Die rezente hydrothermal-sedimentäre Lagerstätte Atlantis-II-Tief im Roten Meer

Zusammenfassung Die in Entstehung befindliche hydrothermal-sedimentäre Lagerstätte Atlantis-II-Tief im Roten Meer wurde in den Jahren 1969, 1971 und 1972 von den Forschungsschiffen Wando River und Valdivia aus genauer untersucht. Die Detailkartierung zeigt eine Fallenstruktur, die hauptsächlich durch NW-streichende Grabenrandverwerfungen hervorgerufen wurde. Die in die se Depression in ihren tiefsten Teil einströmenden metallhaltigen Solen hielten das für die Lagerstättenbildung, besonders das für die Sulfidausfällung nötige Milieu über längere Zeit aufrecht. Diese seit dem ausgehenden Pleistozän anhaltende stabile Situation wurde einige Male von Lava-Ausflüssen, tektonischen Ereignissen und Verlagerung der Quellen unterbrochen. Diese Vorgänge und die komplizierte Morphologie der solegefüllten Becken führten zu einer sehr komplexen Faziesentwicklung und stratigraphischen Abfolge. Insgesamt läßt sich, von den Quellen ausgehend, eine Zonierung von sulfidisch-silikatischer zu manganitischlimonitischer Ausfällung beobachten.

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The Atlantis II Deep, a hydrothermal-sedimentary metal depositin statu nascendi has been investigated in detail 1969, 1971 and 1972 with the research vessels Wando River and Valdivia. The new bathymetric map reveals a trap structure mainly caused by NW-striking faults, limiting local grabens. The metalliferous brines discharging into the deepest part of this depression maintained the conditions necessary for the formation of the deposit, esp. of the sulfides, for a long time.This stabil situation active since the end of the Pleistocene was several times disturbed by lava flows, tectonic events and displacement of the discharge vents.These events and the complicate morphologic structure of the brine-filled deep are responsible for a very complex development of lithologic facies and the stratigraphic sequence. There is a general deposit differentiation from sulfidic-silicatic precipitation near the discharge points and formation of limonite and manganite outside the brines.

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Résumé Pendant les années 1969, 1971 et 1972 les gisements hydrothermaux sédimentaires Atlantis II, en voie de formation dans la Mer Rouge, ont fait l'objet de campagnes scientifiques détaillées entreprises par les navires océanographiques Wando River et Valdivia.La carte morphologique montre une structure de descente qui a été formée principalement par des failles de direction NW délimitant des graben. Les saumures métallifères affluant dans la partie la plus profonde de cette dépression ont maintenu pendant une certaine durée le milieu nécessaire à la formation du gisement, et surtout à la précipitation des sulfures. Cette situation restée stable depuis la fin du Pléistocène a été interrompue plusieurs fois des émissions basaltiques, par des dislocations tectoniques et par le déplacement des sources. Ces événements, ainsi que la morphologie compliquée du bassin rempli de saumures, ont conduit à un développement très complexe des faciès lithologiques et de la séquence stratigraphique. Dans l'ensemble on peut constater une zonation des faciès avec précipitations sulfurosilicatées près des points d'entrée des saumures et manganolimonitiques plus à l'écart.

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1969, 1971 1972 . - , -11-, . , , . , - . , , , . , , , . . , , - - .

     

Randpazifische Tektonik und Vulkanismus im südlichen Chile

Zusammenfassung Die Struktur des südlichen Chile zwischen 37° und 42° S wird beschrieben. Die Anden gingen teils aus einer jurassisch-unterkretazischen Eugeosynklinale, teils aus magmatischer Regeneration gondwanischer Relikte hervor. Es überwiegt E-vergenter Falten- und Schuppenbau. In den Längstalbecken begann die Senkung im Eozän auf vorwiegend präkambrischem Sockel. Die Küstenkordillere besteht großenteils aus präkambrischen Para-Serien, welche seit der Oberkreide in die randpazifische Tektonik einbezogen wurden. Im Schelfgürtel herrscht seit der Oberkreide Sedimentation auf instabilem, antithetisch brechendem Sockel. Die Andesit-Förderung erfolgte längs geradliniger Fronten, welche sich mehrfach verlagerten. Beim Erdbeben von 1960 wurde der Krustenblock zwischen Kontinentalrand und Anden als Ganzes westwärts bewegt und gekippt. Ein Krustenmodell wird entworfen und dessen Entwicklung unter dem Aspekt der Kontinentaldrift Südamerikas diskutiert.

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The structure of Southern Chile between 37° and 42° S is described. The Andean cordillera is the result partly of a Jurassic-lower cretaceous eugeosyncline and partly of magmatic regeneration of gondwanian residues. Eastoverturned fold and imbricate structure predominates. In the basins within the longitudinal valley subsidence started in the Eocene mainly on a precambrian basement. The coast range consists mostly of precambrian para-series, which were included in the marginal pacific tectonics since the Upper Cretaceous. In the shelf region sedimentation takes place since the Upper Cretaceous on an unstable, antithetic breaking basement. Andesites erupted along straight fronts, which changed position several times. During the earthquake in 1960 the crustblock between the continental margin and the main cordillera moved westwards and tilted as a whole. A crust-model is traced out; its development is discussed under the aspect of the continental drift of South America.

