Grundwasservorkommen Mitteleuropas — Grundlagen und Möglichkeiten ihrer Erschließung und Bewirtschaftung

Zusammenfassung Bei einer pauschalen Betrachtung ist das Grundwasserdargebot der Bundesrepublik Deutschland eine durch die Durchlässigkeit der Gesteine und die Grundwasserneubildung begrenzte Größe. In Verbindung mit Uferfiltratgewinnung und künstlicher Grundwasseranreicherung kann auch der künftige Bedarf an qualitativ hochwertigem Grundwasser gedeckt werden. Schwierigkeiten ergeben sich jedoch aus dem Auseinanderfallen von Bedarfs- und Gewinnungsschwerpunkten, aus der Notwendigkeit, bisher wenig genutzte, schwierig zu erschließende Grundwasservorkommen in Festgesteinen zu erschließen, aus dem qualitativen und quantitativen Grundwasserschutz und aus der Konkurrenzsituation der Grundwassernutzung mit der Nutzung anderer Rohstoffe. Die Geowissenschaftler sind aufgerufen, zur Lösung dieser Probleme in interdisziplinärer Zusammenarbeit mit den Ingenieuren, Wasserchemikern und anderen Wasserfachleuten durch ihre speziellen Kenntnisse und Arbeitsmethoden beizutragen.

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In a general survey the groundwater supply of the Federal Republic of Germany is a quantity defined by rock permeability and groundwater recharge. Taking into account bank filtered river water and artificial groundwater recharge the future demand of high quality groundwater will be available. Difficulties arise from areal distances between centres of demand and of supply, from the necessity to explore groundwater in hard rocks which have been rarely used up to this time due to its difficult exploration, from the quantitative and qualitative groundwater protection and from competition of groundwater use with the exploitation of other natural resources. Geoscientists are challenged to contribute to the solution of these problems in interdisciplinary cooperation together with engineers, water chemists and other water experts by using their special knowledges and scientific techniques.

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Résumé D'après une estimation globale, la disponibilité en eau souterraine de la République Fédérale Allemande représente une quantité limité par la perméabilité des roches et par la réalimentation en eau de la nappe. En tenant compte de l'apport à la nappe aquifère par suite de l'infiltration d'eau de rivière et de son enrichessement artificiel, la demande future en eau souterraine de haute qualité peut être couverte. Les difficultés qui se produiront, vont être provoquées par les distancees entre les points de consommation et les points d'alimentation, par l'exploration difficile des eaux souterraines en roches fissurées, et karstifiées, par la protection quantitative et qualitative des eaux souterraines et par la compétition entre l'usage des eaux souterraines et l'exploitation des autres ressources naturelles. Les chercheurs sont appelés, pour resoudre ces problèmes dans un cadre interdisciplinaire, à collaborer avec les ingénieurs, les chimistes et autres éxperts en eaux, chacun avec leurs connaissances spéciales et leurs méthodes de travail.

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Phreatomagmatic volcanism during the Ordovician of the Cantabrian Mountains (NW Spain)

In the Barrios Formation of the southern Cantabrian Mountains pyroclastic rocks occur which have an Ordovician age. They form the filling of several craters and pipes, which are unconformably overlain by Ordovician respectively Silurian sediments. The pyroclastic material mainly consists of fractured quartz grains which are mixed with angular hydrothermally altered glas lapilli. The strong fragmentation of the volcanoclastic components, even in the lower parts of the pipes, is caused by phreatomagmatic eruptions under shallow marine conditions. The Barrios Formation which is disrupted by the volcanic necks, was deposited in a shallow marine environment with a very low sedimentation rate.Sills occur in the Oville-Formation below the Barrios Formation. They are partially older than the pyroclastic rocks. These older sills intruded into not yet lithified shales and sands where a high hydrostatic pressure prevented a phreatomagmatic explosion.Major and trace element analyses reveal that the sills in the Oville-Formation, volcanic bombs, subvolcanic xenoliths and a plug within the pyroclastic rocks belong to the alkali rock series. They are enriched in K, Ti, P and Zr and are similar to alkali olivine basalts and trachy-basalts.The Ordovician volcanism of the Cantabrian Mountains occured on continental crust which was subject to rifting in the Early Palaeozoic. The rifting processes are seen in connection with the separation of the Ibero-Armorican microplate from Gondwana.

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Zusammenfassung In der Barrios-Formation des südlichen Kantabrischen Gebirges treten pyroklastische Gesteine auf, die ein ordovizisches Alter haben. Sie bilden die Füllung mehrerer Krater und Schlote, die an ihrer Obergrenze diskordant von ordovizischen bzw. silurischen Sedimenten überlagert werden. Das pyroklastische Material besteht zum größten Teil aus zerbrochenen Quarzkörnern mit eingestreuten, scharfkantigen, hydrothermal veränderten Glaslapilli. Die starke Fragmentierung des vulkanoklastischen Anteiles selbst in den tieferen Bereichen der Schlote wurde durch phreatomagmatische Eruptionen unter flachmarinen Bedingungen verursacht. Der Barriosquarzit, der von den Schloten und Kratern durchschlagen wird, wurde in einem flachmarinen Bereich mit sehr niedriger Sedimentationsrate abgelagert.Lagergänge treten in der Oville-Formation im Liegenden der Barrios-Formation auf. Sie sind teilweise älter als die pyroklastischen Gesteine. Diese älteren Lagergänge intrudierten in die noch nicht verfestigten Tone und Sande, wo ein zu großer hydrostatischer Druck eine phreatomagmatische Explosion verhinderte.Haupt- und Spurenelementanalysen zeigen, daß die Lagergänge in der Oville-Formation, vulkanische Bomben, subvulkanische Xenolithe und ein Lavapfropfen innerhalb der Pyroklastika zu den Alkaligesteinen gehören. Sie sind angereichert an K, Ti, P und Zr und ähneln Alkaliolivinbasalten und Trachybasalten.Der ordovizische Vulkanismus des Kantabrischen Gebirges ereignete sich auf kontinentaler Krustenunterlage, welche im Altpaläozoikum einer Dehnung ausgesetzt war. Die Dehnungsprozesse werden im Zusammenhang mit der Abtrennung der ibero-amerikanischen Mikroplatte von Gondwana gesehen.

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Résumé Dans la formation de Barrios, dans les Monts Cantabriques méridionaux, existent des roches pyroclastiques d'âge ordovicien. Elles forment le remplissage de cratères et de cheminées surmontés en discordance par des sédiments ordoviciens ou siluriens. Pour leur plus grande part, ces matériaux pyroclastiques consistent en grains brisés de quartz mêlés de fragments hyaloclastiques anguleux altérés par des solutions hydrothermales. Les composants volcanoclastiques sont fortement fragmentés, même dans les zones les plus profondes des cheminées, phénomène causé par des explosions phréatomagmatiques dans une mer peu profonde. De fait, la formation du quartzite de Barrios, qui est percée par les cheminées, s'est déposée dans un milieu marin peu profond, à faible vitesse de sédimentation.La formation d'Orville, située sous la formation de Barrios, renferme des sills. Ces sills, en partie plus vieux que les roches pyroclastiques, se sont intrudés dans des pélites et des sables non encore lapidifiés, où la haute pression hydrostatique empêchait une explosion phréatomagmatique.Les analyses des éléments chimiques majeurs et en trace montrent que les sills, les bombes volcaniques, les xénolithes subvolcaniques et un culot de lave dans les roches pyroclastiques font partie de la séries alcaline. Ces roches sont enrichies en K, Ti, P, Zr et semblables aux basaltes alcalins à olivine et aux trachybasaltes.Le volcanisme ordovicien des Monts Cantabriques s'est manifesté dans une croûte continentale soumise à extension pendant le Paléozoque inférieur. Cette extension est mise en relation avec la séparation entre la micro-plaque ibéroarmoricaine et le continent de Gondwana.

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Die Ötztaler Masse — ein präkambrisches Element in den Ostalpen?

Zusammenfassung Das Ötztalkristallin hat voralpidisch eine mehrphasige Entwicklung durchlaufen (Faltung, Metamorphose, Migmatitbildung, Intrusion). Die (abgesehen von der Eklogitbildung) älteste Metamorphose ist hochgradig und mit Migmatitbildung und komplizierter Verfaltung (Schlingen) verknüpft. Aus gesteinsmechanischen Gründen werden die Schlingen als Fließfalten gedeutet. Vor und während der jüngeren, mittelgradigen Metamorphose wurde das Kristallin verschiefert. Mit einem Metamorphosesprung folgt über dem Altkristallin der Phyllit, der Infrakambrium und/oder Altpaläozoikum vertritt. Aus der petrogenetischen Übereinstimmung mit dem Kristallin in Böhmen und in den Vogesen wird auch für das Ötztalkristallin präriphäisches Alter angenommen (mehr als 1200 Millionen Jahre).

