and paleotectonic response to magmatic processes: a case history from the Archean sequence in the Chibougamau area,Quebec

The Chibougamau area, Québec, is characteristic of the internal zone of the Archean Abitibi Orogenic Belt. The paleogeographic, paleotectonic and magmatic history of the Archean sequence in the Chibougamau area is subdivided into three stages.In the first stage a submarine volcanic chain formed mainly by the effusion of submarine lava flows composed of primitive, potash-poor, tholeiitic basalt. The volcanic chain gradually grew to sea level. In the second stage, volcanic islands emerged and grew. Mainly pyroclastic eruptions of strongly differentiated, calc-alkaline andesite and dacite concentrated on the volcanic islands, whereas effusion of basalt continued at first in the surrounding basin. A felsic volcaniclastic apron was deposited around the volcanic islands. In the third stage, the volcanic islands were uplifted and were eroded to the level of their subvolcanic plutons. The debris derived from this volcanic-plutonic terrain was deposited in downfaulted marine and continental basins. The contemporaneous volcanism was shoshonitic.The first paleogeographic stage is interpreted as the growth of an immature island arc. During the second stage, the island arc became mature and its crust was thickened by accretion of plutonic material. The third stage is a period of back-arc extension.

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Zusammenfassung Das Gebiet von Chibougamau, Québec, ist characteristisch für die interne Zone des Archaischen Abitibi Orogens. Man kann seine paleogeographische, paleotectonische und magmatische Geschichte in drei Phasen gliedern.Eine submarine Vulkankette formte sich in der ersten Phase, hauptsächlich durch Effusion von submarinen Lavaergüssen aus primitivem, kaliarmen, tholeiitischem Basalt. Die Vulkankette wuchs langsam bis zum Meeresspiegel. Vulkanische Inseln bildeten sich und wuchsen während der zweiten paleogeographischen Phase. Vorwiegend pyroklastische Eruptionen von stark differenzierten, kalk-alkalischem Andesit und Dazit konzentrierten sich mehr und mehr auf den Inselvulkanen, während die Effusion von Basalt zunächst in den Becken noch stattfand. Ein Mantel aus felsitischen vulkanoklastischen Gesteinen wurde um die Inselvulkane abgelagert. Die dritte Phase begann mit einer Hebung der Inselvulkane und mit ihrer Erosion bis zum Niveau ihrer subvulkanischen Plutone. Der Detritus dieses vulkanisch-plutonischen Geländes wurde in marinen und kontinentalen Verwerfungsbecken abgelagert. Der gleichalte Vulkanismus ist shoshonitisch.Wir deuten die erste paleogeographische Phase als Wachstumsphase eines primitven Inselbogens. Während der zweiten Phase reifte der Inselbogen und seine Kruste verdickte sich durch Akkretion plutonischen Materials. Die dritte Phase ist eine Periode der Dehnung im Hinterland eines Inselbogens.

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Résumé La région de Chibougamau, Québec, est caractéristique de la zone interne de la ceinture orogénique archéenne de l'Abitibi. Son évolution paléogéographique, paléotectonique et magmatique se subdivise en trois phases.Lors de la première phase paléogéographique, une chaîne sous-marine de volcans se formait, essentiellement par l'émission de coulées de lave composée de basalte primitif, hypopotassique, tholéiitique. Graduellement cette chaîne volcanique s'élevait jusqu'au niveau de la mer. A la phase suivante, des îles volcaniques émergeaient et croissaient. Des éruptions essentiellement pyroclastiques d'andésites et de dacites calco-alcalines et fortement différenciées se concentraient sur les îles tandis que l'effusion de laves basaltiques continuaient dans le bassin. Un manteau de roches volcaniclastiques felsiques se déposait autour des îles volcaniques. Lors de la troisième phase, les îles volcaniques furent soulevées et furent érodées jusqu'au niveau des masses plutoniques sub-volcaniques. Le débris de ce terrain volcano-plutonique fut déposé dans des bassins de faille marins et continentaux. Des shoshonites dominaient le volcanisme contemporain.Nous interprétons la première phase paléogéographique comme une phase de croissance d'un arc insulaire immature. Lors de la deuxième phase, 1'arc insulaire devenait mature et sa croûte s'epaissît par accrétion de matériel plutoni-que. Enfin, la troisième phase est une période d'extension en arrière d'un arc insulaire.

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Chibougamau, Quebec, Abitibi. , . , . . , , . . , . - , , . . . . , , . , — . — . .

     

Microfacies zonation and spatial evolution of a carbonate ramp: Marginal Moroccan phosphate sea during the Paleogene

The paleoenvironment of the southwestern portion of the Paleogene Moroccan phosphate sea has been reconstructed in detail by microfacies studies for a complete transgressive-regressive cycle. In front of the Anti-Atlas, forming the southern border of the Atlantic gulf, a bioclastic and phosphatic carbonate ramp extended to the north. The ramp was a homoclinal, very gentle dipping surface. Four stages of ramp evolution can be distinguished. They are (1) the marginal marine initial stage, (2) the marine transgressive stage, (3) the marine regressive stage and (4) the final silting up stage. The ramp is characterized by a distinct facies zonation. A sabkha plain, documented by mudstones and dolocretes, was situated between the arid hinterland and the ramp. Nearshore, open lagoons existed, populated by chlorophycean algae and miliolid foraminifera. These environments were protected from the open sea by a chain of oyster banks. A belt of echinoid enrichments probably marked the wave base. Sea areas with deeper and only temporarily, highly-agitated water are characterized by a benthic faunal assemblage of varied molluscs, with bryozoans becoming more abundant to the east. The carbonates are intensively bioturbated and interfinger with phosphorite sands, which dominated in the deepest part of the ramp.All phosphorites studied are clastics, poor in matrix and are not associated with phosphate source rocks. A process of extensive reworking, transport and redeposition, which is related to transgressions and regressions, has to be assumed.

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Zusammenfassung Mit Methoden der Karbonatmikrofaziesanalyse konnte das Paläoenvironment im Südwestteil des paläogenen Phosphatmeeres während eines abgeschlossenen Transgressions-Regressions-Zyklus detailliert rekonstruiert werden. Vor dem Anti-Atlas, als südliche Begrenzung eines großen AtlantikGolfs entwickelte sich eine flache, homoklinale, bioklastische und phosphatreiche Karbonatrampe. Vier Stadien ihrer Evolution sind zu unterscheiden: (1) Eine randmarine Initialphase, (2) eine vollmarine, transgressive Phase, (3) eine vollmarine regressive Phase und (4) das Verlandungsstadium. Die Rampe zeigt eine ausgeprägte Fazieszonierung. Zwischen Meer und dem Hochgebiet des Anti-Atlas erstreckten sich Sabkhagebiete, charakterisiert durch Mudstones und Dolocretes. Im Küstenbereich existierten offene Lagunen mit Miliolinen- und Chlorophyceendominanz, die durch Austernbänke vom offenen Meer abgetrennt wurden. Ein Gürtel mit Echinidenanreicherungen markiert den Bereich der Wellenbasis. Tiefere Meeresgebiete mit nur kurzzeitig turbulenten Wasser sind durch eine artenreiche, benthische Molluskenfauna, nach Osten zunehmend auch Bryozoen, gekennzeichnet. Diese Karbonate sind intensiv durchwühlt und verzahnen sich mit Phosphatsanden im tiefsten Teil der Rampe.Alle untersuchten Phosphorite sind klastisch, häufig matrixarm und sind lateral nicht direkt mit Phosphatmuttergesteinen verknüpft. Daher muß in großem Umfang mit Aufarbeitungs- und Transportprozessen gerechnet werden.

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Résumé Le paléoenvironnement de la partie sud-ouest de la mer paléogène des phosphates du Maroc a été reconstitué en détail par l'étude des microfacies pendant un cycle complet transgressionrégression. Au front de l'Anti-Atlas, qui formait la rive sud d'un vaste golfe atlantique, s'est installée une rampe bioclastique carbonatée riche en phosphates, de pente faible et régulière. Son évolution est passée par quatre phases: (1) une phase initiale littorale; (2) une phase marine transgressive; (3) une phase marine régressive et (4) une phase finale de comblement. Cette rampe présente une zonation bien exprimée des faciès. Entre la mer et l'arrière-pays aride de l'Anti-Atlas s'étendait un domaine de Sabkha, caractérisé par des mudstones et des dolocretes. Dans la zone litorale existaient des lagunes ouvertes, colonisées par des algues chlorophycées et des foraminifères miliolides et séparées de la pleine mer par des bancs d'huitres. Une ceinture enrichie en échinidés marque la zone de la base des vagues. Les milieux marins plus profonds, où l'eau n'était agitée que de manière sporadique, sont caractérisés par une faune benthique à mollusques d'espèces variées, accompagnés de bryozoaires, de plus en plus abondants vers l'est. Les carbonates sont fortement bioturbés et s'interstratifient avec des sables phosphatiques, de plus en plus abondants vers la grande profondeur.Tous les phosphates étudiés sont clastiques, pauvres en ciment et sans connexion latérale avec des roches-sources. On a donc eu affaire à des processus extensifs de remaniement, de transport et de resédimentation.

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- - . - , , . : 1/ ; 2/ ; 3/ 4/ . . - , mudstones . Milioline , . . , , , . , . ; . , , .

