Use of biological marker distributions to study thermal history of the Permian Kupferschiefer of the Lower Rhine Basin

In the Central European Zechstein Basin, the Permian Kupferschiefer has been deposited under marine anoxic conditions. From a lagoon at the southwest border of the Zechstein Sea, today part of the Lower Rhine Basin, 30 core samples have been studied by means of organic geochemical methods. Within the area investigated, the depth of the Kupferschiefer horizon increases from about 350 m in the south to about 1000 m in the north. Furthermore, the Kupferschiefer has been thermally affected in the western part by the intrusive body of the so-called Krefeld High. This geological situation opens the possibility to investigate differences of short term and long term temperature effects on the biological marker distribution within a sediment layer of a largely uniform faciès type. Depth related changes in the hopane, sterane and diasterene/diasterane distributions are compared to those changes induced by the Krefeld High. The composition of aromatic steroid hydrocarbons is used to discuss time-temperature effects. It is shown that depth related values of maturation parameters can only be interpreted by taking into account post-depositional tectonic events. Samples from tectonic horst structures show higher maturation values than one would expect from the present day depth.

---

Zusammenfassung Aus dem Bereich der heutigen Niederrheinischen Bucht wurden an 30 Kernproben des Kupferschiefers organischgeochemische Untersuchungen durchgeführt. Innerhalb des Untersuchungsgebiets nimmt die Teufe des Kupferschieferhorizonts von 350 m im Süden auf über 1000 m im Norden zu. Organisch-geochemische Reifeparameter zeigen an, daß der Kupferschiefer im Westen durch den Intrusivkörper des Krefelder Gewölbes thermisch beeinflußt worden ist. Aufgrund dieser Situation bietet sich die Möglichkeit, Unterschiede im Einfluß von kurzzeitigen und langzeitigen Temperatureinwirkungen auf die Verteilung von Chemofossilien in einem faziell einheitlichen Horizont zu studieren. Teufenabhängige Variationen der Hopan-, Steran-, Diasteran- und Diasterenverteilungen lassen sich mit den zusätzlich durch den Intrusivkörper verursachten Veränderungen vergleichen. Die Verteilungsmuster der aromatischen Steroide werden zur Deutung von Zeit-Temperatur-Effekten im Verlauf der Diagenese herangezogen. Die ermittelten Meßwerte der Reifeparameter lassen sich nur interpretieren, wenn postsedimentäre tektonische Bewegungen nach der Ablagerung des Kupferschiefers in Betracht gezogen werden. Die aus Horsten stammenden Proben zeigen höhere Reifegrade an als entsprechend ihrer heutigen Teufe zu erwarten.

---

Résumé Dans le bassin du Zechstein d'Europe Centrale, les Kupferschiefer permiens ont été déposés dans des conditions marines anoxiques. Dans un paléo-lagon situé à la bordure sud-ouest de la mer du Zechstein, et qui fait partie aujourd'hui du Bassin du Bas-Rhin, 30 échantillons, provenant de carottes, ont fait l'objet d'une étude de géochimie organique. Dans la région ainsi étudiée, la profondeur de l'horizon des Kupferschiefer augmente, du sud au nord, de 350 m à 1.000 m. D'autre part, les Kupferschiefer ont subi, dans leur partie ouest, l'influence thermique du corps intrusif du «Dôme de Krefeld». Cette situation géologique fournit la possibilité d'étudier les effets à long terme et à court terme de la température sur la distribution des marqueurs biologiques au sein d'un niveau sédimentaire de faciès uniforme. Les modifications dans la répartition de l'hopane, du stérane et du diastérène/diasterane en fonction de la profondeur sont comparées à celles qui sont provoquées par le Dôme de Krefeld. Les effets temps-température sont discutés à partir de la composition des hydrocarbures stéroïdes aromatiques. Les auteurs montrent que la valeur des paramètres de maturation liés à la profondeur ne peuvent être interprétés sans que l'on prenne en considération les événements tectoniques postsédimentaires. Des échantillons provenant de structures en horst montrent un degré d'évolution plus élevé que celui auquel on s'attend d'après leur profondeur actuelle.

---

30- - . 350 1000 . , . , , - . , . . - . , , , .

     

Zur Frage der Geschwindigkeit des Deckenschubes

Zusammenfassung In den folgenden Ausführungen werden Daten über die Geschwindigkeit der Bewegung von Schubdecken in der Hauptbewegungsphase geliefert. Die hierfür verwendeten Beispiele stammen aus den Ostalpen und Westkarpaten. Eine sichere Geschwindigkeits-Bestimmung ist derzeit noch nicht durchführbar. Es können aber Minimalbewegungswerte von etwa 1,5 mm/Jahr errechnet werden. Die reale Transportgeschwindigkeit könnte auch wesentlich höher liegen, vielleicht bei 10–20 mm/Jahr.

---

This paper presents facts pertaining to the velocity of the overthrust of nappes during a tectonical phase by means of examples from the Eastern Alps and the Western Carpathians. An exact determination of this velocity is still not possible. One can calculate minimum values of near 1,5 mm/year. The real velocity of the overthrusts of nappes might be much higher, perhaps 10–20 mm/year.

---

Résumé L'article expose des données sur la vitesse des mouvements des nappes de charriage pendant la phase principale de transport. Les exemples présentés proviennent des Alpes orientales et des Carpathes occidentales. Il n'est pas possible jusqu'à présent de faire une détermination plus exacte de cette vitesse. Mais on peut calculer un minimum de transport d'environ 1,5 mm/an. La vitesse réelle des mouvements de translation pourrait même être nettement plus élevée, et atteindre peut-être 10–20 mm/ an.

---

. . . 1,5 /. , 10–20 /.

     

Paläogeographie und Tektogenese der kolumbianischen Anden

Zusammenfassung Am Westrand des algonkisch konsolidierten Guayana-Schildes legte sich im Kambrium eine Geosynklinale an, die um die Wende Ordovicium/Silur alpinotyp gefaltet wurde. Epi- bis mesozonal überprägte Gesteine dieser Epoche sind in der Zentral-, Ost-Kordillere und im W Venezuelas erhalten.Das Gebirge durchlief in der Folgezeit eine postorogenetische Schollentektonik. Ihr Beginn ist bereits im jüngeren Paläozoikum spürbar und hält bis in das Känozoikum an. Die Sedimentation bleibt im Paläozoikum (Devon-Perm) auf eine intramontane Senke beschränkt.

---

Summary On the western margin of the Guayana-shield, which was consolidated in the Algonkian Era, a geosyncline was formed in the Cambrian. This was folded up in an alpinotype orogenesis at the turn from the Ordovician to the Silurian. Epi- and mesozonal metamorphites of this epoch are preserved in the Central and the East Cordillera and in western Venezuela.After that time the Cordillera passed a period of postorogenetic germanotype deformation, which started in the late Paleozoic and continued up to the Cenozoic. The paleozoic (Devonian to Permian) sedimentation was restricted to an intracontinental trough.

---

Resumen En la costa del escudo Guayanés consolidado en el algonquiano se formó un geosinclinal en el Cámbrico, el cual fué plegado con estilo alpínico en el transcurso Ordoviciano-Siluriano. Rocas desde epi hasta mesozonal de esta época se han conservado en las Cordilleras Central y Oriental y en el occidente de Venezuela.En el tiempo siguiente tiene lugar en las Cordilleras una tectónica de bloques. Su comienzo es ya reconocible desde el paleozoico superior y se continúa hasta el Cenozoica. En el paleozoico (Devoniano-Permiano) la sedimentación fué restringida a una cuenca intramontañosa.

---

. /. (- ) , , . .

     

Kleintektonische Strukturen am Südwestrand des Tauernfensters und ihre Einbeziehung in großtektonische Konzepte

Zusammenfassung Kleintektonische Strukturdaten wurden gesammelt am Südwestrand des Tauernfensters im Raume Vals über Mühlbach/Südtirol.Aus dem s-Flächen-, Kleinfalten- und Linear-Inventar in ostalpinen Gneisen und der peripheren penninischen Schieferhülle wird ein Partialbewegungssinn der deformierenden Kräfte von N nach S abgeleitet. Der Widerspruch zwischen diesen Geländebeobachtungen und den meisten großtektonischen Konzepten über Aufbau und Entwicklung der Ostalpen wird dargelegt.Die Hypothese einer sekundären Rückkippung zur Erklärung der lokalen Antivergenz scheint nach der tektonischen Analyse nicht glaubhaft. Eine primäre Aberranz zur Generalbewegungstendenz der Ostalpen-Decken wird für diese Region angenommen.

