Klüfte und Talrichtungen im Turon des südöstlichen Münsterlandes

Zusammenfassung Am Südostrand des Münsterländer Kreidebeckens fließen alle größeren Wasserläufe im Bereich der Turonkalke nach NNE oder NE, obwohl das allgemeine Gelände- und Schichtengefälle nach NNW gerichtet ist. Die Ursachen für diese Abweichung sind im Mechanismus der Felserosion zu suchen, der im wesentlichen durch die Eigentümlichkeiten der Karstgerinne und durch die Gesteinszerklüftung bestimmt wird. Bei den Detailuntersuchungen geben sich komplexe Beziehungen zwischen Fließrichtung und Kluftrichtungen zu erkennen.Besonders bedeutend für die Entstehung der NNE gerichteten Täler sind die 170°- und 30°-streichenden Klüfte.

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On the south-east border of the Cretaceous basin of Munster, Westfalia, the current directions of streams in the area of Turon-limestone go to NNE or NE, although the main dipping of land surface as well as bedding planes points towards NNW. This divergence is caused by the mechanism of rock erosion, which is determined by peculiarities of subterranean stream channels and joints in limestone. The investigations show complex relations between flow direction and direction of joints.The 170°- and 30°-striking joints are significant of the origin of the NNE direction of the valleys.

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Résumé Dans le Turonien au bord sud-est du bassin Crétacé de Münster (Westphalie) toutes les rivières coulent en direction nord-nord-est ou nord-est, quoique la surface morphologique générale et les couches soient penchées en direction nord-nord-ouest. Cette divergence est expliquée par le mécanisme de l'érosion qui dépend principalement des fentes et du caractère des ruisseaux karstiques. Pendant ces études on a pu observer des relations complexes entre la direction des courants et la direction des fentes.Les fentes en direction nord-nord-est (30°) et sud-sud-est (170°) ont considérablement influencé l'origine des vallées.

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- - , -. . . , NNE, , 170° 30°.

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Herrn Professor Dr.Roland Brinkmann zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Geophysical and geochemical evidence of Proterozoic collision in the western marginal zone of the Baltic Shield

New continental crust was formed in the Svecofennian domain of the Baltic Shield c. 1.9 Ga ago. Approximately 0.1–0.15 Ga later, new crust accreted to the SW part of the Shield. In this paper an attempt is made, on the basis of gravity measurements and lithogeochemistry, to describe the tectonic processes responsible for the continental growth c. 1.75–1.8 Ga ago. The Transscandinavian Granite Porphyry Belt (TGPB) separates the Svecofennian domain from the polymetamorphic terrain of the SW Swedish gneiss region. Red orthogneisses occurring immediately west of the TGPB are the deformed equivalents of the TGPB type granitoids, while grey orthogneisses, displaying a tonalitic-granodioritic trend and situated further west, were generated in a »volcanic arc« environment. The TGPB granitoids and the red SW Swedish gneisses represent a transition from this volcanic arc type rock to contemporaneous »within-plate« type granites intruded in the Svecofennian crust. The volcanic arc was forced against the Svecofennian crust in which large tensional fracture zones ensued with strike directions normal to the collision front. In such tensional environments the »withinplate« type granites were generated. In the collision zone the crust was down-warped, and huge amounts of granitic melts were generated at the base of the crust. This TGPB Magma rose upwards utilizing the fracture zone between the arc rocks, generated slightly earlier, and the Svecofennian crust. A relatively thin upper part of the TGPB that spread laterally westwards became strongly deformed during the collision (i.e. the red SW Swedish gneisses), while the major deep-reaching TGPB root zone that was not completely solidified yet, acted as a buffer against the foliation front.

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Zusammenfassung Vor 1,9 Milliarden Jahren kam es zur Neubildung von kontinentaler Kruste im svecofennischen Bereich des Baltischen Schildes. Ungefähr 100–150 Millionen Jahre später wurde im Südwesten des Schildes neue Kruste hinzugefügt. In diesem Artikel wird auf der Basis von Gravimetriemessungen und Lithogeochemie der Versuch unternommen die tektomschen Vorgänge, die zu diesem 1,75–1,8 Milliarden Jahre alten Krustenzuwachs führten, zu beschreiben.Der Transskandinavische-Granit-Porphyr-Gürtel (Transscandinavian-Granite-Porphyry-Belt/TGPB) trennt das Svecofennium von der polymetamorphen, im Südwesten Schwedens gelegenen Gneis-Region. Ein direkt westlich des TGPB gelegenes Vorkommen roter Orthogneise entspricht den deformierten TGPB Granitoiden. Graue Orthogneise, die weiter im Westen aufgeschlossen sind, zeigen eine mehr tonalitische bis granodioritische Zusammensetzung und werden auf einen vulkanischen Inselbogen zurückgeführt. Die TGPB Granitoide und die roten südwest-schwedischen Gneise stellen einen Übergang von den Inselbogen-Vulkaniten zu den zeitgleichen »Intra-Platten-Graniten« der svecofennischen Kruste dar. Der Inselbogen kollidierte mit der svecofennischen Kruste, es entstanden großräumige Bruchzonen mit Streichrichtungen senkrecht zur Kollisionsebene. Während des Zustands der hohen Druckspannung des Gebietes intrudierten die »Intra-Platten-Granite«. Innerhalb des Kollisionsbereiches wurde die Kruste nach unten gebogen, und so entstanden an der Basis der Kruste große Mengen granitischen Magmas. Dieses TGPB Magma stieg entlang der Störungszone innerhalb der Inselbogengesteine, die nur wenig älter sind, und der svecofennischen Kruste, auf. Nur ein, von relativ geringer Mächtigkeit, weiter westlich gelegener Teil des TGPB, die roten südwest-schwedischen Gneise, wurde während der Kollision intensiv deformiert. Dagegen war der Hauptanteil der tiefreichenden TGPB Wurzelzone noch nicht vollständig erstarrt und wirkte deshalb wie eine Pufferzone gegen die Schieferungsfront.

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Résumé De la croûte continentale nouvelle s'est formée il y a 1,9 Ga dans le domaine des Svecofennides (Bouclier baltique). Environ 100 à 150 Ma plus tard, de la croûte nouvelle s'est accrétionnée à la bordure sud-ouest du bouclier. Cette note basée sur des mesures de gravité et la lithogéochimie, présente un essai d'analyse des processus tectoniques responsables de cette croissance continentale d'âge 1,75 à 1,8 Ga. Le «Transcandinavian Granite Porphygry Belt» (TGPB) sépare le domaine svécofennien des gneiss polymétamorphiques du sud-ouest de la Suède. Immédiatement à l'ouest de TGPB affleurent des orthogneiss rouges qui représentent l'équivalent déformé de granitoïdes du TGPB, tandis que des orthogneiss gris de tendance tonalitique-granodioritique, situés plus à l'ouest, ont été engendrées dans un environnement d'arc volcanique. Les granitoïdes du TGPB et les gneiss rouges du sud-ouest de la Suède représentent une transition entre ces produits d'arc volcanique et les granites intra-plaque de même âge intrudés dans la croûte svécofennienne. L'arc volcanique a été accrétionné à la croûte svécofennienne avec production dans celleci de grandes fractures d'extension perpendiculaires au front de collision. C'est dans ce domaine en extension que les granites intra-plaque se sont mis en place. Dans la zone de collision, la croûte s'est incurvée vers le bas et de grandes quantités de liquides granitiques ont été engendrées à la base de la croûte. Ces magmas TGPB sont montés à la faveur de la zone fracturée entre les roches de l'arc engendrée un peu plus tôt, et la croûte svécofennienne. Seule une fraction supérieure relativement mince du TGPB, développée vers l'ouest, a subi une déformation importante au cours de la collision, pour former les gneiss rouges du sud-ouest de la Suède; par contre, la partie principale de la racine profonde du TGPB, qui n'était pas encore entièrement solidifiée, a joné le role tampon en avant du front de foliation.