     

Granite intruding into Granodiorite: An example from the Damara Belt,South West Africa

Until now (Smith, 1965) it was thought that in the central Damara Belt, South West Africa, the Red Granite and the Salem Granodiorite are two magmatic bodies separated by (essentially) marbles. Three places were discovered, where the marbles are missing; in all three places the Red Granite intrudes the Salem Granodiorite. Experimental melting done with samples from two of these localities allows to appraise the likely conditions during the intrusion of the Red Granite (680° C, 4 kb H₂O-pressure).The White Granites — until now thought to be late or post kinematic — are a geologically heterogeneous group, at least in one place such an intrusion precedes that of the Red Granite.

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Zusammenfassung Bis jetzt dachte man (Smith, 1965) daß im Zentralbereich des Damara-Orogens, Südwest Afrika, der Rote Granit und der Salem Granodiorit zwei magmatische Körper wären, die überall von (im wesentlichen) Marmoren getrennt seien. Es wurden drei Gegenden entdeckt, an denen die Marmore fehlen; an allen drei Stellen intrudiert der Rote Granit in den Salem Granodiorit. Schmelz-Experimente mit Proben von zwei dieser Lokalitäten erlauben die Bedingungen abzuschätzen, die während der Intrusion des Roten Granites geherrscht haben (680° C, 4 kb H₂O-Druck).Die Weißen Granite — von denen man bis jetzt glaubte, sie seien spät-oder nachkinematisch — sind eine geologisch heterogene Gruppe. Mindestens an einer Stelle geht eine Intrusion der Weißen Granite derjenigen der Roten Granite voraus.

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Résumé Jusqu'à présent (Smith, 1965) on a pensé que dans la zone centrale de l'orogène de Damara (Sud-Ouest Africain) le Granite Rouge et la Granodiorite de Salem étaient deux plutonites séparées partout par des couches de marbres. On a découvert trois endroits où les marbres n'existent pas et où le Granite Rouge forme des intrusions recoupant la Granodiorite de Salem.Des essais de fusibilité sur des échantillons provenant de deux de ces localité permettent d'estimer les conditions d'intrusion du Granite Rouge (680° C avec des pressions H₂O de 4–5 kb).Les Granites blancs (acceptés jusqu'à présent comme tardi orogéniques) forment géologiquement une groupe hétérogène. En un endroit au moins, une intrusion de Granite blanc est recoupée par une intrusion du Granite Rouge, plus jeune.

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(SMITH, 1965), , , - , , . 3 , , . , , , (680° C, 4 ). , , -, , . , - , .

     

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

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

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

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

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

     

Die Karbonatsedimente der Obertrias in den nördlichen Kalkalpen

Zusammenfassung Die Karbonatsedimente des Nor und des Rät in den nördlichen Kalkalpen verteilen sich auf zwei großräumige Faziesbereiche. Im Südosten weist die Dachsteinkalk-Fazies im Nor und im Rät eine mächtige Folge von Flachwasserkalken auf, denen randlich Riffkomplexe angegliedert sind. Zwischen den Dachstein-kalk-Plattformen wird in einzelnen, flachen Becken die Hallstätter Fazies mit geringmächtigen Kalken und Mergeln abgelagert. Die im Norden und Westen anschließende Hauptdolomit-Fazies zeigt im Nor eine einheitliche, lagunäre Entwicklung, die sich im Rät in Schwellen mit kalkiger Sedimentation und in Senken mit mergliger Sedimentation differenziert. Dieser Ablagerungsraum ist nicht mit einer Geosynklinale zu vergleichen, es ist besser für die Zeit der Trias von einem alpinen Schelf zu sprechen.

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The Late Triassic (Norian-Rhaetian) carbonate sediments in the Northern Limestone Alps are spread between two large facies of a shelf. To the south-east the Dachsteinkalk-Formation in the Norian and Rhaetian shows a thick series of shallow-water limestones, to which reef complexes are marginally annexed. Between the Dachstein-limestones the Hallstätter Formation was deposited in single, shallow basins, showing limestones and marls of little thickness. The Hauptdolomit Formation, following to the north and to the west, shows a uniform lagoonal development in the Norian, which is differentiated in the Rhaetian by ridges of limestone sedimentation and by basins of marl sedimentation.

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Résumé Les sédiments carbonatées du Norien et du Rhétien dans les Alpes calcaires du nord se trouvent dans deux larges faciès d'un plateau continental. Au sudest la Dachsteinkalkformation montre au Norien et au Rhétien une énorme suite de calcaires d'eau basse; à leurs bords on trouve des récifs. Parmi la Dachsteinkalkformation le Hallstätter faciès s'est déposé dans quelques bassins bas; elle se compose de marnes et de calcaires de peu de richesse. La Hauptdolomit-formation suivant au nord et au ouest montre au Norien une évolution uniforme de lagon qui se développe au Rhétien en dorsales avec des sédiments calcaires et en bassins avec des sédiments marneux.

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. , . - . Hallsttter. , — , .

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Vortrag, gehalten auf der 56.Jahrestagung der Geologischen Vereinigung am 26. Februar 1966 in Wien. Die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft unter-stützte Arbeit wurde am Institut für Geologie und Paläontologie der Technischen Universität Berlin ausgeführt. Herrn Dr. W.Schlager, Wien, verdanke ich eine kritische Überprüfung der paläogeographischen Karte. Für die Unterstützung der Arbeit möchte ich hier allen danken.     

Orthodoxy and creativity in theories of mountain building before 1922

In the 1870s, theories of mountain building emerged from little more than speculation to inference based on a growing body of observation and documentation. This coincided with abandonment of models stressing uplift, and their replacement, in the new orthodoxy, by models in which earth contraction led to lateral compression in its outer shell. Nevertheless, perceived weaknesses in this model gave impetus to new theories, some emphasizing primary vertical movement, and others continental displacement or subcrustal flow. The rebel theories added to the understanding of earth processes in important ways, by drawing attention to the weaknesses in the prevailing orthodoxy. But, in 1922, the complete answer remained out of reach.

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Zusammenfassung Die siebziger Jahre des vorigen Jahrhunderts brachten den Anfang von wissenschaftlich fundierten Theorien der Gebirgsbildung. Diese Zeit sah auch den Übergang von Erhebungstheorien zur neuen Lehrmeinung, nach welcher Erdkontraktion zu lateralen Drucken in der Außenhülle der Erde führte. Erkannte Schwächen dieses Modells führten jedoch zu neuen Gegentheorien, von denen einige primäre Vertikalbewegungen in den Vordergrund stellten, während andere Kontinentalverschiebung oder Unterströmungen als den Motor der Gebirgsbildung sahen. Diese Gegentheorien haben den Fortschritt der Erdwissenschaften gefördert, indem sie auf Schwächen der herrschenden Lehrmeinung aufmerksam machten. Aber selbst zu Argands Zeit war ein völlig befriedigendes Modell noch gar nicht erreichbar.

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Résumé C'est dans les années 1870–1880 que commençaient à s'établir les premières théories vraiment scientifiques de l'orogenèse. C'était la décade qui marqua l'abandon des théories à base de soulèvement et le début du règne de la nouvelle orthodoxie d'après laquelle la contraction de la terre mène à la compression latérale d'une pellicule extérieure. Néansmoins, certaines faiblesses du nouveau modèle servaient d'élan à des théories rebelles dont quelques-unes soulignaient l'importance des soulèvements primaires, tandisque d'autres cherchaient le moteur de l'orogenèse dans la dérive des continents ou dans des courants dans une masse quasi-fluide subcrustale. Ces théories rebelles ont avancé la science en soulignant les faiblesses de l'orthodoxie. En fin de compte, une solution complètement satisfaisante ne paraissait pas encore pouvoir être atteinte à l'époque d'Argand.

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Biogeographic relations between the northern and southern continents during the Mesozoic and Cenozoic

Analysis of the affinities of terrestrial vertebrates and plants in the northern and southern hemispheres from early Mesozoic times onwards ought to throw light on the changing positions of the continents and varying role of Tethys as a marine barrier. In the Triassic the cosmopolitan distribution of reptiles and ferns indicate a persistent land communication between Laurasia and Gondwana. Jurassic dinosaurs and plants also exhibit strong affinities between the two hemispheres, implying free land communication until quite late in the period, and at least intermittent land connections must be inferred for the Cretaceous. Standard plate tectonic reconstructions of a Pangaean supercontinent and a low stand of sea level in the Triassic and early Jurassic are consistent with the biogeographic inference of free north-south land communication but later continental breakup and eustatic rise of sea level pose a problem.Mammal faunas indicate that by mid Eocene times India was united with Asia, an interpretation supported by local geological and palaeomagnetic data. Africa was effectively isolated by sea from Eurasia until the late Oligocene — early Miocene, when free intermigration of land vertebrates commenced in the Middle East. At the same time an essentially uniform Tethyan invertebrate fauna was broken up into eastern and western components on either side of the Middle East land corridor, as a consequence of convergence of Africa-Arabia on Eurasia and a significant fall of sea level. North and South America were separated by a significant marine barrier until the Pliocene, when the Panama Isthmus was uplifted. This allowed free intermigration of land mammals while promoting divergence of formerly homogeneous marine faunas on either side of the isthmus.Disparities with plate tectonic reconstructions are noted, and it is suggested that the width of the Tethyan barrier may have been overestimated. Possible geotectonic implications are briefly discussed.

