Trace-element and Sr,Nd, Pb,and O isotopic composition of Pliocene and Quaternary alkali basalts of the Patagonian Plateau lavas of southernmost South America

The Pliocene and Quaternary Patagonian alkali basalts of southernmost South America can be divided into two groups. The cratonic basalts erupted in areas of Cenozoic plateau volcanism and continental sedimentation and show considerable variation in ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (0.70316 to 0.70512), ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd (_Nd) and ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb, and ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb ratios (18.26 to 19.38, 15.53 to 15.68, and 38.30 to 39.23, respectively). These isotopic values are within the range of oceanic island basalts, as are the Ba/La, Ba/Nb, La/Nb, K/Rb, and Cs/Rb ratios of the cratonic basalts. In contrast, the transitional basalts, erupted along the western edge of the outcrop belt of the Pliocene and Quaternary plateau lavas in areas that were the locus of earlier Cenozoic Andean orogenic arc colcanism, have a much more restricted range of isotopic composition which can be approximated by ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.7039±0.0004, _Nd, ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.60±0.08, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.60±0.01, and ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=38.50±0.10. These isotopic values are similar to those of Andean orogenic are basalts and, compared to the cratonic basalts, are displaced to higher ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr at a given ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd and to higher ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb at a given ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb. The transitional basalts also have Ba/La, Ba/Nb, La/Nb, and Cs/Rb ratios higher than the cratonic and oceanic island basalts, although not as high as Andean orogenic are basalts. In contrast to the radiogenic isotopes, ¹⁸O values for both groups of the Patagonian alkali basalts are indistinguishable and are more restricted than the range reported for Andean orogenic are basalts. Whole rock ¹⁸O values calculated from mineral separates for both groups range from 5.3 to 6.5, while measured whole rock ¹⁸O values range from 5.1 to 7.8. The trace element and isotopic data suggest that decreasing degrees of partial melting in association with lessened significance of subducted slabderived components are fundamental factors in the west to east transition from arc to back-arc volcanism in southern South America. The cratonic basalts do not contain the slab-derived components that impart the higher Ba/La, Ba/Nb, La/Nb, Cs/Rb, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr at a given ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb at a given ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb, and ¹⁸O to Andean orogenic arc basalts. Instead, these basalts are formed by relatively low degrees of partial melting of heterogeneous lower continental lithosphere and/or asthenosphere, probably due to thermal and mechanical pertubation of the mantle in response to subduction of oceanic lithosphere below the western margin of the continent. The transitional basalts do contain components added to their source region by either (1) active input of slab-derived components in amounts smaller than the contribution to the mantle below the arc and/or with lower Ba/La, Ba/Nb, La/Nb, and Cs/Rb ratios than below the arc due to progressive downdip dehydration of the subducted slab; or (2) subarc source region contamination processes which affected the mantle source of the transitional basalts earlier in the Cenozoic.     

The depositional environment of Mauddud limestone,Greater Burgan oil field,Kuwait

Six microfacies are defined on quantitative petrographic data in a carbonate/clastic sequence from the subsurface, oil producing Mauddud Formation of early Middle Cretaceous age. These are, in descending order of importance and abundance: (1) biomicritic wackestone-packstone, (2) argillaceous mudstone, (3) micritic mudstone, (4) glauconitic sandstone, (5)Orhitolina pelsparitic grainstone, and (6) argillaceous dolomite.Sedimentation took place during a marine transgression onto a very shallow, intertidal, restricted marine shelf lagoons. Facies variations appear to be related to depth and energy changes and proximity to areas of clastic deposition. These changes may have been controlled by slight tectonic events in the hinterland and changes in the rate of basin subsidence.

