Observation of reactions in synthetic Ca-poor pyroxene single crystals at elevated temperatures by X-ray diffraction

Diffuse streaks in diffraction patterns of synthetic pyroxene single crystals at elevated temperatures are used to determine which reactions are initiated and how they proceed. The samples investigated are a) a host orthopyroxene (Wo₄En₈₃Fs₁₃) containing oriented pigeonite (Wo₆En₇₈Fs₁₆) parallel to (100) and b) a pigeonite (Wo₈En₇₅Fs₁₇). The maximum temperatures were 820° C and 1,015° C, respectively. No partial melting occurs at these temperatures, all reactions are in the subsolidus. In case a) augite is formed parallel to the (001) plane of pigeonite, but the augite is not exsolved by the pigeonite. This is proved by the absence of the obligatory streaks between corresponding reflections in highly resolved precession photographs. Instead, there are streaks from augite to the corresponding reflections of the host orthopyroxene. Example b) demonstrates that the temperature of the high-low transformation of pigeonite is very sensitive to the Ca content and clearly depends on the exsolution of augite. This augite is oriented parallel to (100) of pigeonite, not to (001). Both the high and the low pigeonite are present over a range of ～150° C, while the exsolution of augite continues. Simultaneously, orthopyroxene is also formed sharing (100) of pigeonite. There seems to be an indication that only low pigeonite inverts to orthopyroxene.     

Solidus and subsolidus compositional relationships of some coexisting Skaergaard pyroxenes

Electron-microprobe analyses of coexisting Ca-rich and Ca-poor pyroxenes from rocks of the Skaergaard intrusion indicate that their compositional relationships are controlled by two types of tie-line in the pyroxene quadrilateral. Solidus tie-lines join bulk compositions of pairs of pyroxenes that crystallized contemporaneously from a melt at equilibrium. Subsolidus tie-lines join the compositions of lamellae and host materials in pyroxene exsolution intergrowths. The solidus tie-line for a pair of pyroxenes in a specimen and their subsolidus tie-lines do not coincide and the subsolidus tie-line for inverted pigeonite is further from the hedenbergite-ferrosilite join of the quadrilateral than that for augite.The orientation of solidus tie-lines within the pyroxene quadrilateral indicates that during the simultaneous crystallization of two pyroxenes from the Skaergaard magma there was similar partitioning of Mg and Fe in the two phases relative to the melt. The relationship of the subsolidus tie-lines of a pair of coexisting pyroxenes to their solidus tie-line indicates that during the formation of exsolution intergrowths, changes in the composition of the pyroxene matrix involved primarily a change in its CaMg+Fe ratio while those of the lamellae involved both a change in their CaMg+Fe ratio and in their MgFe ratio. The MgFe ratio of the augite lamellae in inverted pigeonite progressively increased with cooling while that of the Ca-poor lamellae in augite progressively decreased with cooling.     

Sigmoidal exsolution by internal shear stress in pyroxenes from chondritic meteorites

Pyroxenes of pigeonitic and augitic bulk compositions in H3–4 chondritic meteorites commonly exhibit sigmoidal precipitates, rather than the elsewhere common lamellar associations. Most often, submicrometric sigmoids with calcic clinopyroxene composition occur within clinoenstatite; more rarely, clinoenstatite sigmoids occur within calcic clinopyroxene. The sigmoids appear as 001 terminated lamellae, with terminations rotated in opposite directions towards the 100 orientation. Pre-exsolution pigeonite and augite formed at temperatures higher than 980 °C, whereas sigmoidal exsolution occurred between 990 and 830 °C. Local anomalous lattice parameters determined by electron diffraction suggest that lattice parameters are most strained where the exsolution texture is most poorly defined. Shear strain occurs during exsolution due to mismatching lattice parameters and variable angles. In response to shear stress, the lamellae relax and assume sigmoidal strained morphologies. Sigmoidal exsolution is strongly controlled by (100) orthoenstatite stacking faults that possibly trigger exsolution.     

Phase Relations and Crystallization Sequence in a Contact-Metamorphosed Rock from the Gunflint Iron Formation, Minnesota

Portions of the Gunflint Iron Formation, originally a ferruginoussediment, were metamorphosed by the intrusion of the DuluthComplex to assemblages containing: pigeonite (Wo₁₀En₂₄Fs₆₆)+olivine(Fo₁₃Fa₃₇)+Fe-Ti oxide (Mt₆₂Usp₃₄Hc₄)+plagioclase (An₉₄Ab₆)+vapor+augite (Wo₄₀En₂₀Fs₄₀) or cummingtonite Fe/(Fe+Mg) {smalltilde} 0.69; quartz was present but probably was not in equilibriumwith olivine. Comparison with synthetic phase-equilibrium studiesindicate conditions of initial recrystallization of T 800 °C,P_total 2kb, fo₂ slightly below that of the pure fayalite-magnetite-quartzassemblage, and P_H2O < P_total. During the slow cooling process following initial recrystallization,the phases present underwent a complex series of exsolution,inversion, oxidation, and hydration reactions. Pigeonite initiallyexsolved augite along (001), then inverted to orthopyroxene,which then exsolved augite along (100). The augite exsolvedonly pigeonite on (001) during its cooling history. The Fe-Tioxide for the most part oxidized to an intergrowth of magnetiteand ilmenite, although unoxidized portions later exsolved ulvöspinel.Cummingtonite exsolved actinolite, forming irregular patchesof the latter. Olivine, orthopyroxene, and augite reacted withplagioclase to form retrograde amphiboles. Orthopyroxene had difficulty nucleating during this slow coolingprocess, forming only at widely spaced points in mosaics ofprimary pigeonite grains, and never nucleating within primaryaugite grains. The resulting orthopyroxene grains are much largerthan the original pigeonite grains.     

Igneous pyroxenes from metamorphosed anorthosite massifs

Anorthosites, mangerites and charnockites from metamorphosed anorthosite massifs (the Adirondacks and elsewhere) commonly contain coarsely exsolved pyroxenes with substantial amounts of exsolved orthopyroxene (in clinopyroxene) and clinopyroxene (in orthopyroxene). Electron microprobe reintegration of such pyroxenes yields compositions which indicate that pigeonite and subcalcic augite coexisted before metamorphic reequilibration. Equilibration temperatures of 1100 °±100 °C for anorthosite and 1000 °C±100 °C for mangerites and charnockites are inferred from the solvus of Ross and Huebner (1975). These temperatures constrain minimum magmatic thermal conditions and suggest that the magmas were relatively dry. Exsolution lamellae of coarse pyroxenes and small equant coexisting pyroxenes (with little or no exsolution) yield temperatures of 750 °C, consistent with equilibration during granulite facies metamorphism. Relict igneous textures and compositions persisted through the metamorphic event due to dry P(H₂O) P(solid) metamorphic conditions. The reintegrated pyroxene compositions provide a window through the metamorphism and yield constraints on the pre-metamorphic igneous events.Contribution No. 340 from the Mineralogical Laboratory, Department of Geology and Mineralogy, The University of Michigan, Ann Arbor, Michigan, 48109, U.S.A.     