---

Mesoscopic structural dates (planation, minor folds, lineation) of the area of Vals near Mühlbach (Southern Tirol — North Italy, SW-margin of the Tauern window) demonstrate a tendency of the rockdeforming strengths from N towards S. The investigations took place in east-alpine gneisses and in the Upper Penninic mantle.The local tectonic facts appear to be in contradiction to most of the conceptions of structural evolution of the Eastern Alps.The theory of secondary turn-back (caused by accumulation of the Tauern inlier) to explain the local avergence cannot be supported. More applicable seems to be the assumption of primary tectonical exception from the rule of the general northward trend.

---

Résumé Des recherches tectoniques sont faites dans le gneiss austroalpin et dans le Schieferhülle supérieur pennique de la région de Vals près de Mühlbach (Tyrol Sud, cadre SO de la fenêtre des Tauern).Les structures mesoscopiques (planation, plis mineurs, linéations) démontrent tendance de déplacement tectonique partiel du N vers le S. Cette determination semble contredire comme arrangement anormal à plusieurs conceptions sur l'evolution tectonique des Alpes Orientales.Il n'est pas possible de recommander la présomption d'un basculement secondaire (en suite de l'accumulation des Tauern); plus applicable semble l'hypothèse de divergence tectonique primaire et local.

---

- c ( , ). . .

     

Spätphasen im Grundgebirge

Zusammenfassung Das Deckgebirge liegt meist mit einer tiefgehenden Diskordanz auf dem Grundgebirge. Die Lücke entspricht meist einem Zeitabschnitte, in dem große Baustoffmächtigkeiten weggeführt wurden. Manche Autoren betrachten diese Lücken als Zeugnisse von Zeitspannen, für deren Ereignisse die Dokumente fehlen. Dennoch haben die Entwicklungen während dieser Zeitabschnitte mancherlei Spuren und Zeugnisse hinterlassen. Es gilt, sie zu sammeln, zusammenzustellen und zu deuten.Der größte Teil der Baustoffe wurde in einer verhältnismäßig kurzen Zeitspanne abgetragen. Dadurch rückten tiefere Stockwerke rasch nach oben. Die metamorphen und ultrametamorphen Vorgänge wurden dadurch gebremst, unterbrochen oder veränderten ihren Charakter. Diese Entwicklung macht die netzund inselartige Verteilung verschiedener Mineralgesellschaften verständlich. Die rasche Hebung verursachte auch manche bauliche Weiterentwicklungen (tektonische Denudation durch Gleitungen, Einwicklungen, gefaltete Verwerfungen, Faltung und Verdrehung früher aktiver Achsen, helikoidale Strukturen usw.). Einige Folgerungen für die weitere Erforschung werden dargelegt.

---

Cover formations in general rest on their basements with marked unconformity, indicating a period of profound erosion. Any evidence of events which might have taken place during this hiatus is commonly considered by many workers to be lacking. Nevertheless, such evidence does exist, and can still be recognised in the various records which the events have left behind. These records are summarized, and their significance discussed.The greater part of the erosion that basements have suffered was rapid, and it took place over a relatively short time-interval. It checked the development of metamorphism and ultrametamorphism, and at the same time may have a marked influence on the variability of the final metamorphic products. The rapid upward movements of the basements must also have affected many structural features: early structures could develop involutions (encapuchonnements), axes and other linear structures might be twisted, and gravitational sliding may have occured and left its mark. These and other general deductions are discussed.

---

Résumé Les socles cristallins sont généralement définis par opposition aux terrains de couverture. Le contact discordant entre les deux indique une dénudation profonde. Le temps correspondant à cette lacune est considéré par beaucoup d'auteurs comme ne livrant pas de documents. Les événements de cette période ont pourtant laissé de nombreux témoignages appartenant à différentes catégories. Il semble utile d'en donner un aperçu. Le gros de la dénudation a généralement eu lieu pendant un temps relativement restreint, donc à une cadence rapide. Ce soulèvement a arrêté l'évolution des roches métamorphiques et ultramétamorphiques en fixant certains stades et en influençant ainsi la variabilité des effets visibles. Le soulèvement se faisant à une grande vitesse a déterminé de nombreuses structures (encapuchonnements, écoulements, glissements, axes plissés et tordus etc.). Quelques conséquences et perspectives d'ordre plus général sont évoquées.

---

, . , .

     

Zur Tektonik im Bereich der Brennerlinie

Zusammenfassung Die Verfasser entwickeln aus den Ergebnissen ihrer feldgeologischen und petrographischen Untersuchungen — gestützt auf gesteinsmechanische Überlegungen und tektonische Experimente — ein neues geologisches Konzept für das Tauernwestende.

---

A new concept about the geology of the Brenner region is developed from field observations, petrographic investigations, mechanic considerations and tectonic experiments.

---

Résumé Les auteurs présentent une conception géologique nouvelle de la partie occidentale des Tauern d'après leurs observations géologiques sur le terrain et leurs recherches pétrographiques, en s'appuyant sur des considérations de la mécanique des roches et des expériences tectoniques.

---

- .

---

---

FrauSchmitz-Wiechowski (Wiechowski 1968) hat die Phyllitserie östlich des Brenner untersucht und tektonische Grenzflächen verfolgt.Förster bearbeitete hauptsächlich das Gebiet westlich des Brenner.     

Hydrothermale Lösungen

Zusammenfassung Das hydrothermale Auflösungsverhalten der vorwiegend als Gangarten auf-tretenden Mineralphasen Fluorit (CaF₂), Baryt (BaSO₄), Cölestin (SrSO₄) und Anglesit (PbSO₄) läßt sich übersichtlich in einem Temperatur-Löslichkeitsdiagramm darstellen und mit dem bekannten, qualitativ ähnlichen System SiO₂-H₂O vergleichen.Gegenüber dem molekulardispers gelösten SiO₂ ergeben sich aber für die in Ionen dissoziierten Lösungen der schwerlöslichen Sulfate und des Fluorits beträchtliche Verschiebungen der Sättigungsgleichgewichte, insbesondere bei Anwesenheit von Elektrolyten als Lösungsgenossen.Diese Beeinflussung, die für die genetischen Verhältnisse der Minerallagerstätten von entscheidender Bedeutung ist, wird für 0,1–2,0 normale NaCl-Lösungen im NaCl-Konzentrations-Löslichkeits-Diagramm der Minerale Fluorit, Baryt, Cölestin und Anglesit isotherm bis zum Siedepunkt der wäßrigen Mischphasen untersucht.Ferner wird das Löslichkeitsverhalten in den ternären Systemen BaSO₄-NaCl-H₂O und SrSO₄-NaCl-H₂O für Baryt und Cölestin gegen 2,0n NaCl-Lösungen entlang der Grenzkurve des Dreiphasengebietes und für die Isochoren 0,326 bis 0,6 bis 600° C und 2000 Bar dargestellt und mit den entsprechenden Verhältnissen der reinen wäßrigen Systeme verglichen.Ein abweichendes inkongruentes Auflösungsverhalten von Alumosilikaten mit Schichtgitterstruktur läßt sich am Beispiel des Muskovits durch die experimentelle Bestimmung der nichtstöchiometrischen Molekularverhältnisse SiO₂/K₂O und SiO₂/Al₂O₃ in den gesättigten Lösungen für den hydrothermalen Existenzbereich des Muskovits nachweisen.

---

The behaviour of solubility for some minerals, which were for the most part found as vein minerals, was determined experimentally and is represented by summarizing diagrams.In the temperature-solubility diagram the hydrothermal solubility of fluorite, barite, celestine and anglesite is compared to the solubility of quartz and muskovite for the boundary curve of the three-phase region and for some isochores. As opposed to SiO₂, which is molecularly dispersed in solution, the ionic solutions of the systems CaF₂-H₂O, BaSO₄-H₂O, SrSO₄-H₂O and PbSO₄-H₂O show considerable displacement of the saturation equilibrium when other components are present in the solution.This influence on the solubility, significant for the genetic relations of mineral deposits, was quantitatively analyzed for 0.1–0.2 n-NaCl solutions. The results are isothermally shown in the NaCl-concentration solubility diagram within the boundaries of room temperature and the boiling point of the aqueous mixed phases.In the tenary systems BaSO₄-NaCl-H₂O and SrSO₄-NaCl-H₂O, the hydro-thermal solubility of barite and celestine in 2.0 n-NaCl solutions is also shown for the range of the boundary curve of the three-phase region and for the isochores 0.326–0.6 up to a temperature of 600° C and a pressure of 2000 bar. These solubilities are then compared with the diagrams of solubility for pure aqueous solutions.The irregular and incongruent behaviour of the solubility of aluminium-silicates of a layered-lattic structure is demonstrated for the system KAl₂(OH)₂-AlSi₂O₁₀-H₂O in the presence of muscovite by experimental determination of the non-stoechiometric molecular proportions of SiO₂K₂O and SiO₂ Al₂O₃. Such determination was conducted in saturated solutions for the hydrothermal range of the existence of muscovite.The geological importance of the knowledge of hydrothermal data of solubility and their application to the process of the hydrothermalmagmatic series and hydrothermalmetamorphosis is discussed.