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Zusammenfassung Auf der Grundlage quantitativer petrographischer Daten werden sechs Mikrofazies in einer karbonat/klastischen Folge aus der unter der ErdoberflÄche liegenden, ölliefernden Mauddud-Formation der frühen Mittelkreide definiert. In absteigender Reihenfolge der Bedeutung und HÄufigkeit sind dieses: (1) biomikritischer wackestone-packstone, (2) toniger Schlickstein, (3) unkritischer Schlickstein, (4) glaukonitischer Sandstein, (5) Orbitolina-führender pelsparitischer Grainstone und (6) toniger Dolomit.Die Sedimentation erfolgte wÄhrend einer marinen Transgression auf sehr flache, intertidale Lagunen eines begrenzten marinen Schelfs. Die Fazies-Variationen scheinen mit den Wechseln in Wassertiefe und Energie sowie der mit NÄhe von Gebieten mit klastischer Sedimentation zusammenzuhÄngen.Diese Wechsel könnten durch kleinere tektonische Ereignisse im Hinterland und durch VerÄnderungen der Absenkungsrate des Beckens ausgelöst worden sein.

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Résumé Des données pétrographiques quantitatives permettent de définir six microfacies dans une série clasto-carbonatée d'âge crétacé inférieur du sous-sol de la région pé trolifère de Mauddud. Ce sont par ordre décroissant d'importance et d'abondance: (1) des wacstones-pacstone biomicritiques; (2) des argilites; (3) des argilites micritiques; (4) des grès glauconitiques; (5) des grainstone pelsparitiques à orbitolines; (6) des dolomies argileuses.La sédimentation se produisit au cours d'une transgression marine dans des lagunes très plates, intercotidales, d'une plate-forme continentale de faible étendue. Les variations de facies semblent Être dues à des changements de profondeur et d'énergie, ainsi qu'à la proximité de régions à sédimentation clastique.Ces changements pourraient résulter de légers mouvements tectoniques dans l'arrière-pays et de variations dans le degré de subsidence du bassin de sédimentation.

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- Mauddud, ( ). : 1) ; 2) ; 3) ; 4) ; 5) , 6) . , . , , , . , .

     

Non-monotonic chemical and O,Sr, Nd,and Pb isotope zonations and heterogeneity in the mafic- to silicic-composition magma chamber of the Grizzly Peak Tuff,Colorado

Strong compositional zonation of the 34 Ma Grizzly Peak Tuff in west-central Colorado is attended by non-monotonic trends in O, Sr, Nd, and Pb isotope ratios. Fiamme from the tuff cluster in chemical compositions and petrographic characteristics, indicating the magma chamber was not continuously zoned but consisted of at least seven compositional layers. The most mafic magma erupted (57 wt% SiO₂, fiamme group 7) had ¹⁸O= +8.5, initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.7099, _Nd, and ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=17.80, suggesting that the magma was produced by 50% fractional crystallization of basaltic magma that assimilated 20 to 40 wt% Proterozoic crust. Isotopic compositions of more evolved parts of the chamber (up to 77 wt% SiO₂, fiamme group 1) depart from the mafic base-level composition of fiamme group 7, and reflect late-stage assimilation that occurred largely after compositional layering was established. ¹⁸O values decrease by as much as 1.5 from fiamme groups 7 through 4, indicating assimilation of hydrothermally altered roof rocks. ¹⁸O values abruptly inerease by up to 1.5 between fiamme groups 4 and 3. This discontinuity is interpreted to reflect evolution in an asymmetric chamber that had a split-level roof, allowing assimilation of wall rocks that varied vertically in degree of hydrothermal alteration. This chamber geometry is also supported by collapse structures in the caldera. Late-stage assimilation of heterogeneous wall rocks is also indicated by variations in Sr, Nd, and Pb isotope ratios. Large Sr isotope disequilibrium exists between some phenocrysts and whole-rock fiamme, and initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios in phenocrysts are as high as 0.7170. values regularly increase from-13.0 in fiamme group 7 to-11.3 in fiamme group 3, and then decrease to-12.2 in fiamme group 1. ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb ratios generally increase from 17.80 to 17.94 for fiamme groups 7 through 1. The rhyolitic parts of the Grizzly Peak Tuff have isotopic compositions that could be attributed to a purely crustal melt. It is unlikely, however, that the mafic parts of the tuff were generated by crustal melting, and the compositional and isotopic variations across the entire zonation of the tuff are best explained by fractional crystallization of mantle-derived magmas, accompanied by extensive assimilation of Proterozoic crust.     