An electron microscopic study of amphibole lamellae in augite

Ion-thinned samples of augite from four plutonic igneous rocks have been examined in the electron microscope at 100 kV. Lamellae less than 0.08 m thick were observed parallel to (010) in all four samples. Electron diffraction shows that the lamellae consist of clino-amphibole, space group I2/m, with crystallographic axes parallel to those of the augite. Analytical electron microscopy of the lamellae in one specimen shows that they are a hornblende. The amphibole lamellae have nucleated at the interface between the augite host and exsolution lamellae of orthopyroxene parallel to (100) of the augite. The interface between the amphibole lamellae and the augite is coherent.It is thought that the amphibole lamellae have formed by exsolution from the augite, implying the existence of finite solid solution between members of the pyroxene and amphibole groups of minerals.     

Subsolidus reactions in lunar pyroxenes: An electron petrographic study

Zoned lunar pyroxenes have been examined by high voltage (800–1000 kV) transmission electron microscopy and electron diffraction, with the particular aim of providing information on the cooling history of individual pyroxenes. Microstructures resulting from composition discontinuities occurring during continuous crystallization, exsolution lamellae of pigeonite and augite and the development of denuded zones, and anti-phase domains (APD's) in pigeonite have been studied with respect to their scale, morphology and micro-structural evolution. These features have been further interpreted with respect to a proposed pseudobinary phase diagram of constant En/Fs.Information found to be the most useful for determining cooling rates in pyroxenes are: for quickly cooled rocks; microstructural evolution and APD size for moderately cooled rocks; and denuded zone widths and APD morphology for slowly cooled rocks.Now at U.S. Geological Survey, 959 National Center, Reston, Virginia 22092.     

Jahreszeitliche ökologische Beobachtungen an Foraminiferen im Limski kanal bei Rovinj/Jugoslawien (nördliche Adria)

Zusammenfassung Als Vorbericht einer Dissertation über ökologische Beobachtungen an Foraminiferen im Limski kanal wurde diese Arbeit auf der 60. Jahrestagung der Geologischen Vereinigung im Februar 1970 in Kiel referiert. Räumliche und zeitliche Verteilung benthonischer Foraminiferen im Limski kanal werden diskutiert. Jahreszeitliche Schwankungen in der prozentualen Zusammensetzung der drei großen Gruppen hyaliner, porzellanschaliger und agglutinierender Formen und auch einzelner Arten in der Lebend-Fauna können gezeigt werden. Ein Vergleich von Biocoenose und Thanatocoenose ergibt Unterschiede in der Zusammensetzung, wahrscheinlich eine Folge von Bioturbation. Untersuchungen von Lebend-Fauna in Sediment-Kernen, durchgeführt in cm-Intervallen, scheinen die Annahme zu bestätigen, daß Foraminiferen in offenen Bauten von Endobenthos leben können. Dort erreichen sie Konzentrationen, die etwa 8–10mal höher sein können als in normalen Oberflächen-Proben, bezogen auf eine definierte Fläche.

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This preliminary note of a thesis dealing with ecological observations of foraminifera in the Limski kanal was reported during the 60th annual meeting of the Geologische Vereinigung in Kiel, February 1970. Spatial and seasonal distributions of benthonic foraminifera in the Limski kanal are discussed. Percentage relations of the three major groups, hyaline, porcelaneous and agglutinated forms and also of single species, show seasonal variations in the living fauna. A comparison between the biocenosis and the thanatocenosis reveals differences in the faunal composition, probably caused by bioturbation. Research into the living fauna carried out in two sediment-cores, which were cut in cm-intervals, seem to prove the assumption that foraminifera are able to live in open burrows of endobenthos. There they can attain concentrations which are about 8 to 10 times higher than in normal surface samples, referred to a defined area.

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Résumé Cette note préliminaire d'une thèse traitant des observations écologiques sur les foraminifères benthoniques dans le Limski kanal a été présentée à l'assemblée annuelle de la Geologische Vereinigung à Kiel au mois de février 1970. La distribution spatiale et saisonnière des foraminifères a été étudiée; les relations (en pour cent) des trois groupes majeurs de foraminifères: hyalin, porcellainier et agglutinant et aussi des espèces singulières dénotent des variations saisonnières. Une comparaison entre la biocénose et la thanatocénose révèle des différences en ce qui concerne la composition, différences probablement causées par la bioturbation intensive au fond du Limski kanal. En recherchant les foraminifères vivants (colorés) dans deux carottes coupées à intervalles réguliers d'un cm, l'hypothèse que les foraminifères vivent en terriers ouverts de l'endobenthos semble être vérifiée. Ils peuvent atteindre ici des concentrations 8 à 10 fois plus hautes que celles des échantillons «normaux» tirées de la surface du sédiment en se réfèrent à une aire bien définie.

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Limski . % — , —, . , , , . , . 8–10 , .

     

Luna 20 pyroxenes: exsolution and phase transformation as indicators of petrologic history

Pyroxenes from our sample of Luna 20 soil are predominantly orthopyroxene with subordinate pigeonite. The orthopyroxenes are chromium-rich bronzites and contain submicroscopic lamellae of augite in a twinned orientation exsolved on (100). These lamellae have a composition close to the diopside-hedenbergite join. Asymmetric diffuse streaks parallel to $\text{a}{}^1$ indicate stacking faults parallel to (100) and possibly very thin (10–20 Å) lamellae of clinobronzite parallel to (100). Pigeonite crystals are very complex crystallographically and chemically, with optically visible (001) augite exsolution lamellae and two sets of chromite exsolution lamellae. In addition, there are submicroscopic (100) augite lamellae and a second generation of clinohypersthene lamellae which appear to have exsolved from the (001) augite lamellae. The clinohypersthene host, which has a large number of stacking faults parallel to (100), has partially inverted to hypersthene of the same composition. The hypersthene occurs as very fine lamellae (less than 1000 Å) parallel to the (100) plane of the clinohypersthene. X_D^Fe-Mg values for five host-lamellae pairs in pigeonite K-4 indicate a significant amount of subsolidus readjustment. We tentatively conclude that many of the bronzite and pigeonite crystals were derived from rocks crystallized from a high level magma chamber in the lunar highland crust.     

Neotectonics of the central parts of the Balkan Peninsula: Basic features and concepts

The neotectonic movements on the Balkan Peninsula occurred after the last intense thrusting (Early Miocene), and after the Early — Middle Miocene planation. They were controlled by extensional collapse of the Late Alpine orogen, and by extension behind the Aegean arc, and were influenced by the complicated vertical and horizontal movements in the Pannonian region. The Stara-planina and Dinarian-Hellenic linear neotectonic morphostructures inherited the Alpine orogenic zones (Balkanides and Dinarides-Hellenides) and bounded the Central-Balkan neotectonic region. The linear morphostructures were tilted towards the Pannonian and Euxinian basins and the North-Aegean trough.The Central-Balkan neotectonic region has a complicated block structure (horst-and-graben pattern) dominated by the NNW-SSE Struma and Vardar lineaments, the WNW-ESE Sava and Marica lineaments, and the Middle-Mesta and North Anatolian fault zones. The dominating Serbo-Macedonian neotectonic swell was rifted, and subsided along the Struma and Vardar lineaments. The range of the vertical neotectonic displacements reached a maximum of 3–4 km, and even up to 6 km at the edges of the Pannonian and Aegean basins. The general doming of the region was controlled by the isostatic uplift of a thickened crustal lens (Rhodope Massif) in the southern margin of the Eurasian plate. The collapse of the complicated domal structure began along the main (Struma, Vardar and Marica) lineaments in the central parts of the dome, and continued in the Pliocene and Quaternary along a more external contour bounded by the Stara-planina and Dinarian-Hellenic linear morphostructures.