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Résumé Ce traité comprend la structure du Chili méridional entre 37° et 42° S. La cordillère des Andes résulte d'une part d'un eugéosynclinal jurassique-crétassique inférieur, d'autre part d'une régénération magmatique des restes gondwaniens. Dans cette cordillère une structure plissée et écailleuse prédomine qui est déversée vers l'Est. Dans les bassins de la vallée longitudinale le sous-sol dont le socle était surtout précambrien, avait commencé à se tasser pendant l'époque de l'Eocène. La cordillère côtière se compose en grande partie de para-séries précambriennes, qui furent comprises dans la tectonique pacifique marginale depuis le Crétacé supérieur. Dans la région de la plate-forme continentale il y a une sédimentation depuis le Crétacé supérieur; le socle y était instable et se cassait antithétiquement. Les points d'éruptions des andésites s'alignaient; ces fronts tout droits changeaient de places plusieurs fois. Pendant le tremblement de terre en 1960 tout le bloc crustal qui se trouvait entre le talus continental et la cordillère des Andes fut mis en mouvement vers l'Ouest et basculé entièrement. Un modèle de l'écorce est tracé dont le développement est discuté sous l'aspect de la translation continentale de l'Amérique du Sud.

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, 37 42° . , . , , . . - . . . .

     

Vulkanismus und Zusammenschub

Ohne Zusammenfassung     

Geotektonische Verknüpfung von Plutonismus und Vulkanismus im südwestdeutschen Variscicum

Zusammenfassung Die variscische Orogenese wurde in Südwestdeutschland von einem intensiven palingenen Magmatismus begleitet. Dabei folgte der Vulkanismus als eigenständige Entwicklung den granitischen Intrusionen in einem Abstand von ca. 20 Ma. In den felsischen Vulkaniten läßt sich das Auftreten von primärem Tiefquarz als Geobarometer verwenden und spricht für eine besonders große Bildungstiefe der Magmen. Sie setzen damit die Entwicklungsreihe der granitischen Schmelzen fort, die zunehmend aus größerer Tiefe kamen. Als heißeste und trockenere Bildung entstanden die Vulkanite im Zuge der stärksten Krustenverkürzung und damit-verdickung und stiegen nach dem Durchlaufen der orogenen Einengungswelle zur Erdkruste auf.

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A widespread palingenetic magmatism accompanied Hercynian orogenesis in SW-Germany. Thereby, felsic volcanism occupied a specific place in the tectonic evolution of the Hercynian orogen following about 20 m. y. after the granitic plutonism. The finding of primary low quartz as intratelluric phenocrysts in these volcanics can be used for geobarometry and demonstrates a rather deep origin of the melt. They continue the development of the granitic melts which originated from a progressively deeper and hotter source. The felsic volcanics represent the hottest and driest crustal magmatism which originated in areas of strong crustal shortening and reached the surface after the Hercynian orogenic compressional wave had passed the region.

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Résumé L'orogenèse hercynienne dans le sud-ouest de l'Allemagne a été accompagnée d'un magmatisme palingénétique intense. Dans le développement de ce processus, le volcanisme felsitique a succédé aux intrusions granitiques après un intervalle de 20 Ma. La présence de quartz alpha primaire dans les volcanites peut être utilisée comme géobaromètre et indique que les magmas ont été engendrés à grande profondeur dans des conditions de plus en plus profondes et de plus en plus chaudes au cours du temps. Les volcanites felsitiques représentent le magmatisme le plus chaud et le plus sec, qui a été engendré consécutivement au raccourcissement et à l'épaississement de la croûte et qui est monté dans l'écorce terrestre après le passage de l'onde compressive orogénique hercynienne.

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Vulkanismus und Tektonik des Ätna

Zusammenfassung Die Geschichte des Ätnas ist lang und verwickelt. Es kam bereits in der Trias zu submarinen Ergüssen, denen vulkanische Entwicklungen im Jura, in der Kreide, im Miozän, Pliozän und Pleistozän folgen. Die Ausbruchsregionen wanderten im Laufe der Zeit nordwärts und halten sich heute an die Bruchzonen Ostsiziliens. Der Vulkanbau des Ätnas entwickelt sich im Pleistozän. Er sitzt auf einem in Bewegung befindlichen Horst aus Oberpliozän. Mehrere Vulkankegel überlagern sich.Der Ausbruchsmechanismus wird näher geschildert.Die Laven des Ätnas sind heute vorwiegend atlantische Andesite mit tephritischem Einschlag. Sie heben sich von den pazifischen und mediterranen Produkten des Stromboli, Vulkano und Vulkanello ab, deren Provenienz anatektisch ist. Der Ätna fördert unmittelbar Differenziate hypogener Natur.

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The Etna-history is a long and complicated-one. Triassic submarine effusions preceded Jurassic, Cretaceous and Tertiary activities. Volcanism migrated North and underlines East-Sicilian fracture-zones now. The actual volcano is Pleistocene of age and consists of several overlapping cones.Andesitic lavas with tephritic tendencies prevail and differ from the pacific and mediterranean, anatectic products of Stromboli, Vulcano and Vulcanello. The Etna-Material consists of differentiated hypogene matter.