---

Résumé Le comportement de dissolution expérimentalement déterminé de certains minéraux trouvés surtout en filons est exposé en le résumant par diagrammes.La solubilité hydrothermique de fluorine, barytine, célestine et anglésite est comparée pour la courbe limitante (de la région triphasée) et pour les isochores 0,326–0,6 g.cm³ du diagramme température-solubilité avec le comportement de dissolution du quartz et de la muscovite. Les solutions ioniques des systèmes CaF₂H₂O, BaSO₄-H₂O, SrSO₄-H₂O et PbSO₄-H₂O montrent, comparées au SiO₂ dissous en dispersion moléculaire, de différences importantes d'équilibres de saturation en présence d'associés de solution.Cette influence sur la solubilité qui est d'une importance décisive pour les conditions génétiques des gisements de minéraux, a été examinée quantitativement pour les solutions 0,1–0,2—normales de NaCl. La présentation s'est faite isothermiquement dans le diagramme de concentration-solubilité de NaCl entre la température de chambre et le point d'ébullition des phases mixtes aqueuses.Dans les systèmes ternaires BaSO-NaCl-H₂O et SrSO₄-NaCl-H₂O la solubilité hydrothermique de barytine et de célestine en des solutions 2,0-normales de NaCl est présentée également pour l'espace des courbes limitantes de la région triphase et pour les isochores 0,326–0,6 jusqu'à 600° C et 2000 Bar. Elle est comparée avec les courbes de solubilité de systèmes purement aqueux. Le comportement de dissolution divergeant incongruent des silicates d'alumine à structure stratifiée en treillis est démontré pour le systême KAl₂(OH)₂-AlSi₃O₁₀-H₂O par exemple de la muscovite en déterminant expérimentalement les proportions moléculaires non-stochiométriques SiO₂ K₂O et SiO₂Al₂O₃ dans les solutions saturées pour la domaine d'existence hydrothermique de la muscovite.Importance géologique de la connaissance des dates de solubilité hydrothermique et leur application sur les événements des conséquences hydrothermiques-magmatiques et sur les événements de la métamorphose hydrothermique sont discutées.

---

y 600° 2000 . (CaF₂), ( SO₄), . (SrSO₄) (PbSO₄) - Sio₂-₂.

     

Lead mobilization during foreland metamorphism in orogenic belts: Examples from northern Sweden

The imbrication of the Proterozoic basement during the Caledonian orogeny was associated with fluid flow, which caused locally low-grade retrograde metamorphism of the basement, and which introduced externally derived radiogenic lead (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb > 20.0) into permeable zones. This radiogenic lead was leached from the Proterozoic basement. To the east of the present-day Caledonian front, radiogenic lead is a pertinent geochemical tracer of the Caledonian imbrication of the Proterozoic basement, since lithostratigraphic marker beds are absent and the distribution of the retrograde metamorphism also could reflect a Proterozoic event.The distribution of radiogenic sulfide lead compositions suggests a zone of chemical and mechanical reactivation of the Proterozoic basement related to the Caledonian orogeny, that extends ca. 100 km to the east of the present border of the Caledonian nappes. Such radiogenic lead mainly occurs in conjunction with N-S to 20°E striking mylonite zones which often are bound to supracrustal rocks, e.g. such as pelitic schists and mafic vulcanites, while non-radiogenic lead compositions have been observed in mineralizations associated with acid supracrustal rocks and to the east of the imbricated and chemically active zone of the Proterozoic basement, which approximately coincides with the geographic distribution of Bouguer anomaly lows, metamorphic grade, and fault pattern.

---

Zusammenfassung Die Verschuppung des proterozoischen Grundgebirges während der kaledonischen Gebirgsbildung war von einer Fluidinfiltration begleitet, die lokal eine retrograde Metamorphose des Grundgebirges bewirkte und die externes, radiogenes Blei (²⁰⁶Pb/²⁰⁶Pb > 20.0) in permeablen Zonen zuführte. Dieses radiogene Blei ist aus dem proterozoischen Grundgebirge ausgelaugt worden. Im Osten der heutigen Front der Kaledoniden ist das radiogene Blei ein geeigneter geochemischer Indikator der kaledonischen Verschuppung des proterozoischen Grundgebirges, da lithostratigraphische Leithorizonte fehlen und die Verteilung der retrograden Metamorphose auch ein proterozoisches Ereignis widerspiegeln könnte.Die Verteilung der radiogenen Sulfidbleizusammensetzungen deutet eine mit der kaledonischen Orogenese zusammenhängende Zone chemischer und mechanischer Mobilisierung des proterozoischen Grundgebirges an, die sich bis etwa 100 km östlich der heutigen Front der kaledonischen Decken erstreckt. Dieses radiogene Blei tritt hauptsächlich zusammen mit N-S bis 20°E streichenden Mylonitzonen auf, die oft an Suprakrustalgesteine, wie zum Beispiel pelitische Schiefer und mafische Vulkanite, gebunden sind. Im Gegensatz dazu tritt nichtradiogenes Blei hauptsächlich in Vererzungen, die mit sauren Suprakrustalgestemen assoziiert sind, und östlich der verschuppten und chemisch aktivierten Zone auf. Diese Zone fällt ungefähr mit der geographischen Verteilung der Bougueranomalieminima, des Metamorphosegrades und der Verwerfungssysteme zusammen.

---

Résumé L'imbrication du socle protérozoïque pendant l'orogénése calédonienne a été associée à la circulation de fluides qui ont localement provoqué un métamorphisme rétrograde du socle et qui ont transporté du plomb radiogénique externe (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb > 20.0) dans les zones perméables. Ce plomb radiogénique a été lessivé des roches protérozoïques du socle. A l'est du front actuel des Calédonides, le plomb radiogénique représente un bon indicateur géochimique de l'imbrication calédonienne du socle protérozoïque, parce qu'il n'y a pas d'horizon de repère et que la distribution du métamorphisme rétrograde peut aussi résulter d'un événement protérozoïque.La distribution des compositions isotopiques du plomb radiogénique des sulfures indique une zone de réactivation chimique et mécanique du socle proterozoïque liée à l'orogenèse calédonienne, qui s'étend sur environ 100 km à l'est de la limite actuelle des nappes calédoniennes. Un tel plomb radiogénique se retrouve plus spécialement en relation avec des zones mylonitiques orientées N-S à 20 °E qui sont souvent confinées aux roches supracrustales, tels que des schistes pélitiques et des roches volcaniques acides. Cependant, des compositions isotopiques non radiogéniques de plomb ont été trouvées dans des minerais associés à des roches supracrustales acides, à l'est de la zone du socle protérozoïque imbriqué et activé. Cette zone coïncide approximativement avec la distribution géographique des minima des anomalies de Bouguer, des faciés métamorphiques et du type de failles.

---

, (²⁰⁶/²⁰⁴ > 20.0) . . , .. , , . , , 100 . . . , - 20°, , .: . , . Bouguer'a, .

     

Durchschnittliche Schwankung und Periodenlänge von Jahresring-Breitenkurven als Klima-Indikatoren

Zusammenfassung Die Schwankungen der Jahresringbreiten von Jahr zu Jahr sind nicht nur bei verschiedenen Holzarten verschieden (bei Buche grö\er als bei Eiche, bei Lärche grö\er als bei Zirbelkiefer), sie zeigen auch bei derselben Holzart säkulare Schwankungen, mit einem Minimum in der Bronzezeit und im hohen Mittelalter (12.–13. Jahrhundert) sowie einem Maximum in der Jungsteinzeit und im 17. Jahrhundert (der kleinen Eiszeit). Eine geographische Eichung ergibt, da\ die Schwankungen in Mitteleuropa von Westen nach Osten zunehmen, da\ also stärkere Schwankungen als Zeichen eines irgendwie kontinentaleren Klimas gelten können.Auch die Periodenlänge von Jahresringbreiten-Kurven, d. h. die Zahl der Jahre, in welchen die Breite ohne Unterbrechung steigt oder fällt, weicht gesetzmä\ig von reiner Zufallsverteilung ab. Auch diese Kennzahl scheint klimabedingt säkularen Schwankungen zu unterliegen, deren statistische Sicherung noch geprüft wird.