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Zusammenfassung Die neotektonischen Bewegungen der Balkan-Halbinsel begannen nach den letzten intensiven Überschiebungen (frühes Miozän) und nach der frühbis mittelmiozänen Verebnung. Gesteuert wurden die Bewegungen durch den Dehnungskollaps des spätalpinen Orogens, der Dehnung hinter dem Ägäischen Bogen und den komplizierten vertikalen und horizontalen Bewegungen in der pannonischen Region. Die neotektonische Region des Zentralbalkans liegt zwischen den linearen, neotektonischen Morphostrukturen der Strara-planina und der Dinariden-Helleniden. Sie übernahmen die alpidischen Orogenzonen der Balkaniden und Dinariden-Helleniden und wurden zum Pannonischen-, dem Präkarpatischen- und dem Nordägäischen Trog geneigt.Die Region zeigt einen komplizierten Blockaufbau (Horst- und Grabenstrukturen), der von den NNW-SSE streichenden Struma- und Vardar-Lineamenten, von den WNW-ESE verlaufenden Sava- und Marica-Lineamenten und der Mittelmesta- und der Nordanatolischen Bruchzone dominiert war. Die Serbo-mazedonische neotektonische Schwelle war von Bruchspaltenbildung und Absenkung parallel der Struma- und Vardar-Lineamente betroffen. Die Höhe der vertikalen Versatzbeträge erreichte ein Maximum von 3–4 km; an den Rändern des Pannonischen und Ägäischen Beckens sogar mit bis zu 6 km. Die allgemeine Aufwölbung der Region wurde durch isostatische Hebung der verdickten Krustenteile (Rhodopisches Massiv) am Südrand der Eurasischen Platte bedingt. Der Kollaps der komplizierten Domstruktur begann in dessen Zentralteil entlang der Hauptlineamente (Struma-, Vardar- und Marica-Lineament) und setzte sich, während des Pliozäns und Quartärs, in den peripheren Bereichen, parallel zu den äußeren Begrenzungen (Balkaniden, Dinariden-Helleniden) der linearen Morphostrukturen, fort.

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Résumé Les mouvements néotectoniques dans la péninsule balkanique ont eu lieu après les derniers charriages d'âge miocène inférieur et la pénéplanation du Miocène inférieur et moyen. Ils ont été régis par l'affaissement extensionnel de l'orogène alpin tardif, par l'extension derrière l'arc égéen et par les mouvements verticaux et horizontaux complexes dans la région panonnienne. La région néotectonique centrebalkanique est située entre les morphostructures néotectoniques linéaires de Stara-Planina et des Dinarides-Hellénides. Celles-ci sont héritées des zones orogéniques alpines des Balkanides et des Dinarides-Hellénides et ont été inclinées vers les bassins panonnien, euxinien et nord-égéen.La région possède une structure en blocs (horsts et grabens) compliquée, dominée par les linéaments NNW-SSE de Struma et du Vardar, les linéaments WNW-ESE de Sava et de Marica et les zones faillées de Moyenne Mesta et d'Anatolie du nord. La ride néotectonique serbo-macédonienne a subi rifting et subsidence au long des linéaments de Struma et du Vardar. Les déplacements néotectoniques verticaux ont atteint 3 à 4 km au maximum, et même 6 km dans les bordures des bassins panonniens et égéen. Le soulèvement en dôme de la région a été provoqué par la montée isostatique d'une portion épaissie de l'écorce (massif du Rhodope) dans la marge méridionale de la plaque eurasiatique. L'affaissement de cette structure en dôme complexe a commencé le long des linéaments principaux (de Struma, Vardar et Marica) dans les parties centrales du dôme et a continué pendant le Pliocène et le Quaternaire le long d'un contour plus externe limité par les morphostructures néotectoniques linéaires de Stara-Planina et dinarohellénique.

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Zum Problem der Schichtlücken im Devon der Sierra Morena (Spanien)

Zusammenfassung Im Devon der nördlichen Sierra Morena und der Sierra de San Pedro treten Schichtlücken auf, die in den untersuchten Mulden ein unterschiedliches Ausmaß erreichen. Das Mitteldevon konnte nirgends nachgewiesen werden. Das Oberdevon folgt unmittelbar über unterdevonischen oder auch silurischen Schichten. Im südlichen Arbeitsgebiet kann sogar das Oberdevon fehlen, so daß unterkarbonische Sedimente über silurischen und älteren Schichten liegen.Für das Fehlen von Oberdevon kann Schwellenbildung und damit verbundene Abtragung vermutet werden. Die Schichtlücken im Unter- und Mitteldevon der übrigen Gebiete scheinen dagegen durch Unterbrechung der Sedimentzufuhr erklärbar zu sein.

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In the Devonian of northern Sierra Morena and Sierra de San Pedro there exist stratigraphical breaks of different amount in the investigated troughs. No Middle Devonian could be found. Upper Devonian rests directly upon Lower Devonian or Silurian rocks. Due to the occasional lack of Upper Devonian in the southern area under discussion even sediments of Lower Carboniferous age may superpose Silurian and older deposits.The absence of Upper Devonian is supposed to be caused by development of ridges and their erosion. However, stratigraphical breaks during Lower and Middle Devonian in the other areas seem to be explicable by non-deposition.

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Résumé Dans les synclinals étudiés du Dévonien de la Sierra Morena septentrionale et de la Sierra de San Pedro il y a des lacunes stratigraphiques atteignant de différentes ampleurs. Dévonien moyen ne fut nulle part observé. Dévonien supérieur suit immédiatement les couches du Dévonien inférieur ou bien du Silurien. Dans le secteur méridional il y a même des lacunes stratigraphiques du Dévonien supérieur, et les sédiments du Carbonifère inférieur reposent sur le Silurien ou sur des couches plus anciennes.Il est possible qu'un soulèvement d'un paléorelief accompagné de l'érosion soit responsable de la lacune du Dévonien supérieur. Quant aux lacunes du Dévonien inférieur et moyen des autres régions elles sont plutôt à expliquer par non-déposition.