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The pre-alpine evolution of the Oetztal crystalline basement (Eastern Alps) is polyphase with regard to folding, metamorphism, migmatization, and intrusion. Besides the eclogite formation, the oldest metamorphism is high-grade and connected with migmatization and flow folding (vortex structures). Shear folding accompanied by a medium-grade metamorphism markes the younger phase. Phyllitic rocks representing infra-cambrium and/or cambro-dinantian overlay the crystalline basement. Petrogenetic correlation with pre-cambrian cores in Bohemia and in the Vosges leads to the assumption of pre-riphaeic age for the Oetztal massive (more than 1,200 m. y.).

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Résumé Le soubassement cristallin d'Oetztal a subi pendant la période préalpine une évolution à plusieurs phases: plissement, métamorphose, formation de migmatite et intrusion. La plus ancienne métamorphose (hormis la formation d'éclogite) est de degré supérieur, elle est associée à la formation de migmatite et au plissement compliqué (tortilles). On interprète ces tortilles, en raison de la mécanique des roches, comme étant des structures ptygmatiques. Le soubassement cristallin a été entaillé avant et pendant la plus récente métamorphose de degré moyen. Les phyllites d'âge infracambrien ou cambrodinantien reposent en discordance sur le soubassement cristallin. En raison de la corrélation pétrogénétique entre le soubassement cristallin en Bohême et dans les Vosges, les auteurs considèrent le soubassement cristallin d'Oetztal comme étant lui aussi de l'âge pré-riphaeique (soit plus de 1200 millions d'années).

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Am Institut für Mineralogie und Lagerstättenlehre der RWTH Aachen untersucht eine Arbeitsgruppe den Gebirgsbau der Ötztaler Masse. Die vorliegende Arbeit ist die erste Veröffentlichung. Eine zweite über die experimentelle Verformung Ötztaler Gesteine wird folgen (Siemes &Bauer). Der Deutschen Forschungsgemeinschaft gilt der Dank für eine Reisebeihilfe und eine Sachbeihilfe zum Aufbau des Hochdruck-Verformungslabors. Die Verfasser danken den Herren Professor Dr.-Ing. H.Siemes und Diplom-Geologe G.BAUER für die Überlassung experimenteller Ergebnisse und für anregende Diskussionen.     

Climatic and tectonic events controlling the Quaternary in the Black Sea Region

The Quaternary geology of the Black Sea — Caspi region is reconstructed in a sequential series of maps. Over the past 400 000 years the total subsidence in the former shallow basins can be as high as 3 km, resulting in the Black Sea and Caspian deep basins of today with water depths ofca. 2000 and 1000 m, respectively. In relation to such dimensions, eustatic sea level changes have only a minor impact on bathymetry.

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Zusammenfassung Die tektonische und paläogeographische Entwicklung im Schwarzmeer — Kaspi Gebiet während des Quartärs ist in einer zeitlich gestaffelten Serie von Karten dargestellt und erläutert. Absenkungen bis zu 3 km haben im Verlauf der letzten 400 000 Jahre aus altquartären Flachmeerbecken das heutige Schwarze und Kaspische Meer mit Wassertiefen von ca. 2000 bzw. 1000 m geprägt. Gemessen an dieser Größe sind die durch eustatische Meeresspiegelschwankungen verursachten Veränderungen der Bathymetrie unbedeutend.

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Résumé La géologie quaternaire de la région Mer Noire — Caspienne a été représentée dans une série de cartes successives; depuis 400 000 ans l'affaissement total dans ces bassins, à l'origine peu profonds, est important: jusqu'à 3 km. En conséquence, les bassins des Mers Noire et Caspienne sont profonds, avec des bathymétries d'environ 2000 et 1000 m respectivement. En comparaison, les variations eustatiques d'ordre climatique sont mineures.

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Hauptdolomit — Sedimentary and paleogeographic models (Norian,Northern Calcareous Alps)

In previous work, relationsships between carbonate petrographic features and geochemical parameters were used in the development of a sedimentary model for Hauptdolomit. It was found useful to categorize the various facies subtypes into eight main facies units which correspond to environments ranging from supratidal to subtidal.Especially significant for stratigraphy and paleogeography are recurring, calcareous, subtidal intercalations (eastern Lechtal Alps), which interfinger with dolomitic to slightly calcareous transitional facies including bituminous marls (Seefeld facies). The latter facies is interpreted to be of lower intertidal to near-shore subtidal origin, because of its lateral and vertical association with subtidal facies on the one hand and with typical intertidal, dolomitic facies on the other hand.Three stratigraphic subdivisions (Lower Hd., Middle Hd., Upper Hd.) may be distinguished by correlating transgressional-regressional sequences.The Middle Hd./Upper Hd. transgression is especially useful for paleogeographic reconstructions. A shallow tongue-shaped lagoon encroached from the Dachstein area into the Lechtal Alps. It is partially obscured tectonically by the Inntal nappe. The lagoonal outline is accentuated by the transitional facies belt (subtidal to lower intertidal) which includes Seefeld facies.

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Zusammenfassung In früheren Arbeiten wurde ein Sedimentationsmodell des Hauptdolomits mit Hilfe von karbonatpetrographischen Merkmalen und geochemischen Parametern entwickelt. Dabei war eine Gliederung der verschiedenen Faziestypen in acht Haupteinheiten hilfreich, welche Gezeiten-bis Lagunenmilieus (supratidal to subtidal) entsprechen.Besonders signifikant für Stratigraphie und Paläogeographie sind wiederkehrende, kalkige, lagunäre Zwischenschaltungen (östliche Lechtaler Alpen), welche sich mit einer dolomitischen bis schwach kalkigen Übergangsfazies einschließlich bituminösen Mergeln verzahnen (Seefelder Fazies). Wegen ihrer lateralen und vertikalen Verbindung mit lagunärer Fazies einerseits und typisch dolomitischer Watt-Fazies andererseits, stellen wir die Seefelder Fazies in den Bereich Niederwatt bis küstennahe Lagune (lower intertidal to near shore subtidal).Durch Korrelation von Transgressions-/Regressions-Folgen können drei stratigraphische Unterteilungen unterschieden werden (Unterer, Mittlerer und Oberer Hauptdolomit).Die Mittlerer/Oberer Hauptdolomit-Transgression ist besonders nützlich für paläogeographische Rekonstruktionen. Eine seichte zungenförmige Lagune dehnte sich ausgehend vom Dachsteingebiet bis in die Lechtaler Alpen aus. Sie ist teilweise tektonisch von der Inntaldecke überfahren. Der lagunäre Umriß wird hervorgehoben durch einen Gürtel mit Übergangs-(subtidal to lower intertidal) und Seefeldfazies.

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Résumé Dans les travaux antérieurs on a développé un modèle sédimentaire de la Hauptdolomit à l'aide de caractères pétrographiques des carbonates et de paramètres géochimiques. Il s'est trouvé utile de grouper les différents types de facies en huit unités principales, qui correspondent à des milieux de marée jusqu'à ceux de lagune (supratidal à subtidal). - Sont particulièrement significatifs pour la stratigraphie et la paléogéographie les retours d'intercalations calcaires et lagunaires qui s'engrènent avec un facies de transition dolomitique à faiblement calcaire avec inclusions de marnes bitumineuses (facies de Seefeld). A cause de leurs connexions latérales et verticales avec des facies lagunaires dolomitiques d'une part, et avec des facies de Watt dolomitiques typiques, les facies de Seefeld sont interprétés comme des milieux de bas-fond inférieur allant jusqu'à des lagunes proches de la côte (lower intertidal to near-shore subtidal). Par la voie de corrélation de transgression/régression, on peut distinguer trois subdivisions stratigraphiques (Hauptdolomite inférieure, moyenne, supérieure). Pour la reconstruction paléogéographique, la transgression de la Hauptdolomite moyenne/supérieure se présente comme extrêmement utile. Une lagune peu profonde, en forme de langue, s'épanouissait à partir de la région de Dachstein jusqu'aux Alpes de la vallée de la Lech. Elle a été en partie recouverte tectoniquement par la nappe de la vallée de l'Inn. Le contour lagunaire est souligné par une ceinture des facies de transition (subtidal to lower intertidal), qui inclut aussi les facies de Seefeld.