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, 1,9 100–150 - . - (Transscandinavian Granite-Porphyry-Belt - TGPB) , - . TGPB , , , - , . TGPB - . , , . («within plate» type granites) , . . TGPB , , . TGPB, , - , . TGPB, , .

     

The crystal structure of trigonite,Pb3Mn(AsO3)2(AsO2OH)

Summary The mineral trigonite crystallizes in the monoclinic space groupPn–C _s ² witha ₀=7.26,b ₀=6.78,c ₀=11.09Å; =91.5°,Z=2. The structure was determined from 1250 X-ray intensities collected on an automatic two circle Weissenberg-type diffractometer. The final residual isR=6.5% using anisotropic temperature factors for Pb, Mn and As, and isotropic temperature factors for O.The structure consists of MnO₆ octahedra, sharing all six oxygens with arsenite groups to form a framework. The Pb atoms are attached to this framework with Pb–O distances2.23Å. One oxygen, bound only to an As atom, is interpreted as the donor for a hydrogen bond of 2.75Å.

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Die Kristallstruktur des Trigonits, Pb₃Mn(AsO₃)₂(AsO₂OH)

Zusammenfassung Das Mineral Trigonit kristallisiert monoklin, RaumgruppePn–C _s ² ,a ₀=7,26,b ₀=6,78,c ₀=11,09Å; =91,5°;Z=2. Die Strukturermittlung erfolgte anhand von 1250 Röntgenintensitäten, die auf einem automatischen Zweikreis-Weissenbergdiffraktometer gesammelt wurden. Mit anisotropen Temperaturfaktoren für Pb, Mn und As sowie isotropen für die O-Atome ergibt sich einR-Wert von 6,5%.Die MnO₆-Oktaeder werden über die sechs Sauerstoffe mit Arsenitgruppen zu einem dreidimensionalen Gerüst verknüpft. Über Pb-O-Abstände2,23 Å sind die Pb-Atome in dieses Gerüst eingebaut. Ein Sauerstoff, nur an ein As-Atom gebunden, wird als Donator einer H-Brücke von 2,75 Å interpretiert.

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With 2 Figures     

Multivariate statistische Auswertung von Schwermineraldaten der alpinen Gosau und Bezüge zur plattentektonischen Entwicklung der Ostalpen während der Oberkreide

Zusammenfassung Aus Schwermineraldaten verschiedener Oberkreidevorkommen der alpinen Gosau werden mit einer speziellen Variante der Q-Modus Faktorenanalyse lithologische Endglieder zur Rekonstruktion der Liefergebiete modelliert. Dabei zeigt sich, daß zeitlich zwischen der bekannten Chromspinell-Schüttung aus Ophiolithen im Norden und der Zufuhr von Granat aus dem Kristallin der Ostalpen im Süden während des Campan ein kratonisches Hinterland vorhanden ist, das sowohl reifen (Zirkon, Turmalin, Rutil) als auch sauer plutonischen Detritus (Zirkon, Apatit) in die Gosaubecken einbringt.Diese Befunde bestätigen und präzisieren das vonFrisch (1979) vorgelegte plattentektonische Konzept: Als Folge der Subduktion des südpenninischen Piedmont Ozeans und gleichzeitiger Öffnung des nordpenninischen Valais Ozeans kollidiert im Campan die mittelpenninische Briançonnais-Mikroplatte mit dem Austroalpin der adriatischen Platte. Dem entspricht die Abnahme der Chromspinellzufuhr und die Zunahme von Detritus aus einem kratonischen Liefergebiet in den Gosau Sedimenten des Untercampan. Nach der intragosauischen Gebirgsbildungsphase hält die Zufuhr von kratonischem Material aus dem Mittelpenninikum während dessen Überschiebung im Obercampan an. Gleichzeitig beginnt die Freilegung von austroalpinen Kristallinarealen, die generell ab dem Maastricht zur Vorherrschaft eines metamorphen Schwermineralspektrums führt.

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Heavy mineral data from the Late Cretaceous clastic sediments of the Alpine Gosau formation were processed using extended Q-mode factor analysis in order to model in detail end members of lithological associations in search of provenance. The results show clearly a cratonic source area which furnished both mature (zircon, tourmaline, rutile) and acid plutomc (zircon, apatite) detritus into the Gosau basins during Campanian time. Stratigraphically, the mature-plutonic detritus ranges between the well known chromspinel supply from ophiolites in the north and the influx of garnet from metamorphic rocks of the Eastern Alps in the south.This confirms and clarifies the plate tectonic model proposed byFrisch (1979): The Middle Penninic Briançonian microplate collided with the Austroalpine unit of the Adriatic plate as result of both the subduction of the South Penninic Piedmont ocean and the contemporaneous opening of the North Penninic Valais ocean. The sedimentological response was a decrease in chromspinel and an increase in the minerals of cratonic provenance in the Gosau sediments of Early Campanian age. The cratonic detritus continued to dominate in the Late Campanian after the intragosauic orogenic movements as the Briançonian plate was beeing overthrust. At this time the erosion of Austroalpine metamorphic areas started, leading to the predominance of heavy minerals of metamorphic source from the Latest Cretaceous (Maastrichtian) onwards.

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Résumé Une forme particulière d'analyse factorielle en mode.Q a été appliquée aux minéraux lourdes provenant de divers sites du Crétacé supérieur du Gosau (Alpes orientales), en vue de rechercher l'origine des sédiments. Cette méthode montre clairement l'existence au Campanien d'une source cratonique qui alimenterait le bassin du Gosau à la fois en éléments matures (zircon, tourmaline, rutile) et en éléments plutoniques acides (zircon, apatite). Cet apport se situe stratigraphiquement entre les arrivées de spinelle chromifère provenant des ophiolites au Nord et de grenat provenant des métamorphites des Alpes occidentales au Sud.Ces résultats confiment et précisent le modèle géodynamique proposé par Frisch (1979): à la suite de la subduction de l'océan sud-pennique piémontais et de l'ouverture de l'océan nord-pennique valaisan, une collision se produisit au Campanien entre la microplaque méso-pennique brianonnaise et l-Austro-alpin de la plaque adriatique. La réponse sédimentologique à cet événement a été, dans les sédiments companiens infeérieurs du Gosau, une diminution de l'afflux de spinelles chromifères et un accroissement des minéraux de provenance cratonique. Au Campanien supérieur, après la phase tectonique intro-gosauienne, l'apport des matériaux cratoniques a continué pendant le charriage de la plaque briançonnaise. En même temps commençait l'érosion de l'aire métamorphique austroalpine amenant, à partir du Maastrichtien une prédominance de minéraux lourdes d'órigine métamorphique.

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. , , , , — , . , 1979 : Valais Briançonnais - . . . , . . - , .

     

Fracturation tertiaire et évolution des contraintes en Bavière orientale: le Jura franconien et la forêt bavaroise (R.F.A.)

Résumé L'analyse géométrique et cinématique de la fracturation dans le Jura franconien et la bordure occidentale du Massif bohémien met en évidence les mécanismes de la tectonique cassante d'âge teriaire, essentiellement ceux des grands accidents SE-NW (lignes de Pfahl et de Franconie) qui ont présenté successivement des jeux en coulissement dextre, en faille normale et en faille inverse. Cinq états de contrainte ont été caractérisés et comparés à ceux définis antérieurement dans le Jura souabe, en liaison avec la cinématique des plaques Europe et Afrique: compression N-S, distension E-W, compression NE-SW puis E-W, distension N-S.