---

Summary The average annual fluctuation of ring width shows secular differences with minimum in the bronce age and the high middle ages, and a maximum in neolithic times and the so called little ice time of the 17th century. This seems to be a sign of continental climate in the times of higher annual fluctuation.The same may hold truth for the average number of years the ring width increases or decreases (length of periods), a more frequent reversal of increasing to decreasing and vice versa being a sign of continental climate.

     

In situ Spannungsmessungen und tektonischer Beanspruchungsplan in Südwestdeutschland

Zusammenfassung Mit Hilfe des Überbohrverfahrens (Doorstopper-Verfahrens) wurden in situ Spannungsmessungen in Kalksteinen des oberen Jura der mesozoischen Plattform des Gebietes der Schwäbischen Alb (Meßpunkte 1 und 2) sowie im Marmor und Diorit des paläozoischen Grundgebirges des Odenwaldes (Meßpunkt 3) durchgeführt. Meßpunkt 1 lag hierbei innerhalb des Hohenzollerngrabens, Meßpunkt 2 etwa 15 km außerhalb davon und Meßpunkt 3 im Odenwald, etwa 3 km abseits der östlichen Hauptverwerfung des Oberrheingrabens.Die Achse der maximalen Kompression zeigt bei allen Lokalitäten etwa in dieselbe Richtung von 320° (NW-SE). Diese Richtung stimmt gut mit den Richtungen der größten Druckspannungen aus den Herdflächenlösungen flachliegender Erdbeben des Oberrheingebietes überein. Ferner sind die horizontalen Spannungen höher, als es bei der Betrachtung des Gewichtes des überlagernden Gesteins zu erwarten wäre. Dies spricht für das Vorhandensein einer tektonischen Komponente.Die Bruchdeformationen sowie beobachtete Mikrostrukturen des Hohenzollerngebietes wurden hinsichtlich ihrer Aussagekraft bezüglich der Richtung der Hauptspannungen eingehend untersucht.

---

In situ stress measurements with the doorstopper strain gauge device have been carried out in Upper Jurassic limestones of the Mesozoic platform of the Schwäbische Alb area (site 1 and 2) and in marbles and diorites of the Hercynian basement of the Odenwald region (site 3) in Southwest Germany. Test site 1 was located within the small rift structure of the Hohenzollerngraben, site 2 about 15 km from it and test site 3 about 3 km from the eastern master fault of the Rhinegraben.The most interesting result is that the axis of maximum compression strikes nearly in the same direction of about 320° (NW-SE) at all the test sites.These results confirm the directions of the maximum compression calculated from fault plane solutions of shallow earthquakes of this region. Furthermore the horizontal stresses are higher than the vertical ones. This means the presence of a tectonic component.Fault pattern and observed microstructures of the Hohenzollern area are analysed with regard to possible conclusions concerning the directions of principal stresses.

---

Résumé A l'aide du procédé «Doorstopper», les états de contrainte in situ ont été mesurés dans trois localités différentes du Sud de l'Allemagne, dans les calcaires du Jurassique supérieur de la plate-forme mésozoique (points 1 et 2) du «Schwäbische Alb», et dans le marbre et la diorite (point 3) du socle paléozoïque de l'Odenwald.L'axe de la compression maximale dans toutes les localités montre la même direction de 320° (NW-SE); cette direction concorde bien avec les directions des compressions maximales calculées à partir des séismes plats du Rhin supérieur. En outre les contraintes horizontales sont supérieures à celles qu'on attendrait en considérant le poids des roches surincombantes, ce qui parle en faveur de la présence d'une composante tectonique. Le système de diaclases ainsi que les microstructures observées dans la région de Hohenzollern sont étudiées dans le détail dans le but de rechercher leur témoignage concernant la direction des contraintes principales.

---

«Doorstopper» Schwbische Alb 1 2 —, — 3. 1 , 2 — 15 , 3 3 . 320°, - — - — , . , . . .

     

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.

---

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.

---

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.

---

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

     

North German Zechstein facies patterns in relation to their substrate

An attempt was made to relate the early Zechstein facies distribution to the Zechstein substrate. Comparable developments in the Hessian Trough and along the Lower Rhine Embayment allow for the assumption that the creation of depocenters in the Weser/Ems area are governed by interrelated, late Saalic tectonic pulses. Due to differences in the architecture and mobility of the substrate, variations in the depositional model must be assumed.The area of interest is located approximately 50 km south of Bremen, near Sulingen. During the first cycle evaporite phase (A1) this area is characterized by a primary sabkha/ playa accumulation over a complexly faulted Lower Permian horst-graben structure. In the course of the second cycle carbonate phase (Ca2) sediment accumulation shifts generally basinwards within limits of well defined fault zones. These linear troughs are presumed to relate to splays of active strike-slip faults. The strongly tectonically overprinted morphology organizes the Stassfurt paleorelief into a platform to the south, and a complex internal sag/embayment as a transition to outer shoals further basinwards. Further to the north in continuation to the Rotliegend Basin a gradually subsiding basin is envisaged.It is suggested that the foundering areas are directly related to major Hercynian trending strike-slip lineaments.

---

Zusammenfassung Ein Versuch wurde unternommen, die Zechstein Faziesverteilung mit dem Zechstein Unterbau in Zusammenhang zu bringen. Vergleichbare strukturelle Entwicklungen in der Hessischen Senke wie am Niederrhein lassen vermuten, daß die Ausbildung von Ablagerungströgen im Weser/Emsgebiet durch dieselben, spät saalischen tektonischen Impulse gesteuert wurden. Durch eine differenzierte Architektur und Mobilität des Unterbaus dürfen unterschiedliche, jedoch prinzipiell verwandte, Ablagerungsmodelle in Betracht gezogen werden. Das hier besprochene Beispiel aus dem Scholengebiet bei Sulingen, welches ungefähr 50 km südlich von Bremen gelegen ist, zeigt während des Z1-Zyklus die Entwicklung von Sabkha-Playaablagerungen über einer vielfach gestörten frühpermischen Horst-Graben-Struktur. Während der Ca2 Ablagerung wird ein hauptsächlich beckenwärts angrenzendes Nachbargebiet entlang vorgezeichneten Schwächezonen destabilisiert, mit dem Resultat, daß eine deutlich begrenzte interne Senkung entsteht. Die hauptsächlich tektonisch geprägte Morphologie gliedert das Ca2 Paleorelief in einen Plattformgürtel im Süden. Als Übergang zum Becken hin darf eine interne Senke betrachtet werden, welche sich damals wohl als komplexes Buchtensystem zwischen der Plattform und den beckenwärtigen Untiefen und Inselketten entwickelt hatte. Beckenwärts von diesen Untiefen wird ein sich langsam absenkendes Großbecken postuliert, welches schon seit dem frühen Perm bekannt ist.Es wird vorgeschlagen, daß die untertauchenden Schollen einem vorwiegend herzynisch streichenden Blattverschiebungssystem zuzuordnen sind.

---

Résumé Cette note propose de relier la distribution des facies du Zechstein au substratum du Zechstein. Une évolution comparable dans la dépression de Hesse et le long du Bas-Rhin permet de présumer que l'apparition de centres de sédimentation dans la région Weser-Ems a été déterminée par des impulsions tectoniques saaliennes tardives. En raison des différences dans l'architecture et la mobilité du substratum on doit s'attendre à des variations du modèle de dépôt.La région étudiée se trouve dans les environs de Scholen, près de la ville de Sulingen, située à quelque 50 km au sud de Brème. L'étude a montré que pour le premier cycle du Zechstein une accumulation primaire des évaporites (A1) de type sabkha-playa repose directement sur un substratum cassé par un système de failles formant des horsts et des grabens d'âge permien inférieur. Pendant la sédimentation des calcaires du second cycle (Ca2), des déformations tectoniques se sont localisées le long des zones de faiblesse, généralement en position plus interne (vers le nord) au bassin. Le paléorelief des calcaires de Stassfurt (Ca2) a été fortement influencé par le tectonique; il comporte une série de plate-formes au sud, séparées d'un bassin peu profond par des flexures complexes. La délineation de ce bassin interne est marquée par un système de baies et d'îlots. Plus au nord, dans les eaux plus profondes, s'est formé un bassin régional qui s'est affaisé lentement; cela c'est l'ancien bassin Permien méridional du Rotliegend.L'auteur propose de considérer les zones d'effondrement comme directement reliées aux blocs hercyniens.

---

. , / . , . , 50 , 2 1 - . 2 , . 2 , . , , , , . ., , , .