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Sedimentationszyklen und stratigraphisch-fazielle Probleme der Randfazies des Unteren Muschelkalkes (Kernbohrung Mersch/ Luxemburg)

Zusammenfassung Ausgehend von einem Vergleich randnaher Normprofile und der faziellen Analyse eines vollständigen Bohrprofils wird für die Randfazies des Unteren Muschelkalkes ein Sedimentationsmodell entwickelt, das auf der Basis klimatisch und epirogenetisch bedingter Untergliederungen des Profils neue Parallelisierungsmöglichkeiten mit beckenwärtigen Faziesbereichen eröffnet.Hervorstechendste Merkmale des Bohrprofils sind rhythmisches Auftreten von Magnesit — der als sedimentäre Bildung bislang nur in Zusammenhang mit chloridischen Evaporiten bekannt war —, eine sedimentologisch und geochemisch begründete zyklische Gliederung sowie intensive Bioturbation und zugleich durchgehende Vergipsung.Die Zyklen sind formal gekennzeichnet durch Koppelung von tonigem Sandstein mit geringen Eisen- und hohen Magnesiumgehalten einerseits und von rotem Ton und Silt mit hohen Eisen- und niedrigen Magnesiumwerten andererseits. Die Zyklen werden als Wechselfolge von litoralen Sedimentationsphasen in subtropischem Klima und Abschnürungsphasen mit Hungersedimentation in aridem Klima interpretiert. Der syndiagenetisch gebildete Magnesit ist dabei Tonsedimentationsphasen genetisch zugeordnet. Anhand der Verteilung der vier nicht-detritischen Hauptminerale Dolomit, Gips, Anhydrit und Magnesit wird der Diageneseablauf rekonstruiert.Nach einer Diskussion der Bildungsumstände und der Korrelierbarkeit bieten sich die Werksteinzone der Randfazies und die Spiriferinabank der Beckenfazies als sedimentologische Zeitmarke an.

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A depositional model of the marginal facies of the Lower Muschelkalk (Middle Triassic) is developed by comparison of near-marginal profiles and a facies analysis of a complete drilling record. It is based upon climatologically and epirogenetically caused partitions of the profile and opens new possibilities of correlation with basinal areas.Significant features of the drilling record are rhythmic occurrences of magnesite in sediments only known in connection with chloridic evaporites, a cyclic deposition based on sedimentological and geochemical criteria, and intensive bioturbation with a gypsification throughout.The cycles are formally marked by the correlation of clayey sandstone with low iron and high magnesium contents at the one hand and of red clay and silt with high iron and low magnesium values at the other hand. The cycles are interpreted as an alternation of littoral sedimentation under a subtropical climate and of stages of lagoonal conditions or emersion under an arid climate. The magnesite syndiagenetically formed is genetically attached to stages of clay sedimentation. The process of diagenesis is reconstructed studying the distribution of four main non-detrital minerals: dolomite, gypsum, anhydrite, and magnesite.After discussion of the depositional conditions and the possibilities of correlation, the Werkstein-Zone of the marginal facies and the Spiriferina-Bank of the basinal facies are thought to be sedimentological time markers.

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Résumé Une conception de la formation du facies marginal du Muschelkalk inférieur est développée sur la base d'une comparaison entre les profils normés de la région de sondage Mersch/Luxembourg et l'analyse facielle du profil complet de la carotte de ce sondage. A partir des divisions en partie causées par les climats et par des mouvements épirogénétiques, cette conception donne une nouvelle possibilité de corrélation avec le facies situé plus au centre du bassin sédimentaire.Le forage étudié est caractérisé par la présence rythmique de magnésite, qui, jusqu'à présent, était seulement connu en tant que formation sédimentaire, avec des évaporites, par une répartition cyclique basée sur des observations sédimentologiques et géochimiques et par une bioturbation intensive ainsi qu'une gypsification générale.Les cycles sont caractérisés formellement par le couplage d'un grès argileux à faible teneur en fer et à forte teneur en magnésium d'une part et d'argile rouge à forte teneur en fer et à faible teneur en magnésium d'autre part. Les cycles sont interpretés comme une séquence alternante comprenant une sédimentation littorale en climat subtropical et une sédimentation lagunaire ou d'émersion en climat aride. La magnésite formée syndiagénétiquement est donc coordonnée à une phase sédimentaire argileuse. Le cours de la diagénèse est reconstruit à partir de l'étude de la répartition des quatre minéraux principaux non-détriques: dolomite, gypse, anhydrite et magnésite.A la suite de la discussion des conditions de formation et des possibilités de corrélation la « Werkstein-Zone » du facies marginal et la « Spiriferina-Bank » du facies central apparaissent comme des indicateurs sédimentologiques chronostratigraphiques.

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Trend of regional metamorphism: an example from “Delhi System” of rocks occurring around Bairawas,North-Eastern Rajasthan,India

Metamorphic pelitic assemblages, containing andalusite, garnet and staurolite, occur in the pre-Cambrian Delhi System of rocks in North-Eastern Rajasthan, India. Some of these assemblages have been studied petrographically and chemically in a selected area around Bairawas. It is suggested that metamorphism has been achieved in the area under conditions of relatively low pressure and high temperature. The assemblages do not strictly correspond to any known trend of regional metamorphism and can be best described as a type intermediate between Barrovian- and Abukuma-types. The possible paragenetic history of the mineral assemblages and the trend of metamorphism have been discussed.

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Zusammenfassung Metamorphe pelitische Serien, die Andalusit, Granat und Staurolith enthalten, kommen im präkambrischen Delhi-System im nordöstlichen Rajasthan vor. Einige dieser Serien eines ausgewählten Gebietes bei Bairawas wurden petrographisch und chemisch untersucht. Es ist anzunehmen, daß Metamorphose in dem Gebiet unter relativ niedrigen Druck- und hohen Temperaturbedingungen zustande gekommen ist. Die Kriterien entsprechen keinem eindeutigen Trend der regionalen Metamorphose, sie kann am besten als ein Typ beschrieben werden, der zwischen Barrovian und Abukuma einzuordnen ist. Die mögliche paragenetische Geschichte der Mineralassoziation und der Trend der Metamorphose werden besprochen.

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Résumé Dans le «Delhi System» d'âge pré-Cambrien situé au Nord-Est du Rajasthan (Inde) se trouve un assemblage métamorphique et pelitique contenant de l'andalousite, du grenat et de la staurotide. Une partie de cet assemblage a été étudié au point de vue pétrographique et chimique dans la région de Bairawas. L'auteur est d'avis que le métamorphisme s'est achevé dans la région sous des conditions relatives de haute température et de basse pression. Cet assemblage ne correspond à aucun métamorphisme régional connu, et on peut l'identifier comme intermédiare entre les types «Barrovian» et « Abukuma ». L'auteur i discuté la direction du métamorphisme ainsi que l'histoire paragénétique probable des minéraux de cet assemblage.

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, , , - Rajasthan. Bairawas . , . . Barrovian Abukuma. .

     

Zur Geochemie der Schichten der Kreuznacher Gruppe im Saar-Nahegebiet

Zusammenfassung Die Schichten der Kreuznacher Gruppe im Nordosten des Saar-Nahe-Gebietes kann man in 3 Faziesgebiete aufteilen, und zwar 1. in die Kreuznacher-, 2. die Niersteiner- und 3. in die Rötelschiefer-Fazies. Ihre Sedimente zeigen Merkmale einer Ablagerung unter semiariden Bedingungen, die sich ebenfalls in einer Zunahme ihres Dolomit- wie Borgehaltes zum Hangenden widerspiegeln. Dies trifft besonders auf die Rötelschieferfazies zu, wo in der Zone stärksten Anstiegs dieser Komponenten auch eine Anreicherung der wichtigsten Spurenelemente vorhanden ist. Diese Kennzeichen einschließlich der Tatsache, daß in der nahegelegenen Bohrung Wolfskehlen 4 (Rheintalgraben) mariner Zechstein nachgewiesen werden konnte, sprechen für eine Einstufung der Schichten der Kreuznacher Gruppe in den Zechstein.