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Zusammenfassung Die Analyse der Beziehungen terrestrischer Vertebraten und Pflanzen der nördlichen und südlichen Hemisphäre vom frühen Mesozoikum an vermag die sich verändernden Positionen der Kontinente und die unterschiedliche Bedeutung der Tethys als eine marine Barre zu erhellen. Während der Trias weist die weltweite Verbreitung von Reptilien und Farnen auf eine durchgehende Landverbindung zwischen Laurasia und Gondwana hin. Jurassische Dinosaurier und Pflanzen belegen ebenfalls deutliche Beziehungen zwischen den beiden Hemisphären, woraus sich eine freie Landverbindung bis in den späten Bereich dieser Periode ergibt und schließlich müssen intermittierende Landverbindungen für die Kreide angenommen werden. Die Rekonstruktionen des Pangaea-Superkontinents und der niedrige Meeresspiegelstand der Trias und frühen Jurazeit stimmen überein mit den biogeographischen Deutungen einer freien Nord-Süd-Landverbindung, jedoch bereiten das spätere Auseinanderbrechen des Kontinents und der eustatische Meeresspiegelanstieg Probleme.Säugerfaunen zeigen an, daß noch im Mitteleozän Indien mit Asien vereinigt war, eine Deutung, die durch lokale geologische und paläomagnetische Daten erhärtet wird. Afrika war vollständig von Eurasien durch das Meer getrennt bis in das späte Oligozän—frühe Miozän hinein, als der freie Austausch von Landvertebraten im mittleren Osten begann. Zur gleichen Zeit teilte sich eine einheitliche Tethys-Invertebratenfauna in östliche und westliche Komponenten auf entlang beider Seiten des Landkorridors des mittleren Ostens. Dieses war die Folge des Zusammenschlusses von Afrika-Arabien mit Eurasien und einem signifikanten Absinken des Meeresspiegels. Nord- und Südamerika waren bis in das Pliozän hinein durch eine deutliche marine Barre voneinander getrennt, nämlich bis sich der Panama-Isthmus heraushob. Hierdurch wurde ein freier Austausch der Landsäugetiere möglich, während sich die vorher einheitlichen marinen Faunen auf beiden Seiten des Isthmus auseinander entwickelten.Es gibt Unterschiede zu plattentektonischen Rekonstruktionen und es wird angenommen, daß die Breite der Tethis als Barre eventuell überschätzt wurde. Möglichkeiten geotektonischer Zusammenhänge werden kurz diskutiert.

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Résumé L'analyse des affinités entre vertébrés et plantes terrestres dans les hémisphères nord et sud à partir du début du Mésozoïque devrait jeter le jour sur le changement de position des continents et sur le rôle varié de la Téthys en tant que barrière marine. La distribution cosmopolite des reptiles et fougères du Triasique indique une communication par voie de terre persistente entre la Laurasie et le Gondwana. Les dinosaures et plantes du Jurassique montrent également de grandes affinités entre les deux hémisphères, impliquant une libre communication sur terre presque jusqu'à la fin de la période, et on peut supposer des connections au moins intermittentes pendant le Crétacé. Les reconstructions classiques de la plaque tectonique d'un supercontinent pangéen et un niveau marin bas pendant le Triassique et le début du Jurassique sont en accord avec la théorie biogéographique d'une libre communication nord—sud par voie de terre; mais la séparation ultérieure des continents et la remontée eustatique du niveau des mers pose un problème.La faune mammifère indique que, vers le milieu de l'Eocène, l'Inde était unie à l'Asie. Cette interprétation est confirmée par les données géologiques et paléomagnétiques locales. L'Afrique était en fait isolée de l'Eurasie par la mer jusque vers le fin de l'Oligocène — début du Miocène, quand la libre migration des vertébrés terrestres commença dans le Moyen-Orient. Au même moment, par suite de la convergence Africo-arabique sur l'Eurasie et de la baisse considérable du niveau des mers, une faune invertébrée téthysienne essentiellement uniforme, se divisa en un groupe occidental et un groupe oriental de chaque côté du corridor continental du Moyen-Orient. Le nord et le sud de l'Amérique étaient séparés par une barrière marine considerable jusqu'au Pliocène quand l'isthme re Panama se fût soulevé. Ceci permit l'intermigration des mammifères terrestres et, en même temps, provoqua de chaque côté de l'isthme la divergence d'une faune marine auparavant homogène.Des disparités avec les reconstructions de la plaque tectonique sont notées, et on suggère que la largeur de la barrière téthysienne aurait pu être exagérée. Des implications géotectoniques probables sont brièvement exposées.

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Hauptdolomit — Sedimentary and paleogeographic models (Norian,Northern Calcareous Alps)

In previous work, relationsships between carbonate petrographic features and geochemical parameters were used in the development of a sedimentary model for Hauptdolomit. It was found useful to categorize the various facies subtypes into eight main facies units which correspond to environments ranging from supratidal to subtidal.Especially significant for stratigraphy and paleogeography are recurring, calcareous, subtidal intercalations (eastern Lechtal Alps), which interfinger with dolomitic to slightly calcareous transitional facies including bituminous marls (Seefeld facies). The latter facies is interpreted to be of lower intertidal to near-shore subtidal origin, because of its lateral and vertical association with subtidal facies on the one hand and with typical intertidal, dolomitic facies on the other hand.Three stratigraphic subdivisions (Lower Hd., Middle Hd., Upper Hd.) may be distinguished by correlating transgressional-regressional sequences.The Middle Hd./Upper Hd. transgression is especially useful for paleogeographic reconstructions. A shallow tongue-shaped lagoon encroached from the Dachstein area into the Lechtal Alps. It is partially obscured tectonically by the Inntal nappe. The lagoonal outline is accentuated by the transitional facies belt (subtidal to lower intertidal) which includes Seefeld facies.

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Zusammenfassung In früheren Arbeiten wurde ein Sedimentationsmodell des Hauptdolomits mit Hilfe von karbonatpetrographischen Merkmalen und geochemischen Parametern entwickelt. Dabei war eine Gliederung der verschiedenen Faziestypen in acht Haupteinheiten hilfreich, welche Gezeiten-bis Lagunenmilieus (supratidal to subtidal) entsprechen.Besonders signifikant für Stratigraphie und Paläogeographie sind wiederkehrende, kalkige, lagunäre Zwischenschaltungen (östliche Lechtaler Alpen), welche sich mit einer dolomitischen bis schwach kalkigen Übergangsfazies einschließlich bituminösen Mergeln verzahnen (Seefelder Fazies). Wegen ihrer lateralen und vertikalen Verbindung mit lagunärer Fazies einerseits und typisch dolomitischer Watt-Fazies andererseits, stellen wir die Seefelder Fazies in den Bereich Niederwatt bis küstennahe Lagune (lower intertidal to near shore subtidal).Durch Korrelation von Transgressions-/Regressions-Folgen können drei stratigraphische Unterteilungen unterschieden werden (Unterer, Mittlerer und Oberer Hauptdolomit).Die Mittlerer/Oberer Hauptdolomit-Transgression ist besonders nützlich für paläogeographische Rekonstruktionen. Eine seichte zungenförmige Lagune dehnte sich ausgehend vom Dachsteingebiet bis in die Lechtaler Alpen aus. Sie ist teilweise tektonisch von der Inntaldecke überfahren. Der lagunäre Umriß wird hervorgehoben durch einen Gürtel mit Übergangs-(subtidal to lower intertidal) und Seefeldfazies.

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Résumé Dans les travaux antérieurs on a développé un modèle sédimentaire de la Hauptdolomit à l'aide de caractères pétrographiques des carbonates et de paramètres géochimiques. Il s'est trouvé utile de grouper les différents types de facies en huit unités principales, qui correspondent à des milieux de marée jusqu'à ceux de lagune (supratidal à subtidal). - Sont particulièrement significatifs pour la stratigraphie et la paléogéographie les retours d'intercalations calcaires et lagunaires qui s'engrènent avec un facies de transition dolomitique à faiblement calcaire avec inclusions de marnes bitumineuses (facies de Seefeld). A cause de leurs connexions latérales et verticales avec des facies lagunaires dolomitiques d'une part, et avec des facies de Watt dolomitiques typiques, les facies de Seefeld sont interprétés comme des milieux de bas-fond inférieur allant jusqu'à des lagunes proches de la côte (lower intertidal to near-shore subtidal). Par la voie de corrélation de transgression/régression, on peut distinguer trois subdivisions stratigraphiques (Hauptdolomite inférieure, moyenne, supérieure). Pour la reconstruction paléogéographique, la transgression de la Hauptdolomite moyenne/supérieure se présente comme extrêmement utile. Une lagune peu profonde, en forme de langue, s'épanouissait à partir de la région de Dachstein jusqu'aux Alpes de la vallée de la Lech. Elle a été en partie recouverte tectoniquement par la nappe de la vallée de l'Inn. Le contour lagunaire est souligné par une ceinture des facies de transition (subtidal to lower intertidal), qui inclut aussi les facies de Seefeld.

