Anatomy of a continental subduction zone: The main mantle thrust in Northern Pakistan

The Himalayas form an ideal natural laboratory to study the deformation processes of continental crust during collision orogeny. New information is presented concerning the structural evolution of the Main Mantle thrust zone in the Himalayas of N Pakistan, in the region around Nanga Parbat. The hanging-wall lies at relatively high levels within the Kohistan arc terrane which has been emplaced onto Indian continental rocks. This thrust probably originated as a breakback structure in the hanging-wall to the pre-collisional (oceanic) subduction zone. The present hanging-wall contains a shear zone of about 1 km width developed under amphibolite facies conditions. Simple shear dominant strains have developed new fabrics parallel to the main thrust zone. However, these structures are redeformed by discrete extensional and compressional shears within about 100 m of the thrust contact, again developed under amphibolite facies conditions. The footwall consists of an old basement complex (the Nanga Parbat gneisses) overlain by a distinct suite of metasediments now at amphibolite facies. This cover assemblage of psammites, pelites and marbles with local metabasites consistently lies directly against rocks derived from the Kohistan arc along the MMT. The absence of structures suggestive of consistent rheological contrasts within the cover assemblages suggests that the vast majority of the deformation features they contain were developed only once they experienced substantial tectonic overburdens. Prior to this the Indian cover rocks will have been »passively« subducted beneath the Kohistan arc until into amphibolite facies. We discuss these inferences in terms of evolving shear zone width with time and comment on the implications for predicting the character of mid-deep crustal shear zones, particularly from seismic reflection profiles.

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Zusammenfassung Der Himalaya bildet ein ideales, natrliches Laboratorium für Untersuchungen von Deformationsprozessen in kontinentalen Krustengesteinen während der Kollision bzw. Orogenese. Hier werden neue Daten vorgelegt, die sich mit der strukturellen Entwicklung der Hauptmantelüberschiebung im Himalaya von Nordpakistan im Gebiet um den Nanga Parbat befassen. Die Hangendeinheiten oberhalb der Störung liegen in einem relativ hohen Niveau innerhalb des »Kohistan arc terrane«, das auf die indischen Kontinentalgesteine überschoben wurde. Diese Überschiebung entstand wahrscheinlich als Rücküberschiebungsstruktur im Hangenden der Subduktionszone vor der Kollision. Im Hangenden befindet sich eine ca. 1 km breite Scherzone, die sich unter amphibolitfaziellen Bedingungen gebildet hat. Die durch »simple shear« erzeugten Deformationen sind mit ihren neuen Gefügen parallel zur Hauptüberschiebungszone ausgerichtet. Die Gefüge wurden nachfolgend von Extensionsund Kompressionsbewegungen im Bereich von ca. 100 m um den Überschiebungskontakt erneut unter amphibolitfaziellen Bedingungen erfaßt und deformiert. Das Liegende der Hauptüberschiebung besteht aus einem alten Basementkomplex (den Nanga Parbat Gneisen), die von deutlich abgesetzten, amphibolitfaziellen Metasedimenten überlagert werden. Diese Sedimenthülle bestehend aus Psammiten, Peliten und Marmoren mit lokalen Metabasiten stößt entlang der MMT direkt gegen die Gesteine des Kohistanbogens. Das Fehlen von Strukturen, die auf gleichbleibende rheologische Unterschiede hinweisen würde, läßt vermuten, daß der Großteil der in ihnen enthaltenen Deformationsgefüge auf einmal während beträchtlicher tektonischer Auflast entstanden ist. Vorher wurden die indischen Hüllgesteine »passiv« unter den Kohistanbogen bis in den Bereich der Amphibolitfazies subduziert. Die Folgerungen aus der sich über die Zeit entwickelnden Breite dieser Scherzone werden diskutiert und die Bedeutung für die Vorhersage der Charakteristik von mitteltiefen krustalen Scherzonen, insbesondere in Verbindung mit seismischen Reflektionsprofilen betont.

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Résumé L'Himalaya constitue un laboratoire naturel idéal pour l'étude des processus de déformation de la croûte continentale au cours d'une orogenèse de collision. Les auteurs présentent des informations nouvelles relatives à l'évolution structurale de la zone du Main Mantle Thrust dans la région du Nanga Parbat au nord du Pakistan. Le toit de cet accident occupe un niveau assez élevé dans le «Kohistan arc Terrane» qui a été charrié sur les roches du continent indien. Le charriage doit probablement son origine à une structure en retour apparue au-dessus de la zone de subduction pré-collisionnelle (océanique). Le toit actuel de l'accident contient une zone de glissement (shear zone) épaisse d'environ 1 km et formée dans les conditions du facies des amphibolites. Les déformations engendrées par glissement simple (simple shear) ont développé de nouvelles fabriques parallèles à la surface de charriage. Cependant, dans une tranche d'une centaine de mètres à partir du contact du charriage, ces structures ont été reprises par des cisaillements extensionnels ou compressionnels, toujours dans les conditions du facies des amphibolites.Le mur de l'accident est formé d'un complexe ancien (le gneiss du Nanga Parbat) surmonté d'une série de métasédiments distincts qui présentent aujourd'hui le facies des amphibolites. Cette couverture de psammites, de pélites, de marbres et de métabasites locales est directement en contact le long du MMT avec l'arc du Kohistan. L'absence, dans cette couverture, de structures témoignant de contrastes rhéologiques marqués, suggère que la grande majorité des structures déformatives n'y ont été développées qu'après un enfouissement tectonique important. Avant cela, les roches de la couverture indienne ont dû être subductées passivement sous l'arc du Kohistan, jusqu'au facies des amphibolites. Les auteurs discutent ces conclusions en termes d'évolution temporelle d'une shear zone et en commentant les implications dans le domaine de la prédiction du caractère des shear zones de profondeur crustale moyenne, en particulier à partir des profils de sismique réflexion.

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Behaviour of trace elements during thermal metamorphism and or granitization of the metasediments and basic igneous rocks

The behaviour of trace elements in various metasediments and associated basic igneous rocks around a granite pluton has been studied. From these studies it has been found that the nature of chemical changes is different, both in magnitude and order, in the different groups of rocks. It is suggested that the nature of granitization has chiefly been controlled by the original composition of the rocks which has been responsible for setting up a chemical gradient across the contact under the influence of which the movement of cations has taken place.

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Zusammenfassung Das Verhalten von Spurenelementen wurde in verschiedenen Metasedimenten und benachbarten mafitischen Magmagesteinen um einen Granitpluton herum untersucht. Es wird gezeigt, daß die chemischen Änderungen ihrem Gehalt und ihrer Anordnung nach in den unterschiedlichen Gesteinsgruppen verschieden sind. Der Granitisationsprozeß ist hauptsächlich von der ursprünglichen Zusammensetzung der Gesteine abhängig, welche das chemische Gefälle erzeugen. Die Mobilisation der Kationen geht vom Kontakt aus.

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Résumé Nous avons étudié le comportement des éléments différents dans les métasédiments différents et dans les roches pyrogènes et basiques associeés autor d'un pluton granite. Nos études montrent que la nature des changements chimiques diffère en magnitude et en ordre dans les groupes différents des roches. On a suggéré que la nature de granitisation est principalement controlée par la composition originale des roches qui a produit un gradient chimique le long du contact. Le mouvement des cations a été influencé par ce contact.

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Mass,Ablauf und Ursachen orogener Einengung am Beispiel des Rheinischen Schiefergebirges,Ruhrkarbons und Harzes

Zusammenfassung Ausgehend von einer Bilanz der effektiv erzielten Einengungsbeträge bei Gebirgsbildungsvorgängen — dargelegt am Beispiel wichtiger Teilstücke des Varistischen Gebirges in Mitteleuropa — wird der Frage nach dem Ablauf dieser Krusteneinengung und ihren Ursachen nachgegangen. Für das Ruhrgebiet im Bereich der Abb. 1 ist eine Verkürzung um 9 km auf heute 50 km quer zum Streichen, für das Rheinische Schiefergebirge im Querprofil Wiesbaden-Mülheim eine solche um 130 km auf heute 180 km anzunehmen. Für den Harz ergeben sich vergleichbare Werte.Dieser gewaltige Einengungsbetrag kann nicht in einer oder wenigen kurzfristigen tektonischen Phasen erreicht worden sein, sondern setzt langfristige Einengungsvorgänge in der Erdkruste voraus, die über große Zeiträume des Karbons, ja wohl auch schon des Oberdevons andauern. Entgegen der Auffassung, daß sich im Laufe der Entwicklung des Varistischen Gebirges und seiner Vorgeschichte Zeiten ruhiger epirogener Trogabsenkung und Geosynklinalfüllung mit kurzfristigen Akten gleichsam ruckartiger Faltung abwechseln, läßt die fazielle Analyse eher darauf schließen, daß Absenkung und Sedimentation der Saumsenke und Einengung des werdenden Gebirges mindestens seit dem Dinant III alpha zeitlich nebeneinander hergehen. Dabei rückt der Faltungsbereich im langfristigen Mittelwert jährlich um einige (etwa 1–3 mm) nach außen, in Richtung auf das Vorland vor. Als Ursache dieser Bewegungen kommt wohl nur langsames, aber nahezu stetiges Strömen des subkrustalen Substrates in Betracht, dem die Erdkruste passiv ausgesetzt ist.