     

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.

---

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.

---

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.

---

. , . , , ë , ( ), . . . - , , . - . 18° . .

     

Was veranlaßte Alfred Wegener zum Studium der Kontinentverschiebung ?

Zusammenfassung Nicht ein Aufsatz vonKeilhack, wie in einer in irrtümlicher Weise abgeänderten Fuß-note angedeutet, sondern ein Sammelreferat vonKrenkel veranlaßteWegener im Herbst 1911 sich mit dem Problem der Kontinentverschiebung zu beschäftigen.

---

In a foot-note erroneously changed by the editorial committee, it was suggested that a paper byKeilhack inducedWegener to study the problem of continental displacement in the autum of 1911. In fact it was a review paper byKrenkel on the African Cretaceous that gaveWegener occasion to study this problem.

---

Résumé Contrairement à une note infrapaginale (changée par erreur par la Rédaction) suggérant qu'un article de Keilhack aurait amené Wegener à étudier le problème de la dérive des continents au cours de l'automne 1911, c'est en fait une vue d'ensemble de Krenkel sur le Crétacé africain qui, pour Wegener, fut l'occasion de cette étude.

---

Keilhack'a, , Krenkel'H 1911 .

     

Isotopic contrasts,chronology of elemental transfers and high-grade metamorphism: the Sri Lanka Highland granulites,and the Lewisian (Scotland) and Nuk (SW Greenland) gneisses

Crust formation ages inferred on the basis of Nd model age, U-Pb zircon and Pb-Pb data for granulites from central Sri Lanka, and the late Archean Lewisian (Scotland) and Nuk (south-western Greenland) high-grade gneisses are comparable, and in the range 2.2–3.0 Ga and 2.8–3.0 Ga respectively. The time interval between crust formation and high-grade metamorphism (with its attendant depletions of incompatible and heat-producing elements) is in the order of 2 Ga for the 0.6 Ga Highland granulites of Sri Lanka, but are less than 0.1–0.2 Ga for the Lewisian and Nuk gneisses. Severe depletions of U and Th produced the distinctive unradiogenic present-day Pb ratios of the Lewisian and Nuk gneisses. The Sri Lanka granulites, in contrast, preserve a record of an extended residence in a high U/Pb, high Th/Pb environment and display radiogenic »upper crustal« — like present-day isotope ratios. Relative to primitive mantle compositions, the Pb isotopes identify the Lewisian and Nuk terrains as crustal reservoirs depleted in Th and U (relative to Pb), whereas the Highland granulites are enriched. The global Pb isotope mass balance requires the existence of low U/Pb, low Th/Pb and high Th/U reservoir(s) for successful solutions, and the lower crust is a likely candidate for this reservoir. High-grade terrains like Sri Lanka show depletions of measured U and Th abundances relative to Pb, but do not show Pb isotope signatures of »model bulk lower crust«. Archean high-grade gneisses display the appropriate combination of retarded Th/Pb and U/Pb although their absolute compositions are much less radiogenic than those of »model bulk lower crust« predicted from simple mass balance calculations.

---

Zusammenfassung Nd-Modellalter, U-Pb-Zirkondaten sowie Pb-Pb-Alter weisen auf vergleichbare Krustenbildungsalter von 2.2–3.0 Ga für den zentralen Granulitgürtel Sri Lankas bzw. 2.8–3.0 Ga für die spätarchaischen Granulitgebiete der Lewisian-(Schottland) und Nuk-Komplexe (südwestliches Grönland) hin. Die extrem lange Zeitspanne von ca. 2 Ga zwischen Krustenbildung und hochgradiger Metamorphose und die daraus resultierende Verarmung an hochinkompatiblen Elementen unterscheidet jedoch die ca. 0.6 Ga alten Granulite der Highland- und Südwest-Gruppe Sri Lankas von den Lewisian- und Nuk-Gneisen. Hier erfolgte die Granulitmetamorphose verhältnismäßig bald nach der Krustenbildung ( 0.1–0.2 Ga), und die frühe signifikante Verarmung an U und Th ist verantwortlich für die heutige, wenig radiogene Pb-Isotopie in diesen Gesteinen. Im Gegensatz dazu zeigen Konzentrationsmessungen an den Granuliten Sri Lankas zwar eine Verarmung von U und Th relativ zu Pb, was aber aus der hochradiogenen Pb-Isotopie nicht ersichtlich ist. Der Grund hierfür ist, daß dieser Krustenkomplex eine sehr lange Zeit zur kontinentalen Oberkruste gehörte, mit entsprechend hohen U/Pb- und Th/Pb-Verhältnissen und dem daraus entstandenen Zuwachs an radiogenem Blei. Die terrestrische Massenbilanz des Bleis erfordert, daß die zeitintegrierten erhöhten U/Pb-, Th/Pb- und erniedrigten Th/U-Werte sowohl der Oberkruste als auch fast aller Mantel-derivate durch ein Reservoir, wie z.B. die Unter-kruste, mit langfristig erniedrigtem U/Pb und Th/ Pb und erhöhtem Th/U kompensiert werden muß. Krustenkomplexe wie Sri Lanka, die erst in jüngster Zeit in die Unterkruste versenkt wurden, kommen dafür nicht in Frage. Archaische Granulitgebiete, jedoch, zeigen das entsprechende Th/Pb und U/Pb, wenn auch ihre absolute Zusammensetzung deutlich weniger radiogen ist als es die Modellunterkruste verlangt.

---

Résumé Les âges modèles de formation de la croûte, estimés à partir des méthodes Nd, U-Pb (zircon) et Pb-Pb, pour les granulites du Sri Lanka central d'une part et les gneiss de degré élevé lewisiens (Archéen sup.) d'Ecosse et de Nuk (sud-ouest du Groenland) d'autre part, sont comparables et se situent respectivement dans les intervalles de 2,2–3,0 Ga et 2,8–3,0 Ga. L'intervalle de temps qui sépare la formation de la croûte et le pic du métamorphisme (accompagné de pertes d'éléments incompatibles et producteurs de chaleur) est de l'ordre de ± 2 Ga pour les granulites du Sri Lanka, âgées de ± 0,6 Ga, mais n'excède pas 0,1 à 0,2 Ga pour le Lewisien et les gneiss de Nuk. Des pertes sévères en U et en Th sont responsables des rapports Pb actuels peu radiogéniques dans le Lewisien et les gneiss de Nuk. Par contre, les granulites du Sri Lanka se sont maintenues dans des conditions de rapports U/Pb et Th/Pb élevés et fournissent des rapports isotopiques analogues à ceux de la croûte supérieure actuelle. Par rapport aux compositions mantéliques primitives, les isotopes du Pb identifient le Lewisien et les formations de Nuk comme des réservoirs crustaux appauvris en Th et en U (par rapport au Pb), tandis que les granulites du Sri Lanka ont été enrichies. Le bilan de masse des isotopes du Pb à l'échelle globale requiert l'existence d'un ou de plusieurs réservoirs à faible U/Pb, faible Th/Pb et haut Th/U; la croûte inférieure pourrait constituer ce réservoir. Des formations très métamorphiques comme celles du Sri Lanka présentent un appauvrissement des teneurs en U et en Th par rapport au Pb, mais ne montrent pas les signatures isotopiques du Pb correspondant à un modèle de croûte inférieure globale. Les gneiss archéens de degré élevé possèdent la combinaison adéquate des rapports Th/Pb et U/Pb déprimés, bien que leurs compositions absolues soient moins radiogéniques que celle de la »croûte inférieure type« prévue par les bilans de masse.

---

, - Nd U-Pb , Lewisian () Nuk (- ); : 2,2-3,0 2,8-3,0 . ( , , ) — 2 0,6 -, -0,1 -0,2 . , . - U/Pb Th/Pb, . , , , . U/Pb Th/Pb Th/U; , . , -, U Th , « ». Th/Pb U/Pb, , , .

     

Plate tectonics and magma genesis

The framework of plate tectonics, with active boundaries and stable plates, is the best yet devised for explaining the different types and styles of magmatic activity. The dynamic mechanisms of plate tectonics transport rock masses across fusion boundaries in three distinct types of environment and source material, associated with plate boundaries. These are divergent boundaries where mantle peridotite is transported upwards, melting to yield basalt, convergent boundaries where oceanic crust is transported downwards, melting to yield magma of intermediate SiO₂ content, and ocean-continent convergent boundaries where the lower part of continental margins are melted to yield rhyolite magma. Hot spots beneath plates, possibly generated by mantle plumes, yield basaltic magma from mantle and rhyolite magma from overlying continental crust. Subducted H₂O is involved in the generation of andesites and batholiths, and CO₂ from uncertain sources is an influential component for the generation of kimberlite and other low SiO₂, high alkali magmas below continental plates. The chemical differentiation of the earth is accomplished through magmatic processes which are a direct manifestation of convection within the mantle. Igneous petrology is now a study of processes and products firmly rooted in geophysics, and calibrated by laboratory experiments at high pressures and temperatures.