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The Sediments of the Kreuznacher Gruppe in the northeastern part of the Saar-Nahe-region can be divided in the following facies: 1. The facies of Kreuznach, 2. the facies of Nierstein and 3. the facies of the Rötelschiefer. They all show features of sediments deposited under partly arid conditions, which are also demonstrated in an increase of dolomite- and boron-content of the younger sediments. This trend is quite clear in the facies of the Rötelschiefer, where in the zone of maximal increase in these components an enrichment of the most important trace elements can be observed as well. These characteristics and the fact, that in the cores of the nearby bore Wolfskehlen 4 (Upper Rhinegraben) Zechstein in a marine facies was found, admit the conclusion, that the sediments of the Kreuznacher Gruppe belong to the Zechstein, too.

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Résumé Les couches du Kreuznacher Gruppe dans la partie Nord-Est du bassin de la Sarre/Nahe peut-on subdiviser de la manière suivante: 1. La facies de Kreuznach, 2. la facies de Nierstein et S. la facies des Rötelschiefer. Toutes les trois facies indiquent des documents d'une climat semiaride, lequel se montre aussi en forme d'une augmentation de bore et de dolomie vers la partie supérieure des couches. C'est particulièrement réalisé dans la facies des Rötelschiefer, où on trouve dans la zone d'une montée maximale de bore et de dolomie aussi un enrichissement des oligoéléments les plus importants. Ces indices et le fait, qu'on a constaté du Zechstein marin tout près dans les carottes d'un sondage (Wolfskehlen 4) au graben du Rhin, permettent de conclure, que les couches du Kreuznacher Gruppe appartiennent au Zechstein.

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Geological setting of the Tverrfjell copper/zinc deposit,Central Norway

The volcanogenic exhalative Tverrfjell deposit occurs in a sequence of predominantely mafic submarine meta-volcanics, interlayered with geosynclinal pelitic sediments, turbidites and volcanic breccias, belonging to the Early Cambrian to Early Arenigian Støren Group. Two major deformational phases and low to medium grade metamorphic conditions are recognized in the study area. Basalts are mainly tholeiitic but alkaline types occur as well. Extensive fractionation produced highly evolved basalts and even andesites. Basalt compositions are comparable to Type II-ocean floor basalt. The copper/zinc ores of the Tverrfjell deposit are strictly confined to an andesitic extrusive body. An extensive magma chamber is postulated to explain magma fractionation, and as a heat source that generated the exhalative Tverrfjell ore body. It is suggested that the deposit was formed at an intraplate volcanic center or back-arc spreading center.

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Zusammenfassung Die vulkanogen-exhalativ gebildete Tverrfjell-Lagerstätte befindet sich innerhalb einer Abfolge überwiegend mafischer, submariner Metavulkamte, die mit geosynklinalen pelitischen Sedimenten, Turbiditen und vulkanischen Brekkzien wechsellagern. Diese Gesteine gehören zur Støren-Gruppe, die vom Unterkambrium bis zum frühen Arenig reicht. Zwei Hauptdeformationsphasen in Verbindung mit niedrig bis mittelgradiger Metamorphose können im Arbeitsgebiet nachgewiesen werden. Die Basalte sind zumeist tholeiitisch, jedoch treten auch alkalibasaltische Typen auf. Durch starke Fraktionierung sind hoch entwikkelte Basaltmagmen und sogar Andesite entstanden. Die Basalte können mit Typ II-Ozeanbodenbasalten verglichen werden. Die Kupfer/Zinkerze der Tverrfjell-Lagerstätte sind strikt an einen andesitischen Extrusivkörper gebunden. Eine ausgedehnte Magmenkammer wird postuliert, in welcher die Magmenfraktionierung stattfand, und die als Wärmequelle für die Bildung des Tverrfjellerzkörpers angesehen wird. Aufgrund der Untersuchungsergebnisse wird angenommen, daß die Lagerstätte in einem Intraplatten-Vulkanzentrum oder in einem Back-arc spreading centre gebildet wurde.

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Résumé Le gisement volcanogénétique exhalatif du Tverrfjell se trouve au sein d'une série de métavolcanites sous-marines, surtout basiques, qui alternent avec des pélites géosynclinales, des turbidites et des brèches volcaniques. Ces roches appartiennent au groupe de Støren qui s'étend du Cambrien inférieur jusqu'à l'éo-Arénigien. Dans cette région, deux phases déformatives majeures ont été reconnues, liées à un métamorphisme de degré faible à moyen.La plupart des basaltes sont de type tholéiitique, mais il existe aussi des basaltes alcalins. Un fractionnement poussé a engendré magmas basaltiques très évolués et même des andésites. Les compositions des basaltes sont comparables à celles du «basalte océanique de type II». La minéralisation en Cu-Zn de Tverrfjell est liée strictement à une masse extrusive andésitique. Pour expliquer le fractionnement magmatique, on admet l'existence d'une de chaleur lors de la formation du gisement de Tverrfjell. Ce gisement a dû se former soit dans un centre volcanique intraplaque, soit dans une zone d'expansion d'arrière-arc.

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- Tvenfjell . . , , . Støren, . , . , . , . . . , , Tverrfjell'e. , .

     

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. , .

     

Das Ostalpine Kristallin der Niederen Tauern im Bauplan der Ne-Alpen

Zusammenfassung Die Niederen Tauern sind ein Teil der großen Masse des ostalpinen Altkristallins. Zwei ihrer Anteile haben in altalpidischer Zeit durchaus verschiedenartige tektonische Prägungen erlitten: Die Gesteine der Seckauer Tauern unterlagen damals einer intensiven Teilbewegung im Gefüge und überdies einer Metamorphose, deren Typus als Seckauer Kristallisation durchaus der Tauern-Kristallisation der Hohen Tauern vergleichbar ist. Die westlich benachbarten Wölzer Tauern erfuhren zu gleicher Zeit lediglich eine starke Deformation, aber keine Metamorphose.Eingefaltete und mit den kristallinen Gesteinen geschuppte triadische Sedimente ermöglichen zusammen mit dem Auftreten von Jungtertiär eine zeitliche Unterteilung alpidischer Prägungsakte. In diesem Zusammenhang werden 2 Systeme tertiärer Bruchstörungen kurz beschrieben.Im vortertiären alpidischen Orogen waren die hier behandelten Kristallinmassen Angehörige von drei verschiedenen tektonischen Stockwerken: das tiefste mit einer starken alpidischen Metamorphose, darüber ein Stockwerk mit Faltungs- und Überschiebungstektonik und schließlich im Süden (Zirbitz-Sau- u. Koralm) ein oberstes Stockwerk mit Bruchtektonik unter Erhaltung aller voralpidischen Strukturelemente.Dieser Befund ist schlecht in Übereinstimmung zu bringen mit einer Auffassung, welche dieses Altkristallin lediglich als eingeschobene Riesenmasse kristalliner Gesteine ohne Differenzierung gegenüber dem tektonischen Geschehen betrachtet.

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The Niedere Tauern as a part of the big mass of the ostalpines Altkristallin can be subdivided in various sections. Two of them show very different tectonic development during the pretertiary alpidic tectogenesis: In the Seckauer Tauern (gneisses and granites of various types) a rock deformation of high intensity took place and the rocks were metamorphosed in a specific type (Seckau crystallisation, comparable with the Tauern crystallisation of the Hohe Tauern). In the neighboured Wölzer Tauern at the same time only cinematic deformation without metamorphism was induced in the ancient mica schists.The presence of triassic sediments, infolded and imbricated in the cristalline series, as well as coal bearing tertiary sediments allow a chronological subdivision of the alpidic movements. Two arcs of tertiary fault-systems are described.The cristalline masses considered here were representing three different levels of the ancient-alpidic (pretertiary) Orogen: a deepest level with metamorphism and local gneissification, a level of folding and thrusting without metamorphism, a superficial level of ancient crystallins (Zirbitzkogel) with movements en bloc and complete preservation of all pre-alpidic rock features.Hence the author concludes that the eastalpine mass of cristallins, considered in the paper, was not a giant overthrusted nappe of uniform level, undifferentiated in respect to the eastalpine orogen.