Die präkambrische Miogeosynklinale der Espinhaço-Kordillere,Minas Gerais,Brasilien

Zusammenfassung Eine Übersichtskarte der Espinhaço-Kordillere im Staat Minas Gerais wird vorgelegt. Für den Raum von Diamantina wird eine lithostratigraphische Gliederung der mehr als 5000 m mächtigen Minas-Serie aufgestellt. Die Quarzite dieses Bereiches gehören der proterozoischen Minas-Miogeosynklinale an, die in 600 km N-S-Erstreckung den Ostrand des heutigen São Francisco-Beckens begleitet. Im Verlauf der beginnenden Orogenese dieses Raums legen sich neue Sedimentbecken an. In der Umrandung der Miogeosynklinale werden synorogene Sedimente des Macaúbas geschüttet. Das Macaúbas ist eine klastische Fazies des Bambuí, dessen karbonatische Fazies in dem westlich anschließenden SãoFrancisco-Becken entwickelt ist. Die ausklingende Orogenese ergreift noch das Macaúbas, während das Säo-Francisco-Becken nur noch randlich gefaltet wird.Die Analogien zu präkambrischen Miogeosynklinalen aus anderen Schildbereichen werden herausgestellt. Die Beziehungen der Miogeosynklinalen zu älteren, konsolidierten Bereichen, die Sedimentation in Raum und Zeit sowie die orogene Entwicklung zeigen vektorielle Anlagen, die es erlauben, auf die Lage der zugehörigen Eugeosynklinale rückzuschließen. Diese Möglichkeit zur Untergliederung der präkambrischen Schilde ist dann von Bedeutung, wenn durch jüngere Aufheizung die physikalischen Altersbestimmungen zu widersprechenden Ergebnissen führen.

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A preliminary small-scale map of the Cordilheira do Espinhaço in Minas Gerais/Brazil is included. A lithostratigraphic subdivision of the Minas series in the area of Diamantina is proposed. The thick quartzites of this region belong to the Proterozoic Minas-geosyncline, which accompanies the eastern margin of the present São Francisco-basin over 600 km north-south extension. During the orogeny new basins are forming. In the circumference of the miogeosyncline synorogenic sediments of the Macaúbas are deposited. The Macaúbas is a clastic facies of the Bambuí, the carbonatic facies of which is developed in the São Francisco-basin to the west. During the last phases of orogeny the Macaúbas is folded too, whereas within the São Francisco-basin the folding dies out rapidly.Analogies to Precambrian miogeosynclines of other shield regions are discussed. The relations of miogeosynclines to older cratonic areas, the sedimentation in time and space and the orogenic development show vectorial dispositions, which allow to indicate the probable position of the accompanying eugeosyncline. This possibility of subdividing shield areas is of importance in cases, where younger thermal phases cause questionable radiometric age determination results.

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Resumo Um mapa preliminar em escala reduzida da Cordilheira do Espinhaço, Minas Gerais/Brasil, é apresentado. Para a região de Diamantina uma subdivisão da série Minas é proposta. Os potentes quartzitos dessa região pertencem ao miogeossinclinio Minas, que acompanha a margem oriental da Bacia do São Francisco numa extensão de 600 km. Durante a orogênese formam-se novas bacias sedimentares. Na periferia do miogeossinclinio depositam-se sedimentos sinorogênicos do Macaúbas. O Macaúbas é uma fácies clástica do Bambuí, cuja fácies carbonática desenvolve-se à oeste na Bacia do São Francisco. A fase final da orogenese ainda atinge o Macaúbas, enquanto que a Bacia do São Francisco só é dobrada marginalmente.Analogias com miogeossinclinios Précambrianos de outros escudos são discutidas. As relações entre os miogeossinclinios e as áreas mais antigas cratonizadas, a sedimentação no tempo e no espaço bem como a evolução orogênica mostram disposições vectoriais, que permitem tirar conclusões quanto a posição do eugeossinclinio acompanhante. Essa possibilidade de subdivisão dos escudos Précambrianos é de importância, quando efeitos termais mais recentes levam a determinações de idades absolutas contraditórias.