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The analysis of both the geometric and the kinematic cenozoic faulting in the Franconian Jura and in western Bohemia enables to characterize the mechanisms of cenozoic tectonics. More especially dextral strike-slip, normal fault and reverse fault have successively occurred along large SE-NW fault line, as the Pfahl and the Franconian fault systems. Five main stress patterns have thus been identified and then compared with those previously described in Swabian Jura. They are related to the kinematic of Europe and Africa plates, i. e.: (1) N-S compression, (2) E-W distension, (3) SW-NE compression, (4) E-W compression, (5) N-S distension.

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Zusammenfassung Durch die geometrische und kinematische Analyse der Brüche wird die tertiäre Bruchtektonik (tectonique cassante) im Fränkischen Jura und am westlichen Rand des Böhmischen Massifs belegt. Es handelt sich im wesentlichen um die großen SE-NW orientierten Störungen der Linie von Pfahl und der Fränkischen Linie, die nacheinander als dextrale Blattverschiebungen, als Normalverwerfungen und als inverse Verwerfungen wirkten. Fünf Spannungszustände können charakterisiert und mit jenen, die bereits im Schwäbischen Jura definiert wurden, verglichen werden. Sie spiegeln die verschiedenen Stadien der kinematischen Entwicklung der europäischen und afrikanischen Platte wider: Kompression N-S, Zerrung E-W, Kompression NE-SW, sodann E-W, Zerrung N-S.

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(tectonique cassante) . , , SE-NW , , , . 5 . : - , - , - , - - .

     

Die Diabasvorkommen des Amazonasgebietes und das Problem des Intrusionsmechanismus

Zusammenfassung Unter Bezug auf die beobachteten großräumigen Diabasvorkommen im Gebiet des Amazonasbeckens wird der Versuch unternommen, den Intrusionsmechanismus basaltischer Schmelzen prinzipiell zu erklären. Es läßt sich zeigen, daß das Problem der Magmenbewegung von dem der Magmaentstehung nicht zu trennen ist. Beide bedürfen der Anwendung sowohl hydrostatischer als auch hydrodynamischer Gesetzmäßigkeiten.Die Beachtung der hydrostatischen Gesichtspunkte erfordert einerseits eine Herdlage in den oberen Teilen des Erdmantels, wo aber andererseits die Entstehung der Schmelze aus thermischen Gründen nicht ohne Konvektionsströmungen denkbar ist.Die Annahme eines konvektiven Zirkulationssystems im Mantel, dessen Auswirkung gelegentlich durch Schweremessungen beobachtbar sein können, beantwortet viele wichtige offene Fragen im Problemkreis des Intrusionsmechanismus basischer Gesteine.

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Basing on huge occurrence of diabase in the Amazon basin, a limited distribution of which is dealt with in this paper, an outline of the principal mechanism of intrusions of basaltic magma is attempted. Apparently, the problem of movement of magma is not allowed to be regarded without that of its origin. Both, movement and origin, are subjected to hydrostatical and hydrodynamical laws.The application of the hydrostatics demands the source of magma to be in the upper parts of the earth's mantle. In this location, however, temperature seems to be insufficient to originate melted basaltic rocks unless thermical convection takes place.The postulation of a vertical system of circulation in the mantle, the effects of which sometimes may be recognized by gravity measurements, solves some important problems of the mechanism of intrusion. In this way, among other things, the deep lying mass of higher density along the center of the Amazon basin may be determined as to triassic-jurassic age.

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Résumé Considérant la présence de diabases en grande quantité dans le bassin de l'Amazone, l'auteur tente d'interpréter dans son principe le mécanisme d'intrusion des liquides basaltiques. Il semble que le problème du mouvement du magma ne peut pas être séparé de celui de son origine. Tous deux doivent être soumis à des lois hydrostatiques et hydrodynamiques.La considération du point de vue hydrostatique donne à penser que la source du magma se trouve dans la partie supérieure du manteau terrestre où cependant, pour des raisons thermiques, on ne peut penser à la formation de liquides magmatiques sans courants de convection.L'hypothèse d'un système de circulation convective dans le manteau, dont les effets ont parfois été observés par des mesures de gravité, apporte une solution à quelques problèmes concernant le mécanisme d'intrusion. Dans cet ordre d'idées, la masse profonde de forte densité située dans le centre du bassin de l'Amazone peut être rapportée au Triasique-Jurassige.

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Die Veröffentlichung der vorliegenden Arbeit erfolgt mit freundlicher Genehmigung der Petróleo Brasileiro, S. A. (Petrobrás) sowie der Gesellschaft für praktische Lagerstättenforschung GmbH (Prakla). Beiden Gesellschaften sei dafür an dieser Stelle aufrichtig gedankt!     

Partition of magnesium and iron between Olivine and spinel,and between pyroxene and spinel

Partition of Fe²⁺ and Mg between coexisting (Mg, Fe)₂SiO₄ spinel and (Mg, Fe)SiO₃ pyroxene was investigated at pressures 80 and 90 kbar and at temperatures 840 and 1050° C, using tetrahedral-anvil type of high pressure apparatus. Olivine-spinel solid solution equilibria in the system Mg₂SiO₄-Fe₂SiO₄ were discussed in the light of the partition reaction. Partition of Fe²⁺ and Mg in both olivine-spinel and pyroxene-spinel systems can not be regarded as that between ideal solid solutions. By applying the simple solution model for the partition of Fe²⁺ and Mg, sign of the heat of mixing was estimated to be positive for all olivine, spinel and pyroxene. Relative concentration of Fe²⁺ in spinel in the pyroxene-spinel system is likely to cause some change in the chemical composition of modified spinel () or spinel () in the transition zone of the mantle. A considerable change is also expected in the transition pressure of to ( + ) and ( + ) to .Presented at the symposium Recent Advances in the Studies of Rocks and Minerals at High Pressures and Temperatures held in Montreal, 1972. Jointly sponsored by the International Mineralogical Association and the Commission on Experimental Petrology.     

Synthesis and some properties of iron- and vanadium-bearing kyanites, (Al,Fe3+)2SiO5and (Al,V3+)2SiO5

Iron- and vanadium-bearing kyanites have been synthesized at 900 and 1100° C/20 kb in a piston-cylinder apparatus using Mn₂O₃/Mn₃O₄- and MnO/Mn-mixtures, respectively, as oxygen buffers. Solid solubility on the pseudobinary section Al₂SiO₅-Fe₂SiO₅(-V₂SiO₅) of the system Al₂O₃-Fe₂O₃(V₂O₃)-SiO₂ extends up to 6.5 mole% (14mole %) of the theoretical end member FeSiO₅(V₂SiO₅) at 900°C/20 kb. For bulk compositions with higher Fe₂SiO₅ (V₂SiO₅) contents the corundum type phases M₂O₃(M = Fe³⁺, V³⁺) are found to coexist with the Fe³⁺(V³⁺)-saturated kyanite solid solution plus quartz. The extent of solid solubility on the join Al₂SiO₅-Fe₂SiO₅ at 1 100°C was not found to be significantly higher than at 900° C. Microprobe analyses of iron bearing kyanites gave no significant indication of ternary solid solubility in these mixed crystals. Lattice constants a ₀, b ₀, c ₀, and V₀ of the kyanite solid solutions increase with increasing Fe₂SiO₅- and V₂SiO₅-contents proportionally to the ionic radii of Fe³⁺ and V³⁺, respectively, the triclinic angles ,, remain constant. Iron kyanites are light yellowish-green, vanadium kyanites are light green. Iron kyanites, (Al_1.87 Fe _0.13 ³⁺ )SiO₅, were obtained as crystals up to 700 m in length.     