---

Zusammenfassung Das Konzept der Plattentektonik, das auf der Annahme stabiler Platten und aktiver Plattengrenzen beruht, stellt das bislang beste Modell zum Verständnis der magmatischen Aktivität dar. Durch die von der Plattentektonik postulierten Mechanismen werden Gesteinsmassen im Bereich möglicher Schmelzbildung transportiert. Drei solche, bezüglich Tektonik und Ausgangsmaterial der Magmen verschiedene Bereiche lassen sich unterscheiden: Divergente Plattenränder, an denen Mantelperidotit nach oben transportiert wird und basaltische Magmen liefert; konvergente Plattengrenzen, wo ozeanische Kruste subduziert wird und partiell aufschmilzt, wodurch Schmelzen mit intermediären SiO₂-Gehalten gebildet werden; aktive Kontinentalränder, wo durch partielle Anatexis in der Unterkruste rhyolitische Schmelzen entstehen. Hot spots, die möglicherweise durch Manteldiapire entstehen, liefern basaltische Magmen aus dem Mantel und rhyolitische Magmen aus der darüberliegenden kontinentalen Kruste. Bei der Bildung von Andesiten und Batholithen spielt subduziertes H₂O eine wesentliche Rolle. CO₂ ungewisser Herkunft beeinflußt die Entstehung von Kimberliten und anderen untersättigten, alkalireichen Magmen unter kontinentalen Platten. Die chemische Differentiation der Erde geschieht durch magmatische Prozesse, die unmittelbarer Ausdruck von Konvektionsprozessen im Mantel sind. Die moderne magmatische Petrologie untersucht Prozesse und Produkte in enger Bindung an die von der Geophysik erarbeiteten Vorstellungen; die notwendige Kalibrierung geschieht durch Laborexperimente bei hohen Drucken und Temperaturen.

---

Résumé Le concept de tectonique de plaques, qui repose sur l'acceptation de plaques stables à bordures actives, est le meilleur modèle proposé pour expliquer les différents types et styles d'activité magmatique. Les mécanismes dynamiques des tectoniques de plaques véhiculent des masses rocheuses au travers de limites de fusion dans trois types d'environnement distincts et de sources de matériau, associés à des limites de plaques. Celles-ci sont des bordures divergentes où la péridotite du manteau est transportée vers le haut, entrant en fusion pour donner du basalte, des bordures convergentes où la croûte océanique se déplace vers le bas, fondant pour donner des magmas à teneur intermédiaire en SiO₂, et des bordures convergentes océan-continent où la partie inférieure des bordures continentales entre en fusion pour produire un magma rhyolitique. Des points chauds en-dessous des plaques, engendrés peut-être par des diapirs du manteau, produisent du magma basaltique à partir du manteau et du magma rhyolitique provenant de la croûte continentale surincombante. Le H₂O provenant de la subduction est consommé dans la genèse d'andésites et de batholites, et le CO₂, de sources incertaines, est un composant influent dans la génération de kimberlites et d'autres magmas à faible teneur en SiO₂ et forte teneur en alcalins, sous les plaques continentales. La différenciation chimique de la terre est accomplie par des processus magmatiques qui sont une manifestation directe de la convection dans le manteau. La pétrologie ignée est maintenant l'étude des processus et des produits en liaison étroite avec la géophysique, et précisés par des expériences en laboratoire à des pressions et températures élevées.

---

, , , . . : , ; , — , ; , . — Hot spots — , , , . . ₂ SiO₂, . , , , . ; .

     

Combined processing of seismic reflection and borehole measurements in the Moroccan basin offshore NW-Africa at DSDP-site 416

The Ocean Drilling Program (ODP), and its predecessor DSDP, collected a unique data set which can be used to verify fundamental hypotheses on the origin and constitution of the oceanic crust.The combination of geophysical surface- and boreholemeasurements with geological and petrological probing requires a multidisciplinary approach.In this respect, the purpose of this paper is to show the possibilities of reflection seismic data to support stratigraphic interpretation. The data used in this investigation come from one of the prime targets of German ODP-research, namely the Moroccan basin offshore NW-Africa. Drill Site 416 and two multichannel seismic profiles were at our disposal. The punctuate information on physical rock properties and logging results at Site 416 were processed to appear comparable with the seismic profiles. Computation of synthetic seismograms using borehole data as input (forward modelling) allowed to associate reflection horizons with geological boundaries. Calculation of pseudo-velocity logs from reflection profiles (inverse modelling), calibrated by the borehole measurements, enables us to extend the local information of the drill site into a wider area. Although reconnaissance surveys within ODP-programs do not produce a data set comparable in quantity and quality with commercial seismic exploration campaigns, they present an excellent opportunity to use quantitative modelling techniques to understand the origin of the seismic record in a specific region and to examine the potential of seismic stratigraphy as an important tool in marine geosciences.

---

Zusammenfassung Das Ocean Drilling Project (ODP, früher DSDP) liefert einen einmaligen Datensatz, der für die Verifizierung von fundamentalen Hypothesen zur Entstehung und Zusammensetzung der ozeanischen Kruste dienen kann.Die Kombination von geophysikalischen Oberflächenund Bohrlochmessungen erfordert zusammen mit den geologischen und petrologischen Daten einen interdisziplinären Ansatz.In dieser Hinsicht möchte der folgende Artikel die Möglichkeiten aufzeigen, die seismische Daten für die Unterstützung einer stratigraphischen Interpretation bieten. Die Daten dieser Untersuchung stammen aus einem Hauptzielgebiet der deutschen ODP-Forschung, dem marokkanischen Becken westlich der NW-Küste Afrikas. Die DSDP-Bohrlokation 416 und zwei seismische Mehrkanal-Profile standen uns zur Verfügung. Die punktuelle Information über die physikalischen Gesteinseigenschaften und die Ergebnisse der Bohrlochmessungen des Site 416 wurden so bearbeitet, daß sie mit den seismischen Profilen vergleichbar sind. Die Berechnungen von synthetischen Seismogrammen mit den Bohrlochmessungen als Eingangsdaten (Vorwärtsmodellierung) erlaubt die Verbindung von Reflexionshorizonten mit geologischen Grenzen. Die Berechnung von Pseudo-Geschwindigkeitslogs, kalibriert an den Bohrlochmessungen, aus den reflexionsseismischen Profilen (inverses Modellieren), ermöglicht es, die lokale Information des Bohrlochs über einen größeren Bereich um das Bohrloch zu erweitern. Obwohl die Vorerkundungsarbeiten innerhalb des ODP-Projekts Daten erbringen, die in Quantität und Qualität nur eingeschränkt mit denen kommerzieller seismischer Explorationserkundungen vergleichbar sind, stellen sie eine hervorragende Möglichkeit zur Anwendung von quantitativen Modellierungstechniken dar, die zur Interpretation der Seismogramme der untersuchten Region beitragen und die Leistungsfähigkeit der seismischen Stratigraphie als ein wichtiges Werkzeug in den marinen Geowissenschaften zeigen.

---

Résumé L' «Ocean Drilling Program» (ODP), comme son prédécesseur le DSDP, a récolté un ensemble unique de renseignements utilisables à la vérification des hypothèses fondamentales relatives à l'origine et à la constitution de la croûte océanique.La combinaison des mesures géophysiques, effectuées en surface et en sondage, avec les données géologiques et pétrologiques exige une approche pluridisciplinaire.A cet égard, l'objet de cette note est de montrer l'apport de la sismique — réflexion dans l'interprétation stratigraphique. Les données utilisées proviennent d'une des premières cibles du programme allemand ODP, à savoir le bassin marocain situé au large du NW de l'Afrique. Nous avons eu à notre disposition le sondage n 416, ainsi que deux profils sismiques multicanaux. Les informations ponctuelles sur les propriétés physiques des roches et les mesures effectuées dans le sondage 416 ont été traitées de manière à être comparables aux profils sismiques. Des séismogrammes synthétiques ont été calculés à partir des mesures faites dans le sondage (modélisation directe), ce qui a permis de corréler les réflecteurs avec les limites géologiques. Le calcul, à partir des profils «réflexion», de logs de pseudo-vitesse (modélisation inverse) calibrés par les mesures faites dans le sondage nous a permis d'étendre les informations locales fournies par le sondage à une aire plus étendue. Bien que les levés de reconnaissance que comporte le programme ODP ne fournissent pas un ensemble de données comparables en qualité et en quantité à celles d'une campagne d'exploration sismique commerciale, ils procurent néanmoins une excellente occasion d'appliquer les techniques de la modélisation quantitative à l'interprétation des enregistrements sismiques et de montrer les possibilités de l'outil important que constitue la stratigraphie sismique dans la géologie sous-marine.

