Zur Ausbildung und Paläogeographie des Mesozoikums in Sizilien

Zusammenfassung Basierend auf einer neuen eigenen Veröffentlichung wird eine kurze paläogeographische Übersicht über die mesozoischen Schichten Siziliens gegeben.

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Based on recent publications of the author, a short paleogeographic survey of Sicilian Mesozoic formations is given.

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Résumé A la base d'une publication récente l'auteur tente de tracer une esquisse paléogéographique du Mésozoique de la Sicile.

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Riassunto Sulla base di una mia recente pubblicazione viene accennato un quadro d'insieme paleogeografico degli strati del Mesozoico Siciliano.

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Statistische Untersuchungen an Zirkon und Apatit in Anatexiten des südlichen Bayerischen Waldes

Zusammenfassung In die im südlichen Bayerischen Wald weitverbreitete Serie der Perlgneise ist zwischen Deggendorf und Regen ein granodioritischer Gesteinskörper eingelagert. Feldgeologische und mikroskopische Untersuchungen machen eine metamorphe Entstehung dieses Paragranodiorits wahrscheinlich. Zur Gewinnung weiterer gesteinsgenetischer Kriterien werden die morphologische Ausbildung, das Längen-Breiten-Verhältnis, das Korn-in-Kom-Gefüge und die statistische Verteilung der Korngrößen von Zirkon und Apatit in beiden Gesteinen herangezogen. Hieraus ergeben sich zusätzliche Argumente für eine nichtmagmatische Entstehung des Paragranodiorits. Ein Teil dieser Untersuchungen kann nur am Dünnschliff durchgeführt werden.

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A granodioritic rock and its relationship to the surrounding biotite-gneiss in the metamorphic basement complex of northeastern Bavaria (Moldanubikum) was studied. Field work and microscopic investigations show strong evidence for metasomatic origin of the para-granodiorite. A detailed study of zircon and apatite both in the para-granodiorite and the gneiss is made in order to obtain further criteria. Morphology, elongation ratios, and the grain-in-grain fabric of zircon point to non-magmatic origin of both rocks. Size frequency distribution of zircon in gneiss is lognormal and probably due to sedimentary sorting. The skewed distribution curve of zircon in para-granodiorite is explained by metamorphic growth of sedimentary zircons which may have been lognormally distributed. Apatite in para-granodiorite on the other hand shows lognormal distribution of grain size. As crystallization of apatite is posttectonic, it seems that random growth conditions in the metamorphic stage may also produce lognormal size frequency distributions. Thin section study is emphasized as some data cannot be obtained from mounted zircon concentrates.

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Résumé Dans la série du gneiss en forme de perles, fréquent dans la Bayerischer Wald du Sud (Bavière), on peut trouver entre Deggendorf et Regen un interlit de roche granodioritique. Les recherches géologiques sur le terrain et au microscope rendent vraisemblable l'origine métamorphique de cette Paragranodiorite. Pour obtenir d'autres caractéristiques lithogénétiques on a fait appel à la texture morphologique, aux relations de longueur à largeur, à la texture grain-en-grain et à la granulométrie statistique du zircon et de l'apatite. Il se dégage ainsi d'autres arguments pour une origine non-magmatique de la Paragranodiorite.

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Rb-Sr evidence for the presence of Ordovician gsranites in the deformed basement of the Badajoz-Córdoba belt,SW Spain

A Rb-Sr whole-rock investigation of suites of samples from two orthogneiss bodies in the Almendralejo area of the Oporto-Portalegre-Badajoz-Córdoba belt points to an Ordovician age for the granitic magmatism: about 470 Ma for the Almendralejo Gneiss (peralkaline metagranite) and about 425 Ma for the Ribera del Fresno Gneiss (leucocratic subaluminous metagranite), both with high initial⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios. This points to a post-Ordovician (Hercynian) age for the metamorphism and tectonic deformation that affected the area, including the gneisses, and rules out the alleged Cadomian or even older age.

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Zusammenfassung Die Rb-Sr-Gesamtgesteinsanalysen von Probeserien zweier orthogneisischer Körper der Almendralejo-Region des Oporto-Portalegre-Badajoz-Córdoba-Gürtels weisen auf ein ordovizisches Alter des granitischen Magmas hin: rund 470 Ma für den Almendralejo-Gneis (peralkaliner Metagranit) und rund 425 Ma für den Ribera del Fresno-Gneis (leukokratischer Metagranit), beide bei einem hohen initialen⁸⁷Sr/⁸⁶Sr. Diese Ergebnisse deuten auf ein post-ordovizisches (herzynisches) Alter der Metamorphose und der tektonischen Deformation hin, die das Gebiet, einschließ-lich des Gneises, beeinflußt haben. Sie schließen ein vermeintliches kadomisches oder älteres Alter aus.

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Résumé Une étude par Rb-Sr sur roche totale de séries d'échantillons de deux massifs d'orthogneiss de la région d'Almendralejo, dans la ceinture Oporto-Portalegre-Badajoz-Cordoue, indique un âge ordovicien pour le magmatisme granitique: environ 470 Ma pour le gneiss d'Almendralejo (métagranite peralcalin) et environ 425 Ma pour le gneiss de Ribera del Fresno (métagranite leucocrate subalumineux), tous deux avec des rapports initiaux⁸⁷Sr/⁸⁶Sr élevés. Ces résultats indiquent un âge post-ordovicien (hercynien) pour le métamorphisme et la déformation tectonique qui ont affecté la région, y compris les gneiss, et éliminent l'hypothèse proposée par ailleurs d'un âge cadomien ou même plus ancien.

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— — — Rb/Sr : 425 -- ( ) 470 ( ) ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr . - ( ) , , . , .

     

Die Standortwahl für Kernkraftwerke aus der Sicht der Geologie,der Hydrologie und des Objektschutzes

Zusammenfassung Die wesentlichen Faktoren für die Standortwahl von Kernkraftwerken werden aus der Sicht der Geologie und Hydrologie dargestellt.Die zunehmende Beschränkung bei der Standortwahl infolge des Kühlwasserproblems wird erläutert. Dabei wird die Entwicklungsreihe Durchlaufkühlung — Naßkühlung — Trockenkühlung und die daraus sich ergebende Problematik dargestellt.Die Möglichkeiten einer weitgehenden Trennung der sekundärseitigen Kühlkette der Kernkraftwerke vom übrigen Gewässersystem werden als Alternativlösung diskutiert.Die Überlegungen werden erweitert im Hinblick auf die unterirdische Anordnung von Kernkraftwerken und dadurch erreichbare Verbesserungen zum Schutz gegen äußere Einwirkungen.

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Summary The essential factors of site selection for nuclear power plants will be presented from the point of vue of geology and hydrology.The qestion of the increasing restrictions involved in the selection of sites as a result of thecoolingwater problem will be discussed along with all problems generally linked to cooling technology.Evolution once trough — wet — dry cooling.The possibility of isolating the secondary cooling circuit of the nuclear power plants from the remaining water system is discussed as an alternative solution.The discussion will include underground installation of nuclear power plants and the higher safety and security standards which could be thus reached in view of external impacts.

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Résumé Les critères déterminants pour la sélection des sites des centrales nucléaires seront présentés du point de vue de la géologie et de l'hydrologie.La limitation croissante dans le choix des sites, résultant des problèmes posés par l'eau de refroidissement, sera traitée en rappelant l'évolution des systèmes de refroidissement:à passage unique — par vapeur humide — à sec, et l'ensemble des problèmes qui en découlent.On discutera également, en tant que solution alternative, des possibilités d'isoler au maximum la circulation de refroidissement secondaire des centrales nucléaires du régime des eaux en général.Le débat sera élargi aux possibilités d'aménagement de centrales nucléaires souterraines et par la à l'amélioration de la protection contre les actions extérieures.