Graphical estimations of magma densities and compositional expansion coefficients

Assuming that the partial molar volume of each chemical component in a magma is constant, the magma density, _m , is expressed as 1/ _m =C _i / _fi , whereC _i is the weight fraction, and _fi is the fractionation density of thei ^th component. Using this linear relationship between 1/ and weight fraction, the density change due to addition or subtraction of any component can be graphically estimated on 1/ vs oxide wt% diagrams. The compositional expansion coefficient of thei ^th component, _fi , is expressed as _i = _m / _fi –1. The compositional expansion coefficient of H₂O has a much larger absolute value than those of any other oxide or mineral components, showing that addition of a small amount of H₂O can significantly decrease magma density. These simple expressions facilitate the estimation of magma densities during fractionation.     

Introduction to pareto optimal mine planning

Summary Recent advances in mathematical optimization have resulted in the development of superior techniques for solving realistic decision making problems. The technique called PARETO OPTIMAL SERIAL DYNAMIC PROGRAMMING is presented here as a tool for rational mine planning. This approach always enables the identification of a set of decision alternatives considered superior to the remaining feasible, usually numerous, decision alternatives, when a number of conflicting, noncommensurable, objectives are simultaneously optimized. It is further noted that the decision makers' truly preferred decision is always one of the members identified as the superior set.Notation [A] Number of initial decision alternatives for production stage 1 - [A ] Accumulated pareto optimal stage objective vector at stage for the remainder of the stagesN – - [A] Accumulated non-pareto optimal stage objective vector at stage for the remainder of the stagesN – - [B] Number of initial decision alternatives for production stage 2 - [C] Number of initial decision alternatives for production stageN - [COG _k,] Cutoff grade for decision,k, at production stage, - [D] Number of initial pareto solutions for production stage 1 - [D ] Decision at stage - [E] Number of initial pareto solutions for production stage 2 - [F] Number of initial pareto solutions for production stageN - [j] A random objective function - [J] Number of objective functions - [LIFE _k,] Minelife for decision,k, at production stage, - [] An arbitrary production stage - [N] Final production stage - [NPV] Expected net present value - [NPV _k,] Project net present value for decision,k, at production stage - [OPR _k,] Ore production rate for decision,k, at production stage, - [S ] State of the system in stage - [ _n] Immediate state objective vector at stage      

U-Pb zircon age and Nd isotopic composition of granitoids,charnockites and supracrustal rocks from Heimefrontfjella,Antarctica

Heimefrontfjella and Mannefallknausane, in Dronning Maud Land, Antarctica, comprise an amphibolite-facies terrain and a granulite terrain, separated by a major mylonite zone. The amphibolite terrain is made up of mafic to felsic metavolcanics and metasediments, intruded by granitoid plutons: the granulite terrain has supracrustal rocks with similar lithologies, intruded by felsic plutonic rocks that crystallized as charnockites.U-Pb zircon ages (conventional and ion microprobe) demonstrate that magmatic activity was confined to a relatively short interval between 1130 and 1045 Ma and was followed in the amphibolite terrain by metamorphism around 1060 Ma. Specific ages are as follows: metarhyolite in the amphibolite terrain, 1093 ± 38 Ma; granitoids in the amphibolite terrain, 1045 ± 9 Ma to 1107 ± 16 Ma, charnockites in the granulite terrain, 1073 ± 8 Ma to 1135 ± 8 Ma, metamorphic zircons in garnet amphibolite and a post-metamorphic pegmatite, both 1060 ± 8 Ma. Older zircons were found only in a metasediment which yielded discordant zircon fractions with²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb ages between 1250 and 1450 Ma, and in a granulite facies metaquartzite, which contained concordant zircons with the following ages: 1104 ± 5 Ma, 1215 ± 15 Ma, 1400 Ma, 1700 Ma, 2000 Ma. The youngest age is interpreted as the age of granulite metamorphism, the older ages as those of detrital zircons.A Sm-Nd mineral isochron age of the garnet amphibolite (960 ± 120 Ma) agrees within error with the U-Pb age of metamorphic zircons (1060 ± 8 Ma). Initial _Nd values (T = 1.1 Ga) for 15 samples range from +4 to–4. The highest came from a metabasalt and two granitoids from Milorgfjella, the northern area; the lowest from the granulite-facies metasediment and from a charnockite, both from Vardeklettane, a nunatak in the south. The positive but subdued values preclude generation directly from depleted MORB-type mantle _Nd + 6 to + 7 at 1.1 Ga) and indicate generation from a source containing older crustal material.

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Zusammenfassung Die Gebiete um Heimefrontfjella und Mannefallknausane in Dronning Maud Land, Antarktis, bestehen aus amphibolith- und granulitfaziellen Grundgebirgskomplexen, die durch eine große Mylonitzone voneinander getrennt sind. Der amphibolithfazielle Komplex besteht aus mafisch bis felsischen Metavulkaniten und Metasedimenten, die von Granitplutonen intrudiert werden. Der Granulitkomplex enthält Suprakrustalgesteine ähnlicher Art, die von Charnockiten intrudiert werden.U-Pb-Alter, die mit der konventionellen Multikorn-Methode und an der Ionen-Mikrosonde an Einzelkörner bestimmt wurden, engen die magmatische Aktivität zwischen 1130 und 1045 Ma ein. Auf diese Periode folgte in dem amphibolithfaziellen Gebiet eine Regionalmetamorphose um 1060 Ma. Die Einzelalter sind wie folgt: in dem amphibolithfaziellen Komplex ergab ein Metarhyolith 1039 ± 38 Ma, während die Granitoide zwischen 1045 ± 9 Ma und 1107 ± 16 Ma variieren. In dem Granulitkomplex wurden die Charnockite auf 1073 ± 8 Ma bis 1135 ± 8 Ma datiert, während metamorphe Zirkone aus einem Granatamphibolith sowie aus einem posttektonischen Pegmatit identische Alter von 1060 ± 8 Ma ergaben. Ältere Komponenten wurden lediglich in einer Metasediment-Probe gefunden, die diskordante Zirkone mit²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb Altern zwischen ca. 1250 und 1450 Ma enthielt, sowie in einem granulitfaziellen Metaquarzit, in dem konkordante Zirkone die folgenden Alter ergaben: 1104 ± 5 Ma, 1215 ± 15 Ma, 1400 Ma, 1700 Ma, 2000 Ma. Das jüngste Zirkonalter aus dem Metaquarzit interpretieren wir als Zeitpunkt der Granulitmetamorphose, während die höheren Alter detritische Komponenten repräsentieren.Eine Sm-Nd Mineralisochrone für einen Granatamphibolith hat ein Alter von 960 ± 120 Ma, das innerhalb der experimentellen Fehler mit einem U-Pb-Alter von 1060 ± 8 Ma für metamorphe Zirkone übereinstimmt. Initiale _Nd-Werte (T = l.1 Ga) für 15 Proben variieren zwischen +4 und -4. Die höchsten Werte wurden für einen Metabasalt und zwei Granitoide von Milorgfjella im nördlichen Arbeitsgebiet bestimmt. Die niedrigsten Werte stammen aus dem granulitfaziellen Metaquarzit und von einem Charnockit, beide aus Vardeklettane, einem Nunatak im Süden. Die leicht positiven Werte lassen eine juvenile Bildung der Wirtsgesteine aus einem MORB-ähnlichen Mantel (_Nd + 6 bis + 7 um 1.1 Ga) nicht zu und deuten ein Ausgangsmaterial mit Komponenten älterer kontinentaler Kruste an.