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Espinhaco (). . (5000 ) . . , - .

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

Hydrothermal alteration and REE-Th mineralization at the Rodeo de Los Molles deposit,Las Chacras batholith,central Argentina

REE (rare-earth-element) and Th mineralization at the Rodeo de Los Molles deposit occurs within an elliptical body of hydrothermally altered rocks (fenite) located in a biotite monzogranite of the Las Chacras batholith. Ore assemblages are found as isolated patches of intergrown britholite, allanite, apatite, bastnaesite, fluorite, sphene, quartz, and aegirine-augite, as well as nodules of uranothorite and late-stage veins of calcite, fluorite, and bastnaesite. Composition-volume computations suggest that the fenite was produced by alteration of the biotite monzogranite by addition of K and Na, and loss of Ca and Sr. Petrographic evaluations indicate that microcline and plagioclase have been replaced by perthite, and biotite was converted to aggregates of clinochlore, anatase, kaolinite, and hematite. Relict biotite is characterized by lower Fe/(Fe+Mg) and Ti values with progressive alteration. Fluorine-rich phlogopite is present in mineralized areas, but textural evidence suggests that it was not produced via biotite alteration. Mass-balance constraints also show that Ca and Mg in ore zones may result from redistribution, rather than their being a result of external derivation. The ¹⁸O values of quartz (8.6–11.1) and feldspar (7.8–10.6) suggest that feldspar continued to exchange oxygen isotopes with a fluid to lower temperatures than did quartz. Feldspars equilibrated with a fluid of ¹⁸O8 at a fluid/rock ratio less than 1. The ¹⁸O values of quartz and aegirine-augite that crystallized during REE mineralization also suggest equilibration with a fluid of ¹⁸O8. The D values of biotite (-83 to-120) are relatively low for igneous rocks and are thought to have resulted from exsolution of a D-enriched magmatic vapor. The D values of both mineralized and barren fenites are consistent with equilibration with fluid of magmatic origin. Meteoric water was involved in the production of calcite and clinochlore alteration, and late-stage calcite-fluorite-bastnaesite veins. The ¹³C values of calcite and bastnaesite (-7.8 to-13.5%) suggest that carbon was derived by leaching of carbon from igneous and/or enclosing metamorphic rock types, and that a majority of carbon ultimately was derived from sedimentary organic meterial.     

Ein stratiformes Fluoritvorkommen im Zechsteindolomit bei Eschwege und Sontra in Hessen

Zusammenfassung Im Hauptdolomit (Ca₂) und im Plattendolomit (Ca₃) des mittleren Zechsteins bei Eschwege und Sontra in Hessen wurde 1974 erstmals Fluorit entdeckt. Durch Bohrungen, chemische und geochemische Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, daß im Hauptdolomit der Fluorit schichtgebunden, gelegentlich in dunklen Lagen und Linsen bis 0,5 m mächtig, makroskopisch sichtbar auftritt. Häufiger kommt er in 18–20 m mächtigen Zonen vor, die aber wegen des geringen Fluoritgehaltes von unter 10 % CaF₂ sich von dem grauweißen Dolomit ohne Fluorit nicht unterscheiden.In den dunklen bis schwarz gefärbten Lagen schwanken die Fluoritgehalte zwischen 10 und 50 % CaF₂. Einzelproben enthalten bis 80 % CaF₂. Die Dunkelfärbung ist teils durch den Gehalt von violettem Fluorit, mehr noch durch Bitumen bedingt.Fluorit wurde ferner im stratigraphisch höher gelegenen Plattendolomit (Ca₃) der Leine-Serie Z3 gefunden. In Aufschlüssen und Steinbrüchen in der Nähe von Sontra enthält der Plattendolomit lokal 1–4 % CaF₂.Die makro- und mikroskopisch sichtbare Wechsellagerung von Fluorit und Dolomit mit einem deutlichen Lagengefüge und das Fehlen von hydrothermalem Fluorit und anderen Mineralien auf Gängen und Klüften sind Beweise für eine synsedimentäre Bildung des Fluorites im Hauptdolomit (Ca₂) und Plattendolomit (Ca₃) in Hessen. Für den Hauptdolomit wird angenommen, daß er spätdiagenetisch entstanden ist. Dies dürfte auch für den Fluorit zutreffen. Als Bildungsbereich werden flache Lagunen mit salinärer Fazies angenommen. Das Fluor stammt aus dem normalen Gehalt des Meerwassers. Es muß aber angenommen werden, daß der Fluorgehalt des Meerwassers durch Zufuhr von Fluor aus dem Festlande, z. B. aus den fluorreichen Graniten des Harzes merklich erhöht wurde. Nur so sind die großen Fluoritmengen im Zechsteindolomit in Hessen zu erklären. Sie werden auf 5–7·10⁶ + CaF₂ geschätzt.