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L'origine des saumures dans les roches sédimentaires de l'écorce terrestre

Résumé Les eaux salées dans les roches sédimentaires de l'écorce terrestre se trouvent universellement à diverses profondeures; de peu profondes à de considérables. Sur le sujet de leur origine on a fondé beaucoup d'hypothèses. On peut les diviser en trois groupes: sédimentaire, d'infiltration et endogénique. La plus repandue est la première, d'après laquelle toutes les eaux salées qui se trouvent dans les roches de provenance marine sont sédimentaires et métamorphisées et synchroniques avec les roches.L'auteur à la base de longues études faites sur les saumures de la Pologne et d'autres régions se servant d'une analyse des conditions paléohydrogéologiques, est venu à la conclusion que dans la formation de ces eaux le processus d'infiltration est d'une grande importance. D'après lui dans les roches sédimentaires de la croûte terrestre existaient d'une part des régions où ont préponderé les processus sédimentaires de la formation des saumures souterraines (les régions des plateformes récentes) et d'autre part celles où ont dominés les processus de l'infiltration des eaux superficielles salées (les régions orogéniques et dans une grande part celles d'anciennes plateformes). Dans la formation des saumures on attribue donc une grande signification aux conditions tectoniques qui existaient dans les époques géologiques particulières et ont déterminé la paléohydrodynamique dans les régions définies.

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Salt waters in the sedimentary rocks of the earthcrust generally occur at various depths ranging from shallow to considerably deep. Their origin is subject of many hypotheses which can be divided into three groups: hypotheses suggesting sedimentary, infiltration, and endogenic origin. The most widespread is the first one according to which all salt waters occurring in rocks of marine origin are metamorphosed, sedimentary marine waters synchronogenic with the rocks.On the basis of many years' studies of the brines of Poland and other regions by means of paleohydrological analysis, the author concludes that in the formation of these waters processes of infiltration had great importance. According to his opinion, in the sedimentary rocks of the earthcrust two types of areas exist: areas in which the sedimentary formation of subsurface brines prevailed (areas of recent platforms), and others in which infiltration of superficial salt waters dominated (orogenic areas and, to a large extent, the areas of ancient platforms). Therefore, in the formation of brines great significance is attributed to the tectonic conditions of particular geological periods which in turn determined the paleohydrodynamic of the area.

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Zusammenfassung Die salzhaltigen WÄsser in den sedimentÄren Gesteinen der Erdkruste befinden sich allgemein in verschiedenen Tiefen. über ihre Herkunft gibt es viele Hypothesen, die man in drei Gruppen teilen kann: sedimentÄre Entstehung, Infiltration oder endogene Zufuhr. Am meisten ist die erste Ansicht verbreitet: nach ihr sollen alle salzhaltigen WÄsser, die sich in den Gesteinen mariner Herkunft befinden, als sedimentÄre und metamorphe MeerwÄsser gedeutet werden und gleich alt mit den Gesteinen sein.Der Verfasser kommt nach vieljÄhrigen Forschungen in den Solen Polens und anderer Gebiete auf Grund einer palÄohydrogeologischen Analyse zu dem Schlu\, da\ in der Entstehung dieser WÄsser die Infiltrationsprozesse eine gro\e Bedeutung hatten. Seiner Meinung nach befinden sich in den sedimentÄren Gesteinen der Erdkruste auf der einen Seite Serien, in denen die unterirdischen Solen wÄhrend der Sedimentationsprozesse entstanden sind — in rezenten Plattformgebieten -, auf der anderen Seite Gesteine, die die Sole wÄhrend Infiltrationsprozessen von salzhaltigen OberflÄchenwÄssern erhalten haben — bevorzugt in orogenen Gebieten und in gro\em Ma\e auf alten Plattformen. Man sieht also, da\ für die Soleherkunft die tektonischen Bedingungen der einzelnen geologischen Perioden gro\e Bedeutung haben, weil sie die PalÄohydrodynamik der bestimmten Gebiete vorgezeichnet haben.

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

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

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

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

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Chronometric calibration of a comparative time scale for the mesozoic and paleozoic

The relationship between radiometric and biostratigraphic ages is analyzed by local empirical methods and illustrated in chronograms for the mesozoic and paleozoic stages. The chronograms allow estimates for stage boundaries and their errors. Consequently, the ages for epoch boundaries and their errors are discussed which, for several reasons, may not be identical with the age and error of the oldest stage of an epoch.The analysis results in a comparative time scale which could be a compromise between the time scales currently under discussion. A specific feature of the derived time scale is its rather strong cyclicity with periods around 74 (73±1) ma.

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Zusammenfassung Alter und Fehlergrenzen für mesozoische und paläozoische Stufengrenzen werden mittels einer lokalen empirischen Schätzmethode neu berechnet. Daraus ergeben sich Schätzungen für die Alter und Fehler der Epochengrenzen, die aus verschiedenen Gründen nicht mit denen derältesten Stufe einer Epoche zusammenfallen.Die Auswertung der Chronogramme führt zu einer vergleichenden Zeitskala, die im wesentlichen einen Kompromi\ zwischen den gegenwärtig gängigen Zeitskalen darstellt. Bemerkenswert ist, da\ die Zeitskala ein hohes Ma\ an Zyklizität aufweist, wobei sich Perioden von 74 (73±1) ma ergeben.

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Résumé Les relations entre les âges radiométriques et les âges biostratigraphiques sont analysées par des méthodes locales et empiriques. Elles sont présentées dans des chronogrammes se référant aux étages du MésozoÏque et du PaléozoÏque. Ces chronogrammes permettent d'estimer les limites d'étages et les erreurs de cette estimation. Les âges des limites de systèmes et leurs erreurs sont discutés en conséquence. Pour diverses raisons ils ne sont pas identiques à ceux de l'étage le plus ancien d'un système.L'analyse des chronogrammes aboutit à une échelle de temps comparative qui représente un compromis entre les échelles de temps couramment discutées. Une propriété remarquable de cette échelle est de faire apparaÎtre une cyclicité dont la période est de 74 (73±1) Ma.

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- . , . , . , 74 (73 ± 1) .

     

Scapolite-bearing and related calc-silicate layers from the alpujarride series. (Betic cordilleras of Southern Spain). A discussion on their origin and some comments

Generalized development of calc-silicate bands in several alpujarride units of the central and western segments of the Betic Zone, is interpreted as the result of metamorphic differentiation from original calcium-rich sedimentary beds in the sequence. Presence of Scapolite suggests that this phenomenon may have been made possible by the catalizing action of high anion concentrations in the pore fluid medium during metamorphism, probably caused by the existence of evaporic material in the original sediments. This hypothesis, which is further supported by anomalous high Ca, Na and K contents of the enclosing metapelites, leads to the correlation of the present calc-silicate bearing metamorphic formations with well-known permo-werfenian evaporitic series in other units of the Betic Zone. The use of this new criterion of stratigraphic correlation would indicate that highly metamorphosed permo-triassic sequences have often been misidentified as more ancient formations, thus causing an underestimation of the importance of alpine HT-LP metamorphism in the alpujarride tectonic domain.

