Late Caledonian dyke-swarms of northern Britain: Spatial and temporal intimacy between lamprophyric and granitic magmatism around the Ross of Mull pluton,Inner Hebrides

Numerous sheet intrusions in Iona and western Mull (Scotland) range from basic calc-alkaline lamprophyres (45% SiO₂;mg number 65–75%; Thornton-Tuttle differentiation index [DI] 45%), through intermediate (microdioritic) compositions (malchites) to microgranitic porphyries (70% SiO₂; DI 85%). Well-defined major element trends, remarkably consistent normalized multielement patterns, and strong linear correlations between homologous elements (e.g. Sc-V-Fe-Ti, Mg-Ni-Cr) suggest that these sheets form one cogenetic suite. Although Rb-Sr systems have been disturbed by Archaean country-rock contamination, isotopic signatures and field evidence suggest that sheet emplacement bracketed that of the 414 Ma Ross of Mull granitoid pluton: a few late sheets cut the pluton; exceptionally well-developed multiple and composite sheets provide clear evidence forsimultaneity of lamprophyric and granitic magmas; and an early group of sheets appears to be metamorphosed by the pluton. The composite sheets comprise lamprophyric borders around thicker microgranitic quartz-feldspar-porphyries, each rock-type carrying xenocrysts or xenoliths of the other. Mutual contacts mark wide discontinuities in major element composition, and sites of local hybridisation, yet close trace element similarities strongly imply the lamprophyres and porphyries are cogenetic. Least-squares modelling further shows that fractionation of actual phenocrysts in one lamprophyric margin could reproduce the porphyry with which it is in intimate contact. The most primitive (mg>70%) lamprophyres combine very high K, Rb, Th and Ba with MORB-like contents of Cr, Ni, Ti, Y, and Sc, implying a substantial mantle-derived component, and in some cases near-primary status, but not precluding some crustal participation. Biotite- and hornblende-lamprophyres are locally heteromorphic. Discontinuities in some chemical trends, field evidence, and initial⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios (0.706), imply more complex interactions of fractionation and hybridisation with lamprophyric parent magmas, plus crustal contamination, in the genesis of the intermediate and microgranitic rocks. The association between lamprophyric and granitic magmatism in Iona/western Mull is not therefore fortuitous but genetic. The lamprophyres have an undoubted role in the genesis not merely of the microgranitic minor intrusions but probably of the granite pluton itself.

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Zusammenfassung Die Zusammensetzung der zahlreichen intrusiven Gänge in Iona und Western Mull (Schottland) variiert von basischen, kalk-alkalischen Lamprophyren (45% SiO₂; Mg-Nummer 65–75%; Thronton-Tuttle Diffraktionierungsindex [DI] 45%), über intermediäre Gesteine (Mikrodiorite, Malchite) zu mikrogranitischen Porphyren (70% SiO₂; DI 85%). Die wohl-definierten Trends der Hauptelemente, die bemerkenswert konsistenten Verteilungsmuster der normalisierten Elemente und die starke lineare Korrelation verwandter Elemente (z.B. Sc-V-Fe-Ti, Mg-Ni-Cr) legen nahe, daß diese Gänge eine genetische Abfolge bilden. Obwohl das Rb-Sr System durch Kontamination von Seiten des präkambrischen Nebengesteins gestört wurde, läßt sich durch die Isotopen-Signatur sowie die Kartierung der Ausbisse belegen, daß die Gangintrusionen in etwa zeitgleich mit dem 414 Millionen Jahre alten »Ross of Mull« Pluton sind. Einige späte Gänge durchschlagen den Pluton, während gut ausgebildete Mehrfachgänge und zusammengesetzte Gänge die Zeitgleichheit des lamprophyrischen und des granitischen Magmas direkt belegen. Eine Gruppe von frühen Gängen wurde offenbar durch den Pluton metamorphisiert. Die zusammengesetzten Gänge zeigen lamprophyrische Randzonen um mächtigere, zentrale, mikrogranitische Quarz-Feldspat Porphyre, wobei jeder Gesteinstyp Einschlüsse des anderen enthält. Die Kontakte zwischen beiden Gesteinstypen markieren entweder einen scharfen Wechsel in der Zusammensetzung der Hauptelemente oder zeigen lokale Hybridisierung. Die Verwandtschaft von Lamprophyren und gramtischen Porphyren läßt sich dennoch anhand der sehr ähnlichen Spurenelementgehalte nachweisen. Modellrechnung (Methode der kleinsten Quadrate) zeigt, daß die Fraktionierung von Einsprenglingen in den lamprophyrischen Randzonen den Porphyr reproduzieren kann, mit dem diese verbunden sind. Die primitivsten Lamprophyre (Mg-Nummer >70%) sind durch hohe Gehalte an K, Rb, Th und Ba, sowie MORB-Gehalte an Cr, Ni, Ti, Y und Sc gekennzeichnet, die auf eine starke Erdmantel-Komponente schließen lassen, aber Kontamination durch die Erdkruste nicht ausschliessen. Biotit und Hornblende Lamprophyre sind lokal heteromorph. Die Genese der intermediären und sauren Ganggesteine umfaßt ein komplexes Wechselspiel verschiedener Faktoren, u. a. Fraktionierung, Hybridisierung mit lamprophyrischem Magma, sowie deutliche Kontamination durch die Erdkruste. Diese Gänge sind durch diskontinuierliche chemische Trends, sowie einen⁸⁷Sr/⁸⁷Sr Ausgangsquotienten um 0,706 gekennzeichnet. Die Assoziation von lamprophyrischen mit granitischen Magmen in Iona und Western Mull ist deshalb nicht zufällig, sondern genetisch bedingt. Den Lamprophyren wird Bedeutung nicht nur in der Genese der mikrogranitischen Gänge, sondern auch in der Genese des eigentlichen Granitplutons beigemessen.

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Résumé Les nombreux filons de l'île de Iona et de l'ouest de l'île de Mull (Ecosse), ont des compositions qui s'échelonnent depuis des lamprophyres basiques calco-alcalins (45% SiO₂, 65–75% Mg/Mg+Fe, index de différenciation de Thornton-Tuttle DI 45%) jusqu'à des porphyres microgranitiques (70% SiO₂, DI 85%). La tendance bien définie des éléments majeurs, les distributions multi-élémentaires normalisées remaquablement constantes, et les bonnes corrélations linéaires entre des éléments homologues (par exemple, Sc-Y-Fe-Ti, Mg-Ni-Cr) suggèrent que ces filons forment une suite cogénétique. Bien que les systèmes Rb-Sr soient modifiés par contamination des roches archéennes encaissantes, des signatures isotopiques et des observations de terrain suggèrent que la mise en place des filons a encadré celle du pluton de Ross of Mull, âgé de 414 Ma: quelques filons tardifs coupent le pluton; des filons composites ou multiples (exceptionnellement bien développés) montrent clairement la simultanéité des magmas lamprophyrique et granitique; un groupe de filons précoces paraissent avoir été métamorphisés par le pluton. Les filons composites présentent des bordures lamprophyriques autour de masses plus volumineuses de prophyre et chaque roche contient des xénolites et des xénocristaux de l'autre. Les contacts mutuels montrent de grandes discontinuités dans les teneurs en éléments majeurs et des hybridations locales mais les similitudes des éléments en trace impliquent nettement que les lamprophyres et les porphyres sont cogénétiques. De plus, une modélisation par la méthode des moindres carrés démontre que le fractionnement des phénocristaux de la bordure d'un lamprophyre peut reproduire la composition du prophyre avec lequel il est en contact. Les lamprophyres les plus primitifs (Mg/Mg+Fe > 70%) combinent des teneurs très élevées en Rb, K, Th et Ba avec des teneurs en Cr, Ni, Ti, Y et Sc similaires au MORB, impliquant un composant substantiel dérivé du manteau mais n'excluant pas une contamination crustale. Les lamprophyres biotitiques et hornblendiques sont localement hétéromorphes. Des discontinuités dans quelques tendances chimiques, des données de terrain, et des rapports initiaux de Sr⁸⁷/Sr⁸⁶ ( 0.706), impliquent, dans la genèse des roches intermédiaires et microgranitiques, l'interaction complexe de divers facteurs tels que: le fractionnement, l'hybridation par des magmas lamprophyriques et la contamination crustale. L'association magmatique entre lamprophyres et roches granitiques dans la région n'est donc pas fortuite mais génétique. Les lamprophyres ont joué un rôle indubitable dans la genèse, non seulement des filons microgranitiques, mais aussi du pluton granitique lui-même.

