Interaction of genetic processes in holocene reefs off North Eleuthera Island,Bahamas

The inner shelf platform off North Eleuthera consists of a series of terraces at 6 m, 8 m, 20 m, and 35 m depth, respectively. The boundary between 6 and 8 m terraces is marked by a near continuous reef ridge, landward and seaward of which isolated reef structures are found. Reefs are aggregates of pillar structures, which in turn are composed of columnar, club-shaped or mushroom-shaped pillars of corals. The dominant primary framebuilder above 3 m depth isAcropora palmata; below corals of the generaMontastrea andDiploria, Porites astreoides andP. porites also contribute to the frame, as does the hydrozoanMillepora. The secondary framebuilders start developing and changing the shape of the frame as soon as they find suitable substrates; most important are coralline red algae, which encrust internal and external surfaces, but also may fuse the components of the frame; other organisms just add to the frame. In contrast boring and rasping organisms destroy the frame. Constructing or destructing organisms were found living on every surface, external or internal, accreting or diminishing.The composite nature of the reef structure, fabrics of skeletal material, and borings of organisms provide numerous cavities of mm to m size. These are subject to syngenetic sedimentation and cementation, which help maintain the frame, but change composition, fabrics, and facies. Thus rates of organism growth and destruction, of sedimentation, cementation, and mechanical breakdown and the dynamic changes of these rates determine final shape and preservation of the reef.Recognition of the relationship between these processes should help interpret fossil reef remnants.

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Zusammenfassung Die Schelfplattform vor North Eleuthera gliedert sich in mehrere Terrassenstufen, deren Ränder bei 6 m, 8 m, 20 m und 35 m Wassertiefe liegen. Der 6-m-Terrassenstufe folgt über 25 km ein nahezu ununterbrochener Korallenriffrücken; seewärts und landwärts von diesem Rücken hegen isolierte Riffstrukturen. Die Riffe setzen sich aus Pfeilern zusammen, die ihrerseits wieder säulige, keulenförmige oder pilzartige Korallenstöcke als kleinere Bauelemente aufweisen.Bis in 3 m Wassertiefe istAcropora palmata der wichtigste Riffbildner, tiefer herrschenMontastrea- undDiploria-Arten vor.Porites astreoides, P. porites und die HydrozoeMillepora tragen ebenfalls zur Gerüstbildung bei. Sobald geeignetes Substrat angeboten wird, beginnen die sekundären Riffbildner mit der Ausgestaltung des Riffgerüstes; hierbei beteiligen sich in erster Linie die Rotalgen, die alle externen und internen Oberflächen überkrusten, darüber hinaus aber auch das Riffgerüst fester zusammenfügen; die anderen sekundären Riffbildner fügen dem Gerüst Material hinzu. Im Gegensatz dazu zerstören bohrende und raspelnde Organismen das Riffgerüst. Aufbauende und zerstörende Organismen leben auf und unter jeder Oberfläche des Riffes, sei sie extern oder intern.Der komplexe Aufbau der Riffstrukturen, das Wachstum des organischen Gerüstes und die Tätigkeit bohrender Organismen führen zur Bildung zahlreicher Hohlräume von mm-bis m-Größe. In diesen Hohlräumen erfolgen syngenetische Sedimentation und Zementation, die zur Erhaltung des Gerüstes beitragen, wobei jedoch die Zusammensetzung, das Gefüge und die Lithofazies des ursprünglichen Gerüstes weitgehend umgewandelt werden. So wird die endgültige Form und Erhaltung des Riffes von den jeweiligen Geschwindigkeiten bzw. dem dynamischen Wechsel der Geschwindigkeiten des Aufbaues und der Zerstörung durch Organismen, der Sedimentation und Zementation sowie der mechanischen Zerstörung bestimmt. Die Kenntnis vom Zusammenspiel dieser Prozesse führt zum besseren Verständnis der Vorgänge, die am Aufbau der fossilen Riffe beteiligt waren.

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Résumé La plate-forme continentale au large de North Eleuthera est formée de plusieurs terrasses en gradins dont les rebords se situent à des profondeurs d'eau de 6 m, 8 m, 20 m et 35 m. Le premier rebord (6 m) suit pendant plus de 25 km une crête récifale presque ininterrompue de part et d'autre de laquelle se trouvent des structures de récif isolées. Les récifs se composent de pinacles, qui à leur tour présentent des amas coralliens en forme de massue et de champignon.Jusqu'à 3 m de profondeur, l'Acroporapalmata est le plus important bâtisseur primaire; plus en profondeur, prédominent les espècesMontastrea etDiploria. LesPontes astreoides, P. porites et les hydrozoairesMillepora contribuent aussi à la formation de la charpente. Les constructeurs secondaires commencent à développer et à modifier la forme du bâtis dès qu'ils trouvent un substrat approprié; les algues rouges y participent en première ligne; elles s'incrustent sur les surfaces internes et externes; par ailleurs, elles cimentent plus solidement les éléments de la charpente du récif. Les bâtisseurs secondaires contribuent aux matériaux de charpente; en contre partie, des organismes perforants et râpeurs la détruisent. Les organismes constructeurs et destructeurs vivent au-dessus et en dessous de chaque surface du récif, qu'elles soient externes ou internes.La construction complexe des structures du récif, la croissance de la charpente organique et l'action des organismes perforants conduisent à la formation de nombreuses cavités de grandeurs comprises entre le mm et le m. Sédimentation et cimentation syngénétiques se produisent dans ces cavités; elles contribuent à la formation du bâtis mais en changent la composition, la structure et les microfaciès. Ainsi, la forme définitive et la conservation du récif sont déterminées par les vitesses de croissance organique et de destruction biologique, de sédimentation, de cimentation et de destruction mécanique ainsi que par des changements dynamiques de ces vitesses respectives. La connaissance des relations entre ces processus conduit à une meilleure compréhension des phénomènes qui prirent part à la construction des récifs fossiles.