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Résumé L'histoire de l'Etna est longue et compliquée. Au Trias, il y eut déjà des éruptions sous-marines, dont l'évolution volcanique s'est poursuive au Jurassique, au Crétacé, au Miocène, au Pliocène et au Pléistocène.L'emplacement des éruptions a migré au cours du temps vers le Nord; il s'est fixé actuellement sur les zones de fractures de la Sicile orientale. L'édifice volcanique de l'Etna s'est développé au Pléistocène. Il est à l'emplacement d'un horst en mouvement datant du Pliocène supérieur. Plusieurs cônes volcaniques se superposent.Le mécanisme d'éruption est décrit ensuite.Actuellement les laves de l'Etna sont essentiellement des andésites atlantiques à tendance téphritique. Elles se distinguent des produits pacifiques et méditerranéens du Stromboli, de Vulcano et de Vulcanello dont l'origine est anatectique. L'Etna rejette directement des produits de différenciation de nature hypogène.

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Eine gründliche Untersuchung dieses einzigartigen Vulkans und der umliegenden Vulkangebiete wird sicher wertvolle Ergebnisse von allgemeinem Interesse zeitigen. Dank der Mittel, die die Universität Catania und der Consiglio Nazionale delle Ricerche dem Vulkaninstitut in Catania zur Verfügung stellen, und Dank auch der intensiven Zusammenarbeit mit italienischen und ausländischen Forschern im Rahmen des Internationalen Instituts für Vulkanforschung hoffen wir, unsere Kenntnisse des Ätnas und seiner Beziehungen zur Tektonik und zu den anderen Vulkanen Italiens in den nächsten Jahren wesentlich zu erweitern und zu vertiefen.     

Die Verteilung der Lanthaniden im Tholeyit von Tholey (Saar) und in Palatiniten,Pseudopegmatiten und Apliten des permischen Vulkanismus im Saar-Nahe-Pfalz-Gebiet

Zusammenfassung Ein Teil der im Unterperm (Wende Unterrotliegendes/Oberrotliegendes) gebildeten magmatischen Gesteine des Saar-Nahe-Pfalz-Gebietes wurde auf Lanthaniden untersucht: Gesteins-Gruppe 1: doleritischer Olivinbasalt, Pigeonit-Tholeyit, Tholeyit (Originalvorkommen) aus dem Schaumberg-Sill bei Tholey (Saar), und Plagiaplit. Gesteins-Gruppe 2: Palatinit, Pseudopegmatit, Aplit.Gesteins-Gruppe 1: Der Tholeyit aus dem Schaumberg-Sill zeigt deutlich höhere absolute Lanthanidengehalte (180 und 230 ppm Y, La-Lu) und eine stärkere Anreicherung der leichteren Lanthaniden La-Eu im Vergleich zu den ozeanischen und kontinentalen tholeiitischen Basalten (100 ppm Y, La-Lu). Das ist ein weiterer Hinweis dafür, daß der Tholeyit vom Locus typicus nicht identisch ist mit dem als tholeiitischer Basalt bezeichneten Gesteinstyp. Im Gegensatz zu den absoluten Lanthanidengehalten bestehen aber praktisch keine Unterschiede bei der relativen Lanthanidenverteilung zwischen dem Liegenden und dem Hangenden des Sill. Mit ansteigendem K₂O/Na₂O-Verhältnis wird in der Reihenfolge: doleritischer Olivinbasalt, Pigeonit-Tholeyit, Tholeyit aus dem Schaumberg-Sill und Plagiaplit eine Zunahme der absoluten Lanthanidengehalte und eine fortschreitende Fraktionierung zwischen den leichteren und den schwereren Lanthaniden festgestellt. Eine aus petrographischen Befunden von Jung (1958) vermutete Differentiation zwischen den genannten Gesteinstypen deutet sich somit auch in der Lanthanidenverteilung an.Gesteins-Gruppe 2: Ähnliche Zusammenhänge bestehen zwischen Palatiniten (180 ppm Y, La-Lu, 3 Proben), Pseudopegmatit (290 ppm Y, La-Lu, 1 Probe) und Apliten (270 ppm Y, La-Lu, 3 Proben), jedoch hier ohne klar erkennbare Abgängigkeit von den K₂O/Na₂O-Verhältnissen.

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Distribution of the lanthanide elements in the tholeyite from tholey (saar, W.-Germany) and in palatinite, pseudopegmatite, and aplite of the permian volcanism in the saar-nahe-pfalz area