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Starting with the ascertainment of effective balance of shortening resulting on account of compression during the orogeny, with examples quoted for the important parts of Hercynian Orogen (Varistisches Gebirge) in Middle Europe, the question of the shortening of the crust, its causes and effects were investigated. In Ruhr area (Ruhrgebiet) shown in fig. 1 an amount of shortening of 9 km to 50 km today is ascertained in a direction perpendicular to the strike direction of the structure. For the Rheinisches Schiefergebirge the amount of shortening in a cross-section from Wiesbaden to Mulheim/Ruhr (Germany) is estimated 130 km today to 180 km. Such a huge amount of shortening due to compression in one or a few short-termed tectonic phases is not possible, but it is rather due to a long continous compression in the Earsts Crust. This may have lasted for a long time; from the Carboniferous periods or may be from the time of Upper Devonian. In contrary to the opinion that during the time of Hercynian Orogeny and its prehistory, a calm epeirogenic subsidence and sedimentation in the geosyncline with minor disturbances due to diastrophism took place, the analysis of the facies early shows that subsidence and sedimentation in the foredeep (Saumsenke) and shortening in the growing orogen took place at least till Dinantian III alpha simultaneously. It is further noticeable that the region of diastrophism advances in a long-termed medium range with an yearly average of (1–3 mm) outwards in the direction of foreland. The possible considerable causes of these movements may be only due to the slow but continous streaming of the subcrustel substratum to which the Earths Crust reacts passively.

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Résumé Partant de valeurs du rétrécissement effectivement reconnues lors des processus de formation des chaînes montagneuses — par exemple dans des portions importantes de la chaîne varisque en Europe Centrale — l'auteur s'interroge sur le déroulement de ce raccourcissement de l'écorce et sur ses causes. On peut admettre un raccourcissement transversal de 9 Km sur les 50 Km actuellement mesurés pour la région de la Ruhr dans les limites du tableau 1, et de 130 Km pour le massif schisteux rhénan suivant le profil Wiesbaden-Mülheim dont la longueur actuelle est de 180 Km. Pour le Harz les valeurs obtenues sont comparables.Ce rétrécissement important n'a pu être atteint au cours d'une seule ou de quelques phases tectoniques de faible durée; il suppose par contre des processus de rétrécissement de longue durée dans l'écorce terrestre et qui persistent pendant de longues périodes au Carbonifère et même déjà au Dévonien supérieur. Contrairement à l'idée qu'au cours de l'évolution de la chaîne hercynienne et lors de son histoire antérieure, des périodes calmes de subsidence épirogénique et de remplissage géosynclinal alternent avec de brèves interventions à plissement saccadé, l'analyse des facies permet plutôt de conclure que affaissement et sédimentation dans la fosse limitrophe et rétrécissement dans la chaîne naissante s'effectuent simultanément tout au moins dès le Dinantien III alpha. Le domaine de plissement se propage donc vers l'extérieur en direction de l'avantpays, à la moyenne annuelle de quelques mm (1 à 3) calculée pour une longue période. Quant à la cause de ces mouvements, on en vient à penser à un courant du fond infracrustal, lent mais sensiblement constant, auquel l'écorce est passivement exposée.

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

Zur Bewegung der Iranisch-Afghanischen Platte

Zusammenfassung Paläomagnetische Untersuchungen auf der geologisch und seismotektonisch definierten iranisch-afghanischen Platte lieferten folgende Pollagen: Perm 42 W 8 N, Unterkreide 43 W 65 N, Alttertiär 100 W 75 N, Jungtertiär 130 W 78 N. Diese paläomagnetischen Ergebnisse sowie Bruchzonen und magnetische Streifenmuster im Indischen Ozean erlauben eine Rekonstruktion der Bewegung dieser Platte vom Ostrand Gondwanas an den Südrand Laurasias. Nach der präpermischen Abtrennung von Gondwana driftet die Platte unter sinistraler Eigenrotation nach Norden kollidiert bis zur Unterkreide mit der russischen Platte. Noch vor dem Alttertiär erreicht die arabische Platte den Südwestrand der iranisch-afghanischen Platte. Die indische Platte rückt von Südosten her nach und drängt den afghanischen Krustenbereich seit dem Jungtertiär nach Nordwesten. Die Kollisionen werden durch Faltungen auf den jeweils beteiligten Platten markiert.

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Paleomagnetic investigations of the Iranian-Afghanian Plate — well defined by geological history and seismotectonics yield following pole positions: Permian 42 W 8 N, lower Cretaceous 43 W 65 N, lower Tertiary 100 W 75 N, upper Tertiary 130 W 78 N. These paleomagnetic results, supported by fracture zones and magnetic anomalies of the Indian Ocean floor make it possible to reconstruct the plate movement from the eastern margin of Gondwana to the southern margin of Laurasia. After the prepermian separation from Gondwana the Afghan-Iranian Plate moves northward rotating anticlockwise and collides with the Russian Plate until lower Cretaceous time. Earlier than lower Tertiary the Arabian Plate reaches at the SW margin of the Afghan-Iranian Plate. The Indian Plate, moving forward from SE pushes the Afghan continental crust in northward direction since upper Tertiary time. The collisions are marked by foldings at the plates involved.

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Résumé Des recherches paléomagnétiques sur la plateforme irano-afghane bien définie par l'histoire géologique et la séismique ont donné les positions suivantes pour le pôle magnetique nord: permien 42 W 8 N, crétacé inférieur 43 W 65 N, tertiaire inférieur 100 W 75 N, tertiaire supérieur 130 W 78 N. Ces résultats paléomagnétiques ainsi que les zônes de fracture et les anomalies magnétiques dans l'Océan Indien, permettent de reconstruire le mouvement de cette plateforme à partir du bord est du Gondwana jusqu'au bord méridional de Laurasie. Après la séparation prépermienne du Gondwana, elle dérive vers le nord avec un mouvement rotatoire vers la gauche pour se heurter au crétacé inférieur à la plateforme russe. Avant le tertiaire inférieur la plateforme arabe atteint le bord sudouest de la plateforme irano-afghane. La plateforme indienne la suit du sudest et pousse à partir du tertiaire supérieur la croûte continentale de l'Afghanistan vers le nordouest. Des plissements sur chacune des plaques ayant pris part aux mouvements marquent les collisions.

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Sulphur isotope compositions in the Åmmeberg Zn-Pb ore deposit,south-central Sweden: Genetic implications

The distribution of sulphur isotope compositions in the Åmmeberg sulphide ore deposit is discussed. The ³⁴S values for various sulphides show a complex pattern of fluctuations between isotopic equilibrium and non-equilibrium conditions. This feature as well as the observed variations in the ³⁴S values of galena and sphalerite are interpreted to have originated from successive pulses of sulphide-forming solutions. On the basis of geological field criteria and sulphur isotope data, the Ammeberg deposit is considered to be a typical distal mineralization, belonging to the volcanic-exhalative group of ore deposits. The banded structure of the ore, the spatial separation of Pb and Zn and the presence of discrete, persistant ore layers probably relate to the type of convective system that created the mineral-forming solutions and to the various processes taking place when the brines were expelled onto the sea floor.

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Zusammenfassung Es wird die Verteilung von Schwefelisotopenzusammensetzungen in der Åmmeberg Sulfidlagerstätte diskutiert. Die ³⁴S-Werte für verschiedene Sulfide zeigt ein kompliziertes Schwankungsmuster zwischen Isotopengleichgewichts- und Isotopenungleichgewichtsbedingungen. Dieses Merkmal zusammen mit den beobachteten ³⁴S Schwankungen von Bleiglanz und Zinkblende werden dahingehend interpretiert, daß sie ihren Ursprung im anhaltenden Zustrom von sulfidhaltigen Lösungen hatten. Auf der Basis von geologischen Geländebefunden und Schwefelisotopendaten wird die Åmmeberg Lagerstätte als eine typische distale Mineralisation eingestuft, welche zur vulkanisch-exhalativen Lagerstättengruppe gehört. Die gebänderte Struktur des Erzes, die räumliche Trennung von Blei und Zink und die Anwesenheit von gesondert durchziehenden Erzlagen sind zum konvektiven System in Beziehung zu setzen, welches die mineralformenden Lösungen lieferte. Ebenfalls zeigt sich ein Zusammenhang zu den verschiedenen Prozessen, welche abliefen als die Sole auf den Meeresboden ausgestoßen wurde.

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Résumé L'auteur discute la distribution des compositions du soufre dans le gisement de sulfure d'Åmmeberg. Les valeurs de ³⁴S pour divers sulfures présentent des fluctuations complexes entre les conditions d'équilibre et de non-équilibre isotopique.Cette distribution, ainsi que les variations observées de ³⁴S de la galène et de la blende sont interprétées comme résultant d'arrivées successives de solutions sulfurantes. Sur la base de critères géologiques de terrain et des données relatives aux isotopes du soufre, le gisement d'Åmmeberg est considéré comme une minéralisation typiquement distale, appartenant au groupe volcanique exhalatif. La structure rubanée du minerai, la séparation spatiale du Pb et du Zn et la présence de couches de minerai discrètes et continues doivent vraisemblablement être mises en relation avec le type de système convectif qui a engendré les solutions minéralisantes et avec les divers processus qui sont entrés en jeu lorsque les saumures se sont répandues sur le fond de la mer.