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In 1974, fluorite was detected for the first time in the Hauptdolomit (Ca₂) and in the Plattendolomit (Ca₃) of the Middle Zechsteinformation near Eschwege and Sontra, Hessia. It was confirmed by means of drilling, chemical and geochemical investigations that the fluorite in the Hauptdolomit is stratabound. It occurs both locally in the form of macroscopic dark layers and lenses of up to 0,5 m thickness and moreoften, as zones up to 18–20 m thick which cannot macroscopically be distinguished from the greyish white dolomite without fluorite because of the low CaF₂ content (less than 10 %).The fluorite contents vary between 10 an 50 % CaF₂ in the dark black layers. Special samples may contain up to 80 % CaF₂. The dark colour derives partly from the lilac fluorite but to a greater degree from bitumous material.Fluorite has also been detected in the stratigraphically higher Plattendolomit (Ca₃) of the Leine-Series Z 3. Outcrops and quarries near Sontra have local contents of 1–4 % CaF₂.The macroscopic and microscopic interstratification of fluorite and dolomite with clear layer textures and the absence of hydrothermal fluorite and other minerals in veins of fissures are evidence for a synsedimentary formation of the fluorite in the Hauptdolomit (Ca₂) and the Plattendolomit (Ca₃). The Hauptdolomit is thought to have developed during late diagenesis. This should be valid for the fluorite, too. Shallow lagoons of a salinar facies are thought to have been the depositional environment. The fluorite precipitated from the sea waters, which were apparently enriched in fluorine by erosion at the fluorine rich granites of the Harz mountains. This is the only obvious explanation of the large amounts of fluorine in the Zechstein dolomite, estimated at 5–7×10⁶ tonnes CaF₂.

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Résumé En 1974, de la fluorine fut découverte dans la dolomie dite »Hauptdolomit« (Ca₂) et dans la dolomie dite »Plattendolomit» (Ca₃) du Zechstein moyen, près d'Eschwege et de Sontra, en Hesse. Les sondages effectués ainsi que les analyses chimiques et géochimiques ont montré que la fluorine se rencontre de façon stratiforme dans la »Hauptdolomit«, quelquefois en couches et lentilles foncées d'une épaisseur maximale de 0,5 m, ou elle est visible macroscopiquement. La fluorine est souvent présente en faibles teneurs (moins de 10% de CaF₂) dans des couches de 18 à 20 m d'épaisseur; de ce fait, ces dernières ne se distinguent pas de la dolomie gris-blanche exempte de fluorine.La teneur en fluorine varie de 10 % à 50% de CaF₂ dans les couches foncées à noires. Certains échantillons renferment jusqu'à 80% de CaF₂. La coloration foncée est due en partie à la fluorine violette, mais plus encore à la présence de bitume.De la fluorine fut également localisée dans la »Plattendolomit« (Ca₃) de la »LeineSerie Z 3«, qui est située à un niveau stratigraphique supérieur. Cette »Plattendolomit« telle qu'on la rencontre dans les affleurements et carrières des environs de Sontra, contient de 1–4% de CaF₂.L'alternance de fluorine et de dolomie qui, avec sa structure en couches nettement développées, est visible tant macroscopiquement que microscopiquement, ainsi que l'absence de fluorine hydrothermale et d'autres minéraux dans les filons et cassures, sont considérées comme preuves de la formation syn-sédimentaire de la fluorine dans la »Hauptdolomit« (Ca₂) et dans la »Plattendolomit« (Ca₃) de la Hesse. On suppose que la formation de la »Hauptdolomit« est diagénétique tardive. Cette hypothèse devrait également s'appliquer à la fluorine. Il est probable que ce processus a eu lieu dans les lagunes peu profondes à faciès salin. Le fluor provient de l'eau de mer à teneur normale. On peut cependant supposer que la teneur en fluor de l'eau de mer s'est accrue suite à l'apport de fluor provenant du continent, p.ex. à partir de granites riches en fluor du Harz. C'est seulement ainsi que peuvent s'expliquer les grandes quantités de fluorine de la dolomie du Zechstein, en Hesse. Elles sont évaluées entre 5 et 7 · 10⁶ de CaF₂.