Several types of magmatic rocks from the Saar-Nahe-Pfalz area (lower Permian) have been analysed for the 14 lanthanide elements and yttrium: rocks of group 1. doleritic olivine basalt, pigeonite tholeyite, tholeyite (type locality) from the Schaumberg sill near Tholey (Saar), and plagiaplite; rocks of group 2. palatinite, pseudopegmatite, aplite.Rocks of group 1. It is important to note the higher absolute Y and La-Lu contents (180 and 230ppm Y, La-Lu) and the relative enrichment of the lighter lanthanides in the tholeyite from the Schaumberg sill as compared with oceanic and continental tholeiitic basalts (100 ppm Y, La-Lu). This is additional evidence against the assumption that the tholeyite from the type locality has genetic relations to the so-called oceanic and continental tholeiitic basalts. The lanthanide elements in the tholeyite increase in concentration from the lower to the upper part of the Schaumberg sill, but there is little change in relative abundances within the sill. Increasing K₂O/Na₂O ratios are accompanied by an increase of the absolute lanthanide concentrations and by a progressive accumulation of the lighter lanthanides in the sequence: doleritic olivine basalt, pigeonite tholeyite, tholeyite from the Schaumberg sill, plagiaplite. The distribution pattern of the lanthanides in these rocks confirms the explanation of the petrographic observation by Jung (1958) as a magmatic differentiation series.Rocks of group 2. Similar relations were observed between palatinites (180 ppm Y, La-Lu, 3 samples), pseudopegmatite (290 ppm Y, La-Lu, 1 sample), and aplites (270 ppm Y, La-Lu, 3 samples), but there was no clear evidence for a correlation of lanthanide distribution with K₂O/Na₂O ratios.

     

Mesozoischer Vulkanismus in Nordspanien: Rifting im Keuper und Kreide-Vulkanismus auf Transform-Störungen?

Zusammenfassung Während des Keupers und des frühen Jura wurden in Nordspanien petrographisch und chemisch recht einheitliche Vulkanite, die sog. Keuper-Ophite, gefördert. Ihre Haupt- und Spurenelement-Chemie weist sie als Tholeiite aus. Diskriminierungs-Diagramme ordnen sie Ozeanboden-Basalten zu, ihre Gehalte an Leichten Seltenen Erden sind sehr gering. Dieser Befund, der zunächst den geologischen Verhältnissen zu widersprechen schien, ließe sich interpretieren als der fehlgeschlagene Versuch einer Ozean-Bildung. Während des Keupers entwickelte sich in Nordspanien ein Rift-Graben. Eventuell stand dieser Rift-Graben von einem Tripelpunkt ausgehend mit dem später einsetzenden Spreading im westlichen Mittelmeer in Verbindung.Während der Kreide (unteres Cenoman bis Coniac) stiegen Alkali-Basalte auf, die in Gängen erstarrten oder als Pillow-Laven ausflössen. In Diskriminations-Diagrammen fallen sie in die Felder der Intraplatten-Basalte. Der Vulkanismus ist eng verknüft mit der Öffnung der Biskaya. In der östlichen Biskaya kam es zu einer Aufspaltung der Spreading-Achse. Ein nördliches Becken (in der heutigen Biskaya gelegen) und ein südliches Becken (der Basko-Kantabrische Trog) wurden von einer Mikroplatte, dem sog. Biskaya-Hoch, getrennt. Zwischen den beiden Divergenz-Zonen vermittelten vermutlich ozeanische Bruchzonen bzw. undichte Transform-Störungen, die stumpfwinklig zu den Beckenachsen verliefen, und auf denen die Kreide-Vulkanite gefördert wurden.

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During Late Triassic and Early Jurassic the so-called Keuper-Ophite volcanics were extruded in North Spain. These volcanics are petrographically and chemically rather uniform with a main and trace element composition which is typical for tholeiites. Their position in discriminationdiagrams shows that they are related to oceanfloor-basalts. The tholeiites show very low contents of light rare earths. This result, which contradicts geological evidence, could be interpreted as an aborted attempt of ocean-forming. A rift-graben developed in North Spain during Late Triassic. Possibly this rift-graben extended into a triple junction, which was connected with the spreading-zone in the western Mediterranean that became active at a later stage.During the Late Cretaceous (lower Cenomanian to Coniacian) alkali basalts formed dykes or extruded forming pillow-lavas. In discrimination-diagrams these basalts plot in the fields of intra-plate basalts. The volcanism is closely related to the opening of the Bay of Biscay. In the eastern Bay the spreading-axes split. A northern basin (situated in the present Bay of Biscay) and a southern basin (the Basco-Cantabrian Trough) were separated by a microplate, the so-called Biscay-High. Both zones of divergence were probably connected by obtusely striking oceanic fracturezones or leaky transform faults along which the Cretaceous volcanics were extruded.

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Résumé Dans le nord de l'Espagne, des roches volcaniques chimiquement et pétrographiquement uniformes ont été extrudées au cours du Keuper et de l'Eo-jurassique; elles sont connues sous le nom de »Keuper-ophites«. Le chimissme de leurs éléments majeurs et en traces les rattachent aux tholéiites. Leurposition dans les diagrammes de discrimination les rattache aux basaltes de la crocute océanique. Leur teneur en terres rares est très faible. Ces données, qui semblement en contradiction avec la situation géologique, peuvent s'interpréter comme témoignant d'une ouverture océanique avortée. Un rift s'est développé dans le nord de l'Espagne au Triassique supérieur. Il est possible que ce rift, formant une des branches d'une tripöe jonction, ait été en relation avec l'expansion qui a eu lieu plus tard en Méditérrannée occidentale.Au cours du Crétacé (du Cénomannien inférieur au Coniacien), des basaltes alcalins se sont mis en place sous forme de filons et de laves en coussins. Sur les diagrammes de discrimination, ils se situent dans les champs des basaltes intra-plaques. Le volcanisme est étroitement asocié à l'ouverture du golfe de Gascogne. Dans la partie E du golfe, l'axe d'ouverture s'est dichotomisé, donnant naissance à deux bassin méridional (la fosse basquo-cantabrique), séparés par une micro-plaque. Ces deux branches étaient probalement reiées par des zones de fractures océaniques ou par des failles transformates, qui faisaient un angle obtus avec les axes des bassins et le long desquelles ont pu monter les basalter crétacés.