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Résumé Les régions de Heimefrontfjella et Mannefallknausane situées dans le Dronning Maud Land en Antartique sont formées par deux zones principales à degrés métamorphiques différents: une à faciès amphibolitique et une autre à faciès granulitiques, séparées par une zone mylonitique. Des roches métavolcaniques à composition variant de basique à felsique ainsi que des roches d'origine sédimentaire composent la zone amphibolitique. Elles sont recoupées par des plutons granitiques. La zone granulitique est formée également par des roches d'origine volcanique et sedimentaire qui sont, elles, recoupées par des charnockites.Les mesures d'U-Pb sur zircons (utilisant la méthode conventionnelle et la microsonde ionique) montrent que l'activité magmatique s'est confinée à une période relativement courte entre 1130 Ma et 1045 Ma. Elle a été suivie par un métamorphisme, il y a 1060 Ma, dans la zone amphibolitique. De façon plus détaillée, les âges sont les suivants: dans la zone amphibolitique, rhyolite datée à 1093 ± 38 Ma, granitoïdes datés à 1045 ± 9 Ma et 1107 ± 16 Ma; dans la zone granulitique, charnockites datées entre 1073 ± 8 Ma et 1135 ± 8 Ma, zircons métamorphiques provenant d'une amphibolite à grenat datés à 1060 ± 8 Ma et pegmatite postmétamorphique datée à 1060 ± 8 Ma. Deux roches ont fourni des zircons donnant des âges plus anciens: un sédiment métamorphisé et un metaquartzite. Les âges²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb obtenus pour les fractions discordantes des zircons du metasediment varient entre 1250 et 1450 Ma alors que le metaquartzite contient des zircons concordants avec les âges suivants: 1104±5 Ma, 1215±15Ma, 1400 Ma, 1700 Ma et 2000 Ma. L'âge le plus jeune obtenu pour le métaquartzite est interprété comme représentant l'âge du métamorphisme granulitique alors que les âges plus anciens représentent les âges de zircons détritiques.Une isochrone Sm-Nd sur minéraux a été obtenue sur une amphibolite à grenat. Elle définit un âge de 960 ± 120 Ma qui correspond, aux erreurs près, à l'âge U-Pb des zircons métamorphiques (1060 ± 8 Ma). Les _Ndinitiaux (T = 1,l Ga) obtenus pour 15 échantillons varient entre +4 et –4. Les valeurs les plus élevées ont été obtenues pour un basalte et deux granitoïdes de Milorgfjella situés dans la partie nord; les valeur _Nd les plus faibles proviennent du métasédiment dans la zone granulitique et d'une charnockite. Ces deux échantillons se situent dans le nunatak Vardeklettane dans le Sud. Les _Nd étant positifs mais toutefois plus faibles que la valeur du manteau appauvri à cette période (entre +6 et +7 à 1,1 Ma), une extraction directe du manteau ne peut être retenue et nous suggérons que la région source contenait du matériau crustal plus ancien.

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Heimfreontfjella Mannefallknausane Dronning Maud, , , . , . , ., , 1130 1045 Ma. 1060 . : — 1093±38 Ma, 1045±9 Ma 1107±16 Ma. 1073±8 Ma 1135±8 Ma, - 1060±8 Ma. , , 1250 1450 Ma. : 1104±5 Ma, 1215±15 Ma, 1400 Ma, 1700 Ma 2000 Ma. , , , . Sm-Nd, -, 960±120 Ma, , - 1060±8 Ma. Nd (T=1,1 ) 15 + 4 — 4. Milogrfjella . , Vardeklettane . , MORB (Nd + 6 + 7, 1,1 ); .

     

The anthracite smokers of eastern pennsylvania: PS2 (g)P_{S_2 (g)} -T stability diagram by TL analysis

Coal seams and culm banks associated with mine fires in the anthracite region of eastern Pennsylvania have been burning for decades. Many of the fires may have ignited by spontaneous combustion or by the burning of trash. Minerals associated with the combustion of anthracite form by the condensation of gas exhaled through surficial gas vents or anthracite smokers. A Pressure-Temperature (P-T) stability diagram is constructed for the condensation of orthorhombic sulfur from anthracite gas using Thermodynamic Loop Analysis (TL analysis). This method of analyzing chemical systems incorporates Kirchhoff's Law into a four step procedure structured around a closed thermodynamic cycle or thermodynamic loop. The four steps, referred to us The Four S S of Thermodynamic Loop Analysis, include: (1) Set Up—graphical characterization of the problem. (2) Sum—the application of thermodynamic principles. (3) Substitute—the use of materials data available from the literature, and (4) Solve—computation of one or more variables. The example presented demonstrates that thermodynamic loops can incorporate any number of polymorphic phase transformations. In addition, thermodynamic loop analysis is applicable to any geologic process involving the condensation of minerals from a gas. The stability diagram derived by TL analysis may have applicability in monitoring the release of sulfur gas into the atmosphere.     

A model for the tectonic evolution of the Benue Trough of Nigeria

Based on the results of a detailed magnetic study of the Lower and Middle Benue Trough of Nigeria carried out by the author and results of previous geophysical studies of the Benue Trough and of similar structures elsewhere in the world, a possible model for the tectonic evolution of the Benue Trough has been developed. It is here suggested that the tectonic evolution of the Benue Trough of Nigeria involved the rise of a mantle plume or mantle upwelling, emplacement of intrusive igneous material in the crust, crustal stretching and thinning and consequently rifting. It is thought that this sequence of events may have been repeated in a cyclic manner with intercyclic structural deformations. The basic ideas of the model is shown to be in agreement with acceptable ideas on riftogenesis.

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Zusammenfassung Es wird eine mögliche Modellvorstellung für die tektonische Entwicklung des Benue-Grabens aufgezeigt, die auf Ergebnissen einer detaillierten magnetischen Untersuchung des Autors im unteren und mittleren Benue-Graben fußt, sowie auf Ergebnissen aus vorangegangenen geophysikalischen Untersuchungen im Benue-Graben und in anderen, vergleichbaren Strukturen. Die tektonische Entwicklung des Benue-Grabens in Nigeria wird mit dem Aufstieg eines mantle plume, einer Mantelaufwölbung oder mit der Platznahme von intrusivem Magma in der Kruste, Krusten-Dehnung und -Ausdünnen in Verbindung gebracht. Es wird angenommen, daß diese Folge von Ereignissen sich zyklisch wiederholte mit strukturellen Deformationen zwischen den Zyklen. Die Grundgedanken dieses Modells stimmen mit den gängigen Vorstellungen über die Entstehung von Riffsystemen überein.

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Résumé L-auteur présente un modèle possible de l'évolution tectonique du graben de Benue (Nigéria). Cette étude se base: d'une part sur une analyse magnétique détaillée, effectuée par l'auteur, des régions inférieure et centrale de la dépression, d'autre part sur des données géophysiques antérieures recueillies dans la même région, ainsi que dans d'autres structures analogues, ailleurs dans le monde. Le modèle propose pour l'évolution tectonique du graben, l'intervention de la montée d'une «mantle plume» ou d'un bombement du manteau, la mise en place de magmas intrusifs dans la croûte, l'étirement et l'amincissement de la croûte, et la fracturation en graben. Cette suite d'événements a pu se répéter de manière cyclique, avec déformations structurales entre les cycles. Les conceptions de base de ce modèle sont en accord avec les idées admises au sujet de la genèse des rifts.

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Benue . Benue , , . , . .