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Eleuthera , 6, 8, 20 35 . ; cyme . , , , . 3 Acropora palmata, — Montastrea Diploria. Porites astreoides, P. porites Hydrozoa Millepora. , . ; . . .., , , . - . , . . . , , .

     

La présence d'une clastolave dans la Valle del Bove (Etna)

Résumé Au sommet d'un des anciens centres éruptifs de l'Etna se trouvent des restes d'une brèche formée de gros blocs de lave cimentés par des fragments de cristaux réunis entre eux par un liant de tridymite. Les blocs de lave et les coulées sousjacentes ont une composition d'andésite alcaline, sous-saturée en SiO₂. La tridymite ne peut être envisagée comme un produit de cristallisation finale. Cette brèche est interprétée comme une clastolave qui provient de l'éruption simultanée de 2 liquides: le liquide magmatique normal de l'Etna et un liquide siliceux, qui provient de la fusion des roches arénacées du soubassement au contact du magma. Cette éruption s'est faite sous la forme d'une petite nuée ardente, qui contenait en suspension dans des gaz riches en SiO₂, des fragments de lave et de cristaux. Elle a remanié la coulée sousjacente encore liquide. Les gaz siliceux en se refroidissant ont précipité la tridymite qui a cimenté les constituants de la brèche.

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The summit of one of the late eruptive centres of Mount Etna is formed by the rests of an eruptive breccia, composed of lava-blocks cimented by crystal fragments, joined by tridymite crystals. The lava-blocks and the underlying lavaflows have an alcaline andesite composition, subsatured in SiO₂. The tridymite cannot be explained as a final crystallization product. This breccia is a clastolava produced by the simultaneous eruption of two liquids: the normal magmatic liquid of Etna volcano and a siliceous liquid, coming from the local fusion of arenaceous rocks of the basement at the contact with the magma. This eruption has the characteristics of a little nuée ardente, with lava-fragments and crystals in suspension in a cloud formed by gases rich in SiO₂. This cloud disturbed the underlying flow, which was still liquid. During the cooling of the siliceous gases, the tridymite was formed and cemented the constituents of the breccia.

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Zusammenfassung Der Kegel eines der späten Eruptivzentren des Ätna wird aus den Resten einer Eruptivbrekzie aufgebaut, die aus Lavablöcken mit Kristallfragmenten besteht und durch Tridymitkristalle zusammengehalten wird. Die Lavablöcke und die darunter liegenden Lavaströme sind von einem alkalireichen andesitischen Chemismus mit Untersättigung an Kieselsäure. Der Tridymit kann nicht als Produkt einer Restkristallisation erklärt werden. Die Brekzie ist als Klastolava zu bezeichnen, die durch zwei Laventypen entstanden ist: Eine Normal-Lava des Ätnatypes und eine kieselsäurereiche Lava, die lokalen Aufnahmeherden von Sandsteinen an der Basis im Kontakt zum Magma entstammt. Diese Eruption hat den Charakter einer kleinen nuée ardente mit Lavafragmenten und Kristallen als Suspension in einer Wolke aus SiO₂-reichem Gas. Diese Wolke trat in Kontakt mit der noch flüssigen unterlagernden Lava. Während der Abkühlung des SiO₂-reichen Gases wurde der Tridymit gebildet, der die Komponenten der Brekzie zusammenhält.

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, . , : 1. , 2. SiO₂ , . SiO₂ , . .

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Dédié au Professeur Dr. A.Rittmann à l'occasion de son 75. anniversaire

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Cette étude a été entamée avec l'aide de l'Institut Belge de Volcanologie.     

Primary ‘cut-and-fill’ channels and gravitational diagenetic features

Ore beds with fluorite and sphalerite occur in the Cave-In-Rock fluorite district, Illinois in the upper part of the Mississippian System; in the upper parts of the Fredonia and Joppa Members of the Ste. Genevieve Formation and in the upper part of the Downeys Bluff Formation. Sedimentary structures within the upper two horizons are described and discussed. Primary cut-and-fill channels usually contain broken pieces of dolomite, limestone, shale, sandstone, fluorite and sphalerite. Some of the channels show geopetal features. Horizontal stylolitic seams bend downward and their thicknesses increase while their amplitudes decrease near and along the channel slopes. Another geopetal feature consists of clastic shale fragments which have mechanically filled from above into an open crack formed in the hydroplastic carbonate mud below. A number of features known as collapsed structures prove to be cut-and-fill structures of primary origin. During the compaction, carbonate beds were reduced in thickness by at least 37% through styloitization. The relationships between primary sedimentary channels and fluorite-sphalerite ore rocks suggest that the latter may have been deposited during or after the formation of such sedimentary structures, i. e., during various stages of diagenesis.