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3. Vulkanismus und Senkung in der kaledonischen Geosynklinale Mitteleuropas

Ohne Zusammenfassung     

Geosynklinalbecken,Tektonik, Granite und junger Vulkanismus in Afghanistan

Zusammenfassung Mit räumlich und zeitlich differenzierten Unterbrechungen ist Afghanistan vom Paläozoikum bis in das Jungtertiär Sedimentationsgebiet. Sedimentationsunterbrechungen zeigen orogene oder epirogene Phasen an. Im Mesozoikum sind die Hindukusch-Schwelle und das Zentrum konsolidiert. Dieses variszische Kernland wird im Norden und im Süden von jungen Geosynklinalen flankiert, deren Sedimentationsgeschichte und Magmatismus geschildert werden.Im Laufe der Erdgeschichte wird Afghanistan wiederholt Schauplatz epirogener und orogener Bewegungen. Die variszischen Phasen sind die Vorläufer der alpidischen Bewegungen und erst in dieser Ära wird das Orogen konsolidiert. Die mit der Tektonik parallel gehende Metamorphose hat lokalen, meist selektiven Charakter.Basischer und saurer Magmatismus ist mit den tektonischen Hauptzügen genetisch verknüpft.

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Afghanistan is a region where sedimentation predominated besides only some interruptions which were restricted regionally and in time, from Paleozoic to Upper Tertiary.Gaps in the sedimentary record indicate orogenetic or epeirogenetic activities. During Mesozoic time the Hindukush-geanticline and the central region were consolidated. This hercynian center is bordered to the Nord and South by young geosynclines. The history of their sedimentary and magmatic evolution is delineated.Afghanistan has been the field of epeirogenetic and orogenetic movements for several times during its geological history. Hercynian movements preced the alpidic and not until this late period consolidation takes place. Metamorphosis, linked to the structural events is bound to local, generally however selected characters. Basaltic and granitic magmatism is connected with the main structural events.

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Résumé L'Afghanistan a été un domaine de sédimentation depuis le Paléozoïque jusqu'au Néogène, avec toutefois des interruptions distinctes dans l'espace et le temps. Les interruptions dans la sédimentation indiquent des phases orogéniques ou épirogéniques. Au Mésozoïque il s'est produit la consolidation du «Bombement de l'Hindou Kouch» et du «Centre». Ce noyau varisque est ensuite flanqué au Nord et au Sud par des géosynclinaux plus récents dont l'auteur décrit la sédimentation et le magmatisme.Au cours de son évolution géologique, l'Afghanistan a été maintes fois le siège de mouvements orogéniques et épirogéniques. Les phases varisques sont les «épisodes précurseurs» des mouvements alpins, et ce n'est qu'à l'occasion de ceux-ci que l'orogène est consolidé. Le métamorphisme lié aux mouvements tectoniques a un caractère local et le plus souvent sélectif. Un magmatisme basique et acide est génétiquement lié aux structures tectoniques principales.

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

Die Bimodalität des Vulkanismus und die Herkunft der Magmen

Zusammenfassung Häufigkeitsdiagramme der Explosivitätsindiees der tätigen Vulkane und einiger Komponenten der Magmen (Abb. 1–5) beweisen die Bimodalität des Vulkanismus, die nur durch eine Herkunft der Magmen aus zwei voneinander unabhängigen Quellen (oberer Mantel und Kontinentalkruste) erklärt werden kann.Gegen die Hypothesen, die die Bildung von basisdien Magmen durch Einschmelzung von kristallinen Mantelgesteinen zu erklären versuchen, werden physikalisch und geochemisch begründete Einwände erhoben. Dagegen wird der low velocity layer als teilweise geschmolzene Zone aufgefaßt, aus der die simatischen Magmen stammen. Die sialischen Magmen entstehen dagegen in der Hauptsache durch eine teilweise oder völlige Einschmelzung von Krustenmaterial in Orogenen (Regionalanatexis) und lokal in Kratonen (Kontaktanatexis). Die relativ große Variationsbreite der sialischen Magmen wird durch die Verschiedenheit des Ausgangsmaterials (metamorphe Differentiation), durch Hybridismus und durch Differentiationsprozesse erklärt.Geologische Tatsachen beweisen, daß die sialische Erdkruste schon vor niemals 3 1/2 Milliarden Jahren vorhanden war. Andererseits zeigen die Mohorovii-Diskontinuität und die Bimodalität des Vulkanismus, daß das Sial nicht ein Differentiat des simatischen Mantelmaterials sein kann. Es wird gezeigt, daß weder die Entstehung des Sials noch der Vulkanismus im Rahmen der Planetesimalhypothese erklärt werden können. Im Dilemma zwischen der Emföhrrmg einer unbegründbaren ad hoc Hypothese von sialischen Riesenmeteoriten und der Hypothese einer heliogenen Erde, wird die letztere vorgezogen, da sie eine ungezwungene Erklärung der Entstehung der Sialkruste und der Bimodalität des Vulkanismus ermöglicht.