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Provenance and accumulation rates of Pliocene and Quaternary sediments from the western Coral Sea

Seven sediment cores were investigated from areas in the western Coral Sea where a thin sediment cover above acoustic basement, or above marked unconformities, was visible in reflection seismic records, implying low accumulation rates. Consequently in five of the cores Pliocene strata were reached in less than 4 meters depth subbottom. The remaining cores reached Pleistocene strata at similar shallow depths.Cores from the Queensland Plateau and the Coral Sea Abyssal Plain are composed of mainly calcareous nannofossil and foraminiferal oozes, indicating a calcareous biological primary production in the western Coral Sea at least since the Pliocene. The younger Quaternary sections of two cores from the northeastern slope of the Queensland Plateau show a high abundance of siliceous microfossils resulting from the influence of silica-rich seawater of the eastern Coral Sea.Sediments cored in the Moresby Canyon are terrigenous muds. The carbonate content of the Quaternary sediments depends strongly on the waterdepth and on the input of terrigenous material. The Quaternary calcium carbonate compensation depth of the western Coral Sea was estimated to be at 4600 m, which is close to that of the equatorial Pacific Ocean.The sediments from the Moresby Canyon, the Coral Sea Abyssal Plain, and the northeastern slope of the Queensland Plateau have received their terrigenous components, mainly quartz, feldspar, chlorite and muscovite-illite from mainland New Guinea.The western slope of the Queensland Plateau and the western Coral Sea Abyssal Plain very likely have received terrigenous components also from mainland Australia as indicated by admixed kaolinite.The frequent fine-grained volcanic glass in the sediments probably was provided by drift-pumice rafts, which derived from volcanic eruptions in the southwestern Pacific region.

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Zusammenfassung Sieben Sedimentkerne wurden von Gebieten in der westlichen Korallensee untersucht, in denen in reflexionsseismischen Aufzeichnungen eine geringmächtige Sedimentauflage über dem akustischen Grundgebirge (Basement) oder über deutlichen Diskordanzen sichtbar waren, was auf niedrige Akkumulationsraten hinweist. Konsequenterweise wurden in fünf Kernen pliozäne Schichten in weniger als 4 m Tiefe unter dem Meeresboden erreicht. Die übrigen Kerne erreichten pleistozäne Schichten in ähnlich geringer Tiefe.Kerne vom Queensland-Plateau und von der Korallensee-Tiefsee-Ebene bestehen überwiegend aus kalkigen Nannofossil- und Foraminiferenschlämmen und zeigen eine kalkige biologische Primärproduktion in der westlichen Korallensee mindestens seit dem Pliozän an. Die jüngeren quartären Sektionen von zwei Kernen vom nordöstlichen Hang des Queensland-Plateaus zeigen eine hohe Häufigkeit von kieseligen Mikrofossilien, die von einem Einfluß kieselsäurehaltigen Meerwassers in der östlichen Korallensee zeugen.Sedimente, die im Moresby-Cañon gekernt wurden, bestehen aus terrigenem Schlamm. Der Kalzium-Karbonatgehalt der quartären Sedimente hängt stark von den Wassertiefen und dem Anteil an terrigenem Material ab. Die quartäre Kalziumkarbonatkompensationstiefe der westlichen Korallensee wird auf 4600 m geschätzt und entspricht damit der für den äquatorialen Pazifischen Ozean.Die Sedimente vom Moresby-Cañon, der Korallensee-Tiefsee-Ebene und vom nordöstlichen Hang des Queensland-Plateaus haben ihre terrigenen Komponenten, in der Hauptsache Quarz, Feldspat, Chlorit und Muskovit-Illit, von Neu-Guinea erhalten.Der westliche Hang des Queensland-Plateaus und die westliche Korallensee-Tiefsee-Ebene haben sehr wahrscheinlich auch von Australien terrigene Komponenten erhalten, wie aus beigemischtem Kaolinit erkennbar ist.Das häufig auftretende feinkörnige vulkanische Glas in den Sedimentenkernen ist wahrscheinlich aus »Bimsstein-Flößen« hervorgegangen, welche von vulkanischen Eruptionen in der Südwestpazifik-Region stammen.

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Résumé Sept carottes de sédiments ont été étudiées, qui proviennent de divers endroits de la Mer de Corail occidentale; dans cette mer la sismique-réflexion montre qu'une mince couche de sédiments recouvre un socle «acoustique» ou une discordance, ce qui implique un taux d'accumulation réduit. En conséquence, dans cinq forages les couches pliocènes furent atteintes à moins de 4m sous le fond de la mer; les deux autres forages ont atteint les couches pléistocènes à une profondeur aussi faible.Les carottes du Plateau du Queensland et de la plaine abyssale de la Mer de Corail sont constituées principalement de boues à nannofossiles calcaires et à foraminifères, ce qui indique une production primaire de calcaire biologique dans la Mer de Corail occidentale, au moins depuis le Pliocène. Les sections quaternaires, plus jeunes, de deux carottes prélevées sur le versant nord-est du Plateau du Queensland montrent une grande quantité de microfossiles siliceux, qui témoignent de l'influence d'eaux de mer riches en silice dans la Mer de Corail orientale.Les sédiments carottés dans le Cañon de Moresby sont des boues terrigènes. Le contenu en carbonate des sédiments quaternaires dépend étroitement de la profondeur de la mer et de l'apport terrigène. La profondeur de compensation des carbonates au Quaternaire dans la Mer de Corail occidentale a été estimée à 4.600m, valeur proche de celle de l'Océan Pacifique.Les sédiments du Cañon de Moresby, de la plaine abyssale de la Mer de Corail et du versant nord-est du Plateau du Queensland ont reçu leurs composants terrigènes (principalement: quartz, feldspath, chlorite et muscovite-illite) de Nouvelle Guinée).Le versant ouest du Plateau du Queensland et la partie occidentale de la plaine abyssale de la Mer de Corail ont très probablement reçu aussi des composants terrigènes venant d'Australie, comme l'indique la présence de de kaolinite.Les petits fragments de verre volcanique, fréquents dans les sédiments, ont probablement été amenés par la dérive de «radeaux de ponces» provenant d'éruptions volcaniques dans le Pacifique sud-occidental.

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Grundzüge der Geotektonischen Entwicklung Südafrikas

Zusammenfassung Der südafrikanische Subkontinent kann genetisch in drei Einheiten verschiedenen Alters und unterschiedlicher Entwicklung gegliedert werden. Der älteste Teil wurde etwa vor 3000×10⁶ Jahren stabiler Schelf. Die folgende Geosynklinalbildung — nicht so eindeutig umrissen wie die erste — erlebte ihre Hauptdeformation etwa eine Milliarde Jahre später. Der jüngste Deformationsgürtel erstreckt sich parallel zum Atlantischen Ozean und dürfte ans Ende des Präkambriums zu stellen sein.Präkambrische Geosynklinalen scheinen ausgedehnter und langsamer in ihrer Entwicklung gewesen zu sein als jüngere analoge Einheiten. Früharchaische, kaum deformierte und nur schwachmetamorphe Einheiten werden aus dem östlichen Südafrika beschrieben.

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According to the structural evolution of South Africa the subcontinent can be divided into three major units of different age and historical development. The oldest part became a stable shelf about 3000×10⁶ years ago. The following geosyncline, not as well defined as the first unit, was subjected to its major folding about 1000×10⁶ years later. The youngest belt, parallel to the Atlantic Ocean, is of late Pre-Cambrian age.Pre-Cambrian geosynclines apparently have not only been considerably larger, but also required much longer time for the completion of one geotectonic cycle than during younger, post-Cambrian periods of the earth's history. The existence of hardly folded and very slightly metamorphosed early Archean rocks is described of the eastern part of South Africa.

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Résumé Conformément à l'évolution structurale de l'Afrique du Sud, cette partie du continent peut être divisée en trois unités principales d'âges et de développement historique différents. La partie la plus ancienne devint un massif stable il y a quelque 3.000×10⁶ années. Le géosynclinal suivant, qui n'était pas aussi bien défini que le premier, a subi son plissement principal quelque 1000×10⁶ années plus tard. Le segment le plus jeune, parallèle à l'Océan atlantique, est d'âge précambrien récent.Les géosynclinaux précambriens non seulement semblent avoir été considérablement plus vastes, mais ont pris également pour accomplir un cycle géotectonique un temps plus long que lors des périodes plus récentes de l'histoire de la terre, postérieures au Cambrien. L'existence de roches archéennes anciennes à peine plissées et très faiblement métamorphosées est décrite dans la partie orientale de l'Afrique méridionale.

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Stratigraphy and geology of the welded air-fall tuffs of Pantelleria,Italy

The island of Pantelleria (Channel of Sicily) is well known in the geological literature for its persodic silicic rocks. A succession of welded tuffs previously identified as ignimbrites (the deposits of pyroclastic flows) are now recognized to be airfall deposits for the following reasons: (1) mantle bedding and deposition on steep slopes, (2) internal stratification and distinguishable fall units, (3) non-welded equivalents have depositional and grain size characteristics of air-fall ejecta.Stratigraphic relations of seven welded tuffs have been determined together with two plinian pumice fall deposits, one of which is locally welded in part. Another eight welded tuffs have been identified but are not correlated with the stratigraphy. Two of the welded tuffs mantle the entire island and demonstrate that large areas (ca. 100 km²) can be covered by welded air-fall ejecta.Compaction profiles of some of the welded air-fall tuffs show systematic changes in bulk density, prosity and strain ratio with height, and are broadly similar to simple cooling units of ignimbrites. However, others are characterized by significant fluctuations from this general trend and profiles are irregular. These differences are attributed to vertical variations in the stratified air-fall ejecta and may be one way of distinguishing the mechanism of emplacement of older welded tuffs in the geological record.Several of the welded air-fall tuffs are rheomorphic, that is they show evidence of secondary mass flowage during welding. The peralkaline composition of the welded tuffs favour both welding and rheomorphism.