---

(ODP, DSDP) , . . , . , ODP, - . 416 DSDP . 416 , . , 416 ( ), . , , ( ) , , . DSDP , , , . .. , .

     

Magmatic and metallogenetic episodes in the northern tin belt,cordillera real,Bolivia

New K-Ar determinations for granitoid rocks and ores from the northern Bolivian segment (ca. 15°-18° S.) of the Central Andean Cordillera Oriental (Eastern Cordillera) confirm that this region displays a remarkable repetition of magmatic activity and associated lithophile metal mineralization. Intrusion of monzogranites, in part peraluminous, and granodiorites took place in the Mid—to—Late Triassic (apparent age range: 225-202 Ma) and Late Oligocene-Early Miocene (28.4-ca. 19.2 Ma); the two plutonic domains are juxtaposed, with little or no areal overlap, along an essentially linear belt defining the inner boundary of the Central Andean magmatic arc. There is no conclusive evidence of granitoid intrusion during the intervening period, although at least two centres of Upper Cretaceous basic-intermediate hypabyssal-volcanic rocks are known. Whereas the Triassic episode simultaneously affected ca. 200 km of the belt, the Oligocene-Miocene domain experienced a longitudinal (southeastward) migration of activity which, in its later stages (22-19 Ma), coincided with the initiation of widespread volcanism and intrusion on the altiplano, to the west of the granitoid belt.Both intrusive domains may be regarded as the innermost expressions of relatively brief episodes of radical broadening of the Central Andean magmatic arc, possibly generated through abrupt, but minor, decrease in the inclination of eastward subduction at the western plate margin, and attended by a degree of crustal anatexis unattained in the outer parts of the arc. Our radiometric data permit the delimitation of two metallogenetic (W-Sn) sub-provinces in the northern part of the Bolivian tin belt. The tungsten-tin vein deposits associated with the Triassic and Tertiary plutons are very similar, although tungsten appears to be enriched relative to tin in the older domain. There is no radio-metric or petrographic evidence of significant reactivation of older hydrothermal systems in the Tertiary. The late-Early Miocene age (16.3 Ma) determined for the important Oruro Sn-Ag epithermal centre (17° 56' S.) represents an anomaly in the broad southward migration of volcanic and hydrothermal activity defined byGrant et al. (1979) in the central and southern, sub-volcanic, segments of the Bolivian tin-polymetallic belt. Minor Pb-Zn-Ag vein mineralization was probably associated with the Upper Cretaceous basic-intermediate magmatism.

---

Zusammenfassung Neue K-Ar Bestimmungen für die granitoiden Gesteine und Erze aus dem nord-bolivischen Segment (ca. 15°-18° S) der mittleren andeanischen Cordillera Oriental (östlichen Cordillera) bestätigen, daß dieses Gebiet eine beachtenswerte Wiederholung der magmatischen Aktivität und der damit verbundenen Erzmineralisierung aufweist. Granodiorite und teilweise Monzogranite mit Aluminium-Überschuß sind in der Mittel- und Spät-Trias (225-202 Ma) und im Spät-Oligozän bis Früh-Miozän (28.4-ca. 19.2 Ma) eingedrungen; die beiden plutonischen Bereiche liegen mit nur geringer oder fehlender Überlappung benachbart längs einem im wesentlichen linearen Gürtel, der den inneren Rand des mittelandinischen magmatischen Bogen abgrenzt. Es gibt keine entscheidende Anzeichen für granitische Intrusionen in der dazwischen liegenden Zeit, obwohl wenigstens zwei Zentren der oberkretazischen basischen bis intermediären, hypabyssalen bis vulkanischen Gesteinen bekannt sind. Während die triassische Episode gleichzeitig ungefähr 200 km des Gebiets beeinflußte, erfuhr der oligozän-miozäne Bereich jedoch eine longitudinale (südöstliche) Wanderung der Aktivität, die, in den jüngeren Stufen, mit der Einleitung des ausgedehnten Vulkanismus und der Intrusion auf dem Altiplano, westlich des granitoiden Gebietes zusammenfiel.Die beiden intrusiven Gebiete könnte man als die innersten Vorgänge verhältnismägig kurzer Episoden einer drastischen Verbreitung des mittleren andinischen magmatischen Bogens betrachten. Diese könnten vielleicht durch die plötzliche Verringerung des Winkels der östlichen Subduktion an der westlichen Plattengrenze entstanden sein, mit einem Grad der Anatexis, der in den äußeren Teilen des Bogens nicht erreicht wurde. Unsere radiometrischen Daten ermöglichen die Abgrenzung zweier metallogenetischen (W-Sn) Unterprovinzen im nördlichen Teil des bolivischen Zinn-Gebiets. Obwohl die mit den triassischen und tertiären Plutonen verbundenen Wolfram-Zinn-Erzgänge einander sehr ähneln, scheint das Wolfram im älteren Bereich dem Zinn gegenüber etwas angereichert zu sein. Es liegen keine radiometrischen oder petrographischen Zeugnisse für eine erhebliche Reaktivierung von älteren hydrothermalen Systemen im Tertiär vor. Ein spätes früh-miozänes Alter (16.3 Ma) wurde für das wichtige Sn-Ag epithermale Zentrum von Oruro bestimmt. Dieses weicht von der allgemeinen nach S gerichteten Wanderung der vulkanischen und hydrothermalen Aktivität in den zentralen und südlichen subvulkanischen Segmenten der bolivischen Zinn-polymetallischen Gürtel ab, die vonGrant et al. (1979) beschrieben wurde. Geringere Pb-Zn-Ag-Erzgangbildung stand wahrscheinlich mit dem oberkretazischen basisch-intermediären Magmatismus in Verbindung.

---

Résumé De nouvelles determinations K-Ar sur des roches granitiques et sur du minerais provenant du segment bolivien septentrional (ca. 15°-18° S) de la Cordillère orientale des Andes centrales (Cordillère est) confirme que cette région fut affectée par une activité magmatique répétée auquelle s'associa une activité metalifère riche en métaux lithophiles. Des intrusions de monzogranites, en partie peralumineux et de granodiorites se mirent en place durant le Triassique moyen et supérieur (intervalle d'âge apparent: 225-202 Ma) et durant l'Oligocène moyen et le début du Miocène (24.4-ca. 19.2 Ma). Ces deux domaines plutoniques se juxtaposent avec un recouvrement spatial faible ou nul, le long d'une ceinture essentiellement linéaire définissant la bordure interne de l'arc magmatique des Andes centrales. Bien qu'aucune indication concluante nesitue la mise en place d'intrusions granitiques durant la période intermédiaire, au moins deux centres volcaniques hypabyssaux de composition basique à intermédiaire se sont formés au Crétacé supérieur. L'épisode magmatique du Triassique a affecté simultanément ca. 200 km de la ceinture. Le domaine Oligocène-Miocène, pour sa part, a subi une migration longitudinale (sudest) de l'activité magmatique dont les étapes tardives (22-19 Ma) coîcident avec le déput d'une longue période de volcanisme et d'intrusions sur l'altiplano, à l'ouest de la ceinture granitique.celle des aggregats de grande taille, par des mécanismes de dislocation. La transition est Les deux domaines intrusifs peuvent être causés par un fort élargissement répété et bref de l'arc magmatique des Andes centrales. neut-être dû à une diminution abrupte de l'inclinaison de la zone de subduction orientale à la bordure ouest de la plaque, accompagnée par un degré d'anatexie crustale qui n'atteignit pas la partie externe de l'arc. Les résultats radiométriques obtenus permettent de délimiter deux sous-provinces métallogéniques (W-Sn) dans la partie septentrionale de la ceinture bolivienne stannifère. Les gisements filoniens d'étain et de tungsténe associés aux plutons triassiques et tertiaires sont très semblables; cependant le tungstène semble être plus abondant rapport à l'étain dans le plus vieux domaine. Il n'y a aucune évidence radiométrique ou pétrographique d'une réactivation signicative du système hydrothermal tertiaire. L'age Miocène (16.3 Ma) obtenu pour l'important centre épithermal Sn-Ag d'Oruro (17° 56' S.) représente une anomalie dans la vaste migration sud-est de l'activité volcanique et hydrothermale définie parGrant et al. (1979) dans les segments «sub-volcaniques» central et sud-est de la ceinture polymétallique et stannifére bolivienne. Une faible minéralisation filonienne Pb-Zn-Ag était probalement associée avec le magmatisme intermédiaire à basique du Crétacé supérieur.