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Zusammenfassung Die Fluorit-Zinkblende-Vorkommen des Cave-In-Rock Distrikts von Illinois treten stratigraphisch in den oberen Partien des Mississippian System, speziell in der Fredonia und Joppa Serie der Ste. Genevieve Formation und in der Downeys Bluff Formation auf. Einige sedimentäre Strukturen in diesen beiden oberen Horizonten werden beschrieben und diskutiert. Primäre cut-and-fill channels enthalten im allgemeinen Bruchstücke von Dolomit, Kalk- und Sandstein, Schieferton, Fluorit und Zinkblende. Einige channels zeigen geopetale Gefüge, d. h. horizontale stylolithische Lagen sind mit zunehmender Mächtigkeit und abnehmender Amplitude der Fältelung in der Nähe oder entlang der Flanken der channel Strukturen nach unten durchgebogen. Ein weiteres geopetales Gefüge besteht aus Schieferton-Fragmenten, die mechanisch in eine offene Spalte des darunterliegenden hydroplastischen Karbonatschlammes eingesunken sind. Eine Anzahl von Gefügen, bekannt als collapsed structures scheinen cut-and-fill und slump Strukturen von primär subaquatischer Herkunft zu sein. Während der Diagenese wurden Karbonatbänke durch Stylolithbildung um mindestens 37% der ursprünglichen Mächtigkeit reduziert. Die Beziehungen zwischen den primären sedimentären channels und dem Fluorit-Zinkblende-Erz deuten darauf hin, daß das letztere während oder nach der Bildung der sedimentären Strukturen abgelagert wurde, d. h., während verschiedener Perioden der Diagenese.

     

Die Geosynklinal-Lagerstättenprovinzen Rumäniens

Zusammenfassung Die neuesten geotektonisch-metallogenetischen Untersuchungen in den rumänischen Karpaten sowie in der Dobrogea haben zu überraschend vielen neuen Beispielen von sehr typischen Geosynklinallagerstätten geführt, welche sich in folgende wichtige Geosynklinal-Lagerstättenprovinzen gliedern:Die assyntisch-kaledonische metamorphosierte (und alpidisch regenerierte) Geosynklinal-Lagerstättenprovinz des altkarpatischen Schiefergebirges, welches wichtige Eisen- (metamorphosierter Lahn-Dill-Typ), Mangan- und Kieslagerstätten mit Cu-Pb-Zn vom Typus Rammeisberg führt. Ähnliche polymetamorphe CuKieslagerstätten (Outokumpu-Typ) und Eisenlagerstätten befinden sich im Dobrogeaer Möesischen Sockel, welcher sich in den baltisch-ukrainisch-möesischen Erzgürtel eingliedert.Die jungkimmerische innerkarpatische Geosynklinal-Lagerstättenprovinz, gebunden an den simatisch-basaltischen Initialvulkanismus des innerkarpatischen Geotumors und der alpidischen Orogenese (Drocea- und Mehedini-Gebirge) welche Fe-Ti-V, Cu-Kieslagerstätten (Typus Ergani-Maden) und exhalative Manganlagerstätten führt. Diese Provinz ist in die ostmittelmeerische, kimmerischalpidische Ophiolitprovinz eingegliedert.Eine besondere bergwirtschaftliche Bedeutung haben die Kies-Cu-Pb-ZnLagerstätten vom Typus Rammeisberg der Ostkarpaten.

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The most recent metallogenetic-geotectonic researches performed in the Rumanian Carpathians and in the Dobrogea, have led to the discovery of a surprising amount of new and typical samples of geosyncline ore deposits (exhalative-sedimentary) which may be grouped in the following provinces of geosyncline ore deposits as:The metamorphous (and alpine regenerate) assyntic-caledonian province of oldcarpathic cristalline, which includes important deposits of iron ore (Lahn-Dill type), manganese and pyrite-Cu-Pb-Zn (Rammelsberg type). Similar polymetamorphic deposits of copper-pyrire (Outokumpu type) and of iron ore may be found in the dobrodjan Moesic socket which is framed in the southern extremity of the precambrian baltic-ucrainean-moesic metalbearing zone.The intracarpathian new-kimmeric province bound to the basaltic-simatic volcanism, initial to the alpine orogenesis. (Drocea and Mehedini Mountains) that is associated to Fe-Ti-V, copper-pyrite. (Ergani-Maden type) and manganese deposits. This province is formed in the greateastern mediterranean kimmericalpine ophiolitic province.The Rammelsberg type, pyrite-Cu-Pb-Zn deposits of the Eastern Carpathians are of particular economic interest.

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Résumé Les plus récentes recherches géotectoniques-métallogénétiques dans les Carpathes Roumaines et dans la Dobrogea ont pour résultat beaucoup de nouveaux exemples de gîtes minéraux très typiques du géosynclinal. Ceux-ci se divisent en:Le gisement assyntique-calédonien et métamorphose (et régénéré au mésozoïque et au tertiaire) de la roche schisteuse du Vieux Carpathique, qui contient d'importants gisements de fer (type Lahn-Dill métamorphosé), de manganèse et de Py-Cu-Pb-Zn du type Rammelsberg. De pareils gisements polymétamorphes de cuivre (type Outokumpu) et des gisements de fer se trouvent dans la substructure Dobrogéenne et Moésique, qui se range dans la zone minérale baltique-ukrainique-moésique.Le gisement nouveau-kimmérique des Carpathes intérieurs, lié au volcanisme initial simatique-basaltique del'orogène des Carpathes intérieurs (Drocea et Mehedinti montagnes) qui contient Fe-Ti-V, des gisements de cuivre (type Ergani-Maden) et des gisements exhalatifs de manganèse. Cette province se rattache à la province ophiolitique est-méditerranéenne kimmérique-alpidique.Les Py-Cu-Pb-Zn gisements du type Rammelsberg des Carpathes de l'est ont une particulière importance économique.