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Résumé Le massif des Niedere Tauern constitue une partie de la grande masse du vieux socle cristallin des Alpes orientales. Deux de leur parties ont subi des empreintes tectoniques différentes à la période la plus ancienne de la formation des Alpes: Les roches des Tauern de Seckau ont été soumises à cette époque à un mouvement intensif et en plus à une métamorphose dont le type, sous le nom de «cristallisation de Seckau», est tout à fait comparable à la «cristallisation de Tauern» dans la région des Hohe Tauern. Les Wölzer Tauern, situées à l'Ouest, n'ont subi à la même époque qu'une forte déformation, mais pas de métamorphose.Des sédiments triassiques, plissés et charriés avec les roches cristallines, ont permis grâce à la présence des couches du Tertiaire supérieur d'établir une division chronologique des phases tectoniques alpines. A ce sujet deux systèmes de fractures tertiaires sont décrits par la suite.A l'orogène prétertiaire les masses cristallines en question ont fait partie de trois étages structuraux différents: à la base un étage à forte métamorphose alpine, au milieu un étage à tectonique caractérisée par des plissements et des charriages et enfin au Sud un étage supérieur à tectoniques à fractures radiales conservant tous les éléments de la structure préalpine.Ces constatations peuvent difficilement s'accorder avec la théorie qui considère ce vieux socle cristallin comme une grosse masse des roches cristallines implantée sans différenciation vis à vis des processus tectoniques.

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Chemical alteration of the oceanic crust

The alteration of the upper oceanic crust through sea water-basement rock interaction produces different and distinct alteration zones with increasing depth. The zonation generally shows a consistent worldwide pattern.The uppermost basement is influenced by oxidative sea water-basalt alteration at low temperatures and high water/rock ratios. With increasing crustal depth or even in a single pillow the temperatures rise, the water/rock ratios become lower, the redox and pH values normally decrease, and the oxidative zone is followed by a non-oxidative one. Below these zones the basement has suffered high-temperature alteration under reducing and acidic conditions.This results in chemical modifications of the rocks by the addition or leaching of certain elements, and has also consequences for the composition of sea water.From our own data and data presently available in the literature I summarize the mineralogical and geochemical characteristica of sea water alteration processes affecting the oceanic crust.

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Zusammenfassung Die chemische Veränderung der oberen ozeanischen Kruste durch Gestein/Meerwasser-Interaktionen produziert verschiedene und unterscheidbare Alterationszonen die von der Krustentiefe abhängig sind. Diese Zonierung zeigt weltweit vergleichbare Muster.Das oberste Basement wird von einer niedrig temperierten oxidativen Meerwasseralteration beeinflußt. Mit zunehmender Krustentiefe steigen die Reaktionstemperaturen an, die Redox- und pH-Werte werden kleiner, d.h. nichtoxidative Alterationsvorgänge dominieren. Unterhalb dieser Zonen wird die ozeanische Kruste überwiegend von reduzierenden und sauren Hydrothermallösungen alteriert.Im Verlauf der Seewasser/Basalt-Reaktionen werden die Gesteine mineralogisch und chemisch verändert, indem verschiedene Elemente aus den Basalten herausgelöst und wiederum andere aufgenommen werden. Diese Vorgänge haben auch für die Zusammensetzung des Meerwassers drastische Konsequenzen.Mit Hilfe publizierter aber vor allem mit eigenen Daten werden die mineralogischen und geochemischen Charakteristika der unterschiedlichen Alterationsprozesse zusammengefaßt dargestellt.

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Résumé L'altération de la partie supérieure de la croûte océanique sous l'action de l'eau de mer engendre plusieurs zones distinctes qui se succèdent de haut en bas. Ce zonage présente d'ordinaire une extension mondiale.La partie supérieure de la croûte est affectée d'une altération oxydante de basse température du basalte. Vers le bas, parfois même au sein d'un même pillow, la température s'élève, la quantité d'eau décroît, le potentiel redox et le pH diminuent, de sorte que la zone d'oxydation est suivie d'une zone non oxydante. En-dessous de ces deux zones, les roches ont subi une altération de haute température dans des conditions acides et réductrices.Il en résulte des changements de la composition chimique des roches par apport ou par lessivage de certains élements, ainsi qu'une modification de la composition de l'eau de mer.A partir des données de la littérature et surtout de mes propres observations, je présente une synthèse des caractères minéralogiques et géochimiques des divers processus de l'altération sous-marine.

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, . . . , pH , .. , . . , , , . . , . . , .

     

Tectonic evolution of the basement complex in the central eastern desert of Egypt

The Egyptian basement rocks are gathered into three major rock groups, viz. Meatiq Group (oldest), Abu Ziran Group and Hammamat Group (youngest); the last two groups belong to the Pan-African orogenic cycle. The Meatiq Group is an old crystalline basement cropping out in gneiss domes. The Abu Ziran Group comprises the geosynclinal association which is formed of a lower ophiolite unit overlain by metasediments, volcanoclastics and locally intermediate volcanics having clear island arc characters. The Hammamat Group comprises molasse-type clastics, and penecontemporaneous Dokhan Volcanics of andesite to rhyolite composition; syn to late-tectonic calc-alkaline granites are the plutonic equivalents of the Dokhan Volcanics.The studied area lies within the foreland fold and thrust belt of a continental margin orogen. Ophiolites, particularly serpentinites, crop out along the trace of the sole thrust between the Meatiq infrastructure and the imbricated Abu Ziran nappe.Swells, developed along two geanticlines, were centers of marked calc-alkaline magmatic activity associated, at least, with gold mineralization.

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Zusammenfassung Die Gesteine des ägyptischen Kristallins sind in drei Hauptgruppen unterteilt: Meatiq Group (älteste), Abu Ziran Group und Hammamat Group (jüngste); die letzten zwei Gruppen gehören dem Pan-Afrikanischen Zyklus an. Die Meatiq-Gruppe stellt einen alten Sokkel dar, der in Gneisdomen auftritt. Die Abu-Ziran-Gruppe umfaßt die Geosynklinal-Assoziation, die aus einer unteren ophiolitischen Einheit besteht, überlagert von Sedimenten, volkanoklastischen Sedimenten und lokalen intermediären Vulkaniten mit ausgeprägten Inselbogen-Eigenschaften. Die Hammamat-Gruppe besteht aus Molassetyp klastischen Sedimenten und zeitlich assoziierte Dokhan Volcanics andesitischer bis rhyolitischer Zusammensetzung. Die synbis spät-tektonische Kalkalkaligranite sind die plutonischen Aequivalente der Dokhan Volcanics.Das untersuchte Gebiet liegt im Vorland-Falten- und Decken-Gürtel eines Kontinentalrand-Orogens. Ophiolite, insbesondere die Serpentinite, treten entlang dem Ausbiß der Überschiebungsfläche zwischen dem Meatiq-Sockelstockwerk und der Abu-Ziran-Decke auf.Schwellen in Form zweier Geantiklinalen waren Zentren aktiver kalkalkaliner magmatischer Tätigkeit, begleitet zumindest von Goldvererzungen.

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Résumé Les roches du socle égyptien se répartissent en trois groupes majeurs: Meatiq Group (le plus ancien); Abu Ziran Group et Hammamat Group (le plus récent); les deux derniers groupes appartiennent au cycle orogénique Pan-Africain.Le Meatiq Group est un socle cristallin ancien affleurant en dômes gneissiques. Le Abu Ziran Group comprend une association géosynclinale formée d'une unité ophiolitique inférieure suivie par des métasédiments, des volcanoclastites et localement par des roches volcaniques intermédiaires à caractere d'arc insulaire. Le Hammamat Group comprend des roches clastiques du type molassique, et des roches volcaniques pénécontemporaines de composition andésitique à rhyolitique (Dokhan Volcanics); des granites calco-alcalins syntectoniques à tardi-tectoniques sont les équivalents plutoniques des «Dokhan Volcanics».Le terrain étudié se situe dans l'avant-pays plissé et charrié d'un orogène de marge continentale. Des ophiolites, particulièrement des serpentinites, affleurent le long de la surface de charriage entre le massif autochtone de Meatiq et la nappe complexe d'Abu Ziran.Des dômes, développés le long de deux géanticlinaux, ont été les centres d'une forte activité magmatique calco-alcaline associée, au moins, à une minéralisation aurifère.

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: Meatiq Group ( ), Abu Ziran Group Hammamat Group ( ); - . , . , , , , , , . , Dokhan . Dokhan - - . . , , Meatiq Abu-Ziran.