     

Wärmeleitfähigkeiten anisotroper Gesteine

Zusammenfassung Ca. 70 — mit wenigen Ausnahmen orientiert im Gelände bzw. unter Tage entnommene — Gesteinsproben wurden bei einer Temperatur von ca. 94° C und Atmosphärendruck auf ihre Wärmeleitfähigkeiten in verschiedenen Richtungen untersucht. Insgesamt wurden einschließlich der Wiederholungsmessungen ca. 500 Einzelmessungen der Wärmeleitfähigkeit durchgeführt. Bei den untersuchten Proben handelt es sich zum großen Teil um Tonschiefer aus dem Rheinischen Schiefergebirge und dem Harz, zum kleineren Teil um Kalksteine aus dem Rheinischen Schiefergebirge, Metamorphite aus den Ostalpen und anderen Gebieten sowie um einige Magmatite.Bei den meisten untersuchten Proben, insbesondere denen mit schon äußerlich erkennbaren Planar- und Lineartexturen, sind die Wärmeleitfähigkeiten streng richtungsabhängig; diese Proben sind bezüglich der Wärmeleitfähigkeit (und anderer gesteinsphysikalischer Eigenschaften) anisotrop. Die Meßergebnisse werden in den Tabellen 2 bis 5 vorgestellt.

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The heat conductivities of some 70 oriented rock specimens taken from the field or subsurface were determined in various directions at about 94° C and atmospheric pressure. Some 500 individual measurements, duplicate measurements included, were carried out.The majority of the tested samples are slates from the Rheinische Schiefergebirge and the Harz (Rhenoherzynikum), a minor portion is made up of limestones from the Rheinische Schiefergebirge, metamorphic rocks from the central Eastern Alps and some other areas, and only some magmatic rocks were tested for comparison. The results of the heat conductivity measurements are presented in the tables 2–5.In most of the rocks investigated, especially in those showing planar and linear textures at the mesoscale, the heat conductivity is strongly controlled by the direction of measurement. These rocks are anisotropic with respect to the heat conductivity (and to other physical rock properties as well).The measurements of the heat conductivity in slates from the Rheinische Schiefergebirge showed considerable differences in different directions of the rock samples. In those slates, containing a transverse (slaty) cleavage (s₁) besides the bedding planes (ss) (the typical roofing slates, e g.), the plane of the slaty cleavage turns out to be the best heat insulator, i. e., the direction of the least heat conductivity of the whole rock (k₃₃) is oriented normally to s₁ The direction of the greatest heat conductivity (k₁₁ of these rocks lies within the plane of s₁ and parallel to the intersection line of ss and s₁, or parallel to the Faser (longrain), a lineation down dip of the slaty cleavage planes, only in some regionally restricted areas. The direction of the mean conductivity (k₂₂) is oriented normally to k₁₁ in the plane of s₁. The anisotropy of heat conductivity in these slates (as well as in the mica schists and gneisses investigated) shows a orthorhombic symmetry. The tensor of the heat conductivity for these rocks, referred to the main axes, has the formIn other slates, or better shales in the cases concerned, from the upper part of the Rhenohercynian sedimentary column, lacking any transverse cleavage at the mesoscale and rearrangements and new crystallization of the phyllosilicate minerals at the microscale, the bedding plane (ss) turns out to be the best heat insulator. Consequently, the direction of least heat conductivity (k₃₃) in these rocks is normal to the bedding plane (ss). Within the bedding plane there is no preferred direction of heat conductivity (k₁₁ = k₂₂ > k₃₃). Both slate types differing with respect to the anisotropy of heat conductivity with k₃₃ s₁ and k₃₃ ss, resp., are linked by transitional stages.The results of heat conductivity measurements in slates from different tectonic frameworks (tectonic environments) of the Rhenoherzynikum presented here, reflect — in an indirect way — the various finite stages of the progressive fabric development within a relatively shallow orogen such as the Rheinische Schiefergebirge and the Harz, according to the author (Langheinrich 1964, 1976, 1978).Measurements of the heat conductivity of limestones from the Rheinische Schiefergebirge showing marked evidence of finite internal tectonic deformation demonstrated that these rocks are isotropic with regard to heat conductivity, presumably as a result of posttectonic annealing recrystallization of the rock forming calcite.Within the mica-schists and gneisses investigated the heat conductivity is always at a minimum normal to the s-planes (foliation) of these rocks, and at a maximum within the s-planes, mostly parallel to a lineation at mesoscale. Within this group of rocks the highest (k₁₁) and lowest heat conductivity (k₃₃) can differ by a factor of nearly 3 (table 4).All specimens of magmatites, only measured for comparison, showed near-perfect isotropy of heat conductivity.The whole-rock anisotropy of heat conductivity — considered under the conditions of experiment — is controlled by a number of factors. But the essential factors controlling this strong whole-rock anisotropy of the slates, mica-schists, and gneisses are the presence in considerable amounts of rock forming minerals with high individual anisotropies of heat conductivity, and the statistically preferred orientation of these minerals.The phyllosilicate minerals illite/muscovite with an anisotropy factor (k₁₁/k₃₃) of about 6 and chlorite (with a presumably similar anisotrop factor) play a major part. Quartz which shows some preferred crystal lattice orientation in some cases only plays a subordinate role with respect to the whole-rock anisotropy of heat conductivity. The anisotropy factor of quartz is about 1.7 (at room temperature).The statistically preferred orientation of some crystal lattices of the rock forming minerals with high individual anisotropies of heat conductivity was studied for a series of representative specimens of slates using a X-ray texture goniometer. The X-ray studies revealed excellent geometric correlations between the symmetries of the X-ray textures and the anisotropy of heat conductivity.Some 50 specimens of slates were selected for measurements of the propagation velocity of longitudinal ultrasonic pulses in various directions. Here, a perfect geometric correlation of the anisotropy of heat conductivity and the elastic anisotropy was found.Comparisons of the degree of crystallinity of illite and the anisotropy of heat conductivity in some slate specimens revealed no clear-cut correlation of these two parameters (see table 2).Before extending the data of heat conductivity and anisotropy of heat conductivity of rocks, determined under laboratory conditions, to in situ conditions a number of correction factors must be taken into account. These correction factors involve temperature conditions, the porosity of rocks, the kind of the pore fluids, the crack content (again a function of the stress conditions in situ), and others.

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Résumé Près de 70 échantillons de roches pris sur le terrain ou en subsurface, et orientés sauf quelques exceptions, ont été examinés en vue de leurs conductibilités thermiques dans des directions différentes à une température de 94° C et à pression atmosphérique. En tout 500 mesures individuelles de conductibilité thermique ont été exécutées, y compris les mesures doubles. Les échantillons examinés sont pour la plupart des schistes argileux du Massif Schisteux Rhénan et du Harz, le reste provient de calcaires du Massif Schisteux Rhénan, de métamorphites des Alpes orientales et d'autres régions, ainsi que quelques magmatites.Les conductibilités thermiques de la plupart des échantillons examinés, surtout de ceux qui montrent des textures planaires et linéaires déjà reconnaissables à l'extérieur, dépendent strictement de la direction; ces roches sont anisotropes du point de vue de la conductibilité thermique (ainsi que d'autres caractères physiques de roches). Les résultats des mesures sont présentés dans les tableaux 2 à 5.

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. (70 ) 94 . , , 500 . , , , . , , , ; — — . (2–5).

     

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 .