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:I) - . ( -), ( ). .II) - , - . - , ( -) .

     

Bemerkung zu dem „Serpentintalk” aus dem Zechsteinanhydritprofil der Erdgasbohrung Frenswegen 3 im Emsland

Zusammenfassung Im folgenden werden die Röntgendaten — mit Einschränkung auch die Brechungsindizes — des von H.Füchtbauer und H.Goldschmidt untersuchten Serpentintalks den Untersuchungsergebnissen eigener Talksyntheseprodukte gegenübergestellt. Es zeigt sich eine sehr gute Übereinstimmung. Die Talksynthesen wurden im Hinblick auf semisalinare Mineralbildungen in Salzlagerstätten bei milden Metamorphosebedingungen durchgeführt. Ein Vergleich mit den Untersuchungsergebnissen der thermischen Zersetzung und der Differentialthermoanalyse, wie sie von H.Füchtbauer und H.Goldschmidt durchgeführt wurden, war nicht möglich, da die Reaktionsprodukte nicht nach diesen Methoden untersucht werden konnten. Für eine nähere Bestimmung des Serpentintalks wäre eine Gegenüberstellung weiterer Untersuchungsergebnisse sehr wichtig.     

Numerical analyses of deformability tests in jointed rock — “Joint Perturbation” and “No Tension” Finite Element solutions

SummaryNumerical Analyses of Deformability Tests in Jointed Rock — Joint Perturbation and No Tension Finite Element Solutions Sound design of structures in or upon rock requires a thorough knowledge of the rock mass deformability. Field test data interpretation has generally relied upon analytical or Finite Element linear elastic solutions. However, when testing in jointed rock, these can no longer be readily used since the medium cannot resist the tension induced upon loading. Accordingly, other solutions are required. If the discontinuities of the rock mass can all be mapped and their surface properties determined, the Finite Element model will use a Joint Perturbation solution where the joint elements have variable stiffnesses to account for movements along the fractures. If the discontinuities cannot be satisfactorily mapped, a global approach is provided by a No Tension analysis of the stress transfer type. The two techniques are compared in the case of bore hole jack deformability tests and found to agree remarkably well, indicating an appreciable difference from results of linear elasticity.

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ZusammenfassungNumerische Analyse von Verformungsversuchen in geklüfteten Fels — Lösungen mittels Kluft-Perturbation und No Tension Analysis auf Grund der Methode der Finiten Elemente Der Entwurf von Bauwerken in oder auf Fels erfordert eine genaue Kenntnis des Formänderungsverhaltens der Felsmasse. Im allgemeinen basiert die Interpretation der Ergebnisse von Feldversuchen auf den Lösungen des zugehörigen Randwertproblems der linearen Elastostatik mittels klassischer analytischer Methoden oder der Methode der Finiten Elemente. Wenn die Versuche aber in geklüftetem Fels durchgeführt werden, müssen die theoretischen Methoden modifiziert werden, da das Medium keine Zugspannungen aufnehmen kann. Zwei Fälle können unterschieden werden. Erstens: die Kluftflächen der Felsmasse können geometrisch erfaßt und ihre Oberflächeneigenschaften können bestimmt werden; in diesem Falle kann die Finite-Elemente-Lösung eine Kluft-Perturbations-Methode verwenden, in welcher spezielle Kluft-Elemente verschiedener Steifigkeiten normal und tangential zu den Kluftflächen die Bewegungen entlang derselben bestimmen. Zweitens: die Diskontinuitäten der Felsmasse können nicht hinreichend beschrieben werden; für diesen Fall ist vorgekehrt durch die Finite-Element-Analyse vom Typ der Spannungsumlagerung unter Ausschaltung der Zugspannungen (No Tension Analysis), um das globale Verhalten der geklüfteten Felsmasse zu erfassen. Die Lösungen dieser beiden Methoden wurden für den Fall der Bohrloch-Verformungs-Tests verglichen; der Vergleich zeigt ausgezeichnete Übereinstimmung, im Gegensatz zu den Lösungen als lineares Elastizitätsproblem.

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RésuméLa méthode des Eléments Finis appliquée aux résultats d'essais de vérins cylindriques dans les roches fissurées — solutions dites Joint Pertubé et Sans Traction La construction de structures sur ou dans des roches nécessite une connaissance approfendie de la déformabilité du massif rocheux. L'analyse des résultats d'essais en place se fait généralement à l'aide de solutions analytiques ou par Eléments Finis, qui supposent une élasticité linéaire du milieu. De fait, dans les roches fissurées, ces solutions sont inadéquates puisque le milieu ne peut résister aux sollicitations de traction. Il s'agit donc d'utiliser d'autres méthodes d'analyse. Lors qu'il est possible de déterminer la géométrie et les propriétés de toutes les discontinuités, l'on pourra utiliser une solution par Eléments Finis, dite Joint Perturbé dans laquelle la rigidité de surface du joint (ou fissure) peut varier lorsque des movements prennent place au niveau du joint. Si cela est impossible, il faudra utiliser une approche globale dite Sans Traction qui redistribue les contraintes de traction et les dissipe. On compare ces deux types de solutions dans le cas des essais de vérins cylindriques unidirectionnels. Leurs résultats sont identiques et ont nettement différents de ceux obtenus avec une solution élastique linéaire.