     

Trace elements in the Singhbhum granite,India

A study of the trace elements in the Singhbhum granite from its northern borders (Saraikela) and the central mass (Chaibasa) reveals that there are differences not only in the limit of concentration but also in their behaviour. It is found that while correlating with the petrographic and also the major elements behaviour, the trace elements always do not mark an increase or decrease during the various stages of the evolution of the Singhbhum granite. The behaviour of the trace-elements as revealed from the previous studies relating to both igneous and metamorphic rocks, is significant in working out the physico-chemical factors involved in the genesis of rocks. In the magmatic rocks, the trace elements obviously follow a trend and go in accordance withGoldschmidt's principles of camouflage, capture and admission. In the present study such uniformities are not found. The present study reveals firstly, the different nature of chemical gradients formed by these elements during different geological environments; secondly, the mutual relationships and the ratio of certain traceelements in the different associations, indicating the original heterogeneity of these rocks and their formation under different geological as well as physico-chemical conditions. It has been concluded (Roonwal, 1968) that the rocks studied here as representing parts of Singhbhum granite do not form one granite series as referred to byRead. In fact they represent rocks formed from material having originally different lithological composition.The trace elements determined for the present study are Va, Cr, Ga, Y, In, Sc, Co, Ni, Cu, Ba, Sr, Sn, Pb and Zr. Among these Ga, Y, In and Sc do not show the normal behaviour viz., Ga should be more in granites but is found to be more in the basic representatives. Y is also more in the basic parts than in the granites. The present granites are very poor in In. Similarly whilst the granites should not normally be rich in Sc, in the present case the distribution of Sc in basic representatives as well as the true granitic parts is more or less uniform. The behaviour of Cu limits the application ofGoldschmidt's rule to magmatic rocks. The behaviour of other elements is normal. Pb shows an antipathic relationship with K⁺ and Ca⁺² and indicates that it has not changed the position due to granitization. An inverse relationship between Zr⁺⁴ and Si⁺⁴ is observed which indicates the formation of zircon and has been in conformity with mineralogy of the rocks.

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Zusammenfassung Eine Untersuchung der Spurenelemente in Gesteinen aus den nördlichen Randgebieten (Saraikela) und der zentralen Masse (Chaibasa) des Singhbhum-Granites zeigte, daß Unterschiede nicht nur hinsichtlich der Konzentrationsgrenzen, sondern auch im Verhalten der Spurenelemente bestehen. Bei einer Korrelation des petrographischen Verhaltens mit dem der Hauptelemente wurde festgestellt, daß die Spurenelemente im allgemeinen keine Zu- oder Abnahme während der verschiedenen Evolutionsstadien aufweisen. Das Verhalten der Spurenelemente, ersichtlich aus früheren Untersuchungen von Intrusiv- und metamorphen Gesteinen, ist bedeutsam für die Feststellung der physiko-chemischen Faktoren, welche bei der Genese der Gesteine mitwirkten. In magmatischen Gesteinen folgen die Spurenelemente offensichtlich dem Trend vonGoldschmidts Regel der Camouflage, capture and admission. Bei der vorliegenden Untersuchung wurde eine solche Übereinstimmung nicht festgestellt. Die Untersuchung enthüllt erstens eine durch diese Elemente während verschiedener geologischer Umweltverhältnisse hervorgerufene verschiedene Natur der chemischen Gradienten und ließ zweitens ein gegenseitiges Verhältnis und das Verhältnis gewisser Spurenelemente in verschiedenen Gesteinsgesellschaften erkennen, was auf die ursprüngliche Heterogenität dieser Gesteine und deren Bildung unter verschiedenen geologischen sowie physiko-chemischen Bedingungen hinweist. Es wurde daraus geschlossen (Roonwal, 1968), daß die untersuchten Gesteine, welche den typischen Singhbhum-Granit repräsentieren sollen, nicht nachRead eine einzige Granitserie bilden, sondern daß sie Gesteine darstellen, welche ursprünglich aus Material verschiedener lithologischer Zusammensetzung stammen.Für diese Untersuchung wurden die folgenden Spurenelemente bestimmt: Va, Cr, Ga, Y, In, Sc, Co, Ni, Cu, Ba, Sr, Sn, Pb, Zr. Von diesen zeigen Ga, In und Sc nicht das normale Verhalten, da Ga eigentlich in größeren Mengen in Graniten auftreten sollte, was jedoch im vorliegenden Falle für die basischen Gesteinsvertreter zutrifft. Ebenfalls ist Y zahlreicher in den letzteren Vertretern vorhanden. Die vorliegenden Granite sind sehr arm an In, während sie andererseits normalerweise auch nicht reich an Sc sein sollten. Hier ist die Verteilung von Sc in den basischen Vertretern sowie auch in den wirklichen Granitanteilen mehr oder weniger gleichmäßig. Das Verhalten von Cu schränkt die Anwendung vonGoldchmidts Regel in bezug auf magmatische Gesteine ein. Das Verhalten anderer Elemente ist normal; Pb zeigt eine antipathische Beziehung zu K⁺¹ und Ca⁺², was darauf hinweist, daß es als Folge der Granitisation seine Position nicht geändert hat. Es wurde ein umgekehrtes Verhältnis zwischen Zr⁺⁴ und Sr⁺⁴ beobachtet, was auch die Bildung von Zirkon beweist und was durchaus der Mineralogie dieser Gesteine entspricht.

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Résumé L'étude des éléments mineurs (traces) des roches de la région septentrionale aux environs de Saraikela et des massifs centraux de Chaibasa révèle une différence, non seulement dans le mode de concentration des éléments, mais également dans leurs caractères. Il apparaît, d'après la corrélation des études pétrographiques et les éléments principaux (major), que les éléments mineurs n'ont subit aucune augmentation ou diminution pendant les différentes phases de l'évolution.Le comportement des éléments mineurs, selon des études antérieurs de roches éruptives et de roches métamorphiques, est significatif dans la détermination des facteurs physico-chimiques qui contribuèrent à la génèse de ces gisements. Quant aux roches d'origine magmatique, les éléments mineurs suivent apparemment la tendance au principe deGoldschmidt « camouflage, envahissement et admission ». Mais l'étude actuelle n'a pas permis d'établir une telle conformité.L'étude de ces éléments révèle: premièrement, les différents caractères d'ordre chimique pendant les époques géologiques; deuxièmement les relations mutuelles et les rapports de certains éléments mineurs dans différentes associations; ceci indique l'hétérogénéité primordiale de ces roches et leur formation sous diverses conditions d'ordre géologique et physico-chimique.En conclusion (Roonwal, 1968), les roches étudiées figurant le granite-type de Singhbhum, ne forment pas la moindre série de granite — comme le ditRead — mais constituent des roches engendrées par les matériaux de différentes compositions lithologiques.De par ces études, il a été déterminé les éléments suivants: Va, Cr, Ga, Y, In, Sc, Co, Ni, Cu, Ba, Sr, Sn, Pb et Zr. Parmi ces éléments, Ga, In et Sc ne se rencontrent pas de façon normale puisque Ga devrait en réalité être plus répandu dans les roches granitiques ce qui pourtant s'avère dans le cas du substitut basique. De même, y se trouve en plus grande quantité dans les derniers substituts. Les granites de la région sont pauvres en In et riches en Sc — bien que le contraire soit attendu en ce qui concerne le Sc. Ici, la distribution de Sc, aussi bien dans les substituts basiques que dans les roches granitiques est plus ou moins régulière. Le comportement du Cu suit l'application de la loi deGoldschmidt sur les roches magnétiques; celui des autres éléments est normal; le plomb montre de l'antipathie pour les ions K⁺ et Ca⁺², ceci indique qu'il n'a pas changé sa position par suite de la granitisation du magma. On observe une relation inverse entre Zr⁺⁴ et Sr⁺⁴, relation indiquant la formation de zircon en concordance avec la minéralogie de ces roches.

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Sakaikela Chaibasa Singhbum , , . , , , . , , - , . : Camoflage, capture and admission. . , , -, , , , - , , , - . (Roonwal, 1968), , Singhbum, Read'a , , , . : V, Cr, Ga, Y, In, Sc, Co, Ni, Cu, Ba, Sr, Pb, Zr. Ga, In Sc. , Ga , . . In, , . , , . . — . Pb K Ca, , Pb . Zr⁴⁺ Sr⁴⁺, , .

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For a preliminary account, seeRoonwal (1968). The details of petrology and the major elements are being published elsewhere.     