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Bamus volcano,Papua New Guinea: Dormant neighbour of Ulawun,and magnesian-andesite locality

Bamus and Ulawun are more than 400 m higher than all other major composite volcanoes in the 1000-km-long Bismarck volcanic arc. The two cones are immediately adjacent to each other and have partly coalesced. This close proximity, their similarity of form, and their positions over the same depths (70–160 km) to the New Britain Benioff zone, could be indications that Bamus and Ulawun have had related, or at least similar, eruptive histories. But there are important differences between the two volcanoes. Bamus is thought to have last erupted some time between 1878 and 1894, whereas Ulawun has erupted at least 17 times since the late nineteenth century. In addition, the rocks of Bamus are distinctly different from those of Ulawun. Mafic rocks are found in the older part of Bamus (including a boninite-like, or magnesian-andesite, lava flow), and the younger rocks of Bamus are low-MgO andesites (the most recent products have the highest SiO₂ contents of all the analysed rock samples). In contrast, Ulawun appears to be a uniform pile of basalts and some andesites that have consistently lower amounts of CaO and Zr compared to Bamus rocks. Ulawun basalts are unlikely to represent the parental magmas from which Bamus andesites were derived by simple crystal fractionation, judging by the results of least-squares mixing calculations and the relatively high Zr contents of the Bamus andesites. The magmatic histories of Bamus and Ulawun appear to be unrelated, but because both volcanoes are the highest of all volcanoes in the Bismarck volcanic arc, both may now be susceptible to large-scale gravitational slumping or cauldron subsidence. North- and east-trending lineaments and escarpments on both volcanoes may represent the tectonically controlled scars of former gravitational collapses. Ulawun, in particular, may be at a critical stage because of its great height and steep slopes, and because eruptions in 1978 took place from a new, east-trending (possibly tectonically controlled) fissure low on the eastern flank of the volcano.

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Zusammenfassung Bamus und Ulawun überragen mit mehr als 400 m alle anderen Hauptvulkane im 1000 km langen Bismarck-Vulkanbogen. Beide Kegel liegen sich unmittelbar gegenüber und sind teilweise miteinander verbunden. Die enge Nachbarschaft, die Ähnlichkeit in der Morphologie und die gleiche Entfernung (70–160 km) von der New Britain Benioff-Zone können Anzeichen dafür sein, daß Bamus und Ulawun in Beziehung miteinanderstehen oder letztendlich die gleiche eruptive Geschichte haben. Aber es gibt wichtige Unterschiede zwischen beiden Vulkanen. Man nimmt an, daß Bamus zum letzten Mal zwischen 1878 und 1894 ausgebrochen ist, im Gegensatz dazu brach Ulawun 17 mal im späten neunzehnten Jahrhundert aus. Darüber hinaus sind die Gesteine von Bamus deutlich unterschieden von denen Ulawuns. Mafische Gesteine findet man im älteren Teil von Bamus (einschließlich eines Boninit-ähnlichen Gesteins oder magnesiumreiche Andesite und Lavaausflüsse). Die jüngeren Gesteine von Bamus sind magnesiumarme Andesite (die meisten der jüngsten Produkte haben die höchsten SiO₂-Gehalte aller analysierten Gesteinsproben). Im Gegensatz dazu scheint Ulawun eine einheitliche Anhäufung von Basalten und einigen Andesiten zu sein, diese haben durchgehend geringere Gehalte an CaO und Zr verglichen mit den Bamus-Gesteinen. Es gilt als unwahrscheinlich, daß Ulawun-Basalte ursprünglich Magma repräsentieren, von dem die Bamus-Andesite durch einfache Kristallfraktionierung stammen, bei der Beurteilung der Ergebnisse von least squares Mischungsberechnungen und den relativ hohen Zr-Gehalten der Bamus-Andesite. Die magmatische Geschichte von Bamus und Ulawun scheint beziehungslos, aber da beide Vulkane die höchsten im Bismarck-Vulkanbogen sind, mögen beide für einen weiträumigen gravitativen Kollaps oder für ein calderaartiges Einsinken empfänglich sein. Nord- und ostverlaufende Lineamente und Steilhänge an beiden Vulkanen können tektonisch kontrollierte Merkmale früherer gravitativer Zusammenbrüche sein. Besonders Ulawun könnte in einem kritischen Stadium sein wegen seiner Höhe und seiner steilen Hänge, und aufgrund jener Ausbrüche, die 1978 von einer neuen ostverlaufenden (möglicherweise tektonisch kontrolliert) Kluft tief an der östlichen Flanke des Vulkans stattfanden.

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Résumé Les monts Bamus et Ulawun s'élèvent à plus de 400 m d'altitude au-dessus de tous les autres volcans importants composites de l'archipel volcanique de Bismarck, qui s'étend sur plus de 1000 km en long. Les deux cônes sont contigus et en partie se confondent. Leur contiguité, leur conformation semblable et leur position à l'aplomb de la même profondeur (70–160 km) de la zone de Benioff de la Nouvelle-Bretagne pourraient indiquer que le Bamus et l'Ulawun ont eu une histoire éruptive apparentée ou au moins semblable. Mais il existe des differences importantes entre les deux volcans. On croit que la dernière éruption du Bamus a eu lieu entre 1878 et 1894, tandis que l'Ulawun a fait éruption au moins 17 fois depuis les dernières années du 19ème siècle. De plus, les roches du Bamus sont de composition nettement differénte de celles de l'Ulawun. On trouve des roches mafiques dans la partie plus ancienne du Bamus (y compris une coulée volcanique qui ressemble à une boninite ou andésite magnésienne) et les roches les plus récents du Bamus sont des andésites à faible teneur en MgO (les produits les plus récents contiennent plus de SiO₂ que tous les échantillons jusqu'ici analysés). Par contre, l'Ulawun parait être un amas uniforme de basaltes avec quelques andésites qui contiennent regulièrement moins de CaO et de Zr en comparaison avec les roches du Bamus. Il est peu probable que les basaltes de l'Ulawun représentent les magma-mères d'ôu proviennent les andésites du Bamus par une simple cristallisation fractionnée, à en juger par les calculs du mélange des «moindres carrés» et la quantité relativement élevée de Zr dans les andésites du Bamus. Il n'y a apparemment aucun lien de parenté entre les histoires du magmatisme du Bamus et de l'Ulawun; mais étant donné qu'ils sont les deux volcans les plus hauts de l'archipel volcanique Bismarck, il est possible qu'ils soient maintenant susceptibles d'effondrements par gravité de grande dimension ou de subsidences en caldera. Les linéaments et les escarpements qui s'étendent vers le nord et l'est des deux volcans représentent peut-être les sutures contrôlées par la tectonique d'anciens effondrements par gravité. Surtout l'Ulawun a peut-être atteint une phase critique à cause de sa hauteur et de ses pentes raides, et parce que l'éruption de 1978 dans le flanc inférieur du volcan est sortie d'une fissure en direction de l'est (peut-être sous une influence tectonique).

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Two metallogenic maps for North America

Part of the interior of the North American continent is covered by relatively undisturbed sedimentary rocks not available to the entrance of ore-bearing fluids from depths, but a wide belt along the Pacific Coast, a narrower belt along the Atlantic Coast, and most of the north-east quadrant of the continent have been mineralized. If we plot all the known ore deposits in these latter areas, we find considerable differences in the densities of occurrences but no well defined patterns except a crowding along most of the area near the Pacific Coast. If, on the other hand, we plot only the major occurrences, we can see some linear patterns transverse to the edges of the continent.Transverse ore deposit patterns in an ENE direction are conspicuous in western United States and northern Mexico and in Ontario and Quebec of Canada but are almost unknown in British Columbia and Alaska. East-west patterns (within 5 degrees of a 90degree azimuth) are much more rare: one in southern British Columbia, one in Quebec and Ontario, one in Missouri, and one in Tennessee. No north-south patterns of any great length can be recognized.In addition to these rich ridges there are many inhomogeneities in the distribution of the major ore deposits, and these I think are due to subcrustal inhomogeneities in the distribution of metals, presumably in the upper mantle and probably of a late stage in the formation of the earth. I will attempt to show that the large ore deposits of North America form belts bounded approximately by parallels of latitude, separated by gaps in which no large deposits occur. Without undue distortions I have been able to draw outlines to include all the approximately 250 major ore deposits, except in the area north of latitude 60 where recorded occurrences are at present too sparse and too widely distributed.The localization of ore deposits in North America is thus the result of linear zones, probably deep crustal or sub-crustal fracture zones, crossing latitudinal belts of anomalous concentrations of metals probably of pre-crustal age.I have no explanations for the processes that formed either the transverse patterns or the latitudinal belts. They are not prominent and will be judged by many to be nonexistent. The lack of an explanation must not, however, be used to deny their existence— an attitude that surely limits the progress of metallogenic theory. Correlations with similar studies on other continents will be most useful.