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Research supported by the National Aeronautics and Space Administration — Contract NAS 8-21432.

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With 8 Figures     

Der Permische Vulkanismus in Südtirol und das Problem der Ignimbrite

Zusammenfassung Anläßlich der Pfingstexkursion 1959 der Geologischen Vereinigung nach Südtirol, kam es zu einer Diskussion, ob und inwieweit die Quarzporphyre der Bozener Porphyrplatte Ignimbrite seien. Es wird versucht, unter Berücksichtigung der zugänglichen Literatur, den Begriff Ignimbrit in seiner eigentlichen Bedeutung zu fassen. Dabei wird auf die Gefahr hingewiesen, die in der Doppelverwendung als Gesteinsname und als Bezeichnung für einen Eruptionsmechanismus liegt. An Hand der jüngsten Literatur über die Bozener Quarzporphyre und eigener Beobachtungen wird die Beteiligung von Ignimbriten an dem komplexen vulkanischen Gesteinsaufbau der Porphyrplatte erörtert.     

The rhombohedral framework of the Scandinavian Caledonides and their foreland

The Baltic Shield of northern Europe is transsected by approximately N-S and NW-SE striking Proterozoic fault and fracture zones that were remobilized during the Late Precambrian opening of the Iapetus ocean and the SE-directed thrusting of the Caledonian nappes in Mid-Paleozoic time. Remobilizations of these older structures account for a distinct subsidence history and sedimentological evolution over each fault-bounded basement segment during opening of the Iapetus and for a distinct metamorphic and structural development found within each block during overthrusting of the Caledonian nappes and the exhumation of the orogen. The two fault sets define basement blocks with rhombus-like plan sections which had individual subsidence histories during Iapetus rifting as is expressed by their Late Precambrian (Riphean and Vendian) to Silurian sedimentary cover of contrasting thickness and facies. This contrasting subsidence history of the various basement blocks may have contributed to differences in thrusting level, thrust excision (nappe size), and tectonic style. Correlative Caledonian nappes from adjacent faultbounded basement blocks were thrust diachronously resulting in transport transverse to the general thrusting direction. Thrusting oblique to the NW-SE fault zones and orogen parallel extension resulted in lateral-ramp folds in the cover and reactivation along the NW-SE faults imbricated the overlying nappes. The extent of basement imbrication and duplex formation is variable in the different segments. Within single segments, the basement imbrication and duplex-formation defined basement highs that roughly align in two parallel zones within the orogen. The site of the basement duplexes is probably controlled by older N-S fracture zones while the pinch- and-swell structure parallel to the orogen is caused by the individual deformation and thrusting behavior of the basement and cover sequences that are bound by the NW-SE fault zones. Thus the Caledonian orogen appears to have inherited the Precambrian structural grain of the underlying, Baltic Shield.

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Zusammenfassung Der Baltische Schild Nordeuropas ist von im Proterozoikum angelegten Verwerfungen und Scherzonen mit nördlichem sowie und nordwestlichem Streichen durchzogen, welche während der spätpräkambrischen Öffnung des Iapetus-Ozeanes und der anschließenden, südöstlich gerichteten Überschiebung der kaledonischen Decken im ausgehenden Alt-Paläozoikum reaktiviert worden sind. Die Wiederbelebung dieses ererbten, durch steilstehende Störungen gekennzeichneten, rhombenförmigen Strukturmusters führte zu unterschiedlichen Absenkungsraten der Störungsbegrenzten Grundgebirgsblöcke und steuerte somit die Ablagerungsbedingungen in entstehenden Sedimentationströgen während der Öffnungsphase des Iapetus-Ozeans. Durch diesen Prozeß lassen sich latterale Unterschiede in Mächtigkeit und Fazies der jungpräkambrischen bis altpaläozoischen Deckensedimente entlang dem Nordwestrande des damaligen Kontinentes Baltica, sowie Differenzen in der metamorphen und strukturellen Entwicklung der durch Störungen begrenzten Blöcke während der Überschiebung der kaledonischen Decken und der Hebung des Gebirges erklären. Vertikale Blockverschiebungen und Kippungen von Blöcken relativ zueinander können beobachtete Unterschiede in den Abscherungs- und Überschiebungsniveaus, sowie unterschiedliche tektonische Baustile auf und vor (vor allem) zwischen Blöcken erklären helfen. Untereinander korrelierbare kaledonische Deckensegmente haben, in Bezug auf Transportrichtung und Strecke, voneinander unterschiedliche Wege oberhalb ihrer Untergrundsegmente zurückgelegt. Während dieser Überschiebung auf ein sich simultan veränderndes Relief ist es dabei zu Teilbewegungen schräg zur Hauptüberschiebungsrichtung gekommen, was seinerseits zu seitlichen Verzahnungen benachbarter Deckensegmente geführt hat. Die NWSE streichenden Blockgrenzen haben während lokaler Überschiebungen leicht schräg zu dieser Hauptrichtung als Widerlager und Rampen (lateral ramps) für die darübergleitenden Decken gewirkt, welche sich ihrerseits bei diesem Prozeß in orogentransversale Falten gelegt haben. Je nach ihrer Lage und Neigung sind die verschiedenen Segmente während der Kollisionsphase des kaledonischen Orogens in unterschiedlichem Grade von internen Störungen betroffen worden. Die durch intensive Internscherung hervorgerufenen Krustenverdickungen zeigen eine perlschnurartige Anordnung in zwei orogenparallele zonen, deren Anlage sich auf unterliegende und mitverfrachtete N-S Störungszonen zurückführen lassen kann. Das Anschwellen und Ausdünnen (pinch- and-swell) von tektonischen Einheiten entlang der Längsrichtung des Orogens läßt sich durch unterschiedliche Deformationsverhalten innerhalb der durch NW-SE Störungen begrenzten Segmente erklären. Die Kaledoniden Skandinaviens haben offensichtlich das strukturelle Gepräge ihrer präkaledonischen Unterlage ererbt.