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Iona Western Mull () , - ( 45% SiO₂; Mg 65–75%; Thorton-Tuttle — –45%), (, ) (70% SiO₂; 85%). , (.: Sc-V-FeTi, Mg-Ni-Cr) , . / , , , «Ross of Mull», . . 414 . , , , . , , . , — , . , . . , , . ( Mg >70%) , , , Cr, Ni, Ti, Y Sc; , , . - . , ( 0,706) . Iona Western Mull , . , , , .

     

Les facies du Lias de la region du Todrha (Tinghir,versant sud du Haut Atlas central,Maroc

Résumé Au Lias inférieur (au moins au Sinémurien), la région du Todrha (feuille de Tinghir au 1/100.000) est caractérisée par une large plate-forme carbonatée peu profonde. Toutefois un sillon étroit et relativement profond s'est creusé parallèlement à la chaîne haut-atlasique et a contrôlé la sédimentation, la paléomorphologie et la paléoécologie.Dans cette région, on constate du sud au nord les faciès latéraux suivants: calcaires dolomitiques, calcaires massifs plus ou moins récifaux, calcaires lités biodétritiques et calcaires turbiditiques, calcaires dolomitiques massifs et enfin dolomies litées à tipis et calcaires oolithiques.

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During the Lower Lias (Sinemurian), the area of Todrha has been characterised by a carbonate tidal flat platform, however a small trough with deeper water environments was situated parallel to today's central High Atlas mountains.In the Todrha region the following facies changes from south to north are developed: dolomitic limestones, reefal massive limestones, biodetritic bedded limestones and turbiditic limestones, massive dolomitic limestones and thinly bedded dolomites with teepees and oolitic limestones.

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Zusammenfassung Während des Unterlias, zumindest im Sinemurium, bestand im Gebiet der Todrha eine Karbonat-Plattform im Gezeitenbereich. Sie wurde von einem schmalen Trog tieferen Wassers durchzogen, welcher parallel zum Streichen des zentralen Hohen Atlas verlief.Folgende Fazies sind im Todrha-Gebiet entwikkelt (von S nach N): Dolomitische Kalke, massige Riffkalke, biodetritische Bankkalke und turbidische Kalke, massige dolomitische Kalke sowie dünnbankige Dolomite mit Teepee-Strukturen und oolithische Kalke.

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The potassic feldspar in metamorphic rocks from the western Hohe Tauern area,eastern Alps

Zusammenfassung Es wurden Kalifeldspäte aus Orthogneisen, Paragneisen und Glimmerschiefern des westlichen Tauemfensters (Hohe Tauern, Tirol) mit optischen und röntgenographischen Methoden im Hinblick auf ihren Strukturzustand untersucht.Es zeigte sich, daß in den Randbereichen des Tauemfensters in Gesteinen der Grünschieferfazies weitgehend geordneter Mikroklin mit einem optischen Achsenwinkel 2 V_x 80°, Auslöschungswinkel Z (010)=15–20°, Doppelbrechung n_z-n_x= 0,0065, Triklinität=0,90-–0,95, ca. 0,88 Al auf T₁O-Position und einem Ab-Gehalt von ca. 5 Gew.% auftritt. Dagegen wurden in Gesteinen der schwachtemperierten Amphibolitfazies des zentralen Bereichs Orthoklase bis intermediäre Mikrokline mit stark schwankenden optischen Eigenschaften, mit Triklinitäten zwischen 0 und 0,7, 0,8 bis 0,9 Al in T₁-Positionen, 0,45–0,8 Al auf T₁O und Ab-Gehalten von ca. 10 Gew.% festgestellt. Die Kalifeldspatkristalle zeigen ungleichmäßige Auslöschung mit Winkeln von Z (010) zwischen 0 und 15°, 2 V_x zwischen 50 und 75° und n_z-n_x=0,005 bis 0,006. Teilweise ist Zonarbau mit geringerer Triklinität am Kornrande erkennbar. Diese undulös auslöschenden Kalifeldspäte enthalten einzelne schmale Lamellen von maximal triklinem Mikroklin mit Z (010)=15–20° und n_z-n_x= 0,006–0,007.Die Grenze zwischen dem Verbreitungsgebiet von maximalem Mikroklin einerseits und Orthoklas bis intermediärem Mikroklin andererseits verläuft in den westlichen Hohen Tauern ungefähr konform mit der Albit-Oligoklas-Grenze (Morteani &Raase, 1974) und mit der aus Sauerstoff-Isotopen-Untersuchungen bestimmten 500° C-Isotherme (Hoernes &Friedrichsen, 1974).

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The potassic feldspar in orthogneisses, paragneisses, and mica schists from the western Tauernfenster (Hohe Tauern, Tyrol) were studied by optical and X-ray methods with regard to their structural state and in relation to grade of metamorphism.In the peripheral region of the Tauernfenster in greenschist-facies rocks highly triclinic microcline occurs with an optic angle 2 V_x of about 80°, extinction angle Z (010) =15–20°, birefringence n_z-n_x=0.0065, triclinicity=0.90–0.95, approx. 0.88 Al in T₁O-site, and an Ab-content of about 5 wt.%. In the central area with rocks of the low-grade amphibolite facies, on the other hand, orthoclase to intermediate microcline with highly variable optical properties, triclinicities in the range of 0–0.7, 0.8–0.9 Al in T₁-sites, 0.45–0.8 Al in T₁O-site, and an Ab-content of about 10 wt.% was recognized. The K-feldspar grains have nonuniform extinction Z (010) scattering in the range of 0–15°, 2 V_x in the range of 50–75°, and n_z-n_x= 0.005–0.006. Sometimes a zonal structure with lower triclinicity exists at the rim. These undulatory K-feldspar grains usually contain small lamellae of highly triclinic microcline with Z (010) =15–20° and n_z-n_x=0.006–0.007.From the occurrence of maximum microcline and of orthoclase to intermediate microcline in the Hohe Tauern area an isograd was defined that is approximately conformable with the albite-oligoclase isograd (Morteani &Raase, 1974) and with the 500° C isotherm based on oxygen isotope analyses (Hoernes &Friedrïchsen, 1974).