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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Structural analysis of folded cooling joints in a near-concordant minor intrusion

Mechanisms of folding are assessed from a study of folds defined by transverse cooling joints in a near-concordant, composite, basic minor intrusion occurring in a polyphase deformed gneiss complex. Analysis of angular relationships of the joints with both external and internal contacts, of original feldspar phenocrysts that were flow-aligned approximately parallel to the contacts, and of tectonically aligned deformed fedspars, indicates the operation of slip, flexural-slip and flattening mechanisms and their sequential relationships during deformation.

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Zusammenfassung Faltungsmechanismen können durch die tektonische Analyse von Falten und Abkühlungsklüften eines konkordanten Lagerganges erfaßt werden. Als Beispiel dient eine basische Gangintrusion in einem mehrfach deformierten Gneiskomplex. Die Winkelbeziehungen der Abkühlungsklüfte mit den Kontakten, die Lage der Feldspatphenocrysten, die ursprünglich parallel zu den Kontakten geregelt waren und die Lage der tektonisch deformierten Feldspäte, läßt darauf schließen, daß Gleitvorgänge, Flexuren und Plättungsmechanismen während der Deformation wirksam waren. Ihre zeitliche Abfolge wird durch den Deformationsablauf bestimmt.

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Résumé On détermine des mécanismes de plissement en étudiant les plis définis par des joints transverses de refroidissement dans une intrusion mineure basique, composite, quasiconcordante, située dans un complexe gneissique à déformation polyphasée. L'analyse des relations angulaires des joints avec les contacts internes et externes, des phénocristaux originels de feldspath que l'écoulement a disposés de façon plus ou moins parallèle aux contacts, et des feldspaths déformés alignés de façon tectonique, indique l'existence de mécanismes de glissement, de glissement flexural et d'applatissement; elle permet en outre de préciser leur chronologie durant la déformation.

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The clinopyroxene/plagioclase symplectite in retrograde eclogites: A potential geothermobarometer

The retrograde P-T-t path of intermediate and high-temperature eclogites (T 500 ± 50°C) is characterized by the transformation of omphacite into a symplectitic intergrowth of clinopyroxene and plagioclase lamellae. Often, this symplectite shows a two stage microstructural evolution, i.e. a coarse lamellar width symplectite, »S1«, followed by a thinner lamellar width symplectite, »S2«. Each symplectite may also evolve independently into a final globular microstructure, »SG«.According to metallurgical concepts, the phase transition »omphacite clinopyroxene + plagioclase« is classified as a discontinuous precipitation reaction. In discontinuous precipitation reactions, the lamellar spacing (L) depends on temperature (T) according to the growth law log (L) = A-B/T, in which A and B are constants. Therefore thin symplectites characterize low temperatures, where-as coarse symplectites characterize higher temperatures.In order of specify the thermal evolution of continental collision zones, the reliability of the discontinuous precipitation growth law has been tested on eclogites showing contrasted retrograde P-T-t histories in different geological environments, i.e. Alpine, Caledonian and Variscan Belts. Indeed, our investigations reveal that the clinopyroxene/plagioclase symplectite can be used as a potential geothermobarometer in eclogites recording temperatures above 500 ± 50°C. The temperature is obtained by the lamellar spacing and pressure by the Jadeite content of the symplectite clinopyroxene in the presence of plagioclase and quartz.

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Zusammenfassung Der retrograde P-T-t Pfad von intermediären und hochtemperierten Eklogiten (T 500 ±50°C) ist charakterisiert durch die Umformung von Omphazit in symplektitische Verwachsungen von Klinopyroxen und Plagioklas-Lamellen. Häufig zeigt dieser Symplektit eine zweiphasige mikrostrukturelle Entwicklung, das heißt, ein Symplektit mit breiten Lamellen »S1« wird gefolgt von einem Symplektit mit dünneren Lamellen »2«. Jeder Symplektittyp kann sich schließlich selbständig zu einer kugelförmigen MikroStruktur »SG« entwikkeln.Auf Grund von metallurgischen Vorstellungen wir die Phasenumwandlung Omphazit zu Klinopyroxen + Plagioklas als diskontinuierliche Ausfällungsreaktion klassifiziert. In diskontinuierlichen Ausfällungsreaktionen hängt der Lamellenabstand (L) von der Temperatur (T) nach dem Wachstumsgesetz log (L) = A-B/T ab, in dem A und B Konstanten sind. Daher zeigen dünne Symplektite niedrige Temperaturen an, während breite Symplektite höhere Temperaturen anzeigen.Um die thermische Entwicklung von kontinentalen Kollisionszonen zu spezifizieren mußte die Zuververlässigkeit des diskontinuierlichen Ausfällungswachstumsgesetz an Eklogiten getestet werden, die unterschiedlich retrograde P-T-t Geschichten aus verschieden Umgebungen zeigen; das heißt aus alpinen, kaledonischen und variszischen Gebirgszügen. Tatsächlich offenbaren unsere Bemühungen, daß der Klinopyroxen/Plagioklas Symplektit als potentielles Geothermobarometer in Eklogiten benutzt werden kann, die Temperaturen über 500°C ± 50°C erfahren haben. Die Temperatur kann man aus dem Lamellenabstand erhalten; den Druck durch den Jadeitgehalt des symplektitischen Pyroxens, in Anwesenheit von Plagioklas und Quarz.

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Résumé La déstabilisation de l'omphacite, en une symplectite à alternance de lamelles de clinopyroxène et de plagioclase, caractérise l'initiation du trajet rétrograde P-T-t pour les éclogites de température 500 ± 50°C. Cette symplectite présente parfois une évolution microstructurale depuis une symplectite grossière à alternance de lamelles larges, »S1«, relayée par une symplectite à alternance de lamelles fines, »S2«. Chaque symplectite peut aussi évoluer indépendemment en une microstructure globulaire tardive, »Sg«.En accord avec les concepts établis par les métallurgistes, la transformation »omphacite clinopyroxène + plagioclase« est une précipitation discontinue. Pour ce type de transformation, l'espace interlamellaire (L) dépend de la température (T) selon la loi de croissance Log (L) =A-B/T (*), où A et B sont des constantes. Ainsi, une symplectite fine (de type S2) caractérise des températures relativement plus basses qu'une symplectite grossière (de type S1).Afin de préciser l'évolution thermique des zones de collision continentale, nous avons testé la loi de croissance (*) sur des éclogites échantillonnées dans divers contextes géologiques (chaînes alpine, calédonide et varisque), présentant des trajets rétrogrades P-T-t contrastés. Les résultats montrent que la symplectite à clinopyroxène/plagioclase représente un géothermobaromètre potentiel de la rétromorphose des éclogites: la taille de l'espace interlamellaire dépend de la température et la teneur en jadéite des lamelles de clinopyroxène, en présence de quartz et à l'équilibre avec le plagioclase, dépend de la pression.

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. , .. , «S 1», «S 2». «SG». , . (L) () — — log (L) = - /, . , . , , , .: , . , , / , , 500° + 50°. , — , .

     

A Precambrian core sample from the Altiplano/Bolivia

Drilling in the Bolivian Altiplano discovered the Precambrian basement at 2.744 m of depth, Paleozoic strata lacking. The core is composed of hornblende meta-granite (hornblende granoblastite), in the upper part of biotite meta-granite (biotite granoblastite). Radiometric dating provides evidence for a Grenvillian magmatic or anatectic rock formation (1.050±100 my) and a later metamorphic event of 530±30 my in age.

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Zusammenfassung In einem Bohraufschluß vom Altiplano in Bolivien wurde in 2.744 m Teufe unter tertiärer und kretazischer Bedeckung das präkambrische Basement angetroffen. Der präkambrische Bohrkern besteht teils aus Hornblende-Meta-Granit (Hornblende-Kalifeldspat-Quarz-Plagioklas-Gneis), teils aus Biotit-Meta-Granit (Biotit-Kalifeldspat-Quarz-Plagioklas-Gneis). Nach Rb-Sr Datierung dürfte das Bildungsalter etwa 1.050±100 my betragen, eine Aufheizungsperiode um 530±30 my ist nach K-Ar Analyse zu vermuten.

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Résumé Lors d'un forage dans l'Altiplano bolivien le substratum précambrien a été rencontré à une profondeur de 2.744 m. La couverture sédimentaire comprend des couches tertiaires et crétaciques. La carotte précambrienne se compose d'un micro-granite gneissique de l'assemblage hornblende — feldspath potassique — quartz — plagioclase et d'un microgranite gneissique de biotite — feldspath potassique — quartz — plagioclase. L'âge de constitution de la roche est d'après l'analyse Rb-Sr de 1.050 ± 100 my. L'analyse K-Ar laisse supposer une transformation métamorphique de 530 ± 30 my.