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Zusammenfassung Ein Teil des Inneren des Nordamerikanischen Kontinents ist mit relativ ungestörten Sedimentgesteinen bedeckt, die ein Eindringen von Erz-bringenden Lösungen aus der Tiefe verhinderten. Dagegen sind ein breiter Streifen entlang der Pazifikküste, ein schmalerer Streifen entlang der Atlantikküste und der größte Teil des Nordostquadranten des Kontinentes mineralisiert. Wenn wir alle bekannten Erzlagerstätten in diese Gebiete eintragen, so finden wir auffällige Unterschiede in der Verteilung der Punkte, aber kein regelmäßiges Muster, ausgenommen das Gebiet nahe der Pazifikküste. Wenn wir dagegen nur die größeren Vorkommen auftragen, so ergeben sich lineare Anordnungen, die quer auf die Ecken des Kontinentes zulaufen.Quer verlaufende Muster in ENE-Richtung sind auffallend in den westlichen Vereinigten Staaten, in Nord-Mexico, in Ontario und Quebec; diese Richtung ist jedoch in British Columbia und in Alaska unbekannt.E-W-Muster mit±5° Schwankungen sind sehr viel seltener. Eines finden wir im südlichen British Columbia, eines in Quebec und Ontario, eines in Missouri und Tennessee, N-S-streichende Lineationen sind unbekannt.Über die Anordnung in reichen Zonen hinaus finden wir viele Inhomogenitäten in der Verteilung der wichtigsten Erzlagerstätten; diese sind meiner Meinung nach von subkrustalen Inhomogenitäten in der Verteilung der Metalle bestimmt. Vielleicht spielt hier eine frühe Verteilung im oberen Mantel zur Zeit der Entstehung der Erde eine Rolle. Ich will versuchen zu zeigen, daß die großen Erzlagerstätten an Zonen gebunden sind, die annähernd parallel zu den Breitengraden verlaufen und durch erzfreie Zonen getrennt sind. Ohne Schwierigkeiten lassen sich Umgrenzungen mit dieser Orientierung aufzeigen, die alle 250 größeren Erzlagerstätten umfassen, ausgenommen im Gebiet nördlich des 60. Breitengrades, wo die Dichte der Lagerstätten zu gering ist.Die Anordnung der Erzlagerstätten Nordamerikas ist auf lineare Zonen zurückzuführen, die wahrscheinlich auf Bruchstrukturen der Unterkruste oder des oberen Mantels begründet sind. Die Konzentration der Metalle in Querstrukturen zu den Breitenkreisen ist vermutlich eine Auflage, die vor der Bildung der Kruste entstanden ist. Ich habe keine Erklärung für die Prozesse, die zu dieser Metallkonzentration geführt haben. Viele mögen eine derartig vorgegebene Anordnung ablehnen; man sollte jedoch bedenken, daß das Fehlen einer Erklärung noch nicht zur Ablehnung auffälliger Phänomene berechtigt. Es sollten auch andere Kontinente daraufhin untersucht werden.

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Résumé Une partie de l'intérieur du continent Nord Américain est couverte par des roches sédimentaires peu dérangées et défavorables à l'accès de fluides minéralisants venus de la profondeur. Par contre une large ceinture le long de la côte pacifique, un ceinture plus étroit de long de la côte atlantique, et la majeure partie du quadrant Nord-Est du continent ont été minéralisées. Si l'on reporte sur carte tous les dépôts connus dans ces domaines, on trouve des différences considérables dans les »densités d'occurrences« mais aucun réseau bien défini, à l'exception d'un fort peuplement dans presque tout le domaine proche du Pacifique. Si, d'autre part, on ne reporte que les occurrences majeures, on voit apparaître des lignes directrices transversales sur les bordures du continent.De telles transversales dirigées ENE apparaissent dans l'Ouest des Etats-Unis, le Nord du Mexique, l'Ontario et le Québec (Canada) mais sont presque inconnues en Colombie britannique et en Alaska.Des directions Est-Ouest (avec une variation de 5) sont beaucoup plus rares: une dans le Sud de la Colombie britannique, une dans le Québec et l'Ontario, une dans le Missouri et une dans le Tennessee. Aucune direction Nord-Sud de grande longueur ne peut être reconnue.En plus de ces »arêtes riches« existent beaucoup d'inhomogénéités dans la distribution des gisements importants, et celles-ci sont dues, à mon avis, à des hétérogénéités souscrustales de la distribution des métaux, probablement au niveau du manteau supérieur et remontant à une étape tardive de la formation de la Terre. Je désire essayer de montrer que les grands gisements métallifères de l'Amérique du Nord s'intègrent dans des ceintures approximativement limitées par des parallèles de latitude et séparées par des intervalles dépourvus de grands dépôts. Ainsi, sans distorsions abusives, j'ai pu tracer des enveloppes englobant environ 250 gisements majeurs, sauf dans une aire située au Nord du parallèle 60 Nord, où les occurrences jusqu'ici enregistrées sont encore trop rares et disséminées.La localisation des gisements métallifères de l'Amérique du Nord est donc due à des zones linéaires, probablement des zones de fractures crustales profondes ou sous-crustales, croisant des ceintures latitudinales de concentrations anormales de métaux, elles-mêmes probablement précrustales.Je n'offre pas d'explication pour les processus qui ont formé les ceintures latitudinales et les transversales. Les unes et les autres ne sont pas fortement apparentes, et beaucoup estimeront qu'elles n'existent pas. Cette absence d'explication ne doit cependant pas être utilisée pour nier leur existence, attitude qui limiterait certainement les progrès des théories métallogéniques. Des comparaisons avec des ètudes similaires sur d'autres continents seraient certainement très utiles.

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Untersuchungen an Intrusivgesteinen des östlichen Hindukusch

Zusammenfassung Aus bisher nur wenig untersuchten Arealen des Hohen Hindukusch, des Hinduraj und des Nord-West-Karakorum (Afghanistan, Pakistan) wurden 11 granitisch-dioritische Intrusiva und ein Lamprophyr optisch und chemisch untersucht. Anhand der aus den Analysen errechneten Niggli-Werten wird versucht, räumlich getrennte Intrusivkörper gruppenweise zu korrelieren. Die Lage der Intrusiva im Gebiet zwischen Tirich Mir und Kampire Dior wird in einer Karte dargestellt, welche aufgrund eigener Kartierungen und vorhandener Literatur gezeichnet wurde.

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From areas of the High Hindukush, the Hinduraj and the North-West-Karakoram (Afghanistan, Pakistan), of which exists scarce geologic information, eleven graniticdioritic intrusive rocks and one lamprophyr have been examined optically and chemically. Using the Niggli-values calculated from these analyses an attempt is made to correlate groupwise the regionally separated intrusive bodies. The location of these intrusive bodies in the area between Tirich Mir and Kampire Dior is shown on a geologic map which has been compiled from fieldwork and literature.

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Résumé Onze intrusions granitiques à dioritiques et un lamprophyre provenant de régions rarement explorées du Haut Hindou-Kouch, de l'Hinduraj et du Nord-Ouest du Karakorum (Afghanistan, Pakistan) ont été examinées au point de vue optique et chimique. Sur la base des paramètres de Niggli calculés à partir des analyses chimiques, on essaie d'établir une corrélation entre elles et de grouper les corps intrusifs séparés dans l'espace. La position de ces corps intrusifs dans la région entre le Tirich Mir et le Kampire Dior est figurée sur une carte géologique dessinée sur la base de nos résultats et de la littérature.

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Für die freundliche Überlassung von Probenmaterial vom Tirich Mir möchten wir Herrn K.Diemberger und für die Handstücke aus dem Karumbar-Gebiet Herrn H.Linzbichler herzlich danken.Für die Erlaubnis zur Benützung des Röntgendiffraktometers danken wir Herrn Prof. Dr. H.Seelmeier, Technische Hochschule in Graz.     

The evolution of the Asian Plate in Burma

The Post-Cretaceous evolution of the Asian Plate in Burma is strongly influenced by the spreading of the Eastern Indian Ocean and the movement of Greater India northward. The Western part of Burma apparently was an area which received clastic sediments during the early mesozoic times. During the end of the mesozoic the Eastern part of Burma emerged from the ocean. The Western part formed the shelf area with a slowly westwards migrating geosyncline (Indoburman Geosyncline) to the West of it. Flysch sediments of upper Cretaceous age have been found in this area. The collision of the Indian Plate with the Asian Plate changed the sedimentary conditions in Burma. The emergence of the Indoburman Ranges happened during the Miocene, generating an Outer Island Arc and forming the Bay of Bengal. The subduction along the W coast of Burma changed in the N with the approach of continental Indian crust and led to thrusts in the N part of the Indoburman Ranges. Today subduction appears to be active only S of 18° N in the Eastern Bay of Bengal. The opening of the Andaman Sea fits into the dynamical development of the area.

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Zusammenfassung Die postkretazische Entwicklung der Asiatischen Platte in Burma zeigt starke Beeinflussung durch die Spreizung des östlichen Indischen Ozeans und die Drift von Groß-Indien nach Norden. Der westliche Abschnitt Burmas war während des frühen Mesozoikums ein Bereich, der klastische Sedimente aufnahm. Im späten Mesozoikum wurden die östlichen Teile Burmas landfest, während die westlichen Abschnitte von einem Shelfmeer eingenommen wurden, an welches sich gegen W eine Geosynklinale (Indoburman Geosyncline) anschloß, die langsam westwärts wanderte. Oberkretazische Flysche wurden hier nachgewiesen. Die Kollision der Indischen Platte mit der Asiatischen Platte veränderte die Sedimentationsbedingungen in Burma. Die Indoburmanischen Ketten tauchten während des Miozän auf, bildeten einen Äußeren Inselbogen und ließen die Bucht von Bengalen entstehen. Die Subduktion entlang der W-Küste von Burma änderte sich im N mit der Annäherung der kontinentalen Kruste Indiens und führte zu Überschiebungen im N-Teil der Indoburmanischen Ketten. Rezent scheint Subduktion nur südlich 18° N im östlichen Teil der Bucht von Bengalen aktiv zu sein. Die Öffnung der Andamanen-See fügt sich in die dynamische Entwicklung dieses Bereiches ein.