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(Ca₂) (Ca₃) . , , , 0,5 . 18–20 , - — CaF₂ 10% — , . 10 50% CaF₂. 80% CaF₂. , . (Ca₃). 1–4% CaF₂. , , ; , . , Ca₂ . . , . . , ., , . . 5–7 × 10⁶ CaF₂.

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Unserem Lehrer, Herrn Professor Dr. Georg Fischer, München, zum 80. Geburtstag gewidmet.     

Geology and geochemistry of the Changba SEDEX Pb-Zn deposit,Qinling orogenic belt,China

The Changba Pb-Zn SEDEX deposit occurs in the Middle Devonian sequence of the Anjiaca Formation of the Western Qinling Hercynian Orogen in the Gansu Province, China. The Changba-II orebody is hosted in biotite quartz schist and is the largest of 143 stratiform orebodies that are hosted either in biotite quartz schist or marble. The Changba-II comprises two types of mineralization: a bedded facies and an underlying breccia lens. The bedded section exhibits three sulfide sub-facies zoned from bottom to top: 1) banded sphalerite intercalated with quartz albitite; 2) interbedded massive pyrite and sphalerite ore; and 3) banded sphalerite ore intercalated with banded baritite. Major metallic minerals are sphalerite, pyrite, galena, with minor arsenopyrite, pyrrhotite, boulangerite, and rare chalcopyrite. The bedded sulfides are underlain by a lens of brecciated and albitized biotite-quartz schists cemented by sulfides and tourmaline.Massive and bedded sulfide ³⁴S values range from 8.1 to 29.3, whereas barite ³⁴S values range from 20.8 to 31.5. Disseminated pyrite in footwall schists has ³⁴S values ranging from 8.1 to 10.6, and increase to values ranging from 11.1 to 14.7 in the hangingwall. The lower ³⁴S values for massive and bedded sulfides are interpreted to be derived from progressive bacterial sulfate reduction (BSR) of Devonian seawater in a sulfate-restricted sub-basin. The higher ³⁴S values for massive and bedded sulfides could be a product of quantitative BSR but this is incompatible with barite being more abundant above the bedded sulfides. Instead, it is more likely that thermochemical sulfate reduction of seawater sulfate or of evaporite was the source of heavy hydrothermal sulfur. Heavy hydrothermal sulfur was injected into a sulfate-restricted sub-basin where it mixed with low ³⁴S BSR sulfide to form the massive and bedded sulfides. The REE patterns of sulfide layers and associated quartz albitite and baritite are similar to those of the host biotite quartz schists, suggesting that the hydrothermal fluids leached REE from the underlying rocks. Pb isotope ratios in galena form an array between the Upper Crust and the Mantle reservoir curves, which indicates that the lead is derived from upper crustal rocks comprising mafic igneous units. The Sr⁸⁷/Sr⁸⁶ ratio of 0.7101 for carbonate within the sulfide layers also suggests that Sr is derived from the mixing of Sr leached from upper crustal rocks with Middle Devonian seawater Sr. A Rb-Sr isochron age of 389.4 ± 6.4 Ma for sulfide layers and the interbedded hydrothermal sediments is consistent with the age of host Mid-Devonian strata. Ar³⁹/Ar⁴⁰ plateau age at 352.8 ± 3.5 Ma and Ar³⁹-Ar⁴⁰ isochron age of 346.6 ± 6.4 Ma for albite in the quartz albitite intercalated with sulfide layers indicate either albite formation after the sulfides or thermal resetting of the Rb-Sr system at about 350 Ma, the age of collision between the North China and Yangtze cratons.Editorial handling: E. Frimmel     