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Zusammenfassung Das häufige Auftreten von Kalksilikatbändern (manchmal mit Skapolith) in einigen alpujarriden Einheiten, besonders im zentralen und westlichen Abschnitt der betischen Kordillere, wird erklärt als Ergebnis einer metamorphen Differentiation von ursprünglich Ca-reichen Schichten. Die Anwesenheit von Skapolith legt eine hohe Anionenkonzentration der intergranularen fluiden Phasen während der Metamorphose nahe, bedingt durch evaporitisches Material der ursprünglichen Sedimente. Diese Hypothese, zusätzlich gestützt durch den extrem hohen Gehalt der umgebenden Pelite an löslichen Kathionen (Ca, Na, K), erlaubt die Korrelation der Kalksilikatbänder-haltigen Formationen mit aus anderen betischen Einheiten bekannten evaporitischen Serien des Permowerfenïan. Auf die stratigraphische Korrelation angewendet, legt dies nahe, daß öfters hochmetamorphe, permotriadische Serien fälschlicherweise als älter betrachtet wurden, was zu einer Unterschätzung der alpinen Metamorphose (Niederdruck-Hochtemperatur) im alpujarridem Bereich führte.

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Resumen El desarrollo bastante generalizado de bandas de silicatos calcicos, entre los cuales se encuentra a veces una escapolita, en varias unidades alpujárrides de los segmentos central y occidental de la Zona Bética, es interpretado como el resultado de un proceso de diferenciación metamórfica a partir de lechos sedimentarios originalmente ricos en calcio. La presencia de escapolita sugiere que este hecho ha sido probablemente posible gracias a la existencia de una alta concentración de aniones en el fluido metamórfico intergranular, condicionada por la existencia de material evaporitico en los sedimentos originales. Esta última hipótesis que es ulteriormente apoyada por un contenido anómalamente alto de cationes solubles (Ca, Na, K) en las metapelitas encajantes, permite correlacionar las formaciones que contienen los lechos de silicatos calcicos con conocidas series evaporiticas de edad permowerfenense en otras unidades de la Zona Bética. La aplicación de este nuevo criterio de correlación estratigráfica sugiere que series permotriásicas altamente metamorfizadas han sido a menudo erróneamente interpretadas como más antiguas, hecho que ha conllevado a una substimación de la importancia del metamorfismo (BP-AT) alpino en el dominio tectónico alpujárride.

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Résumé Le developpement très fréquent de roches litées à silicates calciques dans quelques unités alpujarrides des regions centrale et occidentale de la Zone Bétique, est interpreté comme la conséquence d'un processus de différenciation métamorphique à partir de lits riches en calcium dans les sequences sédimentaires originelles. La présence de scapolite suggére que ce phénomène a été rendu possible par l'intervention d'un cataliseur naturel, tel que des hautes concentrations en anions dans le milieu fluide intergranulaire pendant le métamorphisme, occasionées probablement par l'existence de materiel évaporitique dans les sédiments originels.Cette hypothese, qui se trouve additionellement supportée par des teneurs élevées en cations solubles des métapelites encaissantes, permet d'assimiler les formations qui contiennent les lits à silicates calciques avec des séries évaporitiques permowerféniennes, bien connues dans d'autres unités des zones internes des Cordilléres Bétiques. L'application de ce nouveau critère de corrélation stratigraphique indiquerait que des séquences permotriasiques fortement affectées par le métamorphisme ont été souvent à tort interprétées comme plus anciennes, amenant ainsi a une sous-estimation de l'importance du métamorphisme alpin (BP-HT) dans le domaine tectonique alpujarride.

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Precambrian sedimentation,tectonics, and magmatism in Mexico

Present status of geologic mapping indicates that there are three major units of Precambrian rocks in Mexico. The oldest (older than 1,700 m. y.) and the youngest (younger than 700 m. y.) are confined to the northwest part of the country. The intermediate unit (1,300-800 m. y.) is distributed in eastern and southern Mexico and extend into northern Guatemala.The rocks making up the oldest unit accumulated as greywackees and associated volcanics in a eugeosyncline prior to 1,700 m. y. ago; this eugeosyncline extended into Mexico from the north-northeast, where it bordered the older Precambrian craton. These rocks underwent metamorphism and anatexis around 1,700 m. y. ago, that produced the development of the amphibolite-granulite facies and the emplacement of granitic stocks and batholiths.A similar history, but somewhat younger, is recorded for the Precambrian rocks in eastern and southern Mexico. These rocks accumulated in the southern continuation of the Grenville Geosyncline as greywackees and volcanics, starting about 1,300 m. y. ago. These rocks underwent metamorphism and anatexis during the interval of 1,000-900 m. y. ago to form the Oaxacan Structural Belt.An event of granitic magmatism, around 700 m. y. ago, is evidenced in the extreme northwest and southeast of Mexico which, heretofore is not recognized in Texas. In the northwest, this was followed by the intrusion of diabase dykes, prior to the deposition of the youngest Precambrian sediments.During latest Precambrian time, in northwest Mexico, an about 2,000 m thick sequence of conglomerate, sandy shale and dolomite, containingCollenia, Cryptozoa and other organisms, accumulated on top of the eroded older Precambrian metamorphics and granitic rocks, that formed the northeast flank of the miogeosynclinal part of the ancestral North American Cordilleran Geosyncline, representing a near-shore facies. These rocks deformed together with the overlying Paleozoic sedimentary rocks at the end of the Paleozoic, during the Sonoran Orogeny.The present abrupt truncation in the west of both the older and youngest Precambrian rocks in northwest Mexico against the Gulf of California, is the result of the combination of late Paleozoic movements along the Texas Lineament and Torreón-Monterrey Fracture Zone, of the regeneration due to Early Jurassic metamorphism and anatexis, and of movements along the late Mesozoic-Tertiary San Andreas Fault System. A similar truncation of the younger Precambrian rocks in southern Mexico against the Pacific Ocean crust, is considered to be result of a combined thrust and left-lateral movement along the Jalisco-Nicoya Fault during medial Tertiary time.