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Résumé L'évolution postcrétacée de la plaque asiatique en Birmanie est fortement influencée par l'accroissement de l'Océan Indien oriental et la dérive du continent Indien vers le nord. La partie occidentale de la Birmanie fût au début du Mésozoïque une aire de réception de sédiments clastiques. A la fin du Mésozoïque les parties orientales de la Birmanie se transformèrent en terre ferme, tandis que les régions occidentales furent submergées, formant une plate-forme continentale (shelf), à laquelle s'adjoignit vers l'ouest un géosynclinal (géosynclinal indobirman), progressant lentement vers l'ouest. Des flyschs d'âge crétacé supérieur ont été décrits dans cette zone. La collision entre la plaque Indienne et la plaque Asiatique changea les conditions de sédimentation en Birmanie. Les chaînes Indobirmanes firent leur émersion au cours du Miocène, en engendrant un arc insulaire externe, ainsi que le golfe du Bengale. La subduction le long de la côte occidentale Birmane se transforma au nord avec le rapprochement de la plaque Indienne et induisit des chevauchements dans la partie septentrionale des chaînes Indobirmanes. La subduction semble n'être active récemment qu'au sud de 18° N dans la partie orientale du golfe du Bengale. L'ouverture de la mer Andamane s'imbrique dans le développement dynamique de cette région.

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Geometric and kinematic complexities in the Marche-Abruzzi external zones (Central Apennines,Italy)

In the Central Apennines (Italy) three major domains can be recognized: the Umbria and Marche pelagic domains and the Lazio-Abruzzi carbonate platform. Their Mesozoic-Tertiary sequences are separated by major low-angle thrust systems, which superpose the Umbria domain onto both the Marche and Lazio-Abruzzi domains, the Lazio-Abruzzi platform onto the Marche sequence, and all of them onto the Apulia foreland.From Lias to Cretaceous times the Lazio-Abruzzi platform was a fault-controlled uplifted domain separating the Umbria basin to the west from the Marche basin to the east, but closed to the north. The Umbria and Marche basins evolved distinctly with the onset of the terrigenous infilling, beginning with the Serravallian-Tortonian «Marnoso-Arenacea» Formation in the inner Umbria basin and with the Messinian-Early Pliocene Laga Flysch in the outer Marche basin. From Tortonian till Early Pliocene times there was a progressive deformation of the Umbria sequence, with its emplacement onto the Lazio-Abruzzi platform, and the deformation of the Lazio-Abruzzi and Marche zones. In Early-Middle Pliocene times, both the Umbria and Lazio-Abruzzi domains were emplaced onto the previously deformed Marche domain, with passive transport of that portion of Umbria stacked on top of the Lazio-Abruzzi platform. The final stages in Middle-Late Pliocene times caused further motion of the Lazio-Abruzzi platform along the arc-shaped Gran Sasso-Morrone thrust front. Folding and thrusting persisted in the outermost zones till Early Pleistocene times.This reconstruction means that in this area the model of a regularly forward migrating fold-thrust belt is not applicable. It also suggests a large northward displacement of the Lazio-Abruzzi platform, whose differential advancement may be dynamically related to a left-lateral discontinuity to the west and a right-lateral discontinuity to the east. According to our interpretation, the left-lateral discontinuity is not coincident with the «Ancona-Anzio» line of the Italian literature, but rather is buried underneath the Umbria stacked sequences.

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Zusammenfassung Der Zentralappennin (Italien) besteht aus drei Hauptbereichen: die pelagialen Gebiete Umbriens und der Marche sowie die Karbon-Platte Latiums und der Abruzzen. Die Formationsgruppen des Mesozoikum-Tertiär dieser drei Gebiete werden durch große Überschiebungsbahnen getrennt, welche die umbrische Zone auf die Zone der Marche sowie Latiums und der Abruzzen schieben, die Zone Latiums und der Abruzzen ihrerseits auf die Formation der Marche und alle zusammen auf das Vorland Apuliens.Die ursprüngliche paleogeographische Struktur der drei Gebiete läßt darauf schließen, daß die Latium-Abruzzen-Platte vom Lias bis zur Kreidezeit eine aktive, erhobene Zone darstellt, die das Umbrische Becken im Westen vom Becken der Marche im Osten trennt, wobei sich die Platte nach Norden hin schließt, was ein Ineinandergreifen der beiden pelagialen Gebiete mit sich bringt. Beide Becken weisen eine getrennte Evolution auf, mit dem Beginn einer terrigenen Zufuhr, bestehend aus der Marnoso-Arenacea-Formation des Serravall-Tortons im Inneren des Umbrischen Beckens und mit dem Laga Flysch des Messin und Unter-Pliozän im äußeren Umbrischen Becken. Vom Torton bis zum Unteren Pliozän hat eine progressive Deformation der Umbrischen Sequenz stattgefunden, die auf dem Gebiete Latiums und der Abruzzen abgelagert wurde, was wiederum zur Deformation in der Zone Latiums und der Abruzzen sowie der Marche führte. Im unteren Mittel-Pliozän wurden sowohl die Formationen Umbriens als auch die der Zonen von Latium und der Abruzzen auf die schon deformierte Formationsgruppe der Marche aufgeschoben, mit nachfolgend passivem Transport des schon auf der Latium-Abruzzen-Platte aufgelagerten Teils der Umbrischen Formation. Die letzten Ereignisse im mittleren Ober-Pliozän führten zu einem weiteren Vorschub der Latium-Abruzzen-Platte längs der bogenförmigen Verwerfungsfront Gran Sasso-Morrone, sowie zu nachfolgenden Falten und Verwerfungen in den äußersten Gebieten bis zum unteren Pleistozän.Diese Rekonstruktion bedeutet vor allen Dingen, daß in diesem Gebiet das Modell einer regelmäßig voranschreitenden Überschiebungsfront nicht anwendbar ist. Sie deutet ferner auf eine große, nordwärts gerichtete Verschiebung der Latium-Abruzzen-Platte hin, deren differenzierter Vorschub dynamisch in Bezug zu einer links-lateralen Verschiebung nach Westen und einer rechts-lateralen Verschiebung nach Osten zu bringen ist. Gemäß unserer Auslegung stimmt die links-laterale Verschiebung nicht mit der «Ancona-Anzio» Linie der einschlägigen italienischen Fachliteratur überein, sondern ist eher unter den überlagernden Sequenzen Umbriens zu suchen.

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Résumé On peut distinguer trois domaines dans la partie centrale des Apennins (Italie): le domaine pélagique des Marches, celui de l'Ombrie et la plate-forme carbonatée du Latium-Abruzzes. Les séries stratigraphiques mésozoïques-tertiaires de ces trois domaines sont séparées par d'importants systèmes de chevauchement qui ont provoqué la superposition du domaine ombrien sur ceux des Marches et du Latium-Abruzzes, la superposition de la plate-forme du Latium-Abruzzes sur la série des Marches, et enfin la superposition de toute la chaîne sur l'avantpays de l'Apulie.Du Lias au Crétacé, la plate-forme du Latium-Abruzzes constituait un domaine soulevé par des failles actives; ce domaine séparait le bassin de l'Ombrie à l'ouest du bassin des Marches à l'est et était limité au nord, permettant ainsi la communication des deux régions pélagiques. Ces deux bassins ont présenté une évolution distincte débutant par un remplissage terrigène; celui-ci est représenté, dans le bassin ombrien plus interne par la Formation Marnoso-Arénacéa (Serravalien-Tortonien), et dans le bassin externe des Marches par la formation du Flysch de la Laga (Messinien-Pliocène inférieur). A partir du Tortonien jusqu'au début du Pliocène, la série ombrienne a subi une déformation progressive, et à été charriée sur le domaine du Latium-Abruzzes, provoquant la déformation de ce dernier, ainsi que du domaine des Marches. Au cours du Pliocène inférieur et moyen, les domaines de l'ombrie et du Latium-Abruzzes ont été charriés sur la série des Marches ainsi déformée, entraînant de ce fait le transport passif de la portion de la séquence ombrienne préalablement charriée sur la plate-forme du Latium-Abruzzes. Plus tard, des mouvements méso- à tardi-pliocènes ont provoqué un dernier charriage de la plate-forme du Latium-Abruzzes le long de l'arc de chevauchement Gran Sasso-Morrone; enfin, les plissements et les charriages ont persisté dans les zones les plus externes jusqu'au Pléistocène inférieur.Cette reconstitution signifie que le modèle d'une chaîne plissée et charriée se déplaçant régulièrement vers l'avant-pays ne peut pas être appliqué à cette région. Elle indique également un vaste déplacement vers le Nord de la plate-forme du Latium-Abruzzes, transport qui peut être dynamiquement mis en relation avec un décrochement sénestre à l'ouest et un décrochement dextre à l'est. Selon notre interprétation, le décrochement sénestre ne coïncide pas avec la ligne «Ancona-Anzio» de la littérature italienne, mais est enterré sous l'édifice charrié de l'Ombrie.