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- , 2744 . — ( - -- —, - (- -- -). - 1050 ± 100 , , - , 530 ± 30 .

     

Die Existenz,Beschaffenheit und Bedeutung einer Zwischenschicht zwischen Gletschereis und Felsuntergrund

Zusammenfassung Fast unter allen Gletschern, einschließlich des Eisschildes auf Grönland, ist durch seismische Messungen eine Zwischenschicht zwischen Eis und Fels festgestellt worden. Sie ist auch in den Vorfeldern der Gletscher unter fluviatilen Ablagerungen vorhanden. Seismische Wiederholungsmessungen in Abständen von 25 bis 30 Jahren haben ergeben, daß sich die Morphologie der Oberkante der Zwischenschicht durch Sedimentation und Erosion beachtlich verändert. Es ist naheliegend, daß man sich die Zwischenschicht als gefrorene Grundmoräne vorstellt. Gegen diese Anschauung spricht aber die Existenz derselben in den Vorfeldern der Gletscher.Die beobachteten Geschwindigkeiten seismischer Wellen in der Zwischenschicht mit Werten zwischen 4000 und 5000 m/s können auch in verwitterten Gesteinen auftreten. Die erwähnten Veränderungen der Gestalt der Eisunterkante in relativ kurzer Zeit ist jedoch mit einer Deutung der Zwischenschicht als verwitterter Fels nicht in Einklang zu bringen.Die Verfasser nehmen an, daß die Zwischenschicht aus sehr dicht gepackten Sedimenten besteht. Mit dieser Annahme lassen sich alle Beobachtungsergebnisse erklären.

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Seismic measurements have shown nearly under all glaciers, including the iceshields of Greenland, a band between ice and rockbasement. This band exists also under the fluviatil sediments in the forefield of the glaciers. Seismic remeasurements in an interval of about 25–30 years have shown, that the morphology of the surface of the band has been heavily changed by sedimentation and erosion.It is evident that one imagines the band to be a frozen ground moraine. But the existence of the band in the forefield of glaciers demonstrates that this opinion must be wrong.The measured velocities of seismic waves between 4000 and 5000 m/s are possible also in weathered rocks. The above mentioned changes of the contour of the bottom of the ice during a relatively short period however cannot be reconciled with the interpretation of the band as weathered rock.The authors assume that the band consists of very densely packed sediments. This assumption explains all results of the observations.

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Résumé Presque sous tous les glaciers inclusivement l'Inlandeis du Groenland on a constaté par des mesurages séismiques une couche intermédiaire entre la glace et le roc. Cette couche existe aussi sous les sédiments fluviatils dans les glacis des glaciers. Pendant un intervalle de 25 à 30 ans des remesurements séismiques ont prouvé que la morphologie du bord supérieur de la couche intermédiaire a été considérablement changée par la sédimentation et l'érosion.On est bien tenté de croire, que la couche intermédiaire fût une moraine inférieure glacée. Mais l'existence de cette couche intermédiaire dans les glacis des glaciers démontre que cette opinion est incorrecte.Les vitesses des ondes séismiques mesurées de 4000 à 5000 m/s dans la couche intermédiaire se trouvent aussi dans des rocs décomposés. Mais les changements de la forme du bas de la glace pendant une période relativement courte ne peuvent pas être mis d'accord avec l'interprétation de la couche intermédiaire comme roc décomposé.Les auteurs supposent, que la couche intermédiaire se compose de sédiments très denses. Cette opinion prouve toutes les résultats d'observation.

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Die Entwicklung des Lebens im Präkambrium und seine geologische Bedeutung

Zusammenfassung Das Studium präkambrischer Lebensvorgänge und Organismen, das heute auch auf stabile biogene chemische Verbindungen (Chemofossilien) erweitert wird, erfordert eine genaue Zeitskala, besondere Forschungsmethoden und eine zweckmäßige Klassifikation. Die ersten 2000 Millionen Jahre des Lebens werden als die Zeit der Prokaryonten (Bakterien und Blaualgen) beschrieben. Die Entwicklung aller höherer Organismen (Eukaryonten) begann erst vor 1200–1400 Millionen Jahren. Während des Mittel- und Jungpräkambriums (und bis zum Ordovizium) bildeten Blaualgen und Bakterien vielfach biogen-sedimentäre Strukturen, die Stromatolithen, unter denen die säulenförmig-verzweigten Formen Anzeichen einer Evolution aufweisen. Wir können sie daher, mit entsprechenden Methoden, als wichtige Leitfossilien für die Gliederung und Korrelation präkambrischer Sedimentserien verwenden. Der evolutionäre Ursprung der vielzelligen Tiere (Metazoen), wohl von Algenkolonien, läßt sich wegen der Kleinheit und Hinfälligkeit der sie zusammensetzenden Zellgruppen nicht paläontologisch nachweisen. Erst größere Tiere, die widerstandsfähige Gewebe und eine genügend starke Muskulatur besitzen, können erkennbare Lebensspuren in Sedimentgesteinen hinterlassen. Die ältesten sicher bekannten und charakteristischen fossilen Metazoen sind etwa 600–650 Millionen Jahre alt. Sie besaßen noch keine Kalkschalen, aber morphologisch sind sie hoch entwickelt (Anneliden und primitive Arthropoden sind in der Ediacara-Fauna nachgewiesen), so daß eine längere Entwicklungsperiode der Metazoen anzunehmen ist, bevor sie als Zeitmarken des jüngsten Präkambriums stratigraphisch verwendbar werden.

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The study of Precambrian life processes and organisms which today extends to stable biogenic chemical compounds (chemical fossils), requires a precise time scale, special research methods, and an appropriate classification. The first 2000 million years of life comprise the time of the Prokaryota (bacteria and bluegreen algae). The evolution of all higher, eucaryote, organisms began 1200–1400 million years ago. During Middle and Late Precambrian (and until Ordovician) time, blue-green algae and bacteria built abundant biogenic-sedimentary structures, the stromatolites, of which the columnar-branching forms show indications of evolution. With suitable methods we can utilize them as important index fossils for subdivision and correlation of sequences of Precambrian strata. The evolutionary origin of Metazoa, presumably from algal colonies cannot be documented by fossils because of the small size and destructibility of such small groups of cells. Only larger animals, with resistant tissues and stronger muscles can leave recognizable trace fossils in sediments. The oldest known distinctive assemblage of fossil Metazoa is about 600–650 million years old. They did not form calcareous shells but morphologically they are advanced. Annelids and primitive arthropods occur in the Ediacara fauna. We have to assume a longer period of evolution for the Metazoa preceding their appearance as stratigraphic markers of the youngest Precambrian rocks.

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Résumé L'étude des organismes fossiles anté-cambriens et des molécules biogéniques stables dans les roches doit être basée sur une échelle géochronologique précise, sur des méthodes spécialisées et sur une propre classification systématique. Les 2 premiers milliards d'années de l'histoire de la vie sont le temps des bactéries et des algues bleues (procaryotes). L'évolution de tous les organismes possédant des cellules nuclées et des organelles (eucaryotes) commença il y a 1,2–1,4 milliards d'années. Les algues bleues et les bactéries formaient des édifices stromatolithiques pendant l'antécambrien moyen et supérieur et jusqu'à l'ordoviclen. A cause des processus évolutifs qui se produisaient pendant l'antécambrien, les stromatolithes en colonnes ramifiées peuvent servir comme fossiles indicateurs pour les corrélations des séries sédimentaires. Les animaux multicellulaires ont évolué probablement à partir des algues coloniales. Les premiers groupes de cellules, étant fragiles et de petite taille, ne pouvaient pas laisser de traces fossiles dans les roches. Les premiers animaux métazoaires fossiles étaient des organismes plus grands possédant des tissus résistants et une musculature assez puissante pour former dans les sédiments des traces de processus de leur vie (locomotion etc.). L'âge des plus anciens métazoaires characteristiques est 600–650 millions d'années. Ils ne possédaient pas encore de coquilles minéralisées. Ils étaient assez évolués (annélides et arthropodes primitives existaient dans la faune Édiacarienne) pour en justifier l'hypothèse d'un éspace de temps assez long précédant l'époque finale de l'antécambrien pour laquelle la faune Édiacarienne peut servir comme premier indice zonal biostratigraphique basé sur des animaux fossiles.

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