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Zusammenfassung Nach dem augenblicklichen Stand der geologischen Kartierung gibt es drei Haupteinheiten präkambrischer Gesteine in Mexiko. Die ältesten (> 1700 M. J.) und die jüngsten (< 700 M. J.) sind auf den Nordwestteil des Landes beschränkt, während die mittlere Einheit (1300-800 M. J.) in Ost- und Südmexiko vorkommt und sich bis nach Nord-Guatemala erstreckt.Die Gesteine der ältesten Serie - Grauwacken und vulkanische Gesteine — wurden vor mehr als 1700 M. J. in einer Eugeosynklinale abgelegt, die nach Mexiko von NNE her hineinreichte, wo sie einen noch älteren Kraton begrenzte. Vor etwa 1700 M. J. wurden diese Gesteine der Metamorphose und Anatexis unterzogen; daraus resultierte die Amphibolit-Granulit-Fazies, die Platznahme von Granitstöcken und Batholiten.Eine ähnliche Geschichte hatten die jüngeren präkambrischen Gesteine Ostund Süd-Mexikos. Hier wurden, beginnend etwa vor 1300 M. J., in der südlichen Fortsetzung der Grenville-Geosynklinale Grauwacken und vulkanische Gesteine abgelagert. Vor 1000-900 M. J. fanden Metamorphose und Anatexis statt, und der Oaxacan-Strukturbogen entstand.Granitischer Magmatismus fand vor etwa 700 M. J. im äußersten Nordwesten Mexikos (ebenfalls südöstlich von Mexiko) statt, der in Texas bisher nicht nachgewiesen wurde. Ihm folgten Diabasintrusionen; nach denen kam es zur Ablagerung jüngster präkambrischer Sedimente.Im jüngsten Präkambrium wurde in NW-Mexiko eine etwa 2000 m mächtige Serie von Konglomeraten, sandigem Tonstein und Dolomit (Collenia, Cryptozoa und andere Organismen enthaltend) abgelagert, und zwar diskordant auf älter präkambrischen metamorphen und granitischen Gesteinen. Sie bildeten in Küstenfazies die Nordostflanke des miogeosynklinalen Teiles der angestammten nordamerikanischen Kordilleren-Geosynklinale. Sie wurden zusammen mit den überlagernden paläozoischen Sedimenten am Ende des Paläozoikums gefaltet (Sonoran-Orogenese).Das heutige plötzliche Aufhören der älteren und der jüngsten präkambrischen Gesteine Nordwest-Mexikos im Westen gegen den Golf von Kalifornien ist das Ergebnis der Kombination von spätpaläozoischen Bewegungen entlang dem Texas-Lineament und der Torreón-Monterrey-Bruchzone (s. Abb. 11), ihrer Regeneration während frühjurassischer Metamorphose bzw. Anatexis und von Bewegung entlang der spätmesozoisch-tertiären San-Andreas-Bewegung. Ein ähnliches Aufhören der jüngeren präkambrischen Gesteine in Süd-Mexiko gegen die Kruste des Pazifiks gilt als das Ergebnis gleichzeitiger Überschiebung und linksseitlicher Seitenverschiebung im mittleren Tertiär entlang der Jalisco-Nicoya-Verwerfung.

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Resumen El estado actual de la cartografía geológica indica que existen tres unidades principales de rocas precámbricas en México. La unidad más antigua (más antigua que 1,700 m. a) y la más reciente (más reciente que 700 m. a.) se limitan para la parte noroccidental del país. La unidad intermedia (1,300-800 m. a.) se encuentra en las partes oriental y meridional de México, y se extiende a la parte septentrional de Guatemala.Las rocas, que constituyen la unidad más antigua, se acumularon como grauvacas y rocas volcánicas relacionadas en un eugeosinclinal, antes de 1,700 m. a.; este eugeosinclinal se extendió a México desde el norte-noreste, donde rodeó un cratón precámbrico aún más antiguo. Estas rocas sufrieron metamorfismo y anatexis cerca de 1,700 m. a., procesos que produjeron el desarrollo de la facies de anfibolita-granulita y el emplazamiento de troncos y batólitos graniticos.Una historia similar, aunque algo más reciente, registran las rocas precámbricas en las partes oriental y meridional de México. Estas rocas acumularon en la prolongación meridional del Geosinclinal Grenville, como grauvacas y rocas volcánicas, a partir, hace aproximadamente de 1,300 m. a. Estas rocas pasaron por metamorphismo y anatexis durante el período comprendido entre 1,000 y 900 m. a., para formar la Faja Tectónica Oaxaqueña.Un evento de magmatismo granítico, ocurrido hace cerca de 700 m. a., se manifiesta en los extremos noroccidental y suroriental de México, y el cual aún no se ha identificado en Texas. En el noroeste, este evento fue seguido por la intrusión de diques de diabasa, antes del depósito de los sedimentos precámbricos de los más recientes.Durante el Precámbrico lo más tardío, en el noroeste de México, se acumuló una sequencia de cerca de 2,000 m de espesor, encima de las rocas metamórficas y graníticas precámbricas más antiguas profundamente erosionadas que formaron en flanco nororiental de la parte miogeosinclinal del ancestral Geosinclinal Cordillerano de Norte América; la secuencia consiste en conglomerado, lutita arenosa, y dolomita conCollenia, Cryptozoa, y con otros organismos, representando una facies cercana a la costa.La terminación actual abrupta occidental de las rocas precámbricas más antiguas y las más recientes en el noroeste de México contra el Golfo de California, es el resultado de movimientos paleozoicos tardios a lo largo del Almeamiento de Texas y de la Zona de Fracturamiento Torreón-Monterrey, de la regeneración producida por el rnetamorfismo y anatexis durante el Jurásico Temprano, y de movimientos a lo largo del Sistema de Fallas San Andreas durante el Mesozoico tardío-Terciario. Un truncamiento similar de las rocas precámbricas más recientes en el sur de México contra la corteza del Océano Pacífico, se considera como resultado tanto de movimiento lateral sinistral como de cabalgamiento a lo largo de la Falla Jalisco-Nicoya, durante el Terciario medio.

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₁ : (_h700 ) ( 700 ) - ; (1300-800 ) . — — 1700 , NNE . 1700 , - , . . , 1300 Grenville . 1000-900 n. 700 - ( - ) , . , . NW – 2000 — , ( Collenia, Cryptozoa ). - . . - Terreon-Monterrey (p . 12), - , -- San-Andreas. , Jalisco-Nic.

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Publication authorized by the Director of Instituto de Geologia, Universidad Nacional Autónoma de México.     

Certain problems of structure and conditions of evolution of transition zones between continents and oceans

A third type of transition zones from oceanic to continental crust here called Columbian, is proposed, in addition to the two more commonly known types. Subsidence of the Earth's crust, typical of all transition zones, is shown to be connected (by geophysical properties) with the transformation of continental crust into intermediate crust and later into oceanic. The most likely mechanism of such changes is the basification of continental crust, its foundering, block by block, into the heated upper mantle, and its substitution by the new oceanic crust. The evolution of transition zones of Pacific type is largely influenced by deep faults, which reach down to the level of undepleted mantle; from this level to the surface the volatile products rise as the essential means of formation of calc-alkali magmas on island arcs. Benioff zones are deep faults whose inclination is secondary and connected with the density contrast in the upper mantle on either side of the Benioff zone. The denser mantle flows under less dense mantle, whereas the subduction phenomenon, as depicted by plate tectonics, is nonexistent.On the whole, the evolution of transition zones tends towards growth of the oceans at the expense of the continents, but oceanic crust thickens by addition of volcanogenic layers of andesitic composition in transition zones of Pacific type, on island arcs of the Second type.

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Zusammenfassung Den Übergangszonen zwischen ozeanischer und kontinentaler Kruste, die bisher in zwei Typen eingeteilt wurden, wird eine dritte hinzugefügt. Diese wird hier Kolumbische Übergangszone genannt. Es wird gezeigt, daß Subsidenz der Erdkruste, typisch für alle Übergangszonen, verbunden ist mit der Transformation kontinentaler Kruste in intermediäre und schließlich in ozeanische Kruste. Der wahrscheinlichste Mechanismus für diese Veränderungen ist die Sockelbildung der kontinentalen Kruste, ihr blockweises Eingehen in den heißen Oberen Mantel und schließlich ihre Umwandlung in neue ozeanische Kruste.Die Evolution der Übergangszonen vom pazifischen Typ ist stark beeinflußt durch tiefgreifende Störungen, die bis in den Mantel reichen. Von diesem Niveau steigen die beweglicheren Produkte als die wesentlicheren Anteile der Kalkalkali-Magmen an Inselbögen auf bis hin zur Oberfläche.Benioff-Zonen sind tiefgreifende Störungen, deren Einfallen sekundär und an die Dichte Unterschiede innerhalb des Oberen Mantels auf ihren beiden Seiten gebunden ist. Die dichteren Mantelanteile fließen unter die weniger dichten, wohingegen das Phänomen der Subduktion, wie es im Rahmen der Plattentektonik dargestellt wird, nicht existiert.Die Evolution der Übergangszonen tendiert im großen und ganzen zur Ausbreitung der Ozeane auf Kosten der Kontinente. Die ozeanische Kruste verstärkt sich in den Übergangszonen des pazifischen Typs durch Anbau vulkanogener Lagen mit andesitischer Zusammensetzung.