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Zusammenfassung Die Insel Pantelleria im Mittelmeer ist in der geologischen Literatur wegen ihrer Na-Si-Vulkanite bekannt geworden. Eine Abfolge von Tuffen, die ursprünglich als Ignimbrite identifiziert worden sind, werden nun als Aschefall gedeutet. Die Gründe hierfür liegen in einer mantelartigen Ablagerung auf steilen Hängen, in einer internen Schichtung und unterscheidbaren Einheiten einzelner Aschefälle und in einer charakteristischen Kornform, wie sie in Aschefällen auftritt.Es sind 7 Aschefallagen mit 2 plinianischen Schlacken-Ablagerungen stratigraphisch festgelegt worden; 8 weitere Aschefallagen konnten stratigraphisch nicht korreliert werden. 2 der Aschefallagen umhüllen die gesamte Insel und zeigen, daß große Gebiete von etwa 100 Quadratkilometern durch dieses Auswurfmaterial bedeckt werden können.In einzelnen Profilen kann man einen systematischen Wechsel in Dichte, Porosität und Beanspruchung in Abhängigkeit von der Mächtigkeit der Lagen erkennen. Diese Erscheinungen sind sehr ähnlich wie die, die in Abkühlungseinheiten von Ignimbriten beobachtet werden können. Von diesen Regermäßigkeiten gibt es allerdings auch bedeutende Abweichungen, die auf Unterschiede in der Schichtung der Aschefälle zurückgeführt werden können. Dies mag ein Hinweis auf die Art der Ablagerung in Tuff-Abfolgen der geologischen Überlieferung sein.Mehrere dieser Aschefallagen sind durch Fließstrukturen überprägt, die einen Massentransport nach der Ablagerung zeigen. Die Alkalische Zusammensetzung der Tuffe begünstigt sowohl Verschmelzen als auch sekundäre Fließbewegungen.

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Résumé Lîle de Pantellaria (Détroit de Sicile) est bien connue dans la littérature géologique pour ses roches siliciques persodiques. Une succession de tuffs cimentés, autrefois identifiés comme ignimbrites (les dépôts de coulées pyroclastiques) est aujourd'hui reconnue comme des dépôts résultant d'une chute à l'air libre, et ce, pour les raisons suivantes: 1) dépôt sur de fortes pentes, 2) stratification interne avec possibilité de distinguer des unités de précipitation, 3) dans les équivalents non soudés, caractéristiques propres, quant au dépôt et à la granularité, des produits tombant à l'air libre.Les relations stratigraphiques de sept tuffs soudés ont été déterminées en même temps que deux dépôts de ponce plinienne, dont l'une est localement soudée par parties. Un autre groupe de huit tuffs soudés a été identifié, mais n'a pas été corrélé dans la stratigraphie. Deux d'entre eux recouvrent l'île toute entière et démontrent que de grandes étendues (environ 100 km²) peuvent être recouvertes par ces émissions aériennes soudées.Les profils de compaction de certains de ces tuffs soudés montrent des changements systématiques dans leur densité, leur porosité et leur coefficient mécanique lié à leur hauteur, et sont, dans les grandes lignes, semblables aux unités ignimbritiques résultant du refroidissement. Cependant d'autres sont caractérisé par des fluctuations notables à partir de cette allure générale, et des profils sont irréguliers. Ces différences sont attribuées à des variations, suivant la verticale, dans les produits stratifiés, et peuvent constituer un moyen de distinguer le mécanisme de mise en place de tuffs soudés plus anciens dans la série géologique.Plusieurs de ces tuffs soudés, émis à l'air libre, sont rhéomorphiques, autrement dit ils montrent des écoulements en masse, secondaires, au cours du processus de soudure. La composition peralcaline des tuffs soudés favorise à la fois leur soudure et leur réomorphisme.

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Now at Department of Geology, University of Puerto Rico, Mayaguez, Puerto Rico 00708.     

Trends in the Postsvecokarelian development of the Baltic Shield

The Postsvecokarelian development of the Baltic Shield shows a parallel development with tension and dolerite intrusions in the core zone and granite intrusions, compression and crustal shortening in the south-western margin. A crustforming event with calk-alkalic granitoid intrusions which with time moves westwards is followed by remelting and intrusion of alkali-intermediate granites and metamorphism. The south-western margin of the Shield probably was a stable ocean/continent border zone for a very long time. In spite of several attempts, no conclusive testable model for the development can be put forward today.

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Zusammenfassung Die postsvekokarelische Entwicklung des Baltischen Schildes ist von einer zeitgemäßen Parallelität mit Tension und Diabasintrusionen in der östlichen Kernzone und Granitintrusionen, Kompression und Krustenverkürzung in der südwestlichen Marginalzone gekennzeichnet. Eine Phase mit Krustenbildung, die mit der Zeit nach Westen rückt, und wo kalkalkalische Granitoide als wesentlichstes neugebildetes Gestein auftreten, wird von Metamorphose und erneutem Aufschmelzen und Intrusionen alkaliintermediärer Granite gefolgt. Die südwestliche Marginalzone des Schildes war ein stabiler Ozean/Kontinent-Grenzbereich während einer langen Zeitperiode. Ein testbares endgültiges Modell der Entwicklung kann heute trotz mehrerer Versuche nicht aufgestellt werden.

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Résumé Le développement postsvécokarélien du bouclier baltique est caractérisé par un parallélisme dans le temps entre l'extension et l'intrusion de diabases dans la zone centrale de l'Est et par des intrusions granitiques, une compression et un rétrécissement crustal dans la zone marginale du Sud-ouest. Une phase avec formation d'une croûte, qui se propage vers l'ouest, et au cours de laquelle les nouvelles roches formées sont essentiellement des granitoïdes calco-alcalins, est suivie d'un métamorphisme et d'une palingenèse avec intrusions de granites alcalins intermédiaires. La zone marginale du Sud-ouest du bouclier était un domaine-limite océan-continent »stable«, pendant une longue période de temps. Une modélisation controlable du développement ne peut être avancée aujourd'hui malgré plusieurs tentatives.

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Metallogenese präkambrischer Goldvorkommen in den vulkano-sedimentären Gesteinskomplexen (greenstone belts) der Swaziland-Sequenz in Südafrika

Zusammenfassung In den präkambrischen vulkano-sedimentären Gesteinskomplexen, den sogenanntengreenstone belts des Kaapvaal-Kratons in Südafrika können drei Typen von Goldvorkommen unterschieden werden: a) sulfidführende Goldquarzgänge; b) stratiforme massive Sulfiderze; und c) komplexe Sulfidimprägnationen in Porphyrstöcken. Als primäre Hauptquellen des Goldes werden in erster Linie die primitiven peridotitischen und basaltischen Komatiite der Onverwacht-Gruppe angenommen. Sie bilden die Basis der Swaziland-Sequenz und führen durchschnittlich bis zu viermal mehr Gold (0,02 ppm) als besser entwickelte äquivalente, jüngere Gesteine. In drei oder vier Schritten wurden die anfänglich geringen Goldkonzentrationen der Onverwacbt-Gesteine von verschiedenen sedimentären und metamorphen Umlagerungsprozessen angereichert und schließlich die teilweise abbauwürdigen Goldlagerstätten dergreenstone belts gebildet, welche die Primärerze der Witwatersrand-Goldseifen sind.Ultrabasische und basische Gesteine von der Art der Komatiite des Barberton Mountain Land haben aufgrund ihrer Zusammensetzung erhöhte Goldgehalte und sind daher als die Hauptbringer von Gold aus dem Bereich des wahrscheinlich noch wenig differenzierten Erdmantels zu betrachten. Die enge Verknüpfung solcher primitiver, potentiell goldreicher Gesteinsvergesellschaftungen als Repräsentanten der frühesten petrogenetischen und metallogenetischen Prozesse mit der Entwicklung der archaischen Erdkruste ist in dengreenstone belts Südafrikas evident und könnte daher eine Erklärung für die globale Anhäufung von Goldlagerstätten im Präkambrium sein.