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Résumé Les feldspaths potassiques d'orthogneiss, de paragneiss et de micaschistes de la Fenêtre des Tauern occidental (Hohe Tauern, Tirol) ont été étudiés du point de vue de leur état structural.Dans les roches du faciès schistes verts de la région périphérique de la Fenêtre des Tauern les microclines sont caractérisés par un angle des axes optiques 2 V_p =80°, un angle d'extinction n_g (010)=15–20°, une biréfringence n_g-n_p=0,0065, une triclinicité= 0,90–0,95, 0,88 Al dans le site T₁O et par une teneur en albite d'environ 5%. Au contraire, dans les roches du faciès amphibolite à faible degré de la région centrale, ont été observées des orthoses allant à des microclines intermédiaires avec des propriétés optiques très variables, un degré de triclinicité de 0 à 0,7, 0,8–0,9 Al dans les sites T₁, 0,45–0,8 Al dans T₁O et avec une teneur en albite d'environ 10%.Les cristaux de feldspath montrent une extinction irrégulière avec des angles Z (010) variable de 0 à 15°, 2 V_p de 50 à 75° et n_g-n_p=0,005–0,006.On peut voir quelquefois une structure zonée avec une triclinicité moindre au bord des cristaux. Ces feldspaths potassiques contiennent de minces lamelles de microcline à triclinicité maximum, avec n_g (010)=15–20° et n_g-n_p 0,006–0,007.La limite entre les régions à microcline maximum d'une part, et à orthose ou microcline intermédiaire d'autre part, suit, dans les Hohe Tauern, sensiblement l'isograde albite-oligoclase (Morteani &Raase, 1974) et, l'isotherme de 500° C telle qu'elle fut determinée les isotopes de l'oxygène (Hoernes &Friedrichsen, 1974).

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, ( , ) ., 2 V_x80°, Z (010)=15–20°, n_z–n_x=0,0065, =0,90–0,95, 0,88 l T₁O Ab 5 .-%. , 0 0,7, 0,8-0,9 1 T₁ l 10 .-%. Z V (010) 0 15°, 2 V_x 50 75° n_z–n_x=0,005–0,006. . Z V (010) =15-20° n_z–n_x=0,006–0,007. , Morteani & Raase (1974) 500° , Hoernes & Friedrichsen (1974).

     

Major-element composition of the Åmål granitoids and possible constraints on the growth of the Baltic Shield

The Åmål granitoids in southwest Scandinavia form a calc-alkaline group. Based on 71 major-element analyses their chemical range seems to be constrained to less evolved and somewhat less aluminous compositions than the Svecokarelian synkinematic granitoids. The Åmål granitoids occur in three occurrence types: rather homogeneous massifs, intermingled with other rocks, and as bands in banded gneiss complexes. No statistically confident difference in chemical composition can be proved as a function of occurrence type. The K/K+Na-ratio increases somewhat towards the former Baltic continent. Some of the possible interpretations of this observation are discussed. Most of the chemical variation is due to magmatic differentiation, the mentioned K-Na variation is the most important additional variable. A discussion of geological, isotopic, and paleomagnetic data to the background of ideas on Earth development suggests a nonactualistic model for the generation of the granitoids.

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Zusammenfassung Die südwestskandinavischen Åmål Granitoide stellen eine typische kalkalkalische Reihe dar. Das Resultat von 71 Hauptelementeanalysen ergibt einen Variationsbereich, der im Vergleich mit den svekokarelischen synkinematischen Granitoiden weniger differenziert erscheint. Sie sind im Vergleich mit diesen Gesteinen auch aluminiumärmer. Die Åmål-Granitoide kommen in mehr oder weniger homogenen Massiven vor, aber auch mit anderen Gesteinen vermischt oder als Glieder von Bändergneisen. Es ist nicht möglich, eine statistische Differenz als Funktion des Vorkommens nachzuweisen. Das K/K + Na-Verhältnis erhöht sich etwas gegen den älteren Baltischen Kontinent. Die chemische Variation beruht hauptsächlich auf Differentiation, die genannten K-Na-Variationen sind die wesentlichsten Zusatzvariablen. Eine Diskussion der geologischen, isotopenchemischen und paleomagnetischen Daten im Rahmen der Entwicklung der Erdkruste führt zu einem nichtaktualistischen Modell der Granitoidgenese. Das Modell wird hier nicht weiter erörtert.

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Résumé Les granitoïdes d'Åmål, dans le Sud-Ouest de la Scandinavie, constituent une série calco-alcaline typique. 71 analyses chimiques portant sur les éléments majeurs montrent que l'ampleur de leur variation est moins différenciée que celle des «granitoïdes syncinématiques svécokaréliens»; ils sont aussi plus pauvres en aluminium que ces derniers. Les granitoïdes d'Åmål se présentent en massifs plus ou moins homogènes, et aussi mélangés à d'autres roches ou comme composants des gneiss rubanés. Il n'est pas possible de faire apparaître statitisquement une différence en fonction de leur occurrence. Le rapport K/K+Na croît vers l'ancien continent baltique. Il est possible d'interpréter l'observation de façons différentes. La différenciation explique la majeure partie de la variation chimique; les variations K/Na mentionnées sont les autres variables principales. Les résultats sont discutés dans le cadre des données géologiques, de la chimie des isotopes, et du paléomagnétisme sur la base du développement de l'écorce terrestre, ce qui conduit, pour la genèse des granitöïdes, à un modèle de type non actualiste.

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Dispersal and characteristics of pyroclastic fall deposits from Mt. Misery Volcano,West Indies

Mt. Misery volcano, near the northern end of the Lesser Antilles island arc, produced late Quaternary airfall layers that have different dispersal patterns. These are controlled by: a) the style of explosive activity which determined the heights of the eruption columns and b) a layered atmospheric system with contrasted bipolar wind directions at different altitudes. Isopach and isopleth maps are given for 10 eruptions belonging to the Mansion Series (>41, 730–1, 750 yrs. B.P.). Basaltic strombolian-type scoria-fall deposits were dispersed mainly by surface/lower tropospheric winds to the NW and W. In contrast green and brown andesitic sub-plinian and plinian falls with higher eruption columns were dispersed to the SE and E by upper tropospheric winds. Thinly laminated phreatomagmatic ashes within the Mansion Series are again dispersed to the NW and controlled by surface winds.The green andesite layers most commonly contain microvesicular, angular clasts due to some limited interaction of magma and external water which partly drove these eruption columns. These deposits also contain carbonized wood up to 11 km from the vent. Vegetation is thought to have been ignited by large juvenile bombs of dense green and esite which have been measured up to 15 cm at 8 km from the vent.

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Zusammenfassung Der Vulkan Mt. Misery im Norden des Inselbogens der Kleinen Antillen hat im späten Quartär Aschelagen hervorgebracht, die unterschiedliche Verteilungsmuster aufweisen. Diese werden bestimmt durch a) die Art der Explosionen, die die Höhe der Eruptionssäulen bestimmte und b) durch das geschichtete atmosphärische System mit gegenläufigen bipolaren Windrichtung in verschiedenen Windrichtungen. Es werden Isopachen-Isoplethen-Karten für 10 Ausbrüche dargestellt, die zu den Mansion-Serien (>41, 730-1, 750 Jahre B.P.) gehören. Basaltische Schlackenlagen vom Stromboli-Typ wurden hauptsächlich durch Oberflächen- bis untertroposphärische Winde nach Nordwesten und Westen verteilt. Im Gegensatz dazu vertrifteten grüne und braune andisitische subplinische und plinische Aschen aus höheren Eruptionssäulen nach SE und E durch Winde der oberen Troposphäre. Dünn laminierte phreatomagmatische Aschen innerhalb der Mansion-Serie wurden wiederum nach NW ausgebreitet durch oberflächennahe Winde. Die grünen Andesitlagen enthalten besonders häufig schaumige, eckige Komponenten, bedingt durch die Interaktion von Magma und Oberflächenwasser, die teilweise diese Eruptionssäulen beeinflußt hat. Diese Ablagerungen enthalten außerdem verkohltes Holz bis 11 km Entfernung vom Ausbruchszentrum. Es ist anzunehmen, daß die Vegetation durch große juvenile Bomben von dichtem, grünem Andesit verbrannt ist, die bis zu 15 cm ø in 8 km Entfernung vom Ausbruchszentrum beobachtet wurden.