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Résumé Aux zones de transition entre la croûte continentale et la croûte océanique, jusqu'à présent ramenées à deux types, s'en ajoute une troisième, ici dénommée»Zone de transition colombienne«. On montre ici que la subsidence de l'écorce terrestre, typique pour toutes les zones de transition, est reliée (par des propriétés géophysiques) à la transformation de la croûte continentale en une croûte intermédiaire et ensuite océanique. Le mécanisme le plus probable de ces changements consiste dans la basification de la croûte continentale, son effondrement bloc après bloc dans le manteau supérieur rechauffé, et sa substitution par la nouvelle croûte océanique. L'évolution des zones de transition de type Pacifique est largement influencée par des failles profondes descendant jusqu'au niveau du manteau intact, niveau à partir duquel les produits volatiles montent vers la surface, en temps qu'éléments essentiels pour la formation des magmas calco-alcalins dans les arcs insulaires. Les zones de Benioff sont des failles profondes dont l'inclinaison est secondaire, et en liaison avec les contrastes de densité dans le manteau supérieur de chaque côté de la zone Benioff. Le manteau plus dense s'écoule sous le manteau moins dense, étant entendu que le phénomène de subduction, tel que le décrit la tectonique de plaques, est inexistant. — Dans l'ensemble, l'évolution des zones de transition tend vers la croissance des océans aux dépens des continents, tandis que la croûte océanique s'épaissit par addition des couches volcanogènes de composition andésitique dans les zones de transition de type Pacifique, sur les arcs insulaires du second type.

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Geochemical characteristics of Archaean and Late Proterozoic to Palaeozoic fine-grained sediments from Southern Africa and significance for the evolution of the continental crust

Chemical data for pelitic rocks (shallow-marine platform sediments) of the 2.9 Ga old Pongola Supergroup, South Africa, and the 550–700 Ma old Nama Group, Namibia, revealed clearly different compositions in both groups. A comparison of the Pongola and Nama data with literature values for sedimentary rocks shows a trend for Cr/TiO₂ and Cr/Zn ratios as well as the absolute Cr and Ni concentrations to lower values with decreasing age, whereas the Cr/Ni ratios seem to remain broadly constant through time. REE patterns of Pongola and Nama sediments show no significant difference, thus giving the impression of a post-Archaean origin for the demonstrably Archaean Pongola sediments. However, a plot of the trace element data for these sediments, normalized to the average shale of TuRekian &Wedepohl (1961) shows the Pongola shales to have a clear Archaean pattern whereas the Nama pelites display a typical post-Archaean signature. The results of this investigation confirm a model of rapid evolution of the Earth's upper continental crust from a predominantly mafic composition in the early Archaean to a more felsic character with increasing differentiation. The geochemistry of post-Archaean sediments may reflect the onset of cannibalistic recycling of older crust as proposed byVeizer (1973) and the end of major crustal growth.

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Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit werden zwei Plattformsedimente (marine Flachwasserablagerungen) verschiedenen Alters (Pongola 2.9 Mrd. Jahre, Südafrika, Nama 550–700 Mio. Jahre, Südwest Afrika/Namibia) chemisch analysiert und miteinander verglichen. Analysen der Tonmineralfraktion sollten zusätzliche Informationen bereitstellen.Die Pelite der Pongola und Nama Gruppen lassen sich statistisch und nach geochemischen Parametern in Cluster unterteilen. Diese Cluster unterscheiden sich nur gering auf Grund ihrer Hauptelementanalysen, die Spurenelemente hingegen weisen einen altersabhängigen Trend auf. Ganz deutlich kommt dies bei den Cr-Werten zum Ausdruck. Von 545 ppm in dem ersten Cluster der ältesten Gesteine fällt er auf etwa 55 ppm in dem zweiten Nama Cluster der jüngsten Gesteine ab. Um die Entwicklungstendenzen darstellen zu können, wurden X/Y-Diagramme erstellt. Es stellte sich heraus, daß für Proben aus dem südlichen Afrika der Chromgehalt mit jünger werdendem Alter abnimmt. Zn und Ni zeigen deutlich, wie sehr diese Elementkonzentrationen in Sedimenten durch einen langen Transportweg und eine intensive Aufarbeitung beeinflußt werden können. Ein Vergleich der Pongola und Nama Daten läßt den Schluß zu, daß die Seltenen Erden nicht unbedingt zur Unterscheidung archaischer von post-archaischen Sedimente geeignet sind.Die Abnahme der Cr/TiO₂- und der Cr/Zn-Verhältnisse sowei der absoluten Cr- und Ni-Konzentrationen mit abnehmendem geologischen Alter der Sedimente deuten auf eine rasche Entwicklung (von ca. 3.3 Mrd. J. bis ca. 2.3 Mrd. J.) von einer zunächst vorwiegend mafischen oberen Erdkruste zu einer zunehmend felsischen (d. h. stärker differenzierten) Kruste hin. Die relativ geringen Veränderungen in späterer Zeit (d. h. < 2.3 Mrd. J.) lassen auf den Beginn einer Aufarbeitung schon vorhandener Sedimente (recycling) und eine nur untergeordnete Bildung neuer kontinentaler Erdkruste schließen.

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Résumé L'objet de ce travail est de comparer les compositions chimiques de la fraction pélitique (< 2) dans des sédiments de plate-forme, déposés en mer peu profonde, et appartenant respectivement au supergroupe de Pongola (± 2.9 G.a., Afrique du S) et au groupe de Nama (550–700 M.a., Namibie).Cette comparaison, menée par la méthode statistique des «clusters analysis», ne révèle pas de différence entre les deux groupes, en ce qui concerne les éléments majeurs. Pour les éléments en traces, par contre, on constate avec l'âge décroissant des roches une diminution des rapports Cr/TiO₂, Cr/Zn ainsi que des teneurs en Cr et en Ni, tandis que le rapport Cr/Ni reste sensiblement constant.Les distributions des terres rares des deux groupes ne présentent pas de différence significative, donnant l'impression d'un âge post-archéen pour les sédiments du groupe de Pongola (2.9 G.a.). Toutefois, le report de données des éléments en traces, normalisées par rapport au shale moyen deTurekian etWedepohl (1961) montre nettement des distributions archéennes pour le groupe de Pongola et post-archéennes pour le groupe de Nama.Ces investigations confirment le modèle d'une évolution rapide de la croûte continentale supérieure depuis une composition mafique à l'Archéen ancien (3.3 G.a.) vers un caractère plus felsique, c'est-à-dire plus différencié vers 2.3 G.a., le peu de changement au cours des périodes ultérieures (< 2.3 G.a.) indiquant un recyclage continuel des mêmes matériaux sans intervention notable d'un accroissement de la croûte continentale.