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The early Precambrium volcano-sedimentary rock assemblages — greenstone belts of the Kaapvaal Craton, South Africa, contain three different types of gold mineralizations: a) sulfide-bearing gold-quartz veins, b) conformable, massive sulfide ores, and c) disseminated complex sulfide ores in porphyry bodies. It is suggested that the ultimate source of the gold in the vein-deposits has to be sought in the primitive peridotitic and basaltic komatiites of the Onverwacht Group rather than in the intruding granites. The komatiites which form the base of the Swaziland Sequence contain up to four times more gold (0,02 ppm) than younger, less primitive equivalent rock types. The initially minute gold contents of the Onverwacht rocks have been reconstituted and concentrated in three to four stages by a number of sedimentary and metamorphic processes to form sub-economic to economic gold deposits. These deposits, in turn, are the primary ores for the giant Witwatersrand gold placers.Ultramafic and mafic rocks of similar composition as the komatiites of the Onverwacht Group are potentially enriched in gold and, therefore, could be the principal transporters of gold from the mantle, which was probably only little differentiated at these times. The close association of such primitive rock assemblages, which are manifestations of the earliest petrogenic and metallogenic processes, with the formation of the Archean crust is evident in the greenstone belts of South Africa and could explain the global abundance of gold deposits in Precambrian rocks.

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Résumé Dans les séries précambriennes volcano-sédimentaires, connues sous le nom degreenstone belts, du craton du Kaapvaal en Afrique du Sud, on peut distinguer trois types de gisements aurifères: a) des filons de quartz aurifères à sulfures; b) des minerais sulfurés massifs stratiformes; et c) des imprégnations à sulfures complexes dans des pitons de porphyre. On considère les komatiites péridotitiques et basaltiques «primitives »du Groupe inférieur de l'Onverwacht comme la source primaire principale de l'or. Ces roches forment la base de la série du Swaziland et ont une teneur moyen en or jusqu'à quatre fois (0,02 ppm) plus élevée que les roches équivalentes plus jeunes, mieux dévéloppées. Des processus sédimentaires et métamorphiques ont enrichi en trois ou quatre étapes les concentrations en or originalement très faibles des roches de l'Onverwacht pour former les gisements aurifères partiellement exploitables desgreenstone belts, qui représentent les minerais primaires des alluvions aurifères du Witwatersrand.Des roches ultrabasiques et basiques du type des komatiites du Barberton Mountain Land ont, vu leur composition, des teneurs élevées en or, et sont à considérer comme les principaux fournisseurs d'or, en provenance du manteau, dans un stade probablement encore peu différencié. La liaison étroite, avec le développement de la croûte terrestre archéenne, de ces associations de roches «primitives»potentiellement riches en or, produits de processus pétrogénétiques et métallogéniques les plus anciens, est évidente dans lesgreenstone belts de l'Afrique du Sud, et pourrait fournir une explication à l'accumulation mondiale des gisements aurifères dans le Précambrien.

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Mein Dank richtet sich in erster Linie an meine Kollegen und Freunde in Johannesburg, Dr. C. R.Anhaeusser, Dr. M. J.Viljoen und Dr. R. P.Viljoen, für viele gemeinsame Feldbefahrungen und interessante Diskussionen. Für die kritische Durchsicht des Manuskriptes und für wertvolle Hinweise sei Herrn Prof. Dr. G. C.Amstutz, Heidelberg, herzlich gedankt. Die Arbeit wurde im Rahmen eines Habilitandenstipendiums der Deutschen Forschungsgemeinschaft zusammengestellt.     

Sediment compaction in large scale systems

The classical partial differential equation for compaction proves to provide a rather singular model, if the deformations caused by overload become reasonably large. An alternative model for compaction is derived by adapting an Eulerian view and by deriving the model equations from integral equations rather than from a priori differentiability assumptions. The result is not — as usual — a single partial differential equation, but an infinite set of differential equations, interesting in both mathematical and geological terms.Although there are still several simplifications and linearizations in the derived model, the model illustrates at least that the classical Terzaghi equation and mathematical models in its vicinity are highly idealized and probably instable, if applied to large scale systems.

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Zusammenfassung Die klassische partielle Differentialgleichung für die Kompaktion stellt ein sehr vereinfachtes Modell dar, zumindest für den Fall, daß die Deformationen infolge Auflast sehr groß werden. Hier wird ein alternatives Modell entwickelt, das nicht von der Voraussetzung der Differenzierbarkeit ausgeht, sondern über Integralgleichungen entwickelt wird, wobei die Eulersche Sicht des Raum-Zeitbezuges zur Anwendung kommt. Das Resultat ist dann nicht mehr eine einfache partielle Differentialgleichung, sondern ein unendliches System solcher Gleichungen.Obwohl auch das entwickelte Modell vereinfachte Annahmen erfordert und stark linearisiert, so verdeutlicht es doch zumindest, daß die klassische Therzaghi Gleichung und modifizierte Modelle, die auf diese Gleichung aufbauen, sehr wahrscheinlich instabil sind, wenn sie auf Systeme mit großen Deformationen angewandt werden.

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Résumé L'équation classique aux dérivées partielles de la compaction fournit un modèle très simplifié, particulièrement dans le cas où les déformations dues à la surcharge deviennent considérables. L'auteur propose en alternative un modèle, adapté des conceptions eulériennes, qui repose sur les équations intégrales plutót que sur la présomption de différenciabilité. Le résultat n'est plus une simple équation aux dérivées partielles, mais un système infini de telles équations.Bien que le modèle présenté implique des hypothèses simplificatrices et des linéarisations, on peut néanmoins en déduire que l'équation classique de Terzaghi, ainsi que les modèles modifiés qui en découlent, sont très probablement instables s'ils sont appliqués à des systèmes à forte déformation.

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Active wrench faults of Iran,Afghanistan and Pakistan

The fault pattern of Iran, Afghanistan, and Pakistan has been mapped from air-photo-mosaics. The Herat, Chaman, Shahrud, Doruneh, and Zagros are the five major active faults and are wrench in character. With the exception of the Chaman fault, which lies to the east, the faults or their extensions spiral out from a centre in the Dasht Lut Depression of eastern Iran, the dextral faults spiralling out clockwise and the sinistral faults anticlockwise. The spiral fault pattern is consistent with that expected from a central force, and from the relation between the sense of horizontal displacement and the direction of outspiralling it is inferred that the crustal blocks west of the Chaman fault are moving in towards the Lut Centre. Similar spiral fault patterns can be recognized at many places in the world, and their centres are probably critical for explaining present day tectonics.-- , , , . — , , , — . , , , .

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Zusammenfassung Auf einer beigegebenen Karte wird der Verlauf von aktiven und von vermutlichen Hauptverwerfungen in Afghanistan, Pakistan und im Iran gezeigt, wie er anhand von Luftbild-Mosaikkarten und Luftaufnahmen bestimmt wurde. Die fünf wichtigsten aktiven Dislokationen sind die Herat-, Chaman-, Sharud-, Doruneh- und die Zagros-Verwerfung.Die deutlich sichtbare Herat-Verwerfung erstreckt sich in ENE-Richtung über 800 km durch den Nordteil Afghanistans zur chinesischen Grenze. Ihre Verschiebung erfolgte rechtsläufig, so daß die nördliche Scholle relativ zur südlichen nach E versetzt wurde.Die etwa 700 km lange nach SSW weisende Chaman-Verwerfung zieht sich in zwei schwach gegensinnig geschwungenen Bögen von der Herat-Verwerfung wenig N Kabul die afghanisch-pakistanische Grenze entlang, um in zahlreiche Zweigverwerfungen aufzuspalten, die in Westpakistan nach W umbiegen. Die Verschiebung erfolgte linksläufig und ist gut sichtbar.Die Sharud-Verwerfung im Iran erstreckt sich nach ENE durch die Achse des Elburs-Gebirges und biegt dann nach SE parallel zur russischen Grenze ab. Die Verwerfung ändert häufig ihre Richtung und ist nur schwer zu verfolgen. Sie hat eine sichere Länge von 800 km und ist linksläufig.Die gut sichtbare Doruneh-Verwerfung verläuft in Kurven 250 km südlich der Sharud-Verwerfung derselben parallel. Nach E spaltet sie sich auf, nach W vereinigt sie sich vermutlich mit der Sharud-Verwerfung. Sie ist 600 km lang und linksläufig.Die Zagros-Verwerfung tritt auf Luftaufnahmen am wenigsten hervor, auf geologischen Karten ist sie jedoch eine Hauptverwerfung. Sie erstreckt sich vom Schnittpunkt der drei Grenzen des Iran, Irak und der Türkei 950 km nach SE bis fast zur pakistanischen Grenze, wo sie wahrscheinlich anfangs nach NW, später nach N umbiegt. Die Verwerfung ist wahrscheinlich rechtsläufig.Die fünf Hauptverwerfungen, zusammen mit vier kleineren Verwerfungen, deren horizontaler Verschiebungssinn bekannt ist, bilden ein relativ einfaches Strukturmuster.Mit Ausnahme der Chaman-Verwerfung, die im E liegt, verlaufen die Verwerfungen oder ihre Ausläufer ausgehend von einem in der Dasht Lut-Senke gelegenen Zentrum in Gestalt einzelner Spiralen sternförmig nach allen Seiten; die in ihrem Verschiebungssinn rechtsläufigen im Uhrzeigersinn gebogen, die linksläufigen in Gegenrichtung gekrümmt. Die übrigen geologischen und morphologischen Hauptlinien zeigen ebenfalls eine derartige Anordnung mit demselbenZentrum. Das damit gegebene Strukturmuster läßt die Einwirkung einer zentralen Kraft vermuten. Aus dem Zusammenhang zwischen horizontalem Verschiebungssinn und der Richtung der einzelnen Spiralen ist zu schließen, daß sich die westlich der Chaman-Verwerfung liegenden Krustenblöcke in Richtung auf das Lut-Zentrum bewegten.Derartige Verwerfungssysteme sternförmig-spiraler Anordnung scheinen kritische Punkte im heutigen tektonischen Bild der Erde zu sein, wobei das Westende der Poebene und die Banda-See zwei der auffallendsten Zentren sind. Ebenso verlaufen die pazifischen Inselbögen in Spiralen, die sich gleichfalls in solchen Zentren treffen könnten.