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Rekonstruktion der Abkühlungsgeschichte des Damara-Orogens in Südwest-Afrika mit Hilfe von Spaltspuren-Altern

Zusammenfassung Mit Hilfe der Spuren der spontanen Kernspaltung des Urans wurden 23 andraditreiche Granate, 10 Epidote, 4 Vesuviane und 61 Apatite datiert. Die Kombination dieser Daten mit denen klassischer radiometrischer Verfahren erlaubte es, die Abkühlungsgeschichte des jungpräkambrischen Damara-Orogens in Südwestafrika recht detailliert nachzuzeichnen. Dadurch, daß die effektiven Schließungstemperaturen der benutzten Minerale für Spaltspuren wesentlich unter derjenigen für Ar in Biotit liegen, konnte erstmals der Tieftemperaturbereich genauer erfaßt werden. Während im genannten Untersuchungsgebiet von ca. 80 000 km² die K/Ar-Biotit-Alter (Schließungstemperatur 300° C) recht einheitlich nahe 485 m. a. liegen, trifft dies auf die Spaltspurenalter überhaupt nicht zu. Bezüglich Granat (Schließungstemperatur 260 bis 280° C) kann man vielmehr einen Bereich niedriger Alter mit 300–350 m. a. von einem Bereich hoher Alter mit 490 m. a. (Konkordanz mit Biotit) unterscheiden. Ganz analog verteilen sich die Apatitalter (Schließungstemperatur 70–80° C): sie betragen 80–120 m. a. und 200–300 m. a. Die Bereiche hoher und niedriger Alter grenzen mit äußerst schmalen Übergangszonen von zum Teil weniger als 10 km Breite aneinander. Die niedrigen Alter finden sich dort, wo während der Metamorphose mit > 660° C die höchsten Temperaturen erreicht wurden. Es handelt sich um eine Art 300 km breites Plateau bei dem relativ niedrigen Druck von 3 kb. Der Sprung von niedrigen zu hohen Altern vollzieht sich dort, wo dieses Plateau zu Ende ist, wo also während der Metamorphose die Isothermen steil abtauchten und im heutigen Oberflächenausschnitt die Drucke wesentlich höher, die erreichten Temperaturen aber viel niedriger waren. Diese Übereinstimmung von Zonen hoher Temperatur mit niedrigen Spaltspurenaltern und umgekehrt wird noch dadurch akzentuiert, daß die absolut niedrigsten Alter (auch K/Ar) dort auftreten, wo auch beginnende Anatexis zu beobachten ist.Aus all diesen Befunden und den P-T-Daten wird gefolgert, daß das Gebirge zunächst durch relativ rasche Hebung und Abtragung auf einheitlich ca. 300° C abkühlte. Als dann diese Abtragung nahezu zum Stillstand kam, betrug die Abkühlungsgeschwindigkeit im Bereich der niedrigen Spaltspurenalter, der sich mit dem der höchsten Temperauren während der Metamorphose deckt, nur noch 2°/10 m. a. Dort nahmen die geothermischen Gradienten von ca. 60°/km auf 30–40°/km ab, außerhalb dieser Zone auf 15–20°/km. Die ursprüngliche Wärmequelle muß also noch aktiv gewesen sein, oder ein anderer Mechanismus zur Aufrechterhaltung der Gradienten muß diese Wärmequelle abgelöst haben. Denkbar ist, daß die riesigen Volumina intrusiver Granite und Pegmatite in diesem Gebiet eine Konzentrierung der radioaktiven Elemente bewirkten; diese könnten dann zu der beobachteten postorogenen Wärmeverteilung geführt haben, die der ursprünglichen sehr ähnelt.

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The fission track ages of 23 andradite rich garnets, 10 epidotes, 4 vesuvianites and 61 apatites were determined. The combination of these data with those from classical radiometric techniques permitted to reconstruct in great detail the cooling history of the young-Precambrian Damara-Orogen in South West Africa. By this method the low temperature region below 300° C (closing temperature for Ar in biotite) became accessible because the minerals used begin to retain tracks only at considerably lower temperatures.Whereas the K/Ar ages of biotite lie rather uniformly close to 485 m. y. in the whole area studied (approximately 80 000 km²) the contrary is true for the fission track ages: Low garnet ages (closing temperature -, 260–280° C) of 300–350 m. y. in one zone and high ages of 490 m. y. and concordance with K/Ar biotite ages in the other. The distribution of the apatite ages (closing temperature 70–80° C) is analogous: Low ages of 80–120 m. y. where garnet is young and ages of 200–300 m. y. where garnet is old. The two areas are separated from each other by a narrow transition zone which sometimes is less than 10 km wide. The low ages are found where the highest temperatures of > 660° C at 3 kb were reached during the peak of metamorphism. The high temperature plateau was about 300 km wide. The jump from low to high fission track ages occurs at the margin of the plateau, where the isotherms become steep during metamorphism and where — at the now exposed surface — the pressures were higher but the temperatures lower. This congruence of the high temperature zone with the region of low fission track ages is further accentuated by the observation that the absolutely lowest ages (track and K/Ar) are found only where incipient anatexis occurred.From the observations and from the P-T data it is concluded that the orogen in the beginning underwent relatively rapid uplift and erosion and had cooled down to uniformly 300° C about 485 m. y. ago. Erosion then ceased more or less for about 200 m. y. and further cooling proceeded very slowly by only 2°/10 m. y. in the area where the highest temperatures were reached during metamorphism and where the low ages are found. There the geothermal gradient of 60°/km which prevailed already during the peak of metamorphism decreased to 30–40°/km, outside this zone to 15–20°/km. Either the original heat source was still active then or another mechanism must be found which can maintain this gradient for such a long time. It is possible that the enormous volumes of granites and pegmatites which are confined to the area in question concentrated the radioactive elements in the upper crust. This could have caused a postorogenic heat distribution very similar to the original heat source.

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Résumé A l'aide des traces de fission spontanée de l'uranium on a pu déterminer l'âge de 23 grenats riches en andradite, 10 epidotes, 4 vésuvianites et 61 apatites. La combinaison de ces âges avec ceux des méthodes classiques de la radiométrie a permis de tracer d'une façon assez détaillée l'histoire du refroidissement de l'orogène du Damara du Précambrien supérieur de l'Afrique Sud-Ouest. Comme les températures effectives de fermeture des minéraux utilisés restent considérablement inférieures à celles concernant l'Ar dans la biotite, on pouvait pour la première fois saisir plus exactement la région des températures basses. Tandis que dans le territoire étudié d'environ 80.000 km² les âges K/Ar-biotite (température de fermeture 300° C) sont proches assez uniformement de 485 m. a., on constate que cela ne vaut plus du tout pour les âges des traces de fission. En ce qui concerne le grenat (température de fermeture 260–280° C), on peut distinguer une région à âges de 300–350 m. a. d'une autre région à âges plus élevés avec 490 m. a. (concordance avec biotite). Les âges de l'apatite (température de fermeture 70–80 °C) se répartissent de façon analogue: ils s'élèvent à 80–120 et 200–300 m. a. La zone de transition entre les deux régions est très étroite (parfois moins de 10 km de largeur). Les âges de faible valeur se trouvent là où, pendant le métamorphisme, les plus hautes températures > 660° C furent atteintes. Il s'agit d'une sorte de plateau de 300 km de largeur avec une pression relativement faible de 3 kb. Le saut des valeurs d'âge faibles aux valeurs fortes s'effectue là où ce plateau se termine, s'est-à-dire où, pendant le métamorphisme, les isothermes tombaient abruptement et où, dans la section actuellement exposée en surface, tes pressions étaient considérablement plus élevées, mais les températures atteintes beaucoup plus basses. Cette coïncidence de zones de haute température avec les âges faibles des traces de fission et inversement est encore accentuée par le fait que les âges absolus les plus faibles (aussi K/Ar) se trouvent exclusivement là où l'anatexis commençait.De tous ces rapports et des données P-T on peut conclure que le massif s'est refroidi d'abord uniformément jusqu'à 300° C environ à la suite d'un soulèvement et d'une érosion relativement rapides. Lorsque cette érosion fut à peu près arrêté, la vitesse de refroidissement dans la région des âges faibles des traces de fission, qui coïncide avec celle des plus hautes températures pendant le métamorphisme, s'élevait seulement à 2°/10 m. a. Là, les gradients géothermiques d'environ 60°/km ont diminué à 30–40°/km et dans la zone des âges élevés à 15–20°/km. Il faut donc que la source de chaleur originelle ait encore été active, ou qu'un autre mécanisme pour le maintien des gradients ait remplacé cette source de chaleur. On peut s'imaginer que les énormes volumes de granites et pegmatites dans cette région ont effectué une concentration des éléments radioactifs; il est ainsi possible que ceux-ci aient conduit à la distribution de chaleur postorogène que nous avons observée et qui ressemble beaucoup à la distribution de chaleur originelle.

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23 , 10 , 4 61 . , , - . .. , , . 80 000 ² / — 300° — 485 , , . 260 280° , 300 350 490 ( ). , ( 70– 80° ): 80–120 200–300 . , , 10 . , 660° . 300 3 . , , — . , — / — , . , 300° . - , , , 2° , 10 . 60°/ 30–40° /, 15–20°/. , - . , ; - , .