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Résumé Le bouclier baltique est traversé par des fractures protérozoïques orientées approximativement N-S et NW-SE. Ces failles furent réactivées d'abord au Précambrien tardif lors de l'extension correspondant à l'ouverture de l'Océan lapétus, ensuite au Protérozoïque moyen lors du charríage des nappes calédoniennes vers le SE. La réactivation de ces vieilles structures explique qu'on observe pour chaque bloc du socle faillé une subsidence et une sédimentation différente pendant la phase d'extension (ouverture du lapétus), ainsi qu'une évolution métamorphique et structurale distincte pendant le charriage des nappes calédoniennes et l'exhumation de l'orogène. Les deux groupes de failles définissent dans le socle des blocs à sections rhombiques qui présentaíent chacun une subsidence particulière pendant l'ouverture du lapétus, comme l'indiquent les variations d'épaisseur et de facies de leur couverture sédimentaire tardi-précambrienne (vendienne) à silurienne. Cette subsidence variable selon les blocs pourrait avoir contribué à induire des différences dans les niveaux de décollement et de charriage des nappes, ainsi que dans le style tectonique. Les unités tectonostratigraphiques des blocs adjacents furent charriées de façon diachronique avec comme résultat un transport transverse par rapport à la direction dominante du charriage. Ce déplacement oblique vers les zones de failles NW-SE et l'extension parallèle de l'orogène ont produit des plis transversaux dans la couverture; la réactivation des failles NW-SE s'est traduite par l'imbrication des nappes surincombantes. L'importance de cette imbrication et de la formation de duplex est variable selon les différents segments du socle. Pour chaque segment particulier, l'imbrication du socle et la formation de duplex ont engendré des culminations de socle alignés selon deux zones parallèles dans l'orogène. La position des duplex est probablement régie par de vieilles failles N-S alors que la structure en «pinch- and-swell» le long de l'orogène est causée par le caractère individuel de la déformation et du charriage du socle et de sa couverture, propre à chaque bloc limité par des failles NW-SE. L'orogenèse calédonienne a été ainsi fortement afffectée par les structures précambriennes du bouclier baltique sous-jacent.

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, lapetus - . , , , , , lapetus. - - , , . , , , . , , . , . NW-SE (»side-wall ramps«) , . . , , , ; , , , - . (pinck- and-swell) , , NW-S . , - .

     

Die Strukturen des „Rogenpyrits“ (Kössener Schichten,Rät) als Beitrag zum Problem der „Vererzten Bakterien“

Zusammenfassung Der Rogenpyrit ist die häufigste Form des Pyrits in den Schlämmrückständen der Kössener Mergel des alpinen Rät. Anschliffuntersuchungen ergaben Strukturen, die mit den Vererzten Bakterien eine nahe Verwandtschaft zeigen und mit einem noch höheren Wahrscheinlichkeitsgrad auf organische Abkunft schließen lassen.Der Rogenpyrit tritt in zwei Typen auf, je nach der Größe der Primärkristalle, den kleinsten Bausteinen. Er wird wie die Vererzten Bakterien als pyritisierte farblose Schwefelbakterien bzw. deren Kolonien gedeutet.Der Rogenpyrit ist ein Faziesindikator: Seine Anwesenheit zusammen mit einer benthonischen Mikrofauna in den Kössener Schichten kennzeichnet diese Mergel als Halbfaulschlamm-Fazies.     

Vorkommen und Entstehung von „Salz-Schirmen“ im Tuz Gölü („Salzsee“), Türkei

Zusammenfassung Aus randlichen Teilbecken des Tuz Gölü (Salzsee), Türkei, werden bis zu 40 cm große, über dem Wasserspiegel des Salzbeckens liegende Salzschirme beschrieben, deren einzelne Anwachsstreifen verschiedenen Wasserständen bei der Evaporation des Beckens entsprechen. Die Schirmform kann durch bevorzugtes Horizontal-Wachstum der NaCl-Kristalle in der obersten Wasserschicht bei gleichzeitig sinkendem Wasserspiegel gedeutet werden. Ansatzpunkte für die Schirmbildung sind im Sediment steckende NaCl-inkrustierte Pflanzenstengel, die in das Becken eingeschwemmt wurden.

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Occurrence and origin of Salt-umbrellas in the Tuz Gölü (Salt-Lake), Turkey

Salt umbrellas with a maximum diameter of 40 cm are a special form of NaCl growth. They occur above the water surface of evaporating Tuz Gölü (Salt Lake) in Central Anatolia, Turkey. The different growth rims of the umbrella correspond to the different water levels during evaporation of the basin.The umbrella-like shape is best to be explained by the fact that within the uppermost water layer (highest NaCl-concentration) NaCl-crystals grow preferentially in horizontal direction while the water level is steadily sinking.Small plant-stems having been brought into the basin and incrusted by NaCl act as crystallization centers for the formation of the umbrellas.