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Résumé Une carte des failles actives de la Perse, de l'Afghanistan, et de la Pakistan a été dressée d'après des photos-aériennes et des photos-mosaïques. Les ruptures des filets et des rivières montrent que le rejet net est presque horizontal. Cinq failles sont dextrales, et quatre sont sinistrales. Des lignes qui montrent la direction de la maximum contraction horizontale, déterminée par les failles, encerclent la Dasht Lut dépression dans la Perse orientale.

     

Paläotemperaturen und Paläoklima in Obertrias und Lias der Alpen

Zusammenfassung Für 172 karbonatische Proben aus Nor bis Mittellias der Alpen wurden Paläotemperaturen nach dem¹⁸O/¹⁶O-Mischungsverhältnis bestimmt. Untersucht wurden vor allem Fossilien, und zwar bevorzugt solche, die primär vorwiegend oder gänzlich aus Calcit bestanden haben; daneben auch Ooide und Gesteine. Um diagenetischen Verschiebungen des¹⁸O/¹⁶O-Verhältnisses aus dem Wege zu gehen, wurde der Diagenese-Grad jeweils optisch und mit der röntgenographischen Phasen-Analyse geprüft; sichtbar rekristallisiertes Material wurde nicht verwertet.Die ermittelten Paläotemperaturen zeigen — nach Alter und Fazies-Gruppen getrennt dargestellt (Abb. 2) — meist deutliche Häufungen, die angesichts der relativ großen Probenzahlen und der unterschiedlichen diagenetischen Bedingungen für die einzelnen Proben den ursprünglichen Wasser-Temperaturen annähernd entsprechen dürften; diese Annahme wird durch Paläotemperaturen aus aragonitischem Material für das Rät bestätigt. Bei der Interpretation der Paläotemperaturen wurden paläogeographische Faktoren (Bathymetrie, Salzgehalt u. a.), soweit bekannt, berücksichtigt. Für die norischen Flachmeer-Proben ergeben sich Temperaturen um 25°C, für die rätischen etwas niedrigere Werte. Einem Temperatur-Minimum im Unterlias folgte im Mittellias eine Erwärmung um mehrere Grade. Demnach dürften die obertriassischen Korallen-Riffe in den Nördlichen Kalkalpen während während des Unterlias aus klimatischen Gründen abgestorben sein.

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172 carbonate samples from the Alps (mainly the Northern Calcareous Alps) ranging from Norian to Middle Liassic age, have been investigated for their¹⁸O/¹⁶O-content. Paleotemperatures have been determined. The analysed samples — fossils, mainly with primary calcitic shells, ooids and carbonatic sediments —were carefully selected by optical and x-ray methods.The results are given in fig. 2. Paleotemperatures are plotted in groups of the same age and equal or similar facies. The maximum of each group is assumed to represent the average water-temperature of that time. The interpretation of the paleotemperatures refers also to paleogeographic factors, e. g. bathymetry and salinity.The Noric shelf-sea paleotemperatures are in the range of about 25° C and show a systematic decrease to the Upper Rhaetian; a minimum temperature during the Lower Liassic (18° C) was followed by a warmer climatic period in the Middle Liassic. It is assumed that the Upper Triassic coral-reefs of the Northern Calcareous Alps died out because of the low temperature.

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Résumé Pour 172 échantillons carbonates allant du Norien jusqu'au Lias moyen des Alpes on a déterminé les paleotemperatures d'après le rapport¹⁸O/¹⁶O. Étudiant surtout des fossiles, nous avons préféré ceux qui, dès l'origine, consistaient en grande partie ou totalement en calcite; en outre nous avons utilisé des ooides et des roches. Pour éviter l'altération diagénétique du rapport¹⁸O/¹⁶O, on a examiné le degré de la diagnèse sous le microscope et à l'aide des rayons X; le matériel visiblement récristallisé a été exclu de l'étude.Les températures déterminées — groupées selon l'âge et le faciès (fig. 2) —s'accumulent pour la plupart clairement autour de valeurs qui, vraisemblablement, représentent les températures originales de l'eau de mer — vu le nombre élevé des échantillons et les conditions variées de diagenèse qu'ils ont subi. Cette supposition a été vérifiée par des températures determinées sur de l'aragonite pour le Rhétien (Kaltenegger 1967). En interprétant les paléotempératures on a tenu compte des facteurs de paléogéographie (bathymétrie, salinité etc.).Les échantillons noriens provenant d'une mer peu profonde ont donné des températures d'environ 25° C, les échantillons rhétiens des valeurs un peu plus basses. Un minimum pendant le Lias inférieur a été suivi, pendant le Lias moyen, par un réchauffement de plusieurs degrés. On peut donc penser que les récifs coralliens du Trias supérieur dans les Alpes calcaires septentrionales se sont retirés pour des raisons climatiques au cours du Lias inférieur.

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0¹⁸ / 0¹⁶ 165 . . . , , . 0¹⁸ / 0¹⁶ . , , . , . 25°, — . , . , .

     

Proterozoic tectonic evolution and late Svecokarelian plate deformation of the Central Baltic Shield

The continental crust of the Central Baltic Shield evolved by accretion towards the west during the Svecokarelian orogeny 1700–2200 Ma ago. The following features are consistent with a plate tectonic mechanism involving subduction of oceanic crust below an Archean craton in the east: flysch-sediments with serpentinite masses and pillow lavas, linear high-grade metamorphic zones, island-arc type volcanic belts and late tectonic batholiths with porphyry type Cu-Mo deposits.Semi-consolidated new crust was affected by late Svecokarelian deformation (D_n) after 1850 Ma; NNE-trending folds with crenulation cleavage were overprinted on older structures together with associated NW trending ductile transcurrent shear zones that curve the F_n folds into gentle S and Z shapes. The late tectonic batholiths intruded partly at the same time as and partly after the D_n deformation.

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Zusammenfassung Die kontinentale Kruste des zentralen Baltischen Schildes entwickelte sich durch nach Westen gerichtetes Anwachsen während der Svecokarelischen Orogenese vor 1700 bis 2200 Ma. Die folgenden Erscheinungsformen lassen sich mit einem plattentektonischen Mechanismus in Einklang bringen, der Subduktion von ozeanischer Kruste unter einen Archaischen Kraton im Osten einschließt: Flysch-Sedimente mit Serpentinit-Massen und Kissenlaven, lineare hochmetamorphe Zonen, vulkanische Gürtel vom Inselbogen-Typ und spättektonische Batholithe mit porphyrischen Cu-Mo-Lagerstätten.Die halbkonsolidierte neue Kruste wurde durch späte Svecokarelische Deformation (D_n) nach 1850 Ma erfaßt; NNE-orientierte Falten mit Krenulationsschieferung wurden älteren Strukturen aufgeprägt in Verbindung mit NW-streichenden, plastischen Transcurrent-Scherzonen, die die F_n-Falten in sanfte S- und Z-Formen verbiegen. Die spättektonischen Batholithe intrudierten teils während, teils nach der D_n-Deformation.