Stable isotope (C,O, S) systematics of the mercury mineralization at Idrija,Slovenia: constraints on fluid source and alteration processes

The world-class Idrija mercury deposit (western Slovenia) is hosted by highly deformed Permocarboniferous to Middle Triassic sedimentary rocks within a complex tectonic structure at the transition between the External Dinarides and the Southern Alps. Concordant and discordant mineralization formed concomitant with Middle Triassic bimodal volcanism in an aborted rift. A multiple isotopic (C, O, S) investigation of host rocks and ore minerals was performed to put constraints on the source and composition of the fluid, and the hydrothermal alteration. The distributions of the ¹³C and ¹⁸O values of host and gangue carbonates are indicative of a fracture-controlled hydrothermal system, with locally high fluid-rock ratios. Quantitative modeling of the ¹³C and ¹⁸O covariation for host carbonates during temperature dependent fluid-rock interaction, and concomitant precipitation of void-filling dolomites points to a slightly acidic hydrothermal fluid (¹³C–4 and ¹⁸O+10), which most likely evolved during isotopic exchange with carbonates under low fluid/rock ratios. The ³⁴S values of hydrothermal and sedimentary sulfur minerals were used to re-evaluate the previously proposed magmatic and evaporitic sulfur sources for the mineralization, and to assess the importance of other possible sulfur sources such as the contemporaneous seawater sulfate, sedimentary pyrite, and organic sulfur compounds. The ³⁴S values of the sulfides show a large variation at deposit down to hand-specimen scale. They range for cinnabar and pyrite from –19.1 to +22.8, and from –22.4 to +59.6, respectively, suggesting mixing of sulfur from different sources. The peak of ³⁴S values of cinnabar and pyrite close to 0 is compatible with ore sulfur derived dominantly from a magmatic fluid and/or from hydrothermal leaching of basement rocks. The similar stratigraphic trends of the ³⁴S values of both cinnabar and pyrite suggest a minor contribution of sedimentary sulfur (pyrite and organic sulfur) to the ore formation. Some of the positive ³⁴S values are probably derived from thermochemical reduction of evaporitic and contemporaneous seawater sulfates.Editorial handling: P. Lattanzi     

Mineralogical and geochemical compositions of modern bivalve shells from the Mediterranean coast of Egypt

The stable isotopic composition (¹³C and ¹⁸O) and elemental (Sr and Mg) of marine molluscs are presented for Carditacea and Solenacea shells collected off the Mediterranean coast of Egypt. Based on shell microstructures and mineralogy, the bivalve shells are preserved in their original mineralogy and chemistry.The Sr and Mg concentrations of the bivalve shells have mean values of 1960 ppm and 226 ppm respectively. The stable isotopic composition generally show high values of ¹⁸O and ¹³C. The ¹⁸O values range from +0.1 to –1.8 PDB and most shells are highly enriched in¹³C; averaging +2.5 PDB. These elemental and isotopic signatures are analogous to modern marine bivalves from other localities.The oxygen and carbon isotopes, together with the calculated temperatures, suggest that the aragonitic bivalve shells were precipitated in isotopic equilibrium from warm marine waters.     

Sulphur and sulphate-oxygen isotopes and the origin of the silvermines deposits,Ireland