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Résumé Le volcan Misery, situé dans la partie N de l'arc des petites Antilles a donné lieu, au cours du Quaternaire, au dépôt de couches de cendres, dont la dispersion s'est opérée de diverses manières. Cette dispersion est fonction: a) du style de l'activité explosive du volcan, dont dépend la hauteur de la colonne de projections; b) du système stratifié de l'atmosphère caractérisé par des vents dont la direction varie avec l'altitude. Des cartes d'isopaques et d'isoplethes ont été établies pour 10 éruptions de la série Mansion (>41, 790–1, 750 ans B.P.). Des scories basaltiques de type strombolien ont été dispersées principalement vers le NW et l'W par des vents de surface ou de la basse troposphère. Par contre, des produits andésitiques verts et bruns de type plinien et subplinien, provenant de colonnes d'éruption élevées, ont été dispersés vers le SE et l'E par des vents de la troposphère supérieure. Des cendres finement stratifiées, d'origine phréatomagmatique montrent une dispersion vers le NW provoquée par des vents de surface.Les dépôts andésitiques verts renferment couramment des fragments elastiques, microvésiculaires, anguleux, témoins de l'interaction du magma et des eaux de surface, responsable en partie de la hauteur des colonnes d'éruption. Les mêmes dépôts contiennent du bois carbonisé jusqu'à 11 km du cratère. On pense que la végétation a été incendiée par de grosses bombes d'andésite verte de forte densité, dont la dimension atteint encore 15 cm à 8 km du cratère.

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Geologische Probleme bei der Anlage von Naturschutzgebieten

Zusammenfassung Der gestaltende Naturschutz bezweckt eine Verbesserung bzw. Regeneration gefährdeter oder zerstörter Biotope, besonders der Feuchtbiotope.Die Schaffung solcher Biotope, die im allgemeinen mit der Anlage einer Wasserfläche eingeleitet wird, erfordert vor allem eine geologische Beurteilung des Baugrundes und der Wasserführung. Für eine möglichst effektive Erstellung müssen darüber hinaus schon bei der Planung die regionalgeologischen Gegebenheiten berücksichtigt werden.Als besonders kostengünstig erweist sich die Verwendung bereits vorhandener Hohlformen vor allem aufgelassener Tagebaubetriebe. Diese können, besonders bei schwierigen geotechnischen Verhältnissen, als Naturschutzgebiete weitaus effektiver und kostengünstiger rekultiviert werden als nach den herkömmlichen Zielsetzungen.Auf Grund dieser Erfahrungen werden geowissenschaftliche Kriterien für die Auswahl von Naturschutzflächen zusammengestellt. Es wird vorgeschlagen, potentielle Naturschutzgebiete in Zusammenarbeit mit Rohstoffsicherung und Landschaftsplanung systematisch zu erfassen und vergleichend zu bewerten.

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Formative natural protection aims at a melioration or a regeneration of endangered or destructed biotopes, especially humid biotopes.Establishing those biotopes generally begins with laying-out a surface of water. This requires a geological examination of soil and groundwater conditions. For a most effective management the regional geological context must be considered as early as during planning.The use of already existent excavations, particularly abandoned open pits, proves most favourable economically. Especially in cases of difficult geotechnical conditions open pits can be recultivated far more effectively and less expensively as for tradional purposes.Based on this experiences geoscientific criteria for the choice of areas for natural protection are listed. It is proposed to systematically register and comparatively value areas for natural protection with respect to securing of resources and regional planning.

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Résumé La protection organisée de la nature a pour but une amélioration, voire une régénération de biotopes en danger ou bien détruits, en particulier des biotopes humides.La création de tels biotopes, débutant en général par la mise en place d'une surface d'eau, nécessite avant tout une analyse géologique du terrain d'installation et de l'alimentation en eau. Pour un aménagement aussi effectif que possible il faut en plus, déjà pendant la planification, tenir compte des données géologiques régionales.L'utilisation d'excavations déjà existantes, et surtout d'exploitations à ciel ouvert non comblées, s'avère particulièrement économiques. Celles-ci peuvent, surtout dans des conditions géotechniques difficiles, être récultivées beaucoup plus effectivement et à meilleur marché en en faisant des réserves naturelles plutôt qu'en visant les buts traditionnels.A partir de ces expériences, des critères géoscientifiques sont rassemblés en vue du choix d'emplacements de réserves naturelles. Il est proposé de faire le recensement systématique et de donner appréciation comparative des réserves naturelles en puissance en liaison avec l'approvisionnement en matériaux et une planification régionale.

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

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

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

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

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Phanerozoic equal-area maps

This paper outlines a method used to make paleocontinental maps and outlines its limitations. 15 pairs of new Lambert equal-area paleocontinental maps are presented, drawn at 40 Ma intervals from the present-day back to 560 Ma (early Cambrian time).

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Zusammenfassung 15 Paare von paläoglobalen Karten werden hier nach einer Lambertschen flächengetreuen Projektion mit Hilfe eines Rechnerprogrammes dargestellt. Der Zeitabschnitt umfaßt in 40 Mill. Jahres-Schritten die letzten 560 Mill. Jahre seit dem Kambrium.

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Résumé Ce travail définit la méthode utilisée pour dresser des cartes paléocontinentales, ainsi que ses limitations. — 15 paires de cartes paléocontinentales sont présentées, dessinées à des intervalles de 40 M. a. depuis l'époque actuelle jusqu'à 560 M. a. (début du Cambrien).

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, , . 15 , , .. 560 , 40 .

     

Unraveling the mosaic of Paleozoic crustal blocks in Southeast Asia

Parts of Southeast Asia show evidence of having Paleozoic or older continental crust. These include small fragments in the Philippine and Indonesian archipelagoes, New Guinea and adjoining shelves, and (the main area) a large mass consisting of nearly all of mainland Southeast Asia, most of Sumatra, southwestern Borneo, and parts of the bordering and intervening seas. Ophiolite belts, probable sutures, and contrasting geology across them indicate that this main mass is a mosaic of different fragments or blocks.Since a comprehensive review of the origins and histories of these blocks a decade ago, new information has appeared. Some inferred sutures have been reinterpreted, though the main area of old continental crust is still seen as consisting of at least two and possibly three separate blocks. Recent paleomagnetic determinations for the Paleozoic suggest a position in moderately high (probably southern) latitudes (43 for NW Malaya) for part of Southeast Asia in early Paleozoic, and the possibility of a southern temperate position (24 for central Thailand) in Late Paleozoic. New data on Late Paleozoic floras establish more firmly that Cathaysian floras were widespread on the edge of the Gondwana continent in the Arabian shield region, and the floral data can be seen now as supporting former attachment of part of Southeast Asia to Gondwana. A prominent zone of Carboniferous pebbly mudstones, now recognized to extend over 2000 km from Sumatra to Burma, has been reinterpreted to be of probable glacial marine, rather than slump, origin. The interpretation of these rocks is of critical significance: if the pebbly mudstones are submarine slump deposits, western Southeast Asia probably rifted off some unknown continent during Late Paleozoic; if they are glacial marine sediments, then western Southeast Asia was almost certainly attached to Gondwana and the rifting and separation took place later, probably during the later Mesozoic.