     

Wechselbeziehung kaledonischer Deformationspläne nordöstlich Stavanger (Südwest-Norwegen)

Zusammenfassung Zur Ergänzung der petrographischen Neuaufnahme des kaledonischen Gebirges nordöstlich Stavanger durchGeorg Müller wurde eine strukturgeologische Felduntersuchung vorgenommen.Die obersten Partien des Präkambriums und die metamorphe Gesteinsserie des Kambro-Silurs zeigen zwei Deformationspläne, die sich aufgrund ihrer Altersbeziehungen, ihres Deformationsstils und der vorherrschenden Achsenrichtungen deutlich voneinander unterscheiden. Sie sind daher das Ergebnis zweier unabhängiger Deformationsphasen.Die ältere Deformation (F1) hat mit wechselnder Stärke den gesamten Bereich erfaßt. Ihre Faltenachsen zeigen überwiegend Nordwest-Südost-Richtung. Charakteristisch ist Isoklinalfaltung.Die jüngere Deformationsphase (F2) zeigt keinen ausgeprägten Faltungsstil und hat sich vor allem im unteren Teil der kambro-silurischen Gesteinsserie ausgewirkt. Bei den Faltenachsen überwiegt die Nordost-Südwest-Richtung.Das Quarzkorngefüge hat während der F 1-Deformation eine starke Regelung erfahren. Dagegen hat nur sehr intensive F 2-Faltung zu einer Umregelung geführt.

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In order to complete the petrographic mapping of the Caledonian mountains NE of Stavanger by G.Müller, the structural geology was again studied in the field.The upper parts of the Precambrien and the metamorphic rocks of the Cambro-Silurien show two different deformation plans, which may be distinguished clearly by their age, their style of deformation and the predominant orientation of their axes. Therefore, they were originated in two independent deformation phases.The older deformation (F 1) influenced the complete area with changing intensity. Their fold axes show mostly to NW-SE. Isoclinal folds seem to be characteristic.The younger deformation (F2) does not show a typical style of folding. It influenced especially the lower part of the Cambro-Silurian series. The orientation of the fold axes points especially to NE-SW.The orientation of the quartz axes was regulated parallel during the F 1-deformation. Only heavy F 2-folding led to reorientation of the axes.

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Résumé Dans le but de compléter les nouveaux levés pétrographiques de la chaîne calédonienne au nord-est de Stavanger réalisés par G.Müller, l'auteur a entrepris des travaux de terrain au point de vue structural.Les parties supérieures du Précambrien et la série de roches métamorphiques du Cambro-Silurien montrent deux systèmes de déformation, qui se différencient nettement par leur âge, le style de leur déformation et leurs directions axiales prédominantes, Elles résultent donc de deux phases de déformation indépendantes l'une de l'autre.La phase de déformation la plus ancienne (F1) a touché avec une violence plus ou moins forte l'ensemble du domaine. Les axes de plissement prennent principalement la direction nord-ouest/sud-est. Son plissement isoclinal est très caractéristique.La phase de déformation plus jeune (F 2) ne présente aucun style de plissement bien marqué et a agi principalement sur la partie inférieure de la série de roches cambro-siluriennes. Les axes de plissement sont surtout dirigés nord-est/sud-ouest.Les grains de quartz ont été soumis à une forte régulation pendant la première phase de déformation (F1). Par contre c'est uniquement là où le plissement a été très intense au cours de la deuxième phase (F 2) que le quartz a pris une nouvelle structure.

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Stavauger, Georg üll', . , . , , . (F₁) . , . , NW-SE . . (F₂) , . ., - . , . ., NE-SW. F₁ . F₂ .

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Den Herren Professoren Dr. F.Karl, Kiel, und Dr. G.Müller, Clausthal, möchte ich hiermit für anregende Diskussionen und die gute Zusammenarbeit, Herrn Dr. G.Braun und Dr. A.Richter (beide Kiel) für die Mithilfe bei den Korngefügeanalysen danken. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft bin ich für die Finanzierung der Untersuchungen — im Rahmen des Forschungsvorhabens Gesteinsmetamorphose — zu Dank verpflichtet.     

Über die Beziehungen zwischen Schichtfolge und Meeresspiegelanstieg im Holozän der Nordseemarschen

Zusammenfassung Die Beziehungen zwischen Schichtfolge und Meeresspiegelanstieg wurden im Holozän der nordfriesischen Marschen untersucht. Zunächst wurde nach allen verfügbaren Kriterien der Lithologie, Bodenkunde, Pollenanalyse, Archäologie und Geschichte eine Feinstratigraphie erarbeitet und danach der Meeresspiegelanstieg bestimmt. Die Abhängigkeit der unterschiedlichen Schichtfolge in Nordfriesland vom Meeresspiegelanstieg und lokalen Einflüssen wird erörtert und mit den Ergebnissen aus anderen Gebieten der Marsch verglichen.

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The relations between the Holocene sedimentary sequence and the rise of sea level were explored in the Northfrisian marshes. A detailed stratigraphic study was made utilizing all available data from lithology, fossil soils, palynology, archaeology and history. From these data the rise of sea level could be determined. The dependence of various sequences in Northfriesland on the rise of sea level and local environmental variations are discussed and compared with the results from other marsh areas of the North Sea coast.

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Résumé Dans l'Holocène des plaines maritimes de Schleswig on pouvait analyser les relations entre les sédiments littoraux et l'ascension du niveau de la mer. Tous les critéria de la lithologie, la pédologie, la palynologie, l'archéologie et l'histoire antique courent à une stratigraphie spécialisée, qui permet des dates numériques sur l'ascension du niveau de la mer. Dans la région examinée on doit distinguer l'influence générale de l'ascension et l'influence des événements locaux et comparer avec d'autres régions littoraux de la Mer du Nord.

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. , , , , . - .

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Erweiterter Vortrag, gehalten auf der 56. Jahrestagung der Geologischen Vereinigung in Wien am 27. Februar 1966.

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Herrn Professor Dr.Roland Brinkmann zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Alkaline ultramafic lamprophyres and associated carbonatite dykes from the Kalix area,northern Sweden

Alkahne ultramafic lamprophyres and associated carbonatite dykes form north-south trending dyke swarms. The lamprophyres are sub-divided into micaceous, picritic and breccia varieties. Carbonatites sensu stricto (beforsites) occur very subordinate.The dykes of the Kalix area show great similarities to petrographically related rocks from other Scandinavian occurrences (Sokli, Alnö and Fen). Major differences are found in their tectonic setting (regularly striking dyke swarms) and the REE-pattern (distinctly negative cerium anomalies).The following petrogenetic model is advanced for the Kalix dykes: (1) partial melting of upper mantle material, (2) Intrusion into a crustal magma chamber, fractional crystallization, (3) Interactions between crystallized material and the volatile phase (light REE depletion, oxidation of cerium), (4) Intrusion in fracture zones under horizontal tension.

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Zusammenfassung Alkalin-ultrabasiscbe Lamprophyre und begleitende KarbonatitgÄnge bilden nordsüdlidi streichende GangschwÄrme. Die Lamprophyre zeigen gewisse Ähnlichkeiten zu alnöitischen und kimberlitischen Gesteinen; sie wurden unterteilt in glimmerreiche und pikritische Lamprophyre sowie Brekzien. Karbonatite im engeren Sinn treten nur sehr untergeordnet auf; sie sind als Beforsite charakterisiert.Die Ganggesteine des Kalix-Gebiets weisen gro\e Ähnlichkeiten mit petrographiscb verwandten Gesteinen von anderen skandinavischen Vorkommen (Sokli, Alnö und Fen) auf. GrundsÄtzliche Unterschiede finden sich vor allem im tektonischen Auftreten (ziemlich konstant streichende GangschwÄrme) und im Verteilungsmuster der seltenen Erden (deutlich negative Cer-Anomalien).Die Bildung der Kalix-GÄnge wird folgenderweise erklÄrt: (1) Partielle Aufschmelzung des oberen Mantels, (2) Intrusion der Schmelze in eine krustale Magmakammer, gefolgt von fraktionierter Kristallisation, (3) Reaktion zwischen vorzugsweise kristallisiertem Material und der volatilen Phase (Entarmung an leichten seltenen Erden, Oxidation des Cers), (4) Intrusion in Bruchzonen, die horizonteller Dehnung ausgesetzt sind.