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Résumé La croûte continentale du Boucher baltique central a évolué par voie d'accrétion vers l'ouest durant l'orogénie svécocarélienne 1700–2200 Ma. Les événements suivants sont en accord avec un mécanisme de tectonique de plaques impliquant la subduction d'une croûte océanique sous un craton archéen à l'est: sédiments flyschoïdes avec masses de serpentinite et de laves en coussins, zones linéaires à haut degré de métamorphisme, ceintures volcaniques du type guirlande d'îles et batholithes tectoniques tardifs avec gisements porphyriques de type Cu-Mo.La nouvelle croûte à semi-consolidée fut affectée par une déformation svécocarélienne tardive (D_n) postérieure à 1850 Ma. Des plis de direction NNE avec clivage de crénulation ont été superposés sur des structures plus anciennes, associés à des zones de cisaillement transcurrentes de direction NW qui ont incurvé les plis F_n suivant des formes en S et Z. Le batholithe tectonique tardif s'est mis en place en partie au même moment que, et en partie après, la déformation D_n.

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, , 1500–2200 . , , : ; ; - . , 1850 ; NNE- , , NW , , F_n S Z. , .

     

Deformation of pebbles in relation to associated structures in parts of Singhbhum Shear Zone,Eastern India

The Singhbhum Shear Zone separates the rocks of a highly metamorphosed northern group from an unmetamorphosed southern group. It had been recognised by earlier workers as a thrust zone in which the thrust movements were achieved by slip along a pre-existing schistosity. Deformed conglomerates crop out in discontinuous bands along the Shear Zone. Strain determinations from these conglomerates have been made to ascertain the strain pattern within the Shear Zone. None of the existing methods of determining strain from stretched pebbles can be applied to these conglomerates. An approximate value for shortening perpendicular to the schistosity can however be obtained from cross-cutting buckled veins. Detailed study of various small-scale structures clearly indicates that the principal structures of this region cannot be explained simply by a slipping on the schistosity.

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Zusammenfassung Die Singhbhum-Scherzone trennt die Gesteine der stark metamorphen nördlichen Gruppe von denjenigen einer nicht metamorphen südlichen Gruppe. Nach früheren Autoren ist es eine Überschiebungszone, worin die Überschiebungsbewegungen durch das Gleiten entlang einer älteren Schieferung zustande kamen. Deformierte Trümmergesteine treten in ununterbrochenen Bändern entlang der Scherzone auf. Man hat Deformationsbestimmungen von diesen Trümmergesteinen gemacht, um das Deformationsbild in der Scherzone zu erklären. Eine ausführliche Untersuchung der verschiedenen kleinmaßstäblichen Strukturen zeigt deutlich, daß die Hauptstrukturen dieser Gegend nicht einfach durch das Gleiten auf der Schieferung erklärt werden können.

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Résumé La zone de cisaillement de Singhbhum sépare les roches très métamorphiques au nord, de celles d'un groupe non-métamorphique au sud. Elle avait été reconnue lors de recherches précédentes comme étant la base de charriages suivant laquelle la poussée se serait faite par glissement le long d'une schistosité pré-existante. Des conglomérats déformés affleurent par bandes discontinues le long de cette zone. Grâce à ces conglomérats, des estimations sur la déformation ont été faites pour définir le style de déformation dans la zone de glissement. Une étude détaillée de différentes structures à petite échelle indique clairement qu'on ne peut pas expliquer les principales structures de cette région uniquement par un glissement sur la schistosité.

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. , , . . , . , .

     

Esquisse paleogeographique et structurale des chaines alpines de la Mediterranee moyenne

Résumé L'ensemble italo-dinarique est défini tant sur le plan de la paléogéographie (avec distinction des paléogéographies successivement géosynclinale, tardigéosynclinale, postgéosynclinale), de la tectonique (avec distinction des structures mises en place à la fin des périodes successivement géosynclinale, tardigéosynclinale, postgéosynclinale), du métamorphisme et du magmatisme. Chaque chaîne constitutive de l'ensemble, Dinarides d'une part, Apennin d'autre part, témoigne d'une remarquable polarité marquée par un certain nombre de gradients décroissant de l'intérieur vers l'extérieur de la chaîne (gradients tectonique, orogénique, métamorphique, magmatique) et une certaine organisation paléogéographique, tels que l'ensemble ait une symétrie centripète.A chaque occasion, le versant Sud des Alpes orientales (Alpes calcaires méridionales) est replacé dans son contexte de sorte qu'il apparaît comme l'extrémité septentrionale de l'ensemble italo-dinarique, là où les zones isopiques de celui-ci se bouclent vers le Nord. Ce bouclage adriatique des zones isopiques italo-dinariques, s'ajoutant au charriage des Alpes orientales, conduit à la mise en évidence d'un mouvement longitudinal de l'ensemble italo-dinarique par rapport à l'arc alpin.

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The Italo-Dinarien Unit shows a typical paleogeographical, structural, metamorphic and igneous development. Both members display a centripetal symmetry; tectonics, metamorphism and magmatism gradually fade from inner portions towards their marginal zones.The Southern slope of Eastern Alps (Southern Kalkalpen) form an end of the unit there, where its isopic zones are bent to the North. This Adriatic curve of those zones merging into East-Alpine nappes seems to indicate a longitudinal movement of the Italo-Dinarian Unit in relation to the Alpine Arc.

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Zusammenfassung Die italo-dinarische Einheit ist durch Paläogeographie, Tektonik, Metamorphose und Magmatismus gekennzeichnet. Sowohl der Apennin als auch die Dinariden zeigen eine bemerkenswerte Polarität, die durch den abnehmenden Grad an Tektonik, Orogenese, Metamorphose und Magmatismus vom Inneren zum Äußeren der Ketten und durch eine zentripetale Symmetrie in der paläogeographischen Anlage gegeben ist.Der Südhang der Ostalpen (südliche Kalkalpen) wirkt stets dort als nördliches Ende der italo-dinarischen Einheit, wo ihre isopischen Zonen nach Norden umbiegen. Dieses adriatische Umbiegen der isopischen italo-dinarischen Zonen, die sich den Decken der Ostalpen anfügen, führt zur Augenscheinlichkeit einer Longitudinalverschiebung der italo-dinarischen Einheit im Vergleich mit dem Alpenbogen.

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, , . , .

     

Fuchsite-aluminium silicate rocks in archaean greenstone belts: Are they metamorphosed alunite deposits?

For the origin of fuchsite- and alusite-corundum rocks occurring as lenses within ultramafic schists at O'Briens, Zimbabwe, a model is presented, according to which an ultramafic komatiite flow is altered locally, during postvolcanic near-surface processes, anto chromiferous alunite, that in turn broke down, during subsequent low-grade metamorphism, into fuchsite, or andalusite, or ruby, or assemblages thereof, depending on the availability of silica and on solution chemistry. Pseudomorphs of corundum and andalusite after preexisting euhedral alunite, or after other minerals with alunite structure, support this model.Fuchsite-kyanite- and alusite-quartz schists from the Yilgarn Block of Western Australia forming conformable layers in metasediments may also have originated from alunitequartz rocks, but no textural evidence could be provided. However, in neighboring kyanite- and alusite quartzites the typical cross sections of leached out alunite-group minerals as well as the mineral natrojarosite were discovered within the metamorphic quartz fabric, which appears to indicate that alunite-type minerals coexisted during metamorphism with quartz and kyanite. Alunite-bearing sedimentary educts are not necessarily of postvolcanic origin but may also form under specila climatic conditions.

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Zusammenfassung Ein Entstehungsmodell wird vorgeführt für Fuchsit-Andalusit-Korund-Felse, welche in Zimbabwe als Linsen in ultramafischen Schiefern vorkommen. Danach wurde ein ultramafischer Komatiitstrom lokal im Zuge postvulkanischer, oberflächennaher Prozesse in chromführenden Alunit umgewandelt, welcher seinerseits während der anschließenden niedriggradigen Metamorphose abgebaut wurde zu Fuchsit oder Andalusit oder Korund oder Paragenesen aus diesen je nach dem Vorhandenseit von SiO₂ und der Zusammensetzung der koexistierenden Lösung. Pseudomorphosen von Korund und Andalusit nach den vorher vorhanden gewesenen idiomorphen Kristallen von Alunit oder anderen Mineralen mit Alunitstruktur stützen dieses Modell.Fuchsit-Disthen-Andalusit-Quarz-Schiefer vom Yilgarn Block in West-Australien, welche konkordante Lagen in Metasedimenten bilden, können ebenfalls aus Alunit-Quarz-Gesteinen entstanden sein, aber es konnten keine Gefügebeweise dafür erbracht werden. Dagegen wurden in benachbarten Disthen-Andalusit-Quarziten sowohl die typischen Querschnitte von herausgelösten Mineralien der Alunitgruppe wie auch das Mineral Natrojarosit innerhalb des metamorphen Quarzgefüges entdeckt. Dies scheint daaruf hinzudeuten, daß Minerale der Alunitgruppe während der Metamorphose mit Quarz und Disthen koexisitierten. Alunit-führende sedimentäre Ausgangsmaterialien müssen nicht notwendigerweise postvulkanischer Entstehung sein, sondern bilden sich auch unter speziellen Klimabedingungen.