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Zusammenfassung Teile Südost-Asiens besitzen offenbar paläozoische oder ältere kontinentale Erdkruste. Diese umfassen kleine Fragmente in den Archipelen der Philippinen und Indonesiens, Neuguinea mit anliegenden Schelfen, und (das Hauptgebiet) eine große Masse, die fast das ganze Festland Südost-Asiens, den Hauptteil Sumatras, das südwestliche Borneo und Teile des angrenzenden und dazwischenliegenden Meeres einschließt. Ophiolitgürtel, die wahrscheinlich Suturlinien darstellen und darüberhinweg sehr gegensätzliche Geologie deuten an, daß diese Hauptmasse ein Mosaik aus verschiedenen Fragmenten oder Blöcken ist.Nachdem seit einem Jahrzehnt eine umfassende Durchsicht der Herkunft und Geschichte dieser Blöcke erfolgt ist, liegen neue Kenntnisse vor. Einige herausgearbeitete Suturlinien wurden zwar neu interpretiert, doch wird das Hauptgebiet der alten kontinentalen Erdkruste immer noch als aus mindestens zwei und vielleicht drei verschiedenen Blöcken bestehend verstanden. Neue paläomagnetische Messungen für das Paläozoikum deuten auf eine Lage in mittelhohen (wahrscheinlich südlichen) Breitengraden (43 für NW-Malaya) für einen Teil Südost-Asiens im früheren Paläozoikum hin und für das spätere Paläozoikum auf die Möglichkeit einer mittleren südlichen Lage (24 für Zentral-Thailand). Neue Daten aus spätpaläozoischen Floren bestätigen mehr, daß Kathaysischen Floren auf dem Rand des Gondwanakontinents auf dem Arabischen Schild weit verbreitet waren und die floristischen Daten können jetzt verstanden werden im Sinne einer früheren Anbindung von Teilen Südost-Asiens an Gondwana. Eine auffallende Zone von geröllführenden Schlammsteinen des Karbons, die jetzt in einer Verbreitung von 2000 km von Sumatra bis Burma bekannt ist, wurde neu interpretiert als wahrscheinlich glaziomariner Herkunft und nicht als Rutschungsmassen. Die Deutung dieser Gesteine ist von kritischer Bedeutung: falls die geröllführenden Schlammsteine von submarinen Rutschungen stammen, wurde das westliche Südost-Asien wahrscheinlich im späteren Paläozoikum von einem unbekannten Kontinent abgespalten; jedoch, wenn sie glaziomarinen Ursprungs sind, dann war das westliche Südost-Asien nahezu zweifellos an Gondwana angebunden und die Abspaltung und Loslösung geschah später, wahrscheinlich während des späteren Mesozoikums.

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Résumé Plusieurs régions d'Asie du sud-est attestent l'existence d'une croûte continentale paléozoïque ou plus ancienne. On trouve ainsi de petits fragments dans les archipels philippin et indonésien, en Nouvelle Guinée, et surtout une vaste masse qui comprend presque toute l'Asie du sud-est continentale, la majeure partie de Sumatra, le sudouest de Bornéo et des régions côtières ou entre les mers. Des ceintures d'ophiolithe, des sutures probables et une géologie contrastante montrent que cette masse principale se compose d'une mosaïque faite de différents fragments ou blocs.Depuis une étude compréhensive de l'origine et de l'histoire de ces blocs datant d'une dizaine d'années, de nouvelle informations sont apparues. Certaines de ces sutures ont fait l'objet d'une nouvelle interprétation, bien que la zone principale de l'ancienne croûte continentale soit encore considérée comme se composant d'au moins deux et peut-être de trois blocs séparés. De récentes déterminations paléomagnétiques pour le Paléozoïque suggèrent une situation (probablement australe) de latitude modérément élevée (43 pour le Nord Ouest de la péninsule de Malaisie) en ce qui concerne des régions d'Asie du sud-est au Paléozoique Inférieur, et la possibilité d'une situation australe tempérée (24 pour la Thailande centrale) au Paléozoique Supérieur. De nouvelles données sur la flore du Paléozoïque Supérieur montrent plus clairement que la flore cathaysienne s'étendait largement à la limite du continent de Gondwana dans la région du bouclier de l'Arabie; les données sur la flore peuvent maintenant confirmer l'attachement d'une partie de l'Asie du sud-est au Gondwana. Une longue zone d'argile à blocaux carbonifére, maitenant reconnue comme s'étendant sur plus de 2000 km de Sumatra à la Birmanie, a fait l'objet d'une nouvelle interprétation; elle est à présent considérée comme étant d'origine glaciomarine plutôt que de glissement. L'interprétation de ces roches comporte une signification particulière: si l'argile è blocaux est un dépôt dû à des glissements sous-marins, la partie occidentale de l'Asie du sud-est s'est détachée probablement d'un continent inconnu au cours du Paléozoïque Supérieur; si, en revanche, ce sont des sédiments glaciomarins, cette partie occidentale était alors presque certainement attenante au Gondwana, et la dérive ainsi que la séparation ont eu lieu plus tard, probablement au Mésozoique supérieur.

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- , . : , , , , - , . . , , , . , , , , — -, , . , . , , , , , . , (43°) - , -, , 24° ( ). , Cathaysian - . , 2000 , , - , , . : , , , - , , ; , - , , , , , .

     

Structure,evolution, and dynamics of the Norwegian-Greenland Sea in the Blue Road Geotraverse area

The orogeny of the Scandinavian and Greenland Caledonides is shortly reviewed, and a structural sketch map of the Scandinavian Caledonide part of the Geotraverse is presented. Post-Caledonian rifting episodes prior to the formation of the North Atlantic Ocean are briefly discussed, as well as the opening of the northern North Atlantic Ocean and its spreading rates.Computations of density models carried out on the basis of the Simplex-Algorithm which allows a least-squares solution under certain constraints show clearly a Moho-depression beneath the Caledonides and a comparatively thick oceanic crust in the Norwegian Sea. The transition zone oceanic continental crust has a complex structure, but a continuation of the Lofoten Islands and a part of the Vøring Plateau escarpment can be detected.The residuals of former measurements of tidal gravity in Fennoscandia are explained by oceanic loading tides, and a chart for the M2-loading effect is given. The influence of crustal structure on the residuals is shortly discussed. A finite element model is used to calculate the loading effect for a laterally inhomogeneous structure.

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Zusammenfassung Die Orogenese der skandinavischen und grönländischen Kaledoniden wird kurz beschrieben und die Struktur des skandinavisch-kaledonischen Teils skizziert. Die postkaledonische Dehnungstektonik vor der Bildung des Nordatlantiks sowie die Öffnung des nördlichen Nordatlantiks und die entsprechende Öffnungsrate werden kurz diskutiert.Berechnungen von Dichtemodellen mit Hilfe des Simplex-Algorithmus erlauben die Optimierung unter Berücksichtigung von Randbedingungen. Die Modelle zeigen eine ausgeprägte Depression der Moho unter den Kaledoniden und eine relativ dicke ozeanische Kruste. Die Übergangszone von kontinentaler zu ozeanischer Kruste hat eine äußerst komplizierte Struktur, jedoch lassen sich sowohl die Fortsetzung der Lofoten als auch der Rand des Vøring-PIateaus erkennen.Die Residuen von Schweregezeiten in Fennoskandien lassen sich durch ozeanische Auflasteffekte erklären, und eine Karte des M2-Meeresgezeiteneinflusses wird vorgestellt. Der Einfluß der Krustenstruktur auf die Residuen wird kurz diskutiert. Zur Modellierung lateraler Inhomogenitäten wurde ein finites Elementmodell entwickelt.

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Résumé L'orogenèse des calédonides Scandinaves et groenlandaises sera décrit brièvement et la structure de la partie Scandinave ébauchee.La distension tectonique post-calédonienne avant la formation de l'Atlantique nord ainsi que l'ouverture du nordatlantique septentrional avec le taux d'expansion correspondant sont ensuite brièvement discutés.Des calculs de modèle de densité à l'aide de l'algorithme simplex permettent la détermination optimale sur le principe des moindres carrés, compte tenu des conditions aux limites.Les modèles montrent une dépression prononcée de la Moho sous les calédonides et une croûte océanique relativement épaisse. La zone de transition entre la croûte continentale et la croûtre océanique a une structure extrêmement compliquée; cependant on peut reconnaître la continuation des Lofoten ainsi que la marge du plateau de Vøring.Les résidus des marées terrestres fenno-scandiennes peuvent s'expliquer par des effets de charge océanique, et une carte de l'influence du terme M2 des marées est présentée. L'influence de la structure de la croûte sur les residues est discutée. Pour modeler les homogénéités latérales on a développé un modèle d'éléments finis.