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Résumé Des lamprophyres alcalins ultrabasiques accompagnés de carbonatites forment des essaims de dykes de direction nord-sud. Les lamprophyres se subdivisent en variétés micacée, picritique ainsi que brÊchique. Les carbonatites sensu stricto sont rares et sont plutÔ des beforsites.Les dykes de la région de Kalix présentent de grandes similitudes avec des roches pétrographiquement apparentées d'autres localités Scandinaves (Sokli, Alnö et Fen). Les différences essentielles sont dues à leur situation tectonique (essaims de dykes de direction régulière) ainsi qu'à la distribution des Terres Rares (anomalie négative distincte de cérium).Le modèle pétrogénétique suivant est proposé pour les dykes de Kalix: (1) fusion partielle de matériau du manteau supérieur, (2) intrusion dans une chambre magmatique de l'écorce et cristallisation fractionnée, (3) interaction entre le material déjà cristallisé et la phase volatile (appauvrissement des éléments légers des Terres Rares, oxydation du cérium), (4) intrusion le long de zones de fracture dans des conditions d'extension horizontale.

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

     

Preliminary investigations of 18O/16O and D/H compositions in rhyo-ignimbrites in the In Hihaou (In Zize) Magmatic Center,central Ahaggar,Algeria

The 620 M.y.-old in Hihaou (In Zize) magmatic complex located at the north-western boundary of the Archaean In Ouzzal block (western Ahaggar), is composed of massive alkaline rhyo-ignimbrites and rhyolitic domes, which are intruded by a granophyric and granitic body. The whole is preserved in a cauldron structure. Extrusive rocks are strongly ¹⁸O-depleted, with -values as low as –1.5/SMOW, while granophyres are less depleted (minimum -¹⁸O value=+2.0/SMOW. The granite has values around + 6/SMOW. D/H compositions are rather low, with D–90 to –110/SMOW. Isotopic zoning of quartz phenocrysts, ¹⁸O/¹⁶O fractionation among coexisting phases, and heterogeneity of the whole-rock -¹⁸O values, suggest that the volcanic rocks have interacted with meteoric water after the eruption. Several mechanisms of isotopic alteration are discussed. The hydrothermal alteration does not seem to have been controlled by the granitic intrusion, but rather seems to have followed the deposition of thick pyroclastic deposits on permeable arkosic sandstones and fluvio-glacial conglomerates. Pervasive circulation of water through the cooling volcanic deposits could have produced the observed ¹⁸O depletion.     

Evolution of nappes in the eastern margin of the Bohemian Massif: a kinematic interpretation

The entire pile of nappes in the eastern margin of the Bohemian massif is characterized by two stages of Variscan nappe emplacement each exhibiting a different kinematic and metamorphic evolution.The older emplacement (D1) probably occurred around 350-340 Ma ago and was synmetamorphic. The nappes show a typical systematic superposition of higher grade metamorphic units over lower grade ones. Thus, the crystalline complexes showing a HT-MP Barrovian imprint (Svratka allochthonous unit and Moldanubicum) were thrust over an intermediate unit affected by MTMP recrystallization (Bíte orthogneiss and its country rock), and at the base of the D1 nappe pile the Inner Phyllite Nappe (Biý Potok Unit) is characterized by LT/LP metamorphism.The second stage of tectonic evolution (D2) is characterized by a thin-skinned northward-oriented nappe emplacement that occurred under LT-LP conditions dated at 320-310 Ma. The whole nappe sequence formed during the first tectonometamorphic period (D1) was transported northward over the autochthonous »Deblín polymetamorphic and granitic complex« of Upper Proterozoic age and its Devonian sedimentary cover with very low metamorphism. During this second tectonic event the Brno granite massif (580 Ma) was only marginally incorporated in the Variscan nappe tectonics which resulted in kilometer-scale cover and basement duplexes. The tectonic evolution of the nappe pile ended with stage D3, represented by large- to medium-scale east-vergent folds with limited displacement.

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Zusammenfassung Der Deckenbau am Ostrand der Böhmischen Masse erfolgte in zwei aufeinanderfolgenden Stadien, die sich sowohl in ihrer Kinematik als auch in ihrer Metamorphoseentwicklung deutlich voneinander unterschieden.Die ältere Phase (D1 ca. 350-340 Ma) ist durch synmetamorphe Überschiebungen charakterisiert. Sie führt zu einer metamorphen Inversion der überschobenen Deckeneinheiten, so daß generell hohe metamorphe Einheiten schwach metamorphe tektonisch überlagern. Der Svratka Komplex und das Moldanubikum als hangendste Decken sind durch MP/HT Paragenesen vom Barrow-Typ gekennzeichnet. Beide Einheiten sind auf den MP/MT-metamorphen Bite-Gneis und seine Rahmengesteine überschoben. Die Bílý potok Einheit als liegende Decke zeigt nur noch eine LP/ LT Regionalmetamorphose.Das jüngere Stadium (D2 ca. 320-310 Ma) ist durch eine Thin-skinned Tektonik mit nordvergentem Deckentransport unter LP/LT Bedingungen charakterisiert. Der gesamte, invers metamorphe D1-Deckenstapel wird dabei nach N über den autochtonen Deblín Komplex bzw. seine devonische Sedimenthülle überschoben.Das Brno Granit Massiv (580 Ma) wird nur randlich in diesen variszischen Deckenbau einbezogen. Die tektonische Entwicklung endet mit einem mittel bis großräumigen E-vergenten Faltenbau (D3 phase).

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Résumé L'empilement des nappes a la bordure orientale du Massif de Bohème est caractérisé par deux stades de mise en place présentant différentes évolutions cinématiques et métamorphiques.La tectonique majeure de mise en place des nappes crustales intervient lors d'un métamorphisme de type barrowien, calé autour de 350-340 Ma. L'empilement qui en résulte montre une superposition systématique d'unités à fort degré de métamorphisme sur des unités moins métamorphiques. Ainsi les complexes cristallins, montrant des reliques de métamorphisme de haute à moyenne pression-haute température (unités cristallines de Svratka et du Moldanubien), chevauchent une unité intermédiaire affectée par un métamorphisme de moyenne à basse pression-moyenne température (l'orthogneiss de Bíte et son encaissant). A la base de cette pile édifiée durant la tectonique D1, l'unité des phyllites internes (unité de Bílý potok) est caractérisée par un métamorphisme de basse témperature-basse pression.Le second stade D2 de l'évolution tectonique est caractérisé par une tectonique pelliculaire à vergence nord datée à 320-310 Ma. L'empilement résultant de D1 est ainsi transporté vers le nord, au dessus du complexe autochtone d'âge protérozoïque supérieur (groupe de Deblín) et sa couverture sédimentaire dévonienne très faiblement métamorphisée.Le massif granitique de Brno (580 Ma) n'est que marginalement incorporé à cette tectonique de nappe varisque. Ceci se traduit par des duplex socle-couverture d'échelle plurikilométrique. L'évolution tectonique s'achève lors d'une troisième phase, marquée par de grands plis à vergence est. Le déplacement associé est alors d'amplitude limitée.

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