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( 2,9 , — 550–700 ), , . , , . , . . 545 55 . , , . . , - . , ( 3,3 2.3 ) , . . . . . 2.3 , , . . recycling, .

     

Der Spessart als Teilgebiet der Mitteldeutschen Schwelle

Zusammenfassung Ein Teil der Mitteldeutschen Schwelle (R.Brinkmann 1948), der Spessart, wird sowohl bezüglich seines Innenbaues (Tektonik, Stratigraphie, Petrogenese des Grundgebirges), als auch bezüglich seiner Funktion als Lieferant für die jungpaläozoisch-mesozoischen Sedimente des Wetterau-Beckens betrachtet.Über diese Betrachtungen hinaus lassen sich Vergleiche zu anderen Gebieten der Mitteldeutschen Schwelle durchführen.Ganz offenbar ist die Grenzzone zwischen Saxothuringischer und Rhenoherzynischer Zone des Varistischen Gebirges in Mitteleuropa keine zufällige Ortslage für die Mitteldeutsche Schwelle und das Saar-Nahe-(Wetterau-)Becken. - Diese Kristallinzone hat tatsächlich zu verschiedenen Zeiten in der Erdgeschichte umgebungsdifferente Bewegungsimpulse erfahren. Sie ist darüber hinaus ohne Zweifel ein krustenversteifendes Element, was sich bereits mindestens aus ihrer modifizierenden Wirkung auf die großen Bruchsysteme der Mittelmeer-Mjösen-Zone im Bereich des nördlichen Oberrheingrabens und der südlichen Hessischen Senke ablesen läßt.

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The Spessart, as part of the Central German geanticline (Mitteldeutsche Schwelle, R.Brinkmann 1948) is discussed with respect to both its internal structure (tectonics, stratigraphy, petrogenesis of the basement) and its importance as a source region of Upper-Paleozoic-Mesozoic sediments which were deposited in the basin of the Wetterau. This leads to comparisons with other regions of the Central German geanticline.Obviously the regional situation of the Central German geanticline as well as the basins along Saar and Nahe(-Wetterau) between the hercynian zones of Saxothuringia and Rhenohercynia in Central Europe is not chance.The basement belt actually has been affected to vertical movements several times during its geologic history. Apart from this this belt is a consolidating element for the crust. This can clearly be seen by watching the great fault systems which can be traced from the Mediterranean to the Norwegian Lake Mjösen (Mittelmeer-Mjösen-Zone). They are modified by the Central German geanticline in the north of the Upper Rhine Valley and in the southern low-lands of Hesse.

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Résumé Une partie du bombement de l'Allemagne centrale (R.Brinkmann 1948), le Spessart, est étudiée tant sous l'aspect de sa structure interne (tectonique, stratigraphie, pétrogenèse du socle cristallin) que sous celui de son rôle comme domaine nourricier en sédiments du bassin Wetterau, du Paléozoïque supérieur au Mésozoïque.Partant de ces considérations, on peut faire des comparaisons avec d'autres régions du bombement de l'Allemagne centrale. Il est tout-à-fait évident que la zone limitrophe comprise entre les zones saxothuringienne et rhénohercynienne de la chaîne varisque de l'Europe Centrale n'est pas quelconque par rapport au bombement de l'Allemagne centrale et au bassin de la Sarre et de la Nahe (-basin de Wetterau). Cette zone cristalline a effectivement subi à différentes époques de l'histoire terrestre des mouvements distincts de ceux de son entourage. En outre elle constitue sans doute un élément qui a raidi la croûte terrestre, ce qui apparaît par l'influence modificatrice qu'elle a exercé dans la région septentrionale du Fossé du Rhin supérieur et de la dépression méridionale de la Hesse sur le grand système de fractures tectoniques de la zone Mer Méditerranée-Mjösen.

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

Saxonische Tektonik im Ostteil der Süddeutschen Scholle

Zusammenfassung Zwischen Ende Jura und Beginn Oberkreide wird der NW-Rand der Böhmischen Masse konturiert (NW-Richtungen, dazwischen abweichende Mosaik-Schollen). Vier weitere Etappen saxonischer Bruch- und Verbiegungstektonik liegen während der Oberkreide (NW-Richtungen), zwischen Oberkreide und Miozän (NW-, WNW- und ENE-Richtungen) bzw. im Miozän-Pliozän und ab Pliozän. Die Anordnung der oligozänen bis quartären Vulkanbauten belegt NNE- und ENE-streichende Tiefenwegsamkeiten. Vertikale, beulende Beanspruchung scheint zu dominieren. Einengungsformen sind auf die unmittelbaren Schollenränder beschränkt (teils gravitative Zutat mit Vergenz zur Tiefscholle, zum Teil rückläufige Bewegungen; Zuordnung der Horizontalstylolithen unklar), Hinweise auf Horizontalverschiebungen rar.

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The first stage of saxonic tectogenesis started at the end of the Jurassic (NW-border of the Bohemian block developed; predominantly NW-directions of blocks, mosaic blocks of different direction in between). Four younger stages of saxonic tectogenesis can be distinguished:During the Upper Cretaceous (NW-directions); at the end of the Upper Cretaceous till Eocene (in the south) or base of the Miocene (in the north) with NW-, WNW- and ENE-directions; during the Miocene to Pliocene; since the lower Pliocene.Basaltic volcanoes and dike swarms are connected to NNE- and ENE-directions (Oligocene to Quaternary in age).Indications of horizontal displacement are existent but rare. Tectonic structures of compressive tendency are restricted to the very borders of the saxonic blocks (due to gravitational origine or partially to invers displacement, always with vergency to the deeper situated block). As to the horizontal stylolithes the times of their origin as well as their interrelation to other tectonic elements are still uncertain.Vertical uplift of blocks with normal faults within the sedimentary cover seems to be predominant.

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Résumé La limite Nord-Ouest du «Massif de Bohême» se forme entre la fin du Jurassique et le début du Crétacé supérieur. Sa direction Nord-Ouest est compliquée de quelques lambeaux intercalés à directions aberrantes. Quatre autres étappes de la tectonique cassante ou pliante de «type saxonien» s'échellonnent du Crétacé sup. (direct. NW), entre le Crétacé sup. et le Miocène (directions NW, WNW et ENE) ou respectivement dans la Miocène-Pliocène jusqu'au post-Pliocène. L'alignement des appareils volcaniques neogènes prouve l'existence en profondeur de fractures de direction NNE et ENE.Les sollicitations verticales, formant des soulèvements semblent dominer. Des formes de resserrement sont limitées aux bords immédiats des écailles (en partie un appoint gravitationel avec déversement vers le lambeau abaissé, en partie mouvements rétrogrades; la signification des stylolithes horizontaux n'est pas encore éclaircie). Des indications de mouvements horizontaux sont rares.

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