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Résumé Un modèle est présenté qui explique la genèse de roches à fuchsite- and alousite-corindon apparaissant en lentilles dans des schistes ultramafiques à O'Briens, Zimbabwe: une coulée de komatiite ultramafique aurait été altérée localement en alunite chromifère, en relation avec des phénomènes postvolcaniques superficiels. L'alunite se serait, à son tour, décomposée en fuchsite, andalousite ou rubis ou en assemblage de ces phases, selon la teneur en silice de la roch et la composition des solutions mises en jeu. La présence de corindon et d'andalousite qui pseudomorphosent des alunites automorphes ou d'autres minéraux de structure équivalente fournit un argument supplémentaire en faveur de ce modèle de genèse.Les schistes à fuchsite-disthène- and alousite-quartz du bloc de Yilgarn en Australie Occidentale, qui forment des lits concordants dans des métasédiments, pourraient eux aussi s'être développés à partir de roches à quartz et alunite; malheureusement, l'examen de la texture de ces schistes ne fournit aucune indicaiton dans ce sens. Cependant, on a trouvé dans des quartzites à andalousite et disthène avoisinants des quartzites à andalousite et disthène avoisinants des empreintes de sections basaless typiques de minéraux du groupe de l'alunite (ces minéraux étant dissous) et de la natrojarosite, inclus dans la matrice quartzitique métamorphique; celi semble indiques que, pendant l'épisode métamorphique, des minéraux du type de l'alunite coexistaient avec le quartz et le disthène. Les matériaux sédimentaires originels à alunite ne sont pas obligatoirement des produits d'altération post-volcanique; ils paurraient aussi avoir été formés dans ces conditions climatiques particulières.

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-- , , , . , ; SiO₂ , , . , . -- - yilgam Block'a , , - , - . - , , . , , , . ; .

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In a more recent correspondence the author was informed by Dr. J. A. Hallberg that in drill cores through the Mount Leonora series, Wester Australia, the mineral natralunite was found as part of a primary assemblage containing additional andalusite, paragonite, sericite, quartz, and pyrophyllite (seeHallberg, J. A.: Archaean Geology of the Leonora-Laverton area. Intern. Archaean Symposium, Perth. Geol. Soc. of Australia, Western Australian Division, Perth 1980, 37 pp.).     

Some particularities of crustal structure in young orogenic systems

During the last twenty years, the structure of the earth's crust and mantle of young orogenic systems has been investigated by means of seismic measurements. Therefore, it is possible now to discuss detailed problems. This paper deals with the crustal structure in the transition zone between the central part and the hinterland of an orogene.As demonstrated by three examples taken from the Western Alps, the Southern Apennines, and the Crimea, it can be stated that the crustal structure in these zones is anomalous. It is typical that, within the upper 20 km, a high-velocity layer exists which is separated from the crust/mantle boundary, being situated at a depth of 40–50 km, by an extreme low-velocity layer. Thus the existence of sialic material under basic material is indicated. The relation between the shallow high-velocity layer and the crust of the hinterland, no more than 20–30 km thick, is different in the cases described here. The crustal structure of the Eastern Alps and of the Caucasus is briefly discussed.Finally, this anomalous crustal structure and the tectonic development of an orogene are discussed.

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Zusammenfassung In den letzten 20 Jahren ist mit Hilfe seismischer Messungen die Struktur der Erdkruste und des oberen Erdmantels in jungen Orogenen erforscht worden, so daß es heute möglich ist, Detailfragen zu diskutieren. In der vorliegenden Arbeit wird die Krustenstruktur im Übergangsbereich zwischen der zentralen Zone und dem Hinterland bzw. einem intern benachbarten geantiklinalen Bereich untersucht.An drei Beispielen aus mediterranen Orogenen — West-Alpen, Süd-Apennin und Krim — wird gezeigt daß die Krustenstruktur in diesen Zonen anomal ist. Diese Beispiele sind dadurch charakterisiert, daß in den oberen 20 km eine Schicht hoher Geschwindigkeit mit etwa 7 km/s auftritt, die von der Kruste/Mantel-Grenze in 40 bis 50 km Tiefe durch eine Zone extrem geringer Geschwindigkeit getrennt ist. Der Zusammenhang zwischen der flachen Hoch-Geschwindigkeits-Schicht und der nur 20 bis 30 km mächtigen Kruste des Hinterlandes ist in den behandelten Fällen unterschiedlich. Kurz werden die Verhältnisse in den Ostalpen und dem Kaukasus behandelt.Abschließend wird der Zusammenhang zwischen dieser anomalen Krustenstruktur und den Vorstellungen über den tektonischen Werdegang eines Orogens diskutiert.

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Résumé Durant les 20 dernières années on a étudié, à l'aide d'enregistrements sismiques la structure de la croûte terrestre et du manteau supérieur dans les jeunes orogènes. Ceci permet aujourd'hui de discuter quelques questions de détail. Le présent travail a pour but d'étudier la structure de la croûte terrestre de la zone transitoire entre la zone centrale et l'arrière-pays ou une zone géoanticlinale interne voisine.L'étude de trois exemples tirés d'orogènes méditerranéens — Alpes occidentales, Apennins du sud et Crimée — indique que la structure de la croûte terrestre de ces zones est anormale. Elle est caracterisée par ceci: il existe dans les premiers 20 km d'épaisseur, une couche à vitesse élevée de 7 km/s environ, laquelle est nettement séparée de la limite croûte-manteau supérieur, à 40 à 50 km de profondeur, par une couche d'une vitesse extrêmement basse. La liaison entre la couche de haute vitesse à faible profondeur et la croûte de l'arrière-pays d'une épaisseur ne dépassant pas 20 à 30 km, est différente dans les cas cités. La structure de la croûte terrestre dans la région des Alpes orientales et du Caucase est brièvement discutée.Finalement la liaison entre cette structure anormale et le développement tectonique d'une orogène sont discutés.

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. 20 , . , . — , — , . , 20 — 9 / —, - 40–50 . . . .

     

Neue Beobachtungen im Nördlinger Ries

Zusammenfassung Es wird über die Ergebnisse einiger neuer Untersuchungen im Ries berichtet.Der Umriß des Beckens ist nicht kreisrund, sondern, durch ältere Störungen bedingt, polygonal. Eine Wasserscheide, die das Becken rings umgibt, ist wahrscheinlich der Überrest eines Kraterwalls. Die früher schon bekannten negativen Anomalien der Schwere und der erdmagnetischen Totalintensität wurden durch präzisere Messungen bestätigt. In Übereinstimmung mit den magnetischen Messungen haben die Tiefbohrungen von Deiningen 1 und Wörnitzostheim erwiesen, daß unter den tertiären Seesedimenten eine zusammenhängende Suevitdecke liegt.Mineralogische und chemische Untersuchungen des Suevit zeigen, daß dieses Gestein von vulkanischen Bildungen deutlich unterschieden ist. Es werden typische Deformationen und Umwandlungen verschiedener Minerale beschrieben, die nur durch Stoßwellen hoher Intensität (100 kbar bis über 500 kbar) hervorgebracht sein können.Da bis heute keine andere Quelle für solche Stoßwellen bekannt ist, muß man annehmen, daß das Ries durch den Einschlag eines großen Meteoriten gebildet wurde.

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A report is given about the results of some new investigations in the Ries basin, Germany.The outline of the basin is polygonal, probably due to older fault lines. A watershed around the basin is the remnant of a raised rim. Negative anomalies of gravity and magnetism, already known from older observations, have been confirmed by more precise measurements. In accordance with the magnetic measurements, deep drillings at Deiningen and Wörnitzostheim have proved that the Tertiary lake sediments, filling the basin, are underlain by suevite.Mineralogical and chemical investigations of the suevite have shown that this rock is clearly distinguishable from volcanic tuff. Typical deformations and transformations of minerals are described, which indicate the action of high intensity shock waves (100 kbar up to more than 500 kbar).Because no other source for shock waves seems to be available it must be assumed that the Ries basin was formed by meteoritic impact.