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The TiO2 frequency in volcanic rocks

The authoress calculates the frequency of the TiO₂-content in the lavas of the active volcanoes and shows by the aid of a quotient =Al₂O₃ – Na₂O/TiO₂ the pronounced bimodality of the frequency curve from which she concludes that the great variety of the magmas cannot be explained by a magmatic differentiation but only by a double origin of the magmas from the upper mantle and from the sialic crust of the earth.

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Zusammenfassung Die Verfasserin berechnet die Häufigkeit des TiO₂-Gehalts in den Laven der tätigen Vulkane und zeigt vermittelst eines Quotienten =Al₂O₃ – Na₂O/TiO₂ die ausgesprochene Bimodalität der Häufigkeitskurve, woraus sie den Schluß zieht, daß die große Verschiedenheit der Magmen nicht durch eine magmatische Differentiation erklärt werden kann, sondern daß man eine zwiefache Herkunft der Magmen annehmen muß: aus dem oberen Mantel und aus der sialischen Kruste der Erde.

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Résumé L'auteur calcule la fréquence du pourcentage de TiO₂ dans les laves des volcans la bimodalité cans actifs et montre, à 1 aide d un quotient =Al₂O₃ – Na₂O/TiO₂ la bimodalité prononcée des courbes de fréquence, et en tire la conclusion que la grande variété des magmas ne peut pas être expliquée par une différenciation magmatique, mais par l'origine double des magmas: du manteau supérieur et de la crôute sialique de la terre.

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Riassunto L'autrice calcola la frequenza del contenuto in TiO₂ nelle lave dei vulcani attivi e dimostra mediante un quoziente =Al₂O₃ – Na₂O/TiO₂ la pronunziata bimodalità delle curve di frequenza e ne trae la conclusione che la grande varietà dei magmi non è dovuta a differenziazione magmatica ma ad una duplice provenienza: dal mantello superiore e dalla crosta sialica della terra.

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Dedicated to Professor Dr. A.Rittmann on the occasion of his 75. birthday

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This study is a part of the researches, carried out with the funds of the National Research Council of Italy under the direction of Prof. A.Rittmann.     

Sedimentologie des Lias der Berchtesgadener Kalkalpen

Zusammenfassung Ausgehend von der herrschenden Vorstellung einer Transgression roter Liaskalke zur Zeit des oberen Unterlias über ein subaerisch verkarstetes Dachsteinkallerelief, untersuchte ich die Liassedimente in den Berchtesgadener Alpen eingehender und unternahm vergleichende Begehungen im östlichen Hagengebirge, im Steinernen Meer und in den Steinbrüchen von Adnet.Die Sedimente des Lias liegen in einer Graukalk- und einer abwechslungsreicheren Rotkalk-Fazies (F.Fabricius 1962) vor. Ammoniten zeigten, daß die Graukalkfazies einen Teil der Rotkalkfazies vertritt (im wesentlichen Sinemur). Auf die Ausbildung der Rotkalke hatten Mangelsedimentation, Subsolution und syngenetische Umlagerungen Einfluß.Normalerweise überlagert der Lias den Dachsteinkalk konkordant. Diskonforme Lagerung läßt sich durch submarine Kalklösung und synsedimentäre Spaltenbildung erklären. Die submarin entstandenen Zugspalten im Dachsteinkalk sind mit Rotkalksedimenten und Dachsteinkalktrümmern gefüllt. Die Bildungsdauer dieser, sich episodisch erweiternden Spalten ließ sich mit Ammoniten einschätzen.Argumente gegen die Annahme einer Transgression werden diskutiert.

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Basing on the prevailing theory of a transgression of red Liassic limestones over a relief of Dachstein limestone affected by subaeric karstification, during late lower Liassic time, the author investigated the Liassic sediments of the Berchtesgaden Alps more in detail, comparing also with the eastern Hagen mountains, the Steinernes Meer and the quarries of Adnet.The Liassic sediments occur in two types of facies: gray limestone and a less uniform red limestone (Fabricius 1962). As ammonites prove, the gray limestone facies represents part of the red limestone facies (essentially Sinemur). The development of the red limestone was influenced by reduced sedimentation, subsolution and syngenetic rearrangement.In general, the Liassic strata are overlying the Dachstein limestone conformably, Disconformities may be explained by submarin limestone solution and synsedimentary formation of joints. The tension joints which developed by submarin action in the Dachstein limestone are filled up with red limestone sediments and debris of Dachstein limestone. It was possible to estimate the period of formation of these joints by ammonites.Arguments against the theory of a transgression are discussed.

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Résumé En suivant la conception d'une transgression de calcaires liassiques rouges vers la fin du liassique inférieur sur un relief de calcaire «Dachstein» karstifié, l'auteur étudiait les dépôts liassiques des Alpes de Berchtesgaden plus en détail, y incluse une comparaison avec la montagne de Hagen orientale, le «Steinernes Meer» et les carrières d'Adnet.Les dépôts liassiques existent en deux faciès: des calcaires gris et des calcaires rouges plus variés (Fabricius 1962). Comme il est prouvé par des ammonites, le faciès de calcaires gris représente une partie du faciès de calcaires rouges (essentiellement Sinemur). Le développement des calcaires rouges était influencé par une sédimentation réduite, par la subsolution et par une réarrangement syngénétique.En général, les couches liassiques surmontent le calcaire «Dachstein» conformément. Discordance de stratification peut être expliquée par solution calcaire sous-marine et formation synsédimentaire de diaclases. Les diaclases d'extension formées en sous-marin dans le calcaire «Dachstein» sont remplies de dépôts de calcaire rouge et de débris du calcaire «Dachstein». La durée de formation de ces diaclases est à estimée par des ammonites.Des arguments contre la théorie d'une transgression sont discutés.

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Petrographie des minerais de fer de la Fosse du Labrador

Résumé Les textures des minerais de fer précambriens de type «jaspilite» sont semblables à celles des calcaires. Les éléments texturels suivants sont décrits: 1. orthochems: a) fémicrite, b) matrice siliceuse, c) ciment siliceux; 2. allochems: a) pellets, b) intraclastes, c) oolithes et pisolithes, d) échardes. Les types pétrographiques sont définis par la combinaison des éléments de texture, comme pour la classification des calcaires. Les types de faciès sont caractérisés par une séquence de bancs correspondant à un ou plusieurs types pétrographiques et par certaines structures sédimentaires. Ils forment la base de l'interprétation des conditions de dépôt et de la paléogéographie du bassin.Les transformations épigénétiques sont les suivantes: 1. dessication, fissuration, cimentation et compaction. 2. Cristallisation du gel de silice: a) quartz à cristallisation primaire, calcédonite et quartzine, b) quartz micropolygonal, c) quartz recristallisé. 3. Cristallisation de la poussière d'hématite, migration du fer et cristallisation de la spéculante et de la magnétite. 4. Cristallisation et recristallisation de la sidérite, de la minnesotaïte, de la stilpnomélane, de la riebeckite et du talc. La migration du fer et la cristallisation de la spécularite, de la magnétite et de la sidérite prennent place avant la compaction complète du sédiment et avant ou pendant la cristallisation primaire du quartz. Le quartz recristallisé, la minnesotaïte et peut-être le talc et la stilpnomélane, sont des minéraux tardidiagénétiques. La riebeckite se forme pendant le métamorphisme. Les phénomènes de recristallisation se poursuivent pendant le métamorphisme régional.

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Textures of Precambrian cherty ironstones are similar to those of limestones. The following textural elements have been recognized: 1. Orthochems: a) femicrite, b) matrix chert, c) cement chert. 2. Allochems: a) pellets, b) intraclasts, c) oolites and pisolites, d) shards. Textural lithotypes are defined by the combination of the textural elements they contain, analogous to the classification of limestones. Textural faciès consist of beds of one or several lithotypes in characteristic sequence. They commonly contain distinguishing sedimentary structures. Textural facies are the basis of the interpretation of the depositional environment and basin configuration.The following types of epigenetic transformations have been recognized: 1. Dessication, shrinkage, cementation and compaction. 2. Crystallization of silicagel in the following sequence: a) primocrystalline quartz and chalcedony (normal and lengthslow), b) micro-polygonal quartz, c) recrystallized quartz. 3. Crystallization of hematite dust, migration of iron and crystallization of specular hematite and of magnetite. 4. Crystallization and recristallization of siderite, minnesotaite, stilpnomelane, riebeckite and talc. Migration of iron and the recristallization of speculante, magnetite and siderite take place essentially before the complete compaction of the rock and before and during the primo-cristallization of quartz. Recrystallized quartz, minnesotaite, and may be stilpnomelane and talc are essentially late diagenetic minerals. Riebeckite formed during metamorphism. A certain recrystallization occured during regional metamorphism.