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- . - , , . Simplex-Algorithmus . . , , , . - ; . . , .

     

Paläogezeiten und Erdrotation

Zusammenfassung Gezeitenreibung der Hydrosphäre bewirkt einen Verlust von Rotationsdrehimpuls der Erde, der durch einen Gewinn von Bahndrehimpuls des Mondes ausgeglichen wird. Die Dissipationsrate kann für einen gegebenen Ozean mit Hilfe hydrodynamisch-numerischer Modelle berechnet werden. Die Rückverfolgung der Geschichte des Erde-Mond-Systems erfordert wegen der Änderung der Kontinent-Meer-Verteilung zur Bestimmung des jeweiligen Drehimpulstransfers die Kenntnis der Paläogezeiten. Es werden Ergebnisse (Amplituden, Phasen, Restströme) für Ozeane der Oberen Kreide (vor ca. 70 · 10⁶ Jahren) und des Mittleren Silurs (vor ca. 420 · 10⁶ Jahren) vorgestellt sowie die zugehörigen Änderungen der Rotationsenergie der Erde angegeben.

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Tidal friction of the hydrosphere causes a loss of rotational angular momentum of the Earth that is balanced by a gain of orbital angular momentum of the Moon. The rate of dissipation for a given ocean can be calculated by means of a hydrodynamical-numerical model. Tracing back the history of the Earth-Moon-system, due to the varying distribution of continents and oceans information is needed about the paleotides to determine the transfer of angular momentum. Results (corange-lines, cotidal-lines, residual currents) are presented for oceans of the Upper Cretaceous (70 m. y. b. p.) and the Middle Silurian (420 m. y. b. p.). The corresponding change of the Earth's rotational energy is indicated.

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Résumé La friction des marées de l'hydrosphère fait perdre à la Terre une quantité du moment cinétique angulaire rotationnel compensée par un gain de moment cinétique angulaire orbital de la lune. La distribution des continents et des océans varie. Quand on retrace l'histoire du système Terre-Lune, on a besoin d'informations sur les paléomarées pour déterminer le transfert de moment cinétique angulaire. La dissipation, pour un océan donné, peut être calculée au moyen d'un modèle numérique-hydrodynamique. Des résultats (amplitudes, phases, courants résiduels) sont donnés pour des océans du Créacé supérieur (il y a ca. 70 · 10⁶ années) et du Silurien moyen (il y a ca. 420 · 10⁶ années). Le changement correspondant de l'énergie rotationelle terrestre est indiqué.

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- , . . - -, - . — , — ( 70.10⁶ ) ( 420.10⁶ ), .

     

Das Zusammenwirken von Sedimentation und Bruchtektonik in den triadischen Hallstätterkalken der Ostalpen

Zusammenfassung Die Hallstätterkalke der Ostalpen verdienen als Träger der Obertriasstratigraphie der Tethys allgemeines Interesse. Ihre Lithologie wird bestimmt durch Ablagerung in einem von Flachwasserkarbonaten umgebenen Hungerbecken mit fast stagnierender Sedimentation einerseits und durch die Wirkung synsedimentärer Tektonik andererseits.Die vertikale Abfolge und ihr horizontaler Wechsel innerhalb der Hallstätterkalke sind in der klassischen Region des Salzkammergutes auffallend konstant, so daß ein schematisches Normalprofil aufgestellt werden konnte. Neben der Hallstätterkalk-Fazies gibt es eine solche mit tonreicheren Grausedimenten, die im einzelnen deutlich davon differiert, aber im Großrhythmus der Kalk-TonSedimentation ähnlich ist.Die synsedimentäre Tektonik wird beherrscht von brechender Verformung der weitgehend festen Sedimente. Es bildet sich ein Netz von Zugklüften mit stellenweise meterbreiten, offenen Spalten, die allmählich verfüllt werden. Tektonische Einengung wurde nur selten beobachtet, häufiger Versetzung und Kippung von Schollen im Meterbereich. Die Interferenz der Sedimentation mit den tektonischen Bewegungen beweist, daß letztere im kleinen ruckartig verliefen, im großen aber während des Karn und Nor ziemlich gleichmäßig andauerten. Sie stehen möglicherweise in Zusammenhang mit der relativen Hebung des gesamten Hallstätter Beckens gegenüber den rasch absinkenden Dachsteinkalk-Plattformen.In stratigraphischer Hinsicht wirken die Spalten als Fossilfallen und lagern oft sehr fossilreiche Sedimente unter Durchbrechung des Lagerungsgesetzes in stratigraphisch älteres Gestein ein. Die Unterscheidung von Spalten- und Schichtlagern im Hallstätterkalk ist jedoch im allgemeinen gut durchführbar.

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As they bear classical stratigraphic localities of the Upper Triassic, the East Alpine Hallstätterkalke are of general interest. Their area of deposition was a starved basin between shallow water carbonate platforms with reduced sedimentation and subsolution on one side and influence of syngenetic tectonics on the other.The vertical successions and their lateral changes within the Hallstätterkalk are remarkably constant. A schematical standard succesion can be given. Besides the facies of Hallstätterkalk with generally red sediments there exists another with more argillaceous gray deposits, differing in details of lithology but not in the general rhythm of lime and clay sedimentation.Syngenetic tectonic activity causes fracturing in the highly consolidated sediments. Among the joints most frequently tension cracks occur, some meters wide and filled with younger sediment. Tilted blocks and displacements are common, but shearing and tectonic compression are rare. The tectonic activity consisted of many small jerks, but was continuous during a long period, i. e. the Carnian an the Norian. This is shown by the interference with sedimentation.From the stratigraphic point of view the cracks are important as they act as traps for fossils and as these fossil-rich fillings are deposited in older rocks, breaking the law of stratigraphic succession. But in most cases deposits in cracks can easily be distinguished from those in normal sediment.

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Résumé Les calcaires de Hallstatt des Alpes Orientales contiennent les profils classiques du Triassique supérieur et sont donc d'un grand interêt. Leur lithologie est déterminée par une sédimentation réduite dans un «starved basin» d'une part et par l'effet d'une tectonique syngénétique d'autre part.Leur succession verticale et leur variation latérale particulièrement constantes dans la région classique du Salzkammergut permettent de dresser un profil typique schématique. A part le faciès des calcaires rouges il existe un autre à sédiments gris plus colloidal dont les détails se distinguent du premier mais leur rhythme principal calcaire-colloide est analogue.La tectonique synsédimentaire est caractérisée par une déformation rupturelle des sédiments largement consolidés. Il se forme un système de diaclases ouvertes qui sont remplies peu à peu. Des phénomènes de cisaillement et de resserrement sont assez rares, des diaclases d'extension et des basculements de blocs sont observés plus souvent à l'échelle de quelques mètres. Pour des périodes limitées les mouvements tectoniques ont eu lieu par secousses, mais vu l'ensemble des périodes du Carnien et du Norien on se rend compte de la continuité de leur activité.Du point de vue stratigraphique les diaclases ont la fonction de pièges à fossiles. Des sédiments fossilifères se trouvent souvent dans des roches plus anciennes. Mais ce dépôts à fossiles peuvent être distingués nettement des couches stratifiées dans les calcaires de Hallstatt.

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. , . , . , , . , , , , , . , — . , , , . . . , . , . . , .