New sulphur and sulphate-oxygen isotope measurements for the main discordant and stratiform lead-zinc-barite orebodies at Silvermines Co. Tipperary, allow reappraisal of previously offered differing interpretations (Graham, 1970; Greig et al., 1971) of the bearing of sulphur isotopes on the genesis of this important Irish deposit. The following aspects of the data are confirmed: barite ³⁴ S-values range from 17–21, similar to lower Carboniferous seawater sulphate: stratiform sulphide lens pyrites have ³⁴ S-values ranging from –13 to –36; vein sulphide ³⁴ S-values range from –8 to 4; sulphide ³⁴ S-values increase upwards and outwards respectively in the related discordant and stratiform G orebodies; galena-sphalerite isotope palaeotemperatures are not too consistent, ranging from 40 to 430°C (using the calibration of Czamanske and Rye (1974). New facts are as follows: barite ¹⁸O-values range from –13 to –17, stratiform barites ranging from 13 to 14.5; sulphides separated from a single stratiform ore lens hand specimen usually have ³⁴ S_sl > ³⁴ S_ga > ³⁴ S_py; the outward decrease in ³⁴ S-values in the stratiform G orebody is confined to the first few hundred feet only; pyrite ³⁴ S-values progressively increase downwards through one stratiform sulphide orebody; yet variations of 13 occur within a single colloform pyrite structure from another stratiform orebody. It is concluded that there were at least two sources of sulphur, seawater sulphate and deep-seated sulphur. The former was the dominant source of all sulphate and, via biogenic reduction, of the sulphur in the bulk of the stratiform sulphide. The latter was the source of the sulphur in the vein sulphides. There was minimal isotopic interaction between the cool seawater sulphate and the warm unwelling ore fluid sulphur species, even though the latter precipitated under near isotopic equilibrium conditions when the temperature dropped and/or the pH and Eh increased. The lack of isotopic equilibrium between pyrite and ore sulphides in the stratiform ore lenses may result from the latter having precipitated slightly later than the former because of solubility relationships. Overall the present isotopic evidence supports considerable geological evidence favoring a syngenetic origin for the stratiform Silvermines orebodies.     

Comparative organic petrology of interlayered sandstones,siltstones, mudstones and coals in the Upper Carboniferous Ruhr basin,Northwest Germany,and their thermal history and methane generation

In the coal-mining Ruhr-area, Upper Carboniferous rocks (ca. 4000 m) consist of interlayered sandstones, siltstones, mudstones and coals. They were deposited in a tropical, paralic environment where alternating fluvial sedimentation, occasional marine ingressions, and swamp growth resulted in an irregular cyclic succession. The total sedimentary package contains on an average 6 Vol.-% of organic matter. About 70 Vol.-% of the organic matter occurs in coal seams, the rest as dispersed organic matter in clastic rocks. The organic matter is autochthonous in the coals and allochthonous in associated sandstones and siltstones. It consists of about 70% vitrinite, 20% inertinite, and 10% liptinite. The overall maceral group composition is the same for coals and dispersed organic matter. This surprising similarity is caused by a nearly exclusive input of land-plant derived organic matter to swamps and fluvial systems and a similar degree of preservation. Highest average liptinite contents (% of total macerals) were found in unrooted mudstones, highest average inertinite contents in coarse-grained siltstones and highest average vitrinite percentages in sandstones.Maturities of the sediments studied are well within the hydrocarbon generation window, e. g. vitrinite reflectivities range from 0.6% to 1.6%. Reflectivities measured on dispersed particles in clastic rocks are similar to those measured in coal seams. Calculations of the amount of methane generated indicate that coal seams contributed more to the total hydrocarbon generation than dispersed organic matter.

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Zusammenfassung Das Oberkarbon des Ruhrgebietes besteht aus ca. 4000 Metern wechsellagernder Sandsteine, Siltsteine und Kohleflöze. Der Ablagerungsraum der Sedimente war eine Region mit tropischem Klima, genauer ein paralisches Environment mit unregelmäßig alternierenden Folgen von fluviatilen Sedimenten, marinen Transgressionen und verbreiteten Sumpfablagerungen. Der Anteil organischer Substanzen an der gesamten Sedimentmenge beträgt durchschnittlich 6%. 70% dieser organischen Masse ist in Kohleflözen angereichert, der Rest liegt verteilt in den klastischen Gesteinen vor. Die Herkunft der organischen Substanz in den Kohleflözen ist autochthon, die in den benachbarten Sand- und Siltsteinen allochton. Die Zusammensetzung des organischen Materials ist 70% Vitrinit, 20% Inertinit und 10% Liptinit. Die allgemeine