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The frequency diagrams of the index of volcanic explosivity and of some chemical components of the magmas (Fig. 1–5) prove the bimodality of volcanism, which can be explained only by admitting two independent sources of magma, the mantle and the crust. On the basis of physical and chemical facts objections are made against the hypotheses which try to explain the formation of basaltic magmas by partial or total melting of crystalline mantle rocks. It is much more probable that these magmas derive from the low velocity layer which is considered to consist of already, at least partially, molten material. The sialic magmas are produced chiefly by melting of crustal material in orogenic belts (regional anatexis) or, occasionally, in cratonic regions (contact anatexis). The relatively wide variation of sialic magmas is explained by different composition of the original material (metamorphic differentiation), by hybridism and by various types of magmatic differentiation.Geological facts demonstrate the sialic crust to have existed already over 3 1/2 b. y. ago. The Moho-discontinuity and the bimodality of volcanism show that the sialic crust cannot be a product of differentiation of the upper mantle material. It is shown that neither the origin of Sial nor the volcanism can be reasonably explained by the hypothesis of planetesimals. Having the choice between the ad hoc hypothesis of the impact of giant meteorites of about sialic composition, capable to create at once a continent, and the old hypothesis of a solar origin of the earth, the author prefers the latter one.

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Résumé La bimodalité du volcanisme est démontrée par la fréquence des indices d'explosivité des volcans actifs et par celle de certains constituants chimiques des magmas. Cette bimodalité s'explique par l'existence de deux sources de magmas indépendants: le manteau supérieur et la croûte sialique. Pour des raisons physiques et géochimiques, l'auteur s'oppose aux hypothèses qui cherchent à expliquer l'origine des magmas basaltiques par une fusion partielle ou totale de matériel cristallisé du manteau supérieur. Il considère le « low velocity layer » comme au moins partiellement fondu et étant la source des magmas basiques. Par contre les magmas sialiques prennent origine dans l'anatexie régionale (zones orogéniques) ou, localement, dans l'anatexie de contact (zones cratoniques étirées). La variation relativement grande, des magmas sialiques peut être expliquée par la différence des roches préexistantes (differentiation métamorphique) et aussi par l'hybridisme et par des divers processus de différentiation magmatique.Des faits géologiques démontrent que la croûte sialique a existé déjà il y a plus de 3 1/2 milliards d'années. La discontinuité de Mohorovii ainsi que la bimodalité du volcanisme ne peuvent pas être produites par une différentiation quelconque du matériel du manteau supérieur. Ni l'origine du Sial, ni le volcanisme ne peuvent être expliqués raisonnablement dans le cadre classique de l'hypothèse planétésimale. Ayant le choix entre une hypothèse ad hoc qui veut expliquer l'origine des continents par la chute de météorites gigantesques de composition à peu près sialique et l'hypothèse d'une origine solaire de la terre, l'auteur préfère la dernière.

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Grundfragen des Vulkanismus

Ohne Zusammenfassung     

Nachweis von Vulkanismus in Sedimenten der Unter- und Oberkreide in Norddeutschland

Zusammenfassung In Kreidesedimenten Norddeutschlands wird vom Apt an eine hohe Montmorillonitführung beobachtet. Während z. B. in der Fraktion < 0,63 des Barreme nur 5% Montmorillonit nachgewiesen wurden, steigt der Montmorillonitgehalt von 20% im Apt über 50% im Alb auf 70% im Santon an. Dieser Montmorillonit ist im wesentlichen ein Umwandlungsprodukt basischer, vulkanischer Tuffe, wie Reste vulkanischen Glases mit einer Lichtbrechung bis zu 1,6 beweisen. Dabei scheint die Tuffzufuhr im wesentlichen untermeerisch erfolgt zu sein. Der Vulkanismus selber tritt zum ersten Mal in Verbindung mit tektonischer Tätigkeit in der oberen Unterkreide auf. Er ist also eng mit der geologischen und tektonischen Entwicklung dieses Raumes verbunden.Bei chemischen Untersuchungen zeigte sich in Übereinstimmung mit dem tonmineralogischen Wechsel eine Veränderung in der Konzentration einiger Elemente. So nimmt z B. der Al₂O₃- und der K₂O-Gehalt ab, der MgO- und Fe₂O₃-Gehalt dagegen zu. Zum Beispiel beträgt die Fe₂O₃-Konzentration im Barreme 5,8%, im Alb aber 8,7%. Die Anreicherung des Eisens im Alb, möglicherweise eine Folge der vulkanischen Tätigkeit, könnte die Bildung von zahlreichen Fe-Geoden in diesen Sedimenten gefördert haben. Aus diesen Geoden sind dann während der senonen Transgression die Eisenerze der Oberkreide bei Peine entstanden.