     

Beziehungen zwischen Calciumgehalt und Bildungsbedingungen der Dolomite

Zusammenfassung Nach einer kurzen Gegenüberstellung der Eigenschaften frühdiagenetischer und spätdiagenetischer Dolomite wird der Zusammenhang des Ordnungsgrades mit Ca-Überschuß und Kristallgröße des Dolomits empirisch dargestellt (Abb. 2 und 3). Untersuchungen im Alttertiär Libyens sowie im Malm und Zechstein Norddeutschlands ergaben, daß der Ca-Überschuß der Dolomite Rückschlüsse auf den Salinitätsgrad des Bildungsmilieus erlaubt (Abb. 4), daß jedoch vor allem in porösen Gesteinen ein allmählicher Gitterumbau zum stöchiometrischen Dolomit erfolgt (Abb. 7 und 8).

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As an introduction, penecontemporary dolomites are compared with epigenetical ones. The relationship between ordering degree and Ca-excess as well as crystal size are represented empirically (fig. 2 and 3). Investigations in the Lower Tertiary of Libya, and in the Upper Jurassic and Upper Permian of Northern Germany led to the conclusion, that the Ca-excess of dolomites may be indicative of the environment (fig. 4). The data however point to a gradual lattice adjustment towards an ideal 11 composition, especially in porous rocks (fig. 7 and 8).

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Résumé Après une rapide comparaison entre les caractéristiques des dolomies pénécontemporaines et epigénétiques, on donne des relations empiriques entre le degré d'ordre, l'excès de calcium et le diamètre des cristaux (fig. 2 et 3). Les recherches exécutées dans le Paléocène libyen, le Malm et le Zechstein de l'Allemagne du Nord ont montré que l'excès de calcium contenu dans les dolomies permet des conclusions sur le milieu (flg. 4), mais que toutefois un ajustement graduel des réseaux à une composition idéale 11 se produit tout particulièrement dans les roches poreuses (fig. 7 et 8).

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, . .

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Für die Ermöglichung dieser Arbeiten und die Genehmigung ihrer Veröffentlichung danken wir der GewerkschaftElwerath, Erdölwerke Hannover und besonders Herrn Direktor Dr.Roll.     

Geological development of Jabal al Akhdar,Libya

The northern Cyrenaic headland situated north of 32 degrees latitude between Benghází and Tubruq was subject of a geological mapping. This paper draws attention to the results of this geological survey concerning Upper Cretaceous and Tertiary facies development, paleogeography, tectonic and geomorphologic evolution.The essential part of the investigated area corresponds to Jabal al Akhdar (Green Mountains), a gently uparched plateau built of Upper Cretaceous and Tertiary sediments (mostly limestones, subordinate dolomites and marls). These sediments were deposited at the southern margin of the Tethys sea and were moderately folded, mainly during the intra-Senonian (pre-Campanian) and early Ypresian intervals.From Middle Eocene till Middle Miocene, the area was subject to a slight warping followed by oscillating transgressions of a shallow sea.The youngest tectonic movements resulted in a gentle doming of the area associated with downfaulting of certain zones. Some prominent faults revealed rejuvenated activity, partly with movement inversion. Deep faulting probably controlled the paleogeographic and tectonic development of certain zones.The present gross geomorphology of Jabal al Akhdar roughly corresponds to its final uparching dated after the Middle Miocene. Topographic evolution of the northern slope of the mountains has been importantly influenced by marine erosion. Two broad littoral terraces bordered by cliffs were formed successively.

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Zusammenfassung Die nördliche Cyrenaica nördlich des 32. Breitengrades, zwischen Benghazi und Tobruk, wurde geologisch kartiert. Ergebnisse dieser Aufnahmen sind unten wiedergegeben und umfassen die fazielle Entwicklung der Oberkreide und des Tertiär sowie die paläogeographische, tektonische und geomorphologische Entwicklung.Der wesentliche Teil des untersuchten Gebietes liegt im Djebel el Akhdar. Er repräsentiert ein herausgehobenes Plateau, das sich aus Oberkreide und Tertiärsedimenten (meistens Kalke, untergeordnet Dolomite und Mergel) zusammensetzt. Diese Sedimente wurden am Südrand der Tethys abgelagert und sind vorwiegend während des Senon (Prä-Campan) und frühen Ypresien schwach verfaltet worden.Vom mittleren Eozän bis ins mittlere Miozän wurde das Gebiet teilweise gehoben und von oszillierenden Transgressionen einer Flachsee erfaßt.Die jüngsten tektonischen Bewegungen führten zu einer domartigen Aufwölbung und zu Bruchtektonik entlang bestimmter Zonen. Dabei wurden markante Störungen mehrfach regeneriert, wobei auch inverse Bewegungen nachgewiesen werden konnten. Tiefgreifende Lineamente kontrollierten wahrscheinlich die paläogeographische Situation wie auch die tektonische Entwicklung entlang bestimmter Zonen.Die augenblickliche geomorphologische Ausgestaltung des Djebel el Akhdar korrespondiert mit der zuletzt stattgefundenen Aufwölbung nach dem mittleren Miozän. Die topographische Entwicklung seines nördlichen Randes ist weitgehend beeinflußt durch marine Erosionen. Zwei breite Küstenterrassen — durch Steilküsten begrenzt — haben sich dabei sukzessive herausgebildet.

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Résumé La Cyrénaique septentrionale au Nord du 32ème parallèle, entre Benghazi et Tobrouk, a été l'objet d'un lever géologique. Les résultats donnés ici concernent le développement des facies au Crétacé supérieur et au Tertiaire, ainsi que l'évolution paléogéographique, tectonique et géomorphologique.La plus grande partie du territoire se trouve dans le Djebel el Akhdar, plateau soulevé composé de sédiments du Crétacé supérieur et du Tertiaire (la plupart des calcaires, plus rarement des dolomites et des marnes). Ces sédiments se sont déposés dans la bordure meridionale de la Téthys et furent faiblement plissés principalement au cours du Sénonien (Précampanien) et au début de l'Yprésien.De l'Eocène moyen au Miocène moyen, cette région fut en partie soulevée et soumise à des transgressions oscillatives de mer peu profonde.Les mouvements tectoniques les plus récents ont eu pour conséquence un faible bombement de la région accompagné d'affaissements de certaines zones le long de failles. Certaines failles importantes ont rejoué plusieurs fois, partiellement avec inversion de mouvement. Des failles profondes ont influencé l'évolution paléogéographique et tectonique de certaines zones.La géomorphologie générale actuelle du Djebel el Akhdar correspond grosso-modo a son bombement final d'après le Miocène moyen. L'évolution topographique du versant septentrional de la chaîne a été influencée d'une façon importante par des érosions marines. Il s'est formé successivement deux terraces littorales bordées de falaises.

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32° . , . Djebel el Akhdar. , — ; . . . . , , , . . , . , .

     

Datierung der jungpleistozänen Vereisung Lauricocha in den Peruanischen Anden

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

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

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

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

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

     

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

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

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

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

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

     

La theorie des deux magmas fondamentaux dans le volcanisme intracontinental et l'evolution geochimique des laves du Mont-Dore (France)

Résumé Les auteurs utilisent toutes les données chimiques, volcanologiques, chronologiques et tectonophysiques fournies pour un certain nombre de massif continentaux (Mont-Dore et autres). La synthèse de toutes ces études montre qu'il existe deux magmas continentaux indépendants: le magma basaltique venant du manteau (sima) et le magma rhyolitique fourni par la croûte supérieure (sial). Le mélange de ces deux magmas et l'action secondaire de la' gravité et de la pneumatolyse expliquent logiquement la totalité des phénomènes géochimiques des volcans continentaux.