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Teil einer von der Universität Göttingen angenommenen Habilitationsschrift.     

Zusammenhänge in der Strukturgenese des Rheinischen Schiefergehirges

Zusammenfassung Ausgehend vom Maß der Inkohlung organischer Substanz in den Gesteinen des nördlichen Schiefergebirges einschließlich der Eifel können nach der Bestimmung der Beziehungen Aussagen zur tektonischen Evolution und zur Paläogeothermie des betrachteten Gebietes getroffen werden. Es bestätigen sich frühere Ansichten, daß die Großsättel aus Bereichen verminderter Absenkungsgeschwindigkeit in der Geosynklinale mit gleichzeitig relativ höheren geothermischen Gradienten hervorgehen. Obgleich Absenkung und Wärmefluß derart miteinander verbunden scheinen, ist das in den Inkohlungsdaten abgebildete Wärmefeld wahrscheinlich der Effekt einer Überlagerung eines präkinematischen, durch Absenkungsdifferenzen mitbestimmten Wärmefeldes mit einer während der Heraushebung in der Geosynklinalfüllung nordwärts wandernden Abkühlfront. Alle im Kartenbild deutlichen Großstrukturen des nördlichen Schiefergebirges sind auf ein kongruentes synsedimentäres Absenkungsmuster im Verein mit einer — möglicherweise ebenfalls vom thermischen Regime beeinflußten — differentiellen Heraushebung zurückzuführen. Der eigentlichen Faltung kommt dabei nur die Rolle eines die vorhandenen Strukturen überprägenden Faktors zu.

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The coal rank of organic matter dispersed in sediments of the northern Rhenish Massif including the Eifel permits — having determined the relationship — an evaluation of the tectonic and paleogeothermic evolution of the considered area. Earlier views on this subject are confirmed: Anticlinoria develop from geosynclinal zones of relatively lesser subsidence with, at the same time, elevated geothermal gradients opposite to the synclinoria. Although subsidence and heat flow appear to be related in this way, the observed temperature field — frozen in the vitrinite reflectance data — probably is due to the effect of the superposition of a prekinematic, differentiated temperature field, influenced by differential subsidence, with a cooling front moving northwards in the géosynclinal filling during uplift. All greater structures visible in the geologic map of the Rhenish Massif result from a congruent synsedimentary pattern of subsidence coupled with an equally differentiated pattern of postkinematic uplift, the latter also being influenced by the geothermal regime. The proper process of folding does not cause more than an overprinting of the preexisting structures.

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Résumé La dégradation thermique de la matière organique dispersée dans les sédiments du Schiefergebirge septentrional, y compris l'Eifel, permet, après détermination des relations, d'évaluer l'évolution tectonique et paléogéographique de la région considérée. Les vues antérieures sur ce sujet sont vérifiées: les anticlinaux de premier ordre résultent de zones géosynclinales à subsidence relativement réduite avec, en même temps, des gradients géothermiques élevés relativement aux synclinaux. Quoique subsidence et flux thermique paraissent liés de cette façon, le champ de température observé-attesté par les données de réflectance du vitrin-est probablement l'effet de la superposition d'un champ de température précinématique, codéterminé par des différences de subsidence, et d'un front de refroidissement se déplaçant vers le Nord pendant le soulèvement. Toutes les grandes structures que la cartographie a mis clairement en évidence dans le Schiefergebirge septentrional, sont à rapporter à un modèle de subsidence synsédimentaire associé à un soulèvement postcinématique différentiel, ce dernier peut-être aussi influencé par un régime géothermique. Au plissement proprement dit revient seulement le rôle d'un facteur se superposant aux structures déjà présentes.

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Zonen lateraler horizontaler Verschiebung in der Erdkruste und daraus ableitbare Aussagen zur globalen Tektonik

Zusammenfassung Es wird kurz auf die Ergebnisse der Untersuchungen über Horizontalverschiebungen im Bereich des alpidischen Gebirgsgürtels und der kontinentalen Kruste hingewiesen (Abb. 1, 2, 3). Großräumige tektonische Zusammenhänge sind nachweisbar, ein einheitliches planetares Lineamentsystem ist jedoch im känozoischen Verformungsbild nicht zu erkennen.Die Ansicht, daß die ozeanischen Rücken über einer im Erdmantel vertikal aufsteigenden Strömung liegen (Abb. 5 a) wird abgelehnt. Es wird die Hypothese aufgestellt, daß die ozeanischen Rücken dort liegen, wo unter der Lithosphäre im Erdmantel eine größte horizontale Fließgeschwindigkeit vorhanden ist (Abb. 5 b). Sowohl die charakteristische Zerschneidung der ozeanischen Rücken in relativ schmale Segmente wie auch die Knickung der linearen magnetischen Anomalien kann durch die Annahme einer weiträumigen horizontalen Strömung unter den ozeanischen Rücken erklärt werden (Abb. 8). In bezug auf die Strömungsrichtung in der Asthenosphäre werden Quer-Rücken, Parallel-Rücken und schief verlaufende Rücken unterschieden. Entlang den Horizontalverschiebungen, welche die Segmente der ozeanischen Rücken voneinander abtrennen, können sich 2 Rewegungsvorgänge abspielen und sich gleichzeitig überlagern: (a) Die relative horizontale seitliche Verschiebung bedingt durch den Ausdehnungsvorgang im zentralen Bereich des ozeanischen Rückens (sog. transform faulting) und (b) die relative horizontale seitliche Verschiebung, welche bedingt ist durch eine Zerscherung des Rückens als Ganzes (sog. wrench faulting) und die der erstgenannten Art der Verschiebung (a) in ihrem Sinn genau entgegengesetzt ist.Sowohl die Anordnung der Horizontalverschiebungen im alpidischen Gebirgsgürtel wie auch Verlauf und Struktur der ozeanischen Rücken weisen auf das Vorhandensein zweier Zentren oder Quellgebiete, eines im zentralen Pazifik (Pazifisches Zentrum), das andere 180 Längengrade davon entfernt im äquatorialen Afrika (Afrikanisches Zentrum) hin, die offenbar im geotektonischen Geschehen eine bedeutsame Rolle spielen.

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Results of investigation of Cenozoic strike-slip faults are summarized. In the range of the Alpide fold belt the nature of strike-slip faulting is wrench faulting (Figs. 1, 2, 3). Wrench faulting is also indicated in the crust of the NE-Pacific (Fig. 4).Special attention is given to the nature of faulting on the mid-oceanic ridges. The characteristic segmentation and apparent horizontal displacement of the oceanic ridges as well as the remarkable sharp bending of the magnetic lineation can hardly be explained by a convective upcurrent below the ridges. Sea-floor spreading is explained by assuming horizontal flow below the ridges (Fig. 5 b). As compared with the flow direction in the asthenosphere we may distinguish Transverse-ridges, Parallel-ridges and Oblique-ridges (Figs. 6, 7, 8). Along the great faults which cross the ridges, sea-floor spreading as well as a displacement of the ridge segments relative to each other may be going on simultaneously; both processes, transform faulting as well as wrench faulting, caused by the same flow pattern in the asthenosphere, overlap.Two geotectonic centers are indicated, one at 10° E, 0° N in Africa, the other at 170° W, 0° N in the central Pacific. We have to assume that underneath the lithosphère mantle material is flowing away from these centers. The horizontal component of flow velocity is gradually increasing and reaches a maximum of 50–60 degrees away from the centers (Fig. 10).

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Résumé L'analyse tectonique des systèmes de failles de décrochement actives pendant le Cénozoique fournit des indications sur la direction de la composante horizontale de la pression maximale dans la lithosphère continentale. On constate que cette direction s'accorde avec celle déduite des investigations séismologiques (Figs. 1, 2, 3).Un intérêt particulier est porté au mécanisme des grandes failles transversales qui coupent les dorsales médio-océaniques. L'hypothèse proposée est que, contrairement à la conception actuelle (Fig. 5 a), les dorsales médioocéaniques se situent là où, sous la lithosphère, dans l'asthénosphère, la composante horizontale de la vitesse de mouvement de matériel du manteau est la plus grande (Fig. 5 b). Cette hypothèse explique les structures caractéristiques des dorsales océaniques, aussi bien le cisaillement intensif des dorsales par les failles transversales que le changement brusque de direction des anomalies magnétiques (Figs. 6, 7, 8). D'après la direction de la composante horizontale du courant dans l'asthénosphère on peut distinguer: (a) les dorsales transversales, (b) les dorsales longitudinales et (c) les dorsales obliques. Dans le domaine des grandes failles coupant les dorsales océaniques deux types de mouvements horizontaux de sens opposés peuvent se superposer: (a) un movement dû à l'expansion de l'écorce dans la zone axiale de la dorsale (transform faulting) et (b) un mouvement de déplacement relatif des segments de la dorsale (wrench faulting).Deux centres géotectoniques sont indiqués, l'un à 10° E/0° N en Afrique centrale, l'autre à 170° W/0° N dans le Pacifique central. Il faut supposer qu'on a sous la lithosphère un mouvement du manteau de ces centres vers l'extérieur, dont la composante horizontale de la vitesse atteint un maximum à 50–60 degrés de distance de ces centres (Fig. 10).

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