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High montmorillonite contents have been observed at the beginning of the Aptian age (lower cretaceous) in cretaceous sediments from Northern Germany. In the < 0.63 fraction the montmorillonite content is 5% in the Barremian, which is under the Aptian, and increases from 20% in the Aptian to over 50% in the Albian to 70% in the Santonian (upper cretaceous). These montmorillonite rich sediments contain fragments of volcanic glass with a refractive index of up to 1.6, indicating that they were partly derived from alteration of intermediate to basic volcanic material. The volcanism is thought to be of submarine origin and the first volcanic activity seems to be contemporaneous with the beginning of the tectonic deformation of lower cretaceous sediments.In addition to the marked changes in clay mineralogy, the Al₂O₃ and K₂O contents decrease whereas the MgO and Fe₂O₃ contents increase. For example the Barremian has 5.8% Fe₂O₃ whereas the Albian has 8.7% Fe₂O₃. This high Fe concentration, perhaps from volcanic activity, may have influenced the formation of the large number of Fe-geodes in the Albian. These geodes were eroded and redeposited during the Senonian transgression and formed the Fe ore deposit of the upper cretaceous near the town of Peine.

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Résumé Les sédiments crétaciques de l'Allemagne septentrionale ont un contenu élevé en montmorillonite à partir de l'Aptien. Tandis que dans le Barrémien, par exemple, la fraction inférieure à 0,63 ne continent que 5% de montmorillonite, sa teneure monte de 20% dans l'Aptien à plus de 50% dans l'Albien, et jusqu'à 70% dans le Santonien. Cette montmorillonite est essentiellement un produit de la transformation de tufs volcaniques basiques, ainsi que le montrent des résidus de verre volcaniques d'indice de réfraction allant jusque 1,6. Il semble donc que l'apport tuffique se soit produit essentiellement en milieu marin. Le volcanisme lui-même s'est produit pour la première fois en relation avec une activité tectonique à la fin du Crétacique inférieur. Il est donc ainsi en étroite relation avec le développement géologique et tectonique de cette région. - Les recherches chimiques montrent la concordance entre le changement dans la minéralogie argileuse et la modification dans la concentration de quelques éléments. C'est ainsi que par ex. la diminution de la teneur en Al₂O₃ s'accompagne de l'augmentation de la teneur en MgO et Fe₂O₃. Sie par ex., la concentration en Fe₂O₃ dans le Barrémien est de 5,8%, elle est dans l'Albien de 8,7%. L'enrichissement du fer dans l'Albien, conséquence possible de l'activité volcanique, pourrait avoir conduit à la formation de nombreuses géodes à base de fer dans ces sédiments. C'est à partir de ces géodes que se seraient formés au cours de la transgression sénonienne les minerais de fer du Crétacique supérieur près de Peine.

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. .: < 0,63 5 % , 20 % , 50 % 70 % . . . , 1,6. , . . . . .: l₂₃ K₂ , MgO Fe₂O₃ . .: Fe₂O₃ 5,8»/ 8,7 %. , , , , . .

     

Probleme des permischen Vulkanismus

Zusammenfassung Der permische Vulkanismus tritt uns in drei verschiedenen Erscheinungsformen entgegen, als subsequenter Rotliegendvulkanismus, als atlantischer Magmatismus des Oslo-Grabens und als embryonaler Vulkanismus der alpidischen Geosynklinale. Die Sonderheiten des subsequenten Vulkanismus werden kurz gekennzeichnet, aber auch seine Beziehungen zu den anderen beiden Erscheinungsformen des gleichzeitigen Vulkanismus angedeutet. Wesentlich erscheint dabei die neuerlich gewonnene Erkenntnis, daß die magmatische Entwicklung der tektonischen oft voraneilt.     

Der permische Vulkanismus in Sardinien

Zusammenfassung Der permische Vulkanismus hat in Sardinien zuerst basische Laven und nur zum Schluß saure Typen gefördert. Echte Ergüsse sind verhältnismäßig selten; lokal ist die Tuff- und Breccienbildung stark entwickelt. In allen Fällen liegen die pyroklastischen Sedimente (Tuffe und Breccien) auf den Konglomeraten, Sandsteinen und Tonen des Rotliegenden und sind am besten in den kleinen Becken des varistischen Festlandes erhalten.

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Riassunto Con la venuta del plutone ercinico in Sardegna si stabiliscono condizioni d'ambiente continentale, documentate dalla facies di Verrucano del Permico inferiore.Questi depositi clastici sono più vari e potenti (fino a 200 m circa) entro piccoli bacini lacustri antracitiferi con flora autuniana aWalchia (Rotliegend).I bacini pare coincidano di preferenza con le originarie depressioni sinclinali di quel ciclo orogenetico.Entro questi bacini si incontrano, superiormente interstratificati, tufi e brecce vulcaniche nonchè conglomerati di lava. Dapprima prevalgono lave basiche (porfiriti e andesiti) e la loro eruzione è stata localmente preceduta da violente esplosioni. Le successive eruzioni di porfidi quarziferi sono invece meno frequenti. Lave a pasta felsitica e tessitura fluidale, a cpmposizione riolitica o trachitica, formano più spesso riempimenti di camini vulcanici; solo raramente si notano espandimenti di piccola estensione. Composizione e aspetto di molte di queste lave sono simili ai prodotti del vulcanismo terziario della regione, con i quali potrebbero essere confuse.Le manifestazioni vulcaniche del Permico sono meglio conservate e più evidenti nel settore schistoso (filladi siluriche prevalenti) a S del Gennargentu, dal bacino dell'Alto e Medio Flumendosa fino alla costa del Mare Tirreno (Barbagia, Ogliastra, Gerrei). Ne incontriamo anche sotto la coltre mesozoica nell'entroterra del Golfo di Orosei, a N di Baunei e presso Galtelli. Pure sopra i limitati settori schistosi della Sardegna settentrionale (Nurra e Gallura) si conoscono depositi in facies di Verrucano attraversati e in parte coperti dai porfidi del Permico.Probabilmente sono manifestazioni coeve quelle della Sardegna sud-occidentale, dove però la mancanza di depositi permici a contatto con le lave porfiriche (Iglesiente) e porfiritiche (Sulcis) non acconsente una precisazione cronologica.Certamente pre-permici sono invece i porfidi grigi del Sarrabus e i porfiroidi del Gerrei e di altre parti della Sardegna.