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Herrn R. H. Okan, Direktor der Salzwerke von Yavsan Tuzlasi, sowie Herrn Georg Irion, Heidelberg, danke ich herzlich für die wertvolle Mithilfe bei der Probenahme.     

Neue Ergebnisse zur Gliederung der unterpermischen Eruptivfolge der Bozener Porphyr-Platte

Zusammenfassung Am Südrand der Bozener Porphyr-Platte (im Raum nordöstlich von Trento) konnte auf Grund neuer Untersuchungen für die unterpermische Eruptivfolge eine Zweiteilung gewonnen werden, die mit der bisher für diesen Bereich geltenden Gliederung (Trener 1904, 1933) in Widerspruch steht. Die untere, basische, Basale Tuff-Serie genannte Abteilung wird neben einzelnen eingeschalteten Melaphyr- und Porphyritlagen hauptsächlich von Kristall-, Aschen- und Agglomerattuffen zusammengesetzt. Den hangenden, saueren Komplex nehmen Quarzporphyre und untergeordnet Tuffe der Lagorai-Quarzporphyr-Serie ein.Am Nord-, West- und Ostrand der Bozener Porphyr-Platte ist im großen ganzen eine ähnliche Zweiteilung beobachtbar. Hier entspricht der Basalen Tuff-Serie des Trentiner Bereiches der Trostburg-Melaphyr-KomplexWolffs (1909). Dagegen sind der Porphyr von St. Ulrich, der Eggentaler, Branzoller, Hocheppaner und der Kasteiruther PorphyrWolffs (1909) nicht zeitlich nacheinander gebildete Lavaströme, sondern nur lokale Varietäten ein und derselben Ergußphase. Sie sind lithologisch und zeitlich dem Lagorai-Quarzporphyr des Südrandes gleichzusetzen.     

Untersuchungen am Tholeyit von Tholey (Saar)

Zusammenfassung Das Originalvorkommen des Tholeyits am Schaumberg bei Tholey (Saar) wurde auf seinen Mineralbestand und seine chemische Zusammensetzung hin untersucht. Dabei wurde festgestellt, daß nach der Intrusion in dem lagergang-förmigen Vorkommen eine gravitative Kristallisationsdifferentiation stattgefunden hat, deren Umfang von doleritischen Olivinbasalten über Tholeyite bis zu Latiten und Plagiapliten reicht. Die einzelnen Differentiationsprodukte wurden gegeneinander abgegrenzt und, gemäß ihrer Lage im System der magmatischen Gesteine, benannt. Dabei wurde der Original-Tholeyit definiert als ein hypabyssischer, leukokrater Vertreter der Mangeritfamilie. In seiner Nähe vorkommende Pigeonit-Tholeyite und intrusive doleritische Olivinbasalte wurden kurz mineralogisch und chemisch beschrieben. Die Unterschiede zu räumlich und systematisch benachbarten Gesteinen des Saar-Nahe-Pfalz-Gebietes, den Palatiniten und Naviten, wurden herausgestellt. Ein Vergleich mit anderen Tholeyiten und Abkömmlingen des tholeyitbasaltischen MagmasKennedys ergab, daß die Bezeichnung tholeyitbasaltisch irreführend ist, und daß in vielen Fällen auch Vertreter der Diorit- und Gabbrofamilie Tholeyit benannt wurden.     

Neue Ergebnisse Über den Deckenbau der Ostalpen auf Grund fazieller und tektonischer Untersuchungen

Zusammenfassung Durch die Neuuntersuchung des zentralalpinen Mesozoikums der Ostalpen ergab sich eine neue Auffassung in bezug auf den großtektonischen Bau. Das bisherige Oberostalpin muß demnach in zwei selbständige tektonische Einheiten gegliedert werden. Zur tieferen Einheit, die nun als Mittelostalpin bezeichnet wird, gehört das Altkristallin beiderseits des Tauern- und SemmeringFensters, das eine eigene, metamorphe, lückenhafte Hülle von zentralalpinem Mesozoikum trägt. Das Oberostalpin im neuen Sinn ist fast nur auf das z. T. fossilführende Paläozoikum mit auflagerndem, nicht metamorphem Mesozoikum in nordalpiner Fazies beschränkt. Die Überschiebungsweite des Oberostalpin überschreitet im Osten der Alpen 160–180 km. Tektonischer, fazieller und metamorphosemäßiger Befund bestätigen gleichermaßen das hier gegebene Baubild. Als Konsequenz der Neugliederung der Ostalpen ergibt sich ferner eine neue Auffassung vom Bau der östlichen Fortsetzung, der Westkarpaten. Diese wird ebenfalls kurz skizziert.Vortrag, gehalten auf der 50. Jahrestagung der Geologischen Vereinigung am 14. März 1960 in Würzburg.     

Wege in die Tiefen

Zusammenfassung Die Vorstellungen über Natur und Bewegungen der tiefen, nicht aufgeschlossenen Krustenteile hängen weitgehend von der Wahl der Deutungsprinzipien und Leitbilder für die Erscheinungen der sichtbaren Krustenteile ab.Einführungsvortrag zum Kapitel Der Tiefbau der Orogene der 50. Jahrestagung der Geologischen Vereinigung im März 1960 in Würzburg.     