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Zusammenfassung Texturen der präkambrischen, kieseligen Eisensteine (Jaspilite) sind ähnlich denen von Kalken. Folgende Texturelemente wurden erkannt: 1. Orthocheme: a) Femikrit, b) Quarzmatrix (matrix chert), c) Quarzzement (cement chert). 2. Allocheme: a) Pellets, b) Intraklasten, c) Oolithe und Pisolithe, d) Scherden. Texturelle Lithotypen werden definiert durch die Kombination ihrer Texturelemente, wie in Kalken. Texturelle Fazies bestehen aus einem oder mehreren Lithotypen in regelmäßiger Folge. Sie besitzen oft kennzeichnende Strukturen. Texturfazien sind die Grundlage der Rekonstruktion der Bildungsbedingungen, Umwelt und Paläogeographie der Eisensteine.Folgende Arten epigenetischer Veränderungen wurden unterschieden: 1. Trocknung, Schrumpfung, Zementation und Kompaktion. 2. Kristallisation von Silikagel in der Reihenfolge: a) Primärquarz, Chalzedon und Quarzin, b) Kristallisation von Hämatitstaub, Wanderung von Eisen und Kristallisation von Spekulant und Magnetit. 4. Kristallisation und Rekristallisation von Siderit, Minnesotait, Stilpnomelan, Riebeckit und Talk. Wanderung von Eisen sowie Kristallisation von Spekulant, Magnetit und Siderit erfolgen im wesentlichen während der Kompaktion der Gesteine und vor (z. T. während) der Primärkristallisation von Quarz. Rekristallisierter Quarz, Minnesotait und vielleicht Stilpnomelan und Talk bilden sich weitgehend im spätdiagenetischen Stadium. Regionalmetamorphe Reaktionen führen zur Entstehung von Riebeckit und gelegentlich zu weiterer Kornvergröberung aller Minerale.

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Publié avec l'autorisation du Ministre, Ministère des Richesses Naturelles du Québec.     

Petrology of the alkaline rocks around Sivamalai,Coimbatore District,Tamilnadu, India

The alkaline rocks around Sivamalai are represented by syenites, nepheline syenites and basic alkaline rocks. The syenites are comprised of olivine-pyroxene, pyroxene, hornblende and biotite syenites and syenodiorites, pegmatite phases and quartz syenite. Nepheline syenites include pyroxene, hornblende and biotite bearing varieties. Syenites with pockets of garnet, magnetite or corundum occur in some places between the nepheline syenites and the country rocks represented dominantly by granitic gneisses. The basic alkaline rocks are represented by barkevikite melteigite and they occur as xenoliths amidst the nepheline syenites. The field mineralogical and petrochemical characteristics indicate the igneous nature of these rocks. The syenites and nepheline syenites are inferred to be evolved from pyroxene syenodiorite and barkevikite melteigite respectively. The irregular distribution of garnet and corundum is attributed to the metasomatism of the country rocks by the alkaline magma.

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Zusammenfassung Die alkalischen Gesteine um Sivamalai umfassen Syenite, Nephelinsyenite und basische alkalische Gesteine. Die Syenite sind aus Olivin-Pyroxen, Pyroxen, Hornblende und der Biotitsyenit, Syenodiorit, Pegmatitphasen und Quarzsyenit zusammengesetzt. Die Nephelinsyenite schließen Varietäten mit Pyroxen, Hornblende und die Biotite ein. Syenite mit Granatlinsen, Magnetit oder Korund schalten sich an einigen, Stellen zwischen Nephelinsyenite und die weiter verbreiteten granitischen Gneise. Die basischen Alkaligesteine werden durch barkeviktischen Melteigit vertreten und finden sich als Xenolithe im Nephelinsyenit. Der mineralogische und petrochemische Feldbefund läßt auf eruptiven Charakter dieser Gesteine schließen. Es wird angenommen, daß die Syenite und Nephelinsyenite sich aus Pyroxensyenodiorit und Barkevikitmelteigit entwickelt haben. Die ungleichförmige Verteilung von Granat und Korund wird auf die Metasomatose der umgebenden Gesteine durch alkalisches Magma zurückgeführt.

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Résumé Les roches alcalins autor de Sivamalai sont représentées par des syénites, des syénites éléolitiques et de roches alcalines basiques. Les syénites comprennent des syénites à péridot, pyroxene, hornblende et biotite, et des syénodiorites, des phases pegmatitiques et des syénites quartziféres. Les syénites éléolitiques comprennent des variétés à pyroxene, hornblende et biotite. Des syénites avec poches à grenat, magnétite ou corindon se rencontrent en quelques endroits entre les syénites éléolitiques et les roches encaissantes représentées principalement par gneiss granititiques. Les roches alcalines basiques sont représentées par des melteigites barkévictiques et se rencontrent en enclaves dans les syénites à néphéline. Les caractéristiques sur le terrain, minérologiques et pétrochimiques, indiquent le caractère igné de ces roches. Les syénites et les syénites éléolitiques sont considérées comme dérivant respectivement de syénodiorites pyroxéniques et de melteigites barkévictiques. La répartition irregulière du grenat et du corindon est attribuée à la métasomatose des roches encaissantes sous l'influence du magma alcalin.

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Sivamulai , - . -, , - , -, -. - , . - - , . -. . , - - . .

     

Strukturelle und szintillometrische Aufnahmen im Ostteil des Wölsendorfer Flußspatreviers,Bayern, sowie Untersuchungen über eine Pechblendevererzung bei Altfalter

Zusammenfassung Im Ortsteil des Wölsendorfer Flußspatreviers wurden Bruchstrukturen mit Hilfe der photogeologischen Linearanalyse und Gefügemessungen lokalisiert, wobei die Meßwerte durch das neue EDV-Programm TEKLA-2 (Krupp, 1981) und durch Unterprogramme verarbeitet wurden.Kluftsysteme, die an 22 Lokationen eingemessen wurden, koinzidieren mit den Ergebnissen der Linearanalyse und lassen für das Gesamtgebiet folgende bevorzugte Richtungen erkennen: 135–145° und 80–90°; untergeordnet treten die jeweiligen Gegenrichtungen auf. Das gemeinsame Streichen mineralisierter Klüfte und bekannter Flußspatgänge mit den Hauptkluftrichtungen und Harnischflächen läßt die tektonische Kontrolle der Mineralisation erkennen.Die Schollensynthese lieferte den Nachweis eines flächendeckenden Schollenmosaiks. Die wohl korrespondierenden Richtungen 130–150° und 25–45° sowie 75–95° und 5–25° wurden durch das Unterprogramm ANFILT herausgefiltert und zu zwei Karten zusammengestellt. Sie dokumentieren die systematische Schollenzerlegung des Kristallingebietes und lassen zwei im Raum unterschiedlich orientierte Beanspruchungssysteme erkennen, die postorogenetisch, also postvaristisch wirksam waren, denn die Granite sind gleichermaßen zerlegt. N/S Elemente sind regional nur untergeordnet vertreten.Das Untersuchungsgebiet läßt sich durch kilometerlange E-W streichende Schollengrenzen in drei größere Areale untergliedern. Vom SE von Altfalter kommend, erstrekken sich nach NW bis in den Raum nördlich Wölsendorf gebündelte Schollengrenzen, an die die vom Süden und Südosten kommenden tektonischen Elemente abstoßen.Fast alle Flußspatgänge koinzidieren mit lang ausstreichenden Schollengrenzen, vornehmlich im mittleren Areal und seinen Rändern.Szintillometermessungen ergaben neue Anomalienbereiche im Raum Wölsenberg, wo Uranmineralisationen aus der Oxidationszone beschrieben werden. Der Nordgang erwies sich dort als stark vererzt. Szintillometermessungen führten bei Altfalter zur Lokalisierung einer bislang unbekannten Pechblendevererzung.Bei der Pechblende von Altfalter handelt es sich aufgrund mineralogischer und geochemischer Befunde um eine hochtemperierte katathermale oder katathermale bis pneumatolytische Bildung in einer sulfidarmen Erzparagenese. Es erfolgte die Einordnung in den Typ Haute Vienne.

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In the eastern part of the Wölsendorfer fluorite mining region fractures were localized by the aid of photogeological linear analysis and joint measurements. The obtained data was evaluated by the new EDV program TEKLA-2 (Krupp, 1981) and by subroutines. The conformity of the fracture systems, measured at 22 locations, with the results of the linear analysis suggests the following preferred directions for the total area: 135–145°, 80–90° and to a limited degree the complementary directions. The corresponding strike of mineralized joints, known fluorite veins and the main joint systems show that the mineralisations are tectonically controlled.The block synthesis shows a well developed block mosaic. Corresponding directions 130–150° and 25–45° as well as 75–95° and 5–25° were filtered by the subroutine ANFILT and were drawn up in separate maps to document the systematic break up of the crystalline complex into blocks. Furthermore, they permit the recognition of two different direction systems which were effective postorogenetic, that means postvariscan since the variscan granits were intersected. N/S tectonical elements only are subordinatly represented in regional respect.Area of investigation can be subdivided into three major regions by E-W for kilometerstriking elements. Additionally from the SE, from Alfalter + Ewards NE, to the area north to east of Wölsendorf a major zone of block boundaries can be determinated. Tectonical elements located in the S and SE of the zone are intersected by this zone.Almost all fluorite veins coincide with extensively striking block boundaries. Scintillometer measurements showed new anomalies at the Wölsenberg from where uranium mineralisations of the oxidation zone were described.The Nordgang showed a high degree of mineralisation. Scintillometer measurements also resulted in the detection and localizing of a pitchblende mineralisation at Altfalter.The pitchblende of Altfalter is the result of high temperature, katathermal or pneumatolytic-katathermal processes in a low sulfide or paragenesis according to mineralogical and geochemical investigations. The type was classified as Haute Vienne.