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Résumé Voici certains résultats de nouvelles recherches faites dans le bassin du Ries en Allemagne:La circonférence du bassin n'est pas circulaire. Elle est polygonale, probablement à cause de failles plus anciennes. Il y a une ligne de partage des eaux autor du bassin qui est, selon toute vraisemblance, le reste d'un rempart de cratère. Les anomalies négatives de la pesanteur et celles du magnétisme, déjà connues par des observations précédentes, ont été confirmées par des mesurages plus précis. Les résultats des forages de Deiningen et de Wörnitzostheim, conformes à ceux obtenus par des mesurages magnétiques, ont prouvé que le suevite forme la base des sédiments lacustrins tertiaires remplissant le bassin.Les investigations minéralogiques et chimiques au sujet du suevite montrent que cette roche est bien discernable des tufs volcaniques. On décrit de certaines déformations et transformations typiques de divers minéraux qui ont dû être produites par l'action des ondes de choc de grande intensité (100 jusqu'à plus de 500 kbar).Puisqu'on ne connaît pas d'autre source des ondes de choc on doit supposer que le Ries a été formé par le choc d'un grand météorite.

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Nördlinger Ries , . , , , , . . . , , , (100500 ). , Ries .

     

Deep-sea carbonates: Reading the carbon-isotope signal

The carbon isotope signal in deep-sea sediments reflects a mix of (1) global changes in the rates of exchange of the ocean's carbon reservoir with biosphere, soil, and sediments, (2) global and regional changes in surface water productivity, (3) internal shifts in water-mass structure and circulation (basin-basin fractionation, oxygen minimum development), and (4) organism-specific fractionation effects due to changes in micro-habitat and/or ontogenic fractionation (»vital effects«). Additional complications arise from differential preservation. It is impossible to entirely isolate these various factors. As a rule of thumb, long period signals that are parallel for planktonic and benthic data reflect external (global) fractionation patterns, whilst short-period signals are more likely tied to internal patterns (water-mass fractionation). The various approaches to interpretation are illustrated with three case studies: the Glacial-Holocene transition, the Messinian Carbon Shift, and the Miocene Monterey Excursion.

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Zusammenfassung Das Kohlenstoff-Isotopensignal in den Tiefseesedimenten spiegelt ein Zusammenspiel wider, das (1) von den globalen Austauschraten des ozeanischen Kohlenstoffreservoirs mit der Biosphäre, den Böden und den Sedimenten gesteuert wird, (2) in dem ein globaler und regionaler Wechsel in der Produktivität des Oberflächenwassers und (3) interne Veränderungen in der Wassermassen-Struktur und -Zirkulation (Becken-zu-Becken-Fraktionierung, Sauerstoffminimumentwicklung) zum Ausdruck kommen, und (4) in dem eine spezifische Fraktionierung hervorgerufen durch die Milieuänderung im Lebensraum der Organismen und/oder ontogenetische Fraktionierung (»Vitaleffekte«) erscheint. Zusätzliche Komplikationen entstehen aus unterschiedlichen Erhaltungsmöglichkeiten. Es ist unmöglich, alle diese verschiedenen Faktoren vollständig zu isolieren. Als Faustregel kann man annehmen, daß langpenodische Signale, die parallel mit Plankton- und Benthosentwicklungen verlaufen, externe globale Fraktionierungstrends widerspiegeln, während kurzzeitige Signale eher an interne Muster gebunden sind (Fraktionierung innerhalb der Wassermassen). Die verschiedenen Möglichkeiten der Interpretation werden an speziellen Fällen diskutiert: am Übergang Pleistozän zu Holozän, an der Veränderung des Kohlenstoffverhältnisses im Messinium und an dem Monerey-Maximum im Miozän.

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Résumé Le signal isotopique du carbone enregistré dans les sédiments océaniques résulte d'un ensemble de mécanismes qui reflètent: 1) les variations globales dans l'intensité des échanges entre le réservoir du carbone de l'océan et la biosphère, les sols et les sédiments, 2) les variations globales et régionales de productivité des eaux de surface, 3) les changements dans la structure et la circulation des masses d'eaux (fractionnement de bassin à bassin, développement d'un niveau à minimum d'oxygène), et 4) les effets de fractionnement propres aux organismes, dûs à des changements de micro-habitat et/ou à un fractionnement au cours de l'ontogénie (»effet vital«). La préservation différentielle ajoute certaines difficultés d'interprétation. Il n'est pas possible d'isoler entièrement chacun de ces différents facteurs. D'une manière générale les signaux à longue période dont les variations sont parallèles pour les données planctoniques et benthiques correspondent à un fractionnement dû à des facteurs externes (globaux), alors que les signaux à courte période sont plus vraisemblablement liés à des facteurs internes (fractionnement des masses d'eaux). Trois cas étudiés permettent d'illustrer ces différents types d'interprétation: la transition Glaciaire/Holocène, le »décrochement Messinien« et l'»enrichissement de Monterey« au Miocène.

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, : 1) , ; 2) , 3) ( , ) 4) , / — . . ; , , , , , , . : , ; .

     

Altersgliederung und Dichteverteilung im kristallinen Grundgebirge

Zusammenfassung Spätere Durchbewegung löscht häufig ursprüngliche Diskordanzen aus und prägt einem älteren Unter- und dem jüngeren Oberbau homotaktisches Gefüge auf; darüber hinaus kann eine spätere plutonische Metamorphose frühere Mineraldeformationen und selbst Diaphthoresen durch Neukristallisation und metasomatische Vorgänge mehr oder weniger verschwinden lassen. Es beweisen daher weder konkordante Lagerung noch homotaktischer Bau, noch gemeinsame Metamorphose die Einheitlichkeit der Genese im kristallinen Grundgebirge.Die großen negativen Schwereanomalien der Alpen und auch anderer junger Hochgebirge sind zu einem großen Teil auf spättektonische Granitbildung im Untergrund zurückzuführen. An Hand der durchgeführten Dichtebestimmungen von Gesteinen ergibt sich im übrigen für alle Gebirge mit plutonischer Metamorphose ein Normalprofil der Dichteverteilung. Bei vollständiger Erhaltung beginnt dieses mit kleinen Dichtewerten an der Oberfläche; diese nehmen nach der Tiefe hin zu bis zu einem Maximum, um dann wieder abzufallen zu Werten, die denen der Oberfläche gleichen oder nahekommen.

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An originally existing unconformity between an older infrastructure and a younger superstructure can be totally effaced out through subsequent penetrative movements, while a later plutonic metamorphism might even eradicate all traces of former deformations and diaphthoretisation by bringing about neocrystallization and metasomatism. Thus, neither concordance and homotactic fabric, nor even a common phase of metamorphism necessarily mean a uniform history of genesis in crystalline complexes.The huge negative gravity anomalies of the Alps as well as other younger mountain chains are to a large extent due to late-tectonic granitization in the deeper zones. A characteristic trend of variation of specific gravity of rocks is recognisable in areas of plutonic metamorphism. When preserved in its entirety, it starts with lower values near the surface, increasing slowly with depth to attain a maximum, finally to dwindle down to values somewhat similar to those at the top.

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Résumé Des mouvements ultérieurs suppriment souvent des discordances originelles et donnent une nouvelle structure uniforme à une ancienne infrastructure et à une superstructure plus jeune. De plus une métamorphose plutonique ultérieure peut faire disparaître d'anciennes déformations de minéraux et même des diaphtorèses. Ni la disposition concordante, ni la structure uniforme, ni le métamorphisme commun ne prouvent l'unité de la genèse du soubassement cristallin.Les grandes anomalies négatives de la gravité dans les Alpes et d'autres hautes montagnes récentes s'expliquent en grande partie par la formation des granites tectoniques tardifs dans l'infrastructure. Par la détermination de la densité on arrive à une coupe moyenne de la répartition de la densité, pour toutes les montagnes à métamorphisme plutonique. Dans des états de parfaite conservation cette coupe moyenne commence par des valeurs de densité réduite à la surface. Ces valeurs croissent avec la profondeur jusqu'à un maximum, pour recommancer à décroître jusqu'à des valeurs analogues à celles de la surface.

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Meinen Mitarbeitern Dr.Chatterjee und Dr.Plessmann bin ich für zahlreiche Dichtebestimmungen, beiden Herren und Dr.Wunderlich für die Überlassung unveröffentlichter Beobachtungen in den westalpinen Kristallisationshöfen sehr zu Dank verpflichtet.