Zur Tektonik im westlichen Fichtelgebirge

Zusammenfassung Es wird zu einigen tektonischen Problemen im westlichen Fichtelgebirge (Gradabteilungsblätter Weidenberg und Ebnath) Stellung genommen, wobei andere Deutungsmöglichkeiten zur Diskussion gestellt werden. Vor allem wird eine schichtparallele Verschieferung einer älteren Schiefrigkeit abgelehnt und das Umlaufen der Schieferung am SW-Rand des Fichtelgebirges durch sekundäre Kippungen erklärt.

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The author expresses his opinion on some tectonic problems in the western Fichtelgebirge (Topographical maps: Gradabteilungsblätter Weidenberg und Ebnath).He proposes different ways of interpretation. Above all he rejects that an older schistosity became again foliated parallel to the strata, and he ascribes the bending of the schistosity on the south-west border of the Fichtelgebirge to secundary tilts.

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Résumé L'auteur critique quelques problèmes tectoniques qui se posent à l'ouest du Fichtelgebirge. (Tebles topographiques: Gradabteilungsblätter Weidenberg und Ebnath). Il indique d'autres interprétations possibles. Avant tout il réfute qu'une ancienne schistosité au sud-ouest du Fichtelgebirge est attribuée à un basculement secondaire.

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Fichtelgebirge. .

     

Zusammenhänge zwischen Lagerstättenbildung,Magmatismus und Geotektonik

Zusammenfassung Aufbauend auf der Gliederung der Erdkruste nach petrologischen und geophysikalischen Gesichtspunkten wird die Konzeption von H.Stille ausgebaut, daß der sialische orogene und subsequente Magmatismus palingener Entstehung ist, dabei aber nur ein sialisches Intermezzo bedeutet innerhalb des juvenilen simatischen Magmatismus, welcher initial und final auftritt und mit basaltischem Chemismus in über 60 km Erdkrustentiefe beheimatet ist. — Weiterhin werden die Zusammenhänge der wichtigsten Lagerstättentypen in Verknüpfung mit juvenil-basaltischem Magmatismus einerseits und mit sialisch-palingenen Aufschmelzungsprodukten andererseits gekennzeichnet. Die geotektonischen Konsequenzen für das Auftreten beider Arten von Magmatismus werden einführend und am Schluß eingehender erörtert. Tiefreichende Zerrungszonen führen zum Aufstieg basaltischer Magmen. Tiefversenkung von Sial unter mehr als 20–25 km Krustentiefe führt zur Mobilisation palingener Magmen, die meist rückwärtig aufsteigen. Die Magma-Schmierung solcher Aufstiegsbahnen ermöglicht in der geosynklinalen Oberkruste den Paroxysmus der Faltung. Sialwurzeln der Gebirge können nicht existieren. Dagegen bedingen die sauren Restschmelzen basaltischer Magmen während jeder Orogenese eine wesentliche Zufuhr von Sial in der Oberkruste.     

Über Neue Ergebnisse Kleintektonischer Untersuchungen im Rheinischen Schiefergebirge

Zusammenfassung Zunächst wird die offenbar überragende Bedeutung der Diagonal-Störungen in den untersuchten Dachschiefer-Gruben dargelegt. Es ergeben sich ferner sehr spitzwinklig zum tektonischen Streichen verlaufende Drehverschiebungen, die zur gleichartigen Verformung führen, wie auch die örtlich festgestellten Auf- und Überschiebungen sowie Schieferung und Faltung (gleiche Deformationsellipse). — Die Schieferung führt in extremen Fällen zu einer fast völligen Umschichtung (tektonische Mischung).In einem Querprofil des Faltenspiegels zwischen Hunsrück und SE-Eifel kommt besonders die Moselmulde (Form und Schichtmächtigkeiten) zur Darstellung.     

Some primary structures in the chromitites of Orissa,India

Some important primary structures have been studied and described from the chromities of Sukinda Valley in Orissa, India. The structures include primary layering, Ball and Pillow structures, and cross laminations. From the similarity of the structures and texture of the chromitites with the sedimentary rocks, it is presumed that the chromities were formed by magmatic sedimentation under the influence of gravity.

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Zusammenfassung Aus den Chromititen von Sukinda Valley in Orissa, Indien, werden einige wichtige, primäre Gefüge untersucht und beschrieben. Die Gefüge zeigen primäre Bänderung, Ball and Pillow-Lagen und Kreuzschichtung. Aus der Ähnlichkeit der Gefüge der Chromitite mit denen sedimentärer Gesteine wird geschlossen, daß die Chromitite durch gravitative, magmatische Saigerung sedimentiert worden sind.

     

Zur Frage durchgepauster Tektonik

Zusammenfassung Es wird versucht, eine Vorstellung über die Möglichkeit der Durchpausung präexistierender flächiger oder körperhafter Inhomogenitäten eines tieferen Stockwerkes in das darüberliegende Deckgebirge bei neuerlicher Beanspruchung zu gewinnen. Zu diesem Zweck werden zunächst einige Beispiele, das Verhältnis von Tektonik und Vulkanismus betreffend, betrachtet. Schließlich wird an zwei konkreten Beispielen (Nordschwarzwald und Spessart) eine etwas eingehendere Analyse unternommen. Es läßt sich dabei die komplexe Natur von Art und Grad der Durchpausung erkennen, so daß bei ihrer Beurteilung größte Vorsicht am Platze ist. Ähnliches gilt für alle mit der Posthumität in der Tektonik zusammenhängende Fragen.     

Schwefelisotope im marinen Kreislauf und das δ34 S der früheren Meere

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

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

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

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