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Résumé Dans la partie orientale du district minier à fluorine de Wölsendorf (au N de Regensburg sur la Danube), le réseau des fractures a été localisé par l'analyse photogéologique des linéations et par des mesures sur le terrain. Pour le traitement des données par ordinnateur, le nouveau programme TEKLA-2 (Krupp 1981) et ses sous-routines a été utilisé.Les résultats des mesures sur le terrain (22 localités) coïncident avec ceux de l'analyse photogéologique; deux directions préférentielles en ressortent: 135–145° et 80–90°; les directions conjointes (angle d'environ 75°) paraissent plutôt subordonnées. L'orientation des filons à fluorine connus et des joints minéralisés, conforme a celle des joints dominants et des surfaces striées permet de reconnaître le contrôle de la minéralisation par la tectonique.La synthèse des blocs fait apparaitre une mosaique de blocs en couverture superficielle. Les deux systèmes de fractures conjointes 130–150°, 25–45° et 75–95°, 5–25° ont été filtrés par le sous-programme ANFILT et tracés sur deux cartes: les deux systèmes d'orientations différentes correspondent à deux contraintes successives, toutes les deux d'âge post-hercynien parcequ'elles affectent les granites égalément. Les directions N-S n'apparaissent guère régionalement.Traversant la région étudiée d'Ouest en Est, des fractures d'ordre kilométrique délimitent trois domaines majeurs. Venant du Sudest, de la région d'Altfalter, un faisceau de fractures s'étend vers le Nordouest, vers la région au Nord de Wölsendorf; les éléments tectoniques venant du Sud et Sudest butent contre ce faisceau.Presque tous les filons à fluorine suivent les fractures majeures délimitant les blocs, surtout dans l'aire centrale de la région étudiée.Par la scintillométrie des anomalies ont été trouvées dans la région de Wölsendorf; un filon d'orientation N-S est fortement minéralisé; on en décrit les paragenèses d'Uranium de la zone d'oxidation.Dans la région d'Altfalter, une minéralisation à Pechblende, inconnue auparavant, a été découverte scintillométriquement. La pechblende d'Altfalter, d'après les investigations minéralogiques et géochimiques, a été formée dans des conditions hautement catathermales ou catathermales à pneumatolytiques dans une paragenèse pauvre en sulfures. La minéralisation est du type Haute Vienne.

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Wlsendorf'a EDV TEKLA - 2 (Krupp, 1981). , 22 , : 135–145° 80–90°; . , , . , , . ANFILT , 130– 150° 25–45°, . , . . N/S , , , E-W . SE- Altfalter'a , NW W lsendorf'a, . , , . Wlsenberg, . . Altfater'a , . , , ; Haute Vienne.

     

Mønsted and Sevel salt domes,North Jutland,and their influence on the Quaternary morphology

This paper deals with two salt domes, Mønsted and Sevel, located in northern Jutland, and is primarily concerned with the problem of Quaternary salt tectonics and its possible relationship to the Quaternary morphology.Geological mapping of the two areas during the summers of 1965 and 1966 included a detailed surveying by means of a theodolite of a stream valley extending over the north-eastern part of Mønsted salt dome and of two valleys in the southern part of Sevel salt dome. In the Mønsted area extensive use of aerial photographs was made.In the light of the results of the geological study, an interpretation of the available geophysical data — in the case of Mønsted both gravimetric and magnetic — is attempted.

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Zusammenfassung Die Salzstöcke Mønsted und Sevel in Nordjütland werden untersucht. Es wird versucht in beiden Gebieten eine Beziehung zwischen Quartär-Morphologie und Salztektonik herzustellen.Eine geologische Kartierung der beiden Gebiete wurde im Sommer 1965 und 1966 durchgeführt. Sie umfaßt eine detaillierte Vermessung des Bachlaufes, der über den Nordostteil des Mønsted-Salzstockes fließt, so wie zweier Täler im Südteil des Sevel-Salzstockes.Die Ergebnisse der geologischen Untersuchung werden in Beziehung zu den geophysikalischen Daten — für Mønsted gravimetrische und magnetische gesetzt.

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Résumé Cet article traite deux dômes de sel, Mønsted et Sevel, situés au Nord du Jutland, et il s'occupe en premier lieu du problème de la tectonique du sel pendant le Quaternaire, et son éventuelle influence sur la morphologie quaternaire.L'étude géologique des deux régions, faite au cours des étés 1965 et 1966, comprenait un mesurage détaillé à l'aide d'un théodolite d'une vallée qui s étend sur la partie Nord-Est du dôme de sel à Mønsted et de deux vallées dans la partie Sud du dôme de sel à Sevel. Dans le cas de Mønsted on a fait ample usage de photographies aériennes.S'appuyant sur les résultats de l'étude géologique, l'auteur propose une interprétation des données géophysiques disponibles, qui dans le cas de Mønsted, comportent des mesurages tant gravimétriques que magnétiques.

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Mø nsted Sevel . . ( Mønsted).

     

The transition from amphibolite-facies mylonite to chloritic breccia and role of the mylonite in formation of Eocene epizonal plutons,Bitterroot dome,Montana

The Bitterroot mylonite is a ductile-deformed amphibolitefacies mylonite (A-mylonite), abruptly capped by ductile- to brittle-deformed greenschist-facies mylonite (G-mylonite). The movement picture of the A-mylonite from its lineation and S-C-surfaces is strongly focused; the average orientation for the G-mylonite is similar but much more diffuse.Regional metamorphism, and intrusion of quartz diorite orthogneiss, granodiorite, and granite of the Idaho-Bitterroot batholith between 105 and less than 60 m.y. ago was followed by regional extension, formation of the A-mylonite, and rapid drop in temperature from about 700 °C to about 280 °C, at a time inferred to be about 57 to 53 m.y. ago. Pressure-relief melting of water-undersaturated rocks at deeper crustal levels, in response to the rapid decrease in pressure, may have produced the nearly dry magmas emplaced as very shallow plutons or erupted as the Challis rhyolitic volcanics 52 or 53 m.y. ago.The greenschist-facies mylonite/chloritic breccia formed during further cooling to about 100 °C, during listric normal faulting on the eastern flank of the Bitterroot dome about 40 m.y. ago.

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Zusammenfassung Der Bitterroot-Mylonit ist ein duktil deformierter amphibolitfazieller Mylonit (A-Mylonit), der von einem duktil bis spröd deformierten grünschieferfaziellen Mylonit (G-Mylonit) scharf getrennt wird. Das Bewegungsbild des A-Mylonites ist anhand seiner Lineationen und seiner S-C-Gefüge stark ausgerichtet; die Durchschnittsorientierung für die G-Mylonite ist ähnlich, streut aber breiter. Der Regionalmetamorphose, den Intrusionen von Quarzdiorit, Orthogneis, Granodiorit und dem Granitbatholithen von Idaho-Bitterroot zwischen 105 und mindestens 60 Ma folgte eine regionale Dehnungsphase, dann die Bildung der A-Mylonite, danach ein rascher Temperaturabfall von ungefähr 700 °C auf ca. 280 °C, wahrscheinlich im Zeitraum vor 57 bis 53 Ma. Druckabhängiges Schmelzen wasseruntersättigter Gesteine in tieferen Krustenniveaus könnte als Reaktion auf den rapiden Druckabfall zur Bildung der nahezu trockenen Magmen geführt haben, die dann vor ca. 52 oder 53 Ma als sehr flachliegende Plutone intrudierten oder wie der Challis-Rhyolith eruptiert wurden.Der grünschieferfazielle Mylonit und die Chloritbrekzien bildeten sich während der weiteren Abkühlung bis auf ca. 100 °C mit der Entwicklung von listrisch geformten Abschiebungen auf der Ostflanke des Bitterroot-Domes vor ca. 40 Ma.

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Résumé L'ensemble mylonitique de Bitterroot comporte une mylonite engendrée par déformation ductile dans le facies des amphibolites (mylonite A), en contact brusque avec une mylonite, ductile à cassante, appartenant au facies des schistes verts (mylonite G). L'image cinématique de la mylonite A est définie de manière très précise par sa linéation et la disposition des plans s et c; l'image de la mylonite G est semblabe, mais plus diffuse.Le métamorphisme régional et l'intrusion de méta-diorite quarzique, de granodiorite et de granite formant le batholite de l'Idaho-Bitterroot, entre 105 Ma et moins de 60 Ma, ont été suivis d'une extension régionale accompagnée de la formation de la mylonite A et d'une chute rapide de la température depuis 700 °C jusqu' à ±280 °C, probablement entre 57 et 53 Ma. La fusion de roches sous-saturées en eau, provoquée dans des niveaux crustaux plus profonds par la baisse rapide de la pression peut être à l'origine des magmas presque secs responsables de la mise en place de plutons peu profonds et d'éruptions comme celle des volcanites rhyolitiques de Challis il y a 52 ou 53 Ma.La mylonite de facies schistes verts et la brèche chloritique se sont formées au cours du refroidissement ultérieur, jusqu'à ±100 °C, à l'occasion de la production de failles normales listriques sur le flanc est du dôme de Bitterroot, il y a environ 40 Ma.