     

Tektonik und Magmatismus im NW-Karakorum

Zusammenfassung Im NW-Karakorum, einem Innensegment der großen zentralasiatischen Faltengebirgsscharung, überschneiden sich die Einflüsse der variskisch schon weitgehend konsolidierten Pamirischen Scharung und der jungalpidisch noch hochaktiven Himalaya-Syntaxis, wobei die zone axiale des NW-Karakorum die paläogeographische und tektogenetische Schnittlinie darstellt.Die in den einzelnen Baueinheiten (Zonen I bis V) spezifischen Formungspläne, deren relative Altersfolge (b₁-b₂-B₃-B₄) durch eine tektonische Gefügeanalyse ermittelt ist, werden von einem jüngsten B₅-Plan (dem heute vorherrschenden WNW-ESE-Generalstreichen des Gebirges) überprägt. Im Verlaufe dieser letzten radialen Einengung fanden steile, nord- und südvergente Auschiebungen statt. Weiträumige Deckenüberschiebungen sind diesem Baustil fremd!

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Summary The geological exploration of the NW-Karakoram, carried out by the author during the German-Austrian Himalaya-Karakoram Expedition in 1954, allows an insight into the complicated development of the Alpine type mountain building within the syntaxial bend of Central Asia.The zone axiale of the NW-Karakoram (Batura Muztagh), with its synorogenetic young cretaceous evolution of different granodioritic rocks, seems to mark a boundary-line of influences between the mainly Variscan consolidated Pamir Culmination, and the Alpine activated Himalaya Syntaxis. Contrasting to the northern part of the NW-Karakoram (the Tethys-Karakoram, see Abb. 2 and 4 / Zones V-Va), which in all its paleogeography and tectonic features belongs to the southern extremity of the Pamirs, the southern part (Zones I–III) on the other hand shows clear relations to the record of the Himalaya System. Especially the Tertiary (about Oligocene) synorogenetic regeneration (granitization) of the Nanga Parbat Dome at the end of the Jhelum-Wedge, has extended its influences, mainly as dynamometamorphism, up to the zone axiale and its crystalline schistose mantle-rocks (Zones III–IV).The results of a tectonic analysis of the different zones of the actual NW-Karakoram (II–V) show that each zone has its special B-tectonic structure of older deformation (see Abb. 3 and Taf. 15: b₁-b₂, B₃, B₄). Later the entire region was exposed to an unique pressure of a younger act of deformation (B₅), which caused the present actual general striking (WNW-ESE) of the zones. This B-tectonics are succeeded by huge elevations, mainly as different bloc-movement, of the mountain arcs. Contrasting to the synkinematic evolution of the granodioritic axis, distinct dykes of different igneous rocks of acid as well as basic composition, appearing in the zones III-IV-V, are younger than the B-tectonics.Sections across the NW-Karakoram (Abb. 4) show the change in vergency within the zone axiale, without a remarkable nappe structure in the whole area.

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Als Habilitationsschrift der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität München am 26. Juni 1957 eingereicht.     

Tektonik und Landschaft im Karstgebiet

Ohne Zusammenfassung     

Geologie im Lichtbilde und Film

Ohne Zusammenfassung     

Tonminerale in normalsedimenten,hydrothermal beeinflu\ten sedimenten und Erzschlämmen des Roten Meeres

From 14 deeps and other regions of the Red Sea totally 226 samples from 28 cores recovered during the VALDIVIA cruises (1971, 1972) were investigated according to their clay mineral content (<2μm resp. < 6.3 μm) after carbonate dissolution. Three facies groups are to distinguish:

1. normal sediments: dominance of chlorite, kaolinite, illite, small amounts of smectite and sepiolite. Two palygorskite types are present only in a few samples.
2. normal sediments with hydrothermal influence: clay mineral paragenesis similar like that of normal sediments; but increase of smectite and presence of goethite in each sample; partly small contents of talc.
3. heavy metal deposits: dominance of iron-bearing smectite, partly with amorphous components resp. pure ore mineral assemblages with authigenic silicates (talc, quartz, opal, chrysotile, sepiolite, palygorskite, chlorite).

Crystallinity of the clay and ore minerals is independent from sedimentary overburden. Sepiolite shows in small amounts a wide distribution; palygorskite₂ (d₁₁₀=11.3 Å) yields locally an increased concentration in the range of pteropod layers cemented by aragonite. The environment of ore deposits is characterized by iron-bearing smectite besides the ore minerals.     

Burdigal- und Helvettransgression im Rheintalgraben

Ohne Zusammenfassung