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The authors used all the chemical, volcanological, chronological and tectonophysical data supplied for a certain number of continental mountain massifs (Mont-Dore and others). The synthesis of these studies shows that there are two independent continental magmas: the basaltic magma coming from the mantle (sima) and the rhyolitic magma supplied by the upper crust (sial). The mixing of these two magmas, with the secondary action of gravity and pneumatolysis logically explains the totality of the geochemical phenomena in continental volcanoes.

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Zusammenfassung Die Autoren benutzten alle chemischen, vulkanologischen, chronologischen und tektonisch-physikalischen Daten, die von einer bestimmten Anzahl von kontinentalen Massiven (Mont-Dore und andere) entnommen wurden.Das Ergebnis dieser Studien zeigt, daß es zwei voneinander unabhängige kontinentale Magmen gibt.Das basaltische Magma, vom Sima stammend, und das rhyolitische Magma aus der oberen Sial-Kruste. Die Vermischung dieser beiden Magmen und die zusätzliche Wirkung der Gravitation und Pneumatolyse erklären auf natürliche Weise die Gesamtheit der geochemischen Phänomene des kontinentalen Vulkanismus.

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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. .

     

Stellung des Experimentes im Rahmen tektonischer Forschung

Zusammenfassung Die Genese tektonischer Strukturen ist nicht direkt beobachtbar. Unsere einzige Arbeitsgrundlage sind die Spuren der Deformation im Fels, also das tektonische Gefüge. Im Gegensatz zu den meisten anderen naturwissenschaftlichen und technischen Fächern ist in der Tektonik ein Vergleich der Vorgänge im Experiment mit denen im Objekt im allgemeinen nicht möglich. Hieraus erklärt sich, daß das Experiment in der Tektonik bisher nur eine geringe Bedeutung erlangt hat. Jede tektonische Deutung ist aber ein Analogieschluß, bei dem Erfahrungen aus dem täglichen Leben oder die anderer Naturwissenschaften eingesetzt werden. Dieses Vorgehen muß durch ein exakteres, nämlich durch den Einsatz gezielter Experimente, abgelöst werden.Da aus dem obengenannten Grunde die Rückkopplung zwischen Experiment und Natur nur unvollkommen durchzuführen ist, besteht der Sinn tektonischer Experimente nicht darin, eine bestimmte natürliche Struktur nachzubilden, sondern darin, die Reaktionsmöglichkeiten von Festkörpern bei Deformation kennenzulernen. Experimente und Naturbeobachtung zeigen, daß es nur eine begrenzte Zahl von Reaktionsarten festen Materials bei Deformationen gibt. Diese Reaktionsarten unterscheiden sich nach der Art der Gefügeelemente, die bei der Deformation ausgebildet werden (Abb. 1). Bei den hier besprochenen Gefügeelementen handelt es sich um Trennbrüche (Spalten), Verschiebungsbrüche, Knickzonen und Normalfalten. Die Faltenachsenfläche der Knickzonen liegt einer Ebene größter Scherung etwa parallel, die der Normalfalten senkrecht zur Richtung größter Einengung.Die einzelnen Gefügeelemente treten in verschiedenen räumlichen Anordnungen auf, die als Gefügetypen bezeichnet werden. Die folgenden Ausführungen beschränken sich auf Gefügetypen mit rhombischer und monokliner Symmetrie.Die Abb. 1 stellt einen Ausschnitt aus einem System der Gefügetypen dar, in dem die einzelnen Gefügetypen entsprechend ihrer gegenseitigen Verwandtschaft angeordnet sind. Dieses System erlaubt es uns, die bisherigen tektonischen Experimente zu ordnen und auf Lücken unserer experimentellen Erfahrung hinzuweisen.

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Because the formation of tectonic structures cannot be observed directly, the study of such structures is restricted to an investigation of the traces of deformation within the rock itself, i.e. the tectonic fabric. In contrast to most other fields of research in science and technology the study of tectonics does not allow a direct comparison between experimental and natural processes, and for this reason, experimentation has until now played only a minor role in tectonic research. All tectonic interpretations, however, are based on analogies with observations made in everyday life or phenomena in related scientific fields. Clearly this procedure should be replaced by more accurate methods, which include objective experiments.Since the link between experiment and nature is at best incomplete, the goal of tectonic experimentation is not to simulate specific natural structures, but to investigate the different ways by which solids may react to deformations. Experiments and observations show that solid material may undergo only a limited number of such reactions. These reactions differ due to the form of fabric elements formed during deformation (Fig. 1).The discussion below is restricted to the following fabric elements: tension fissures, faults, kink-bands, and normal folds. The axial plane of kink-bands nearly parallels the plane of maximum shearing strain. The axial plane of normal folds is normal to the direction of maximum shortening.The various fabric elements are found in different spatial arrangements called fabric types. The discussion below is restricted to fabric types with orthorhombic and monoclinic symmetry.Fig. 1 illustrates part of a fabric type system in which the different fabric types are arranged according to their reciprocal relationship. This system allows the ordering of previous tectonic experiments and indicates the gaps in our experimental knowledge.

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Résumé La genèse des structures tectoniques n'est pas directement observable. Nos seules bases de travail sont les traces de la déformation dans les roches, autrement dit la texture tectonique. A l'opposé de la plupart des autres branches des sciences naturelles et des branches techniques, on ne peut généralement pas comparer, en tectonique, les processus fournis par l'expérimentation avec ceux qui en font l'objet. Ce qui explique que jusqu'à présent, l'expérimentation en tectonique n'a eu qu'une portée médiocre. Chaque interprétation tectonique est en fait liée à une finalité analogique tirée de comportements dans la vie quotidienne ou dans d'autres sciences naturelles. Ce procédé doit faire place à un autre, plus exact, principalement par la mise en oeuvre d'expériences bien orientées.Comme, pour les raisons citées plus haut, le couplage entre l'expérimentation et la nature ne peut être réalisé que de façon imparfaite, il faut que le sens de l'expérimentation tectonique consiste, non pas à reproduire une structure naturelle donnée, mais à reconnaître quelles sont les possibilités de réaction des corps solides à la déformation. L'expérimentation et l'observation de la nature montrent que les modalités réactionelles des matériaux solides vis-à-vis de la déformation existent seulement en nombre limité. Ces modalités différent selon les éléments structuraux impliqués dans la déformation. Les éléments texturaux discutés ici sont les fissures, les plans de glissement, les zones en chevron et les plis normaux. Le plan axial des zones en chevrons es parallèle à un plan de fort cisaillement; celui des plis normaux est perpendiculaire à la direction de plus grand resserrement.Chacun des éléments texturaux répond à différentes dispositions spatiales dont la signification est celle de types texturaux. Les déductions qui suivent se limitent à des types texturaux à symétrie rhombique et monoclinique.La fig. 1 représente une coupe dans un système de types texturaux dans lequel chacun de ceux-ci a été rangé conformément à leur parenté réciproque. Ce système nous permet de mettre de l'ordre dans les expériences tectoniques poursuivies jusqu'à ce jour, et de mettre en évidence les lacunes dans notre pratique expérimentale.

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Aus dem SFB 77 - Felsmechanik - Karlsruhe.

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Die Untersuchungen über Gefügetypen im Gelände und im Experiment wurden dankenswerterweise von der Deutschen Forschungsgemeinschaft, seit 1970 im Rahmen des Sonderforschungsbereichs Felsmechanik, unterstützt. Meinen Mitarbeitern, Herrn Dipl.-Phys. H.Mischke, Herrn Dipl.-Ing.Klaus Müller und Herrn Dr. G.Schäfer danke ich für ihre Hilfe bei der Abfassung des Manuskriptes.     

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

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

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

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

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