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, Bitterroot (-), (G-), . - , Bitterroot, ; , G- , . , -, , Idaho-Bitterroot 105 60 : , — -, — 700 ° 280 °, , , 57 53 . , , , , 52–53 , , Challis. 100 °, Bitterroot 40 .

     

Beziehungen zwischen Calciumgehalt und Bildungsbedingungen der Dolomite

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

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

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

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, . .

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

Geology and paleontology of late Cenozoic marine deposits in the Sacaco area (Peru)

Paleontologic, stratigraphic and geochronologic (K-Ar) evidence demonstrate the presence of both late Miocene and Pliocene marine deposits in the Pisco Formation in the area of Sacaco, Peru. Tuffaceous sandstone, siltstone, and shelly sandstone comprise the greater part of the ca. 350 meters sequence. The fine grained sediments have accumulated in large coastal lagoons, while coarser sediments were deposited in semiprotected littoral and nearshore environments. A rich marine vertebrate fauna from the Sacaco basin includes fossil selachians, teleost fishes, marine birds, cetaceans, marine carnivores, and a single edentate species. A diverse invertebrate fauna consists principally of venerid and muricid molluscs. Five vertebrate levels have been correlated with five provisionally defined molluscan zones. The vertebrate fauna has some affinity with faunas of the Miocene Yorktown Formation at the Lee Creek Mine of North Carolina (USA). Distinctive Miocene and Pliocene molluscan assemblages of the Pisco Formation and Pleistocene molluscan assemblages from overlying terrace deposits become progressively more similar to Chilean assemblages of equivalent age and less similar to Tethyan faunas of the Panamic and Caribbean regions.

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Zusammenfassung Paläontologische, stratigraphische und geochronologische (K-Ar) Daten belegen ein obermiozänes und pliozänes Alter der Pisco-Formation. Die Sequenz wird etwa 350 m mächtig und besteht aus tuffartigen Sandsteinen, Silten und Schillsanden. Die feineren Sedimente sind in großen Lagunen, die gröberen im geschützten Strandbereich abgelagert worden. Die reiche Fauna enthält Fische (Teleostei und Selachii), Meeres-Vögel, eine Edentata und an Wirbellosen hauptsächlich Veneriden und Muriciden. Fünf Wirbeltier-Horizonte lassen sich mit fünf vorläufig definierten Molluskenzonen korrelieren. Die Vertebratenfauna ähnelt der aus dem Unterpliozän von Nordkarolina (Yorktown Formation und Lee Creek Mine Formation — USA). Vom Miozän zum Pliozän verändert sich der Charakter der Molluskengesellschaften vom panamensisch-karibischen zu chilenischem Gepräge.

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Résumé Des preuves paléontologiques, stratigraphiques et géochronologiques (K-Ar) démontrent la présence de dépôts miocènes supérieur aussi bien que pliocènes dans la Formation Pisco dans la région de Sacaco (Pérou). La séquence est d'environ 350 mètres et se compose de grès tuffacés, de microgrès et de grès coquillers. Les sédiments à grains fins se sont accumulés à l'intérieur de grands lagons côtiers tandis que les sédiments plus grossiers furent déposés dans des environnements abrités littoraux et côtiers. La faune de Vertébrés de la région de Sacaco est riche et comprend essentiellement des Sélaciens, des Téléostéens, des Oiseaux marins et un Edenté. La faune d'Invertébrés est variée et se compose principalement de Mollusques Vénéridés et Muricidés. Cinq niveaux de Vertébrés ont été corrélés avec cinq zones de Mollusques définies provisoirement. La faune de Vertébrés présente des affinités avec celle de la Formation Yorktown du Pliocène inférieur de Lee Creek Mine en Caroline du Nord (USA). Les associations caractéristiques de Mollusques miocènes et pliocenes de la Formation Pisco et celles des dépôts de terrasses quaternaires sus-jacents sont de bas en haut, progressivement plus semblables aux associations chiliennes du même âge, différant des faunes téthysiennes des provinces panam eennes et caraïbéennes.

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, ( -) Pisco . 350 , . , , , - . : (Teleostei Selachii), , Edentata, — . . Venerideae Muricideae. 5 , , . ( Yorktown Lee Creek Mine, ). .

     

Phase relationships and fluid inclusions characteristics of the metamorphosed,stratiform sulfide deposit Matchless,Namibia

Silicate assemblages in the wallrocks of the metamorphosed, stratiform sulfide deposit Matchless, Damara orogen, Namibia, yield temperatures between 550 and 625 °C and pressure of 6–8 kbar. Highest density fluid inclusions, containing either pure CO₂ or CO₂-CH₄/N₂ mixtures, display isochors which extrapolate through these metamorphic peak conditions. A second group of inclusions with the same fluid compositions exhibit isochors conforming to lower pressures, i.e. 3 kbar as deduced from sphalerite barometer, at the same temperatures. From these observations, we deduce an isothermal uplift path after peak of amphibolite facies metamorphism.

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Zusammenfassung Silikatparagenesen im Nebengestein der metamorphen, schichtgebundenen Kupferlagerstätte Matchless, Damara-Orogen, Namibia, ergeben Temperaturen zwischen 550 und 625 °C und Drucke von 6–8 kbar beim Höhepunkt der Me-tamorphose. Fluideinschlüsse hoher Dichte, die mit CO₂ oder mit CO₂+CH₄/N₂ gefüllt sind, besitzen Isochoren, die durch diese P-T-Kombination verlaufen. Eine zweite Gruppe von Fluideinschlüssen mit der gleichen Zusammensetzung entspricht niedrigeren Druckbedingungen von etwa 3 kbar, wie sie sich aus dem Zinkblende-Barometer ableiten lassen, jedoch bei unveränderter Temperatur. Daraus läßt sich auf eine isotherme Heraushebung nach dem Höhepunkt der Metamorphose schließen.

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Résumé Le dépôt de sulfure stratiforme métamorphique de Matchless (orogenèse Damara, Namibie) sont encaissés dans des roches dont les paragenèses silicatées indiquent des températures comprises entre 550° et 625° et des pressions de 6 à 8 Kb. Des inclusions fluides, très denses, contenant soit du CO₂ pur, soit des mélanges CO₂ + CH₄/N₂ fournissent des isochores qui traversent ce champ (P, T). Les isochores d'un deuxième groupe d'inclusions de mêmes compositions donnent, pour les mêmes températures, des pressions plus basses, de l'ordre de 3 Kb, déduites du baromètre à blende. On en déduit un soulèvement isothermique de la région après le pic du métamorphisme, qui s'est produit dans les conditions du faciès des amphibolites.

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, Matchless, , , , , , 550 65 6 8 . , ₂, ₂ + CH₄/N₂ , . , 3 , , . , , .

     

Geochemistry and hydrothermal alteration of the Kern Mountains plutonic complex,White Pine County,Nevada and Juab County,Utah

The Kern Mountains plutonic complex is composed of multiple intrusions referred as the Cove, Tungstonia and Hoodoo Canyon plutons, whose emplacement was structurally controlled. The plutons are members of the calc-alcaline granite series, leucogranite type that are relatively alkali rich. The complex is of epizone (4–10 km) and was emplaced during Jurassic time into the carbonates and quartzite of Paleozoic age. Trace and major element data indicate that the complex was derived from the partial melting of rocks similar to Canadian Shield rocks. Analysis of variance of chemical data suggets that hydrothermal solutions carried K₂O, Na₂O and SiO₂ and raised the levels of original oxides in the plutons. Hydrothermal activity is evidenced by the occurrence of second generation muscovite, potassium feldspar and quartz in the complex and tungsten and sulphide mineralization in the area.

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Zusammenfassung Der plutonische Komplex des Kerngebirges besteht aus mehrfachen Instrusionen, genannt Cove-, Tungstonia- und Hoodoo Canyon-Pluton, deren Platznahme tektonisch kontrolliert wurde. Die plutonischen Gesteine gehören zu den Kalkalkaligraniten; sie sind leucogranitisch und damit ziemlich alkalireich. Der Komplex ist epizonal (4–10 km), er drang während des Jura in die Karbonate und Quarzite des Paläozoikums ein. Spuren- und Hauptelementmeßwerte zeigen an, daß der Komplex von aufgeschmolzenen Gesteinen abgeleitet werden kann, die den Gesteinen des Kanadischen Schildes ähneln. Die Analyse der Variation von chemischen Meßwerten deutet an, daß hydrothermale Lösungen K₂O, Na₂O und SiO₂ enthielten, die das Niveau der ursprünglichen Oxide in den plutonischen Gesteinen erhöhten. Die hydrothermale Tätigkeit wird durch das Vorhandensein von Muskowit, Kaliunifeldspat und Quartz der zweiten Generation innerhalb des Komplexes und durch Wolfram- und Sulfidmineralisation in der Umgebung bewiesen.