---

- ( 15–18° ) . , , . (225-202 ) (28,4-. 19,2 ) . , , . , , no- , : ( ) . , 200 , - , , . , . , , . . - , , , , . , , . - (16,3 ). - , Grant . (1979). , , , .

     

Die Herkunft der „Porphyr“-Gerölle im Rotliegenden Süd-Hessens

Zusammenfassung Mit Hilfe petrographischer und geochemischer Untersuchungsmethoden wurde versucht, die Liefergebiete der Gerölle saurer Vulkanite im Unter-Perm des sdlichen Hessischen Troges zu ermitteln. Dabei zeigte sich, daß Rhyolith-Gerölle, angeliefert von den Rhyolithvorkommen der Odenwald-Spessart-Rhön-Schwelle, nur auf das schmale Gebiet der Schwellenrand-Sedimente beschränkt sind. Im eigentlichen Becken der Wetterau führen die Konglomerate nahezu ausschließlich Keratophyr-Gerölle, die von der nördlich gelegenen Taunus-Schwelle stammen.Die Verteilung der Rhyolith- und Keratophyr-Gerölle in den Rotliegend-Konglomeraten deutet auf eine stete Dominanz der Taunus-Schwelle gegenüber der Spessart-Schwelle. Es läßt sich ferner wahrscheinlich machen, daß die Taunus-Schwelle durch eine N-S-streichende Querdepression gegliedert war, die die spätere Hessische Senke bereits vorzeichnet. Der Spessart-Schwelle war im basalen Unter-Rotliegenden eine Barriere nördlich vorgelagert (Nördliche Gneise), die im Laufe des Rotliegenden in den Ablagerungsraum einbezogen wurde.

---

Petrographical and geochemical investigations were carried out to determine the source areas of volcanite pebbles in the Lower Permian Hessischer Trog (southern Chattia, West-Germany). The pebbles of rhyolites have been derived from the Permian rhyolites of the Odenwald-Spessart-Rhön-Uplift in the south. They are restricted to marginal deposits, which accompanied the uplift in a narrow zone. In the corresponding Wetterau-Basin only pebbles of keratophyres have been found, which originated in the Taunus-Uplift in the north.The distribution of pebbles of rhyolites and keratophyres in the Lower Permian conglomerates points out the dominance of the Taunus-Uplift during the Lower Permian. The Taunus-Uplift probably had been devided by a N/S-directed depression which traced out the later Hessische Senke. At the very beginning of the Lower Permian (Unter-Rotliegendes) a barrier had existed in front of the Spessart-Uplift — probably composed of the Nordliche Gneise — which became an area of deposition later on in the Lower Permian.

---

Résumé Cette étude a pour but de rechercher la source des cailloux volcaniques du Permien inférieur du bassin méridional d'Hesse à l'aide des méthodes pétrographiques et géochimiques. Les cailloux rhyolithiques, dérivés du haut-fond Odenwald-Spessart-Rhön se rencontrent seulement dans les sédiments d'une zone étroite au bord de ce haut-fond. Dans le bassin de la Wetterau les conglomérats contiennent prèsque exclusivement des cailloux keratophyriques qui proviennent de la partie septentrionale du haut-fond du Taunus.La distribution des cailloux rhyolithiques et keratophyriques démontre que toujours le haut-fond du Taunus a été plus important que le seuil du Spessart. En outre il est probable que le haut-fond du Taunus a été subdivisé par une dépression transversale de direction N-S qui indique déjà la future Hessische Senke. Au début du Rotliegend inférieur une barrière a existé devant le seuil du Spessart qui avait été compris dans la région de la sédimentation au cours du Rotliegend.

---

. , , - -ë, . - , . , , . , , - , - . , (« »), .

     

Petrochemistry of the lavas from proterozoic dalma volcanic belt,Singhbhum, eastern India

The Dalma volcanic belt of the Singhbhum Precambrian terrain in eastern India is developed along the median zone of a linear basin flanked by Archaean cratonic basement to the south. The lavas, in a low grade metamorphic environment, preserve a strong compositional bimodality, with highly magnesian picritic volcanics developed at the base and low-K basalt flows above, constituting the bulk of the lava pile. The ultrabasic lavas have low concentrations of immobile incompatible elements, ratios of which are probably controlled by the source character. Dalma mafic flows are closely comparable in geochemical character to modern day mid-oceanic ridge basalts (MORB) with a dominance of light-REE-depleted basalts and ferrobasalts. However, in terms of certain element ratios (Th/Ta), deviation from MORB characteristics toward island arc tholeiites is apparent. In this respect the Dalma basalts appear to have a modified MORB composition and the closest chemical analogy may be basalts from back-arc basins, i. e. a supra-subduction zone environment. The bimodality of ultrabasic and mafic lavas is reminiscent of Archaean komatiitic provinces. The geochemical signature of the Dalma lavas, and the geological framework of the terrain, strongly point to a marginal basin domain developed in this crustal segment during the Proterozoic.

---

Zusammenfassung Der Vulkangürtel von Dalma liegt in der präkambrischen Region Singhbhum in Ostindien. Aufgeschlossen ist der Dalma-Gürtel im mittleren Bereich eines geradlinigen Bekkens, das im Süden durch Basement des Archaikums begrenzt wird. Die Laven befinden sich in einer geringmetamorphen Umgebung und weisen eine bimodale Zusammensetzung auf. An der Basis sind Magnesium-reiche und darüber Kalium-arme Basalte entwickelt, die repräsentativ für den Durchschnitt der Laven sind. Die ultrabasischen Laven enthalten niedrige Konzentrationen an immobilen nicht kompatiblen Elementen, deren Verhältnis wahrscheinlich von den Eigenschaften der Lavaquelle gesteuert wird. Der geochemische Charakter der mafischen Dalma-Vulkanite entspricht weitgehend den heutigen Basalten der ozeanischen Rücken (MORB). Dabei dominieren leicht abgereicherte REE-Basalte sowie eisenreiche Basalte. Vergleicht man allerdings Elementverhältnisse wie das von Th/Ta, wird eine Abweichung von dem typischen MORB-Charakter hin zu Inselbögen-Tholeiten deutlich. Berücksichtigt man diese Beobachtungen, scheinen die Dalma-Basalte eine modifizierte MORB-Zusammensetzung zu haben, die in ihrem Chemismus am ehesten den Basalten von Back-Arc-Becken, z. B. in einem Gebiet einer Supra-Subduktionszone, zu entsprechen. Die Bimodalität der ultrabasischen und mafischen Laven erinnert an archaische komatiitische Regionen. Die geochemische Zusammensetzung der Dalma-Laven sowie der geologische Rahmen des Gebietes deuten auf ein randliches Becken hin, das sich während des Proterozoikums entwickelt haben könnte.

---

Résumé La ceinture volcanique de Dalma, dans le Précambrien de Singhbhum (Inde Orientale) est située dans la partie médiane d'un bassin linéaire bordé au Sud par un socle cratonique archéen. Les laves se trouvent dans un environnement de faible degré de métamorphisme et présentent une composition nettement bimodale: volcanites picritiques très magnésiennes à la base, surmontées de coulées basaltiques pauvres en K, qui constituent l'essentiel de l'ensemble. Les laves ultrabasiques montrent de faibles concentrations en éléments immobiles incompatibles dont les rapports sont probablement déterminés par le caractère de la source. Les coulées basiques de Dalma sont très comparables, dans leurs propriétés géochimiques, aux basaltes récents des rides océaniques (MORB), avec une dominante de basaltes pauvres en terres rares légères et de ferro-basaltes. Toutefois, les rapport de certains éléments (Th/Ta) font apparaître, par rapport au MORB, une déviation vers les tholéiites d'arcs insulaires. A ce point de vue, les basaltes de Dalma montrent une composition de MORB modifée et une analogie avec les basaltes de bassins d'arrière-arc, c'est-à-dire en situation de supra-subduction. La bimodalité laves ultrabasiques/laves basiques est une réminiscence des provinces komatiitiques archéennes. Le signalement géochimiques des laves de Dalma et leur situation géologique plaident en faveur d'un domaine de bassin marginal développé dans ce segment central au cours du Protérozoïque.

---

, . , , . , , . , , . , . : MORB. , . , , .: /, MORB . , , , MORB, , .: . . , , .