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Résumé L'ensemble plutonique des montagnes de Kern, consiste en de nombreuses intrusions dénommées plutons du »Cove«, de »Tungstonia«, et du »Hoodoo Canyon« dont la mise en place a été tectoniquement controlée. Ces plutons font partie de la série granitique calco-alkaline; ce sont des leucogranites relativement riches en alcali. L'ensemble est épizonal (4–10 km), et s'est mis en place au cours du Jurassique dans des Calcaires et quartzites d'âge paléozoique. Les données analytiques relatives aux élements majeurs et en trace indiquent que cet ensemble peut provenir de la fusion partielle de roches similaires à celles du Bouclier Canadien.L'analyse de la variation des données chimiques suggère aussi que l'enrichissement de ces plutons en K₂O, Na₂O, et SiO₂ s'est fait à partir de solutions minéralisantes hydrothermales, comme en témoignent non seulement la présence d'une deuxième génération de muscovite, de feldspath potassique et de quartz, mais aussi par la mineralisation en tungstène et en minerais sulfurés à leur voisinage.

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, Cove, Tungstonia Hoodoo Canyon, . - ; , , . (4–10 ); . - , , . , K₂O, Na₂O SiO₂, . , .

     

Pan African plate tectonics and its repercussions on the crust of northeast Africa

Pan African belts of the African mainland and the Arabian-Nubian Shield exhibit evolutionary features which are either compatible with intracontinental ensialic development or with plate margin and Wilson cycle tectonics during the time period 1100–500 Ma ago.It is suggested that both the ensialic and plate margin developments were caused by the same fundamental subcrustal forces that are reponsible for present-day lithospheric motion, and the Pan African event is therefore representative of a transition from Precambrian ensialic plate tectonics to Phanerozoic Wilson cycle tectonics.The North African craton between the central Hoggar and eastern Egypt/Sudan is characterized by widespread late Pan African thermal activity, documented by voluminous calc-alkaline granitoid intrusions and alkaline to peralkaline ring complexes, as well as a general resetting of mineral isotopic systems in older basement rocks (Schürmann, 1974;Vachette, 1974). Nagy et al. (1976) interpreted these features as evidence for progressive eastward growth of the West African craton but I suggest that pre-Pan African continental crust including Archaean elements (Ouweinat) was already in existence in northeast Africa. This crust was strongly affected by intraplate stresses resulting from closing of the Pharusian ocean in the western Hoggar and from collisional tectonics in the Arabian shield.Much of the late Pan African deformation in northeast Africa appears to have occurred by strike slip motion and there is a striking analogy with the Cenozoic deformation pattern behind the Himalayan belt in northeast Asia.Following the model ofMolnar andTapponier (1975) the deformation patterns of Asia and northeast Africa are compared, and it is possible to relate the Pan African structures and magmatism between the Hoggar and Egypt/Sudan to continental collision and identation of a semi-infinite hot crustal segment by a cold rigid plate (the West African craton).

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Zusammenfassung Die panafrikanischen Faltengürtel des afrikanischen Kontinentes und des Arabisch-Nubischen Schildes zeigen während des Zeitraumes von ca. 1100 bis 500 M. J. Entwicklungstendenzen, die teilweise im Sinne einer ensialischen Orogenese und teilweise als Folge einer Plattenrand-Evolution (Wilson Zyklus) gedeutet werden können.Trotz ihrer verschiedenartigen Anlage sind sowohl die ensialischen als auch die Plattenrand-Orogene wahrscheinlich auf die gleichen subkrustalen Kräfte zurückzuführen, die auch heute für die Bewegung von Lithosphärenplatten verantwortlich sind. Es ist daher anzunehmen, daß die panafrikanische Episode geotektonisch eine Übergangsphase von vorwiegend ensialischer Orogenentwicklung des Präkambriums zur phanerozoischen Plattentektonik darstellt.Im Bereich des nordafrikanischen Kratons zwischen dem zentralen Hoggar Gebirge und Ost-Ägypten/Sudan wirkte sich die panafrikanische Episode vorwiegend als Thermalphase aus, wobei weitverbreitet voluminöse Granitplutone und alkalische Ringkomplexe in die alte Kruste eindrangen und von einer regionalen isotopischen Rejuvenation der älteren Gesteine begleitet wurden (Schürmann, 1974;Vachette, 1974). Einige Autoren deuten die panafrikanischen Granitintrusionen in Nordostafrika als Resultat einer allmählichen Krustenakkretion, es gibt jedoch genügend Anhaltspunkte für die Annahme einer kontinuierlichen prä-panafrikanischen Kruste vom Zentralhoggar bis nach Ägypten, zu der auch die archaischen Elemente des Ouweinat Massives gehören. Dieser stabile Bereich wurde als Folge der spätpräkambrischen Kollisionstektonik im westlichen Hoggar und im Arabisch-Nubischen Schild starken Spannungen unterworfen und reagierte vor allem durch Bruchtektonik, wobei besonders Horizontalverschiebungen dominierten.Es besteht eine auffallende Ähnlichkeit zwischen dieser Verformung und dem Deformationsschema in Nordost-Asien hinter dem jungen Faltengebirge des Himalaya. Beide Bereiche werden verglichen und es scheint möglich zu sein, die panafrikanische Bruchtektonik und den zugehörigen Magmatismus im Sinne vonMolnar &Tapponier (1975) als Resultat von Plattenkollision zu deuten. Nach diesem Modell kollidierte im Westen der westafrikanische Kraton unter Schließung des pharusischen Mini-Ozeans mit Nordostafrika während im Osten im Bereich des heutigen Arabischen Schildes kontinuierliche Subduktionsvorgänge zur Bildung eines Kontinentalrandes vom Anden-Typus mit voluminösen kalkalischen Vulkaniten führten.

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Résumé Les zones mobiles pan africaines du continent africain et du bouclier arabo-nubien montrent des tendances évolutionnaires qui sont compatibles en partie avec le développement intracontinental et ensialique en partie avec les tectoniques de bord de plaques et du cycle de Wilson pendant la période: 1100–500 Ma.Il y a lieu d'admettre que le développement orogénique-ensialique et celui du bord des plaques sont provoqués part les mêmes activités fondamentales et sous-crustales qui sont responsables pour des mouvements lithosphériques d'aujourd'hui. Pour cette raison l'événement pan-africain peut être considéré comme une transition de la tectonique du plaqueensialique du Précambrien à la tectonique cyclique de Wilson du Phanérozoique.Le craton d'Afrique du Nord, entre le Hoggar central et l'Egypte de l'Est/Soudan, est caractérisé par une activité thermale tardive pendant l'épisode pan-africain. Cette activité est démontrée par des intrusions volumineuses de granite calcoalcalin et des complexes cirenlaires alcalins à peralcalins aussi bien que par une remise générale en place de systèmes isotopiques des minéraux dans les roches plus vieilles du socle. (Schürmann, 1974;Vachette, 1974). Nagy et al. (1976) ont interprêté ces caractères comme une preuve de la croissance progressive en direction de l'Est du craton ouest-africain; mais nous supposons que la croûte continentale pré-pan africaine y compris les éléments archéens (Ouweinat), a déjà existé en Afrique du Nord-Est. Cette partie de la croûte terrestre a été influencée fortement par des pressions internes qui résultent de la fermeture de l'océan pharusien dans l'ouest du Hoggar et de la tectonique de collision dans le bouclier arabe.Beaucoup de déformations pan-africaines tardives en Afrique du Nord-Est semblent être apparues àla suite d'un mouvement de décrochement. Il y a une analogie frappante avec le type de la déformation cénozoique à l'arrière de la chaine himalayenne de l'Asie nord-est. Les types de déformations de l'Asie et de l'Afrique du Nord-Est ont été comparés. Il semble possible de mettre en rélation les structures pan-africaines et le magmatisme de l'Hoggar et de l'Egypte/Soudan avec la collision continentale et l'indentation dune partie chaude de la croûte avec une plaque rigide et froide (le craton ouest-africain) après le modèle deMolnar &Tapponier (1975).

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- - 1100 500 , , , , ( ). , . , - . - - - , , , (Schürmann, 1974; Vachette, 1974). - , , - Hoggar , Ouweinat. Hoggar - , , . - . , , - , Molnar Tapponier (1975) , . , - - , , , , - .

     

Sediment dispersal and provenance in the Silesian,Dukla and Magura flysch nappes (Outer Carpathians,Poland)

The Polish Outer Carpathians consist of several flysch series of unknown original basement. They were deposited from Late Jurassic to Miocene in a large basin dissected by tectonically uplifted ridges (cordillieras) which acted as source terrains. The actual nappe pile is correlated with palaeogeographic basin realms. From N to S the Skole, Silesian, Dukla and Magura basins are distinguished. Our paper presents a first compilation of heavy mineral data and pebble analysis in the various turbiditic fan systems. It is assumed that the heavy minerals primarily reflect the nature of basement rocks exposed in the source terrains.The individual flysch basins were supplied generally from unmetamorphosed granitic to highgrade metamorphic continental basement series. But staurolite-bearing high-grade metamorphics appear to have been present only in the northernmost provenance area (Silesian and Subsilesian ridges). A few reworked chromian spinel mineral grains in the northern parts of the basin were derived from small Caledonian/Variscan ultrabasic sutures present in the source ridges. Increased chromian spinel contents are revealed in the southern part of the basin (Maastrichtian-Eocene Magura series) and in Cretaceous Pieniny Klippen belt flysch formations. The chromian spinel in the Magura series was derived, either directly from Alpine oceanic crust obducted in the southern part of the Pieniny realm, or from re-eroded Pieniny flysch series. Hence, our heavy mineral data indicate that in the Outer Carpathian basin during Cretaceous convergence no Alpine ophiolitic crust was obducted. Therefore, an ophiolitic basement to the individual basins appears inprobable. The Outer Carpathians presumably occupied, with respect to the internal suture zone, the position of a deep continental basement floored foreland basin.

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Zusammenfassung Die Äußeren Karpathen in Polen bestehen aus mehreren von ihrem Untergrund abgescherten Flysch-Serien, die von oberem Jura bis Miozän in einem Großbecken abgelagert wurden, das durch mehrere tektonisch hochgehobene Rücken (Cordillieren oder Liefergebiete) in Teilbecken gegliedert war. Das ursprüngliche Substrat der verschiedenen Becken ist unbekannt und die heutige Deckenstruktur wird mit der ursprünglichen Beckenanordnung korreliert. Von N nach S werden die Skole-, Silesien-, Duklaund Magura-Becken unterschieden. Die vorliegende Arbeit präsentiert eine erste Zusammenfassung von Schwermineraldaten und Geröllanalysen in den verschiedenen turbiditischen Schüttungssystemen. Dabei wird davon ausgegangen, daß die Schwermineralgehalte der Sandsteine primär die Zusammensetzung des kristallinen Grundgebirges in den Liefergebieten widergeben.Die einzelnen Flyschbecken wurden zumeist von unmetamorphem granitischem bis hochgradig metamorphem kontinentalem Grundgebirge beliefert. Staurolith-führende hochgradige Metamorphite waren jedoch nur in den nördlichst gelegenen Liefergebietsprovinzen (Silesischer und Subsilesischer Rücken) anstehend. Geringe Vorkommen von Chromspinell in den nördlichen Beckenteilen stammen von kleineren caledonisch/variszischen ultrabasischen Einschlüssen (Suturen) in den Cordillieren. Erhöhte Chromspinellgehalte werden nur im südlichen Becken (Maastricht bis Tertiär des Magura-Beckens) und in kretazischen Flyschen der Pieniny-Klippen festgestellt. Der Chromspinell in den Magura-Serien stammt von alpiner ozeanischer Kruste, die während der Kreide im südlichen Pieniny-Raume obduziert wurde oder von neuerlich erodierten Flyschen aus den Pieniny-Becken. Unsere Schwermineraldaten weisen folglich darauf hin, daß während der kretazischen tektonischen Konvergenz im Bereich der Äußeren Karpathen keine alpin gebildete ophiolithische Kruste aufgeschuppt wurde. Die Anwesenheit eines ozeanischen Untergrundes der einzelnen Teilbecken erscheint deshalb unwahrscheinlich. Die Äußeren Karpathen nahmen deshalb vermutlich gegenüber der internen Suturzone die Stellung eines tiefen Foreland-Beckens über kontinentaler Kruste ein.

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Résumé Les Carpathes externes, en Pologne, sont composées de plusieurs séries de flysch d'âge jurassique à miocène déposées dans un grand bassin alimenté par l'érosion de rides tectoniques internes et externes (cordillères). Ces séries de flysch sont préservées en nappes, classiquement corrélées avec différents domaines paléogéographiques du bassin. Le substratum originel de ces bassins individuels n'est pas connu et reste discuté. On distingue, du nord au sud, les bassins de Skole, de Silésie, de Dukla et de Magura. Nous présentons ici les premiers résultats de l'analyse des minéraux lourds et des lithoclastes reconnus dans les principaux éventails turbiditiques sous-marins. Nous partons de l'hypothèse que le contenu des grès en minéraux lourds reflète la nature du socle cristallin qui était à l'affleurement dans les diverses régions-source.D'une manière générale, les bassins de flysch ont été alimentés par des terrains granitiques non métamorphiques et par des formations métamorphiques de moyenne et haute température. Il semble cependant que les terrains métamorphiques de haut degré à staurotide étaient présents seulement dans les sources les plus septentrionales (rides silésienne et subsilésienne). Le spinelle chromifère présent en petite quantité dans la partie nord du bassin peut être expliqué par la présence d'inclusions ultramafiques calédoniennes ou varisques (zones de sutures) dans les cordillères. Une proportion élevée de grains de spinelle chromifère ne s'observe que dans la partie méridionale du bassin des Carpathes externes (séries maastrichtiennes et tertiaires du bassin de Magura) et dans les flyschs crétacés des clippes de Pieniny. Il est suggéré que le spinelle chromifère du bassin de Magura a été fourni par la croûte océanique alpine, obductée au cours du Crétacé dans la partie interne du domaine des clippes de Pieniny, ou par l'érosion secondaire des flyschs de Pieniny.La rareté et l'origine probablement ancienne des spinelles chromifères dans la partie septentrionale indique que lors des mouvements convergents crétacés aucune roche ophiolitique alpine n'était exposée à l'érosion. Par conséquent, la présence de fonds océaniques dans ces bassins individuels semble peu probable. Les Carpathes externes représentent probablement un bassin profond, de type «foreland» par rapport à une zone de suture ophiolitique plus interne.

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, , , . , . : Skole, Silesien, Dukla Magura. . , . , . , , , , , .. . - () . ( ) Pieniny . , Pieniny, . , , . , , . .. , .

     

Late Paleozoic serpentinites and mafic schists from the Coast Range accretionary complex,central Chile: their relation to aeromagnetic anomalies

Regional structural trends within the poorly exposed metamorphic basement complex of central Chile between 39°30' and 41°30'S latitudes are evident on total intensity aeromagnetic maps. Field and laboratory measurements of magnetic susceptibility indicate that anomalies are related to relic magnetite and rare ilmenite phase concentrations in serpentinites and lower greenschist facies mafic schists.Serpentinites and mafic schists representing fragmented ophiolites are common throughout a broad, highly magnetic central zone which separates a low-magnetic metaturbidites terrain in the Northeast from a southwestern, low susceptibility, metavolcanic rich area with isolated anomalies. One of the isolated anomalies represents a polyphase deformed serpentinite emplacement overlain by coarse grained eclogitic blueschist, highly magnetic undeformed serpentinites and amphibolite boulders thought to have been transported within the ultramafic body.The trend of the regional magnetic anomaly pattern is controlled by the main foliation, a crenulation cleavage (S2), rather than by primary factors, such as emplacement pattern of the ultramafics. This structural grain was established during the early Carboniferous event which culminated pre-Andean accretion in the area. The overall zonation, however, seems to reflect the composition of slices in a composite prism accreted during oblique subduction along the margin of Gondwanaland.

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Zusammenfassung Reliktische präkinematische (prä-S2) Magnetitanreicherungen kommen in Serpentiniten und Metabasiten der Grünschieferfazies des spätpaläozoischen Grundgebirges der Küstenkordillere Chiles häufig vor. Zwischen 39°30' und 41 °30' südlicher Breite wurden magnetische Messungen in situ in diesen Gesteinen durchgeführt, die deren enge räumliche Beziehung zu regionalen NW-SO streichenden Anomalien bestätigen.Die Serpentinite stellen Teile eines zerscherten Ophiolithkomplexes dar, der zwischen einer schwach-magnetischen Metaturbidit-Zone und einer schlecht aufgeschlossenen Metapyroklastit-Zone diapirartig intrudierte. Ein mehrfach deformierter Serpentinitkörper ist von Gerollen aus eklogitischem Blauschiefer überlagert, die höchstwahrscheinlich ursprünglichen tektonischen Einschlüssen entsprechen.Der regionale Trend der Anomalien ist eher vom Streichen und Einfallen der Hauptschieferung als von primären Strukturen kontrolliert. Es handelt sich um eine Krenulationsschieferung (S2) die durch eine frühkarbonische Phase entstanden ist. Sie stellt den Höhepunkt einer prä-Andinen Schrägakkretion dar. Die regionale lithologische Gliederung scheint jedoch die Zusammensetzung der einzelnen Akkretionskeile widerzuspiegeln.

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Résumén Serpentinitas y esquistos máficos metamorfizados en condiciones de facies esquistos verdes baja forman parte del basamento metamorfico de la Cordillera de la Costa de Chile central entre los 39°30' y los 41°30'l.s. Mediciones in situ y en laboratorio de suceptibilidad magnética muestran que sus concentraciones de magnetita pretectonica con respecto a la foliación principal son responsables de anomalías de rumbo NW-SE.Las serpentinitas constituyen parte de una asociación »ofiolítica« fragmentada que aflora dentro de una ancha banda entre metaturbiditas débilmente magnéticas al NE y metapiroclastitas con aisladas anomalías al SW. Una serpentinita del último sector presenta evidencias de deformación polifásica y esta recubierta por bolones de esquistos azules eclogíticos y anfibolitas, los cuales podrían representar inclusiones originalmente transportadas por el cuerpo ultramáfico.El diseño regional de las anomalías magnéticas está controlado por la actitud de la foliación principal, más que por el diseño del emplazamiento original. Esta, un clivaje de crenuación S2, se originó durante un evento carbonífero temprano que representa el climax de la acreción pre-andina en el área. La zonación litológica regional, sin embargo, parece reflejar más bien la composición de lonjas individuales dentro de un prisma compuesto acrecionado mediante subducción oblicua.

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- (prä-S2) . 39°30 41°30 in situ , , NW-SO. , , . , , , , , . , . (S2), . - . .

     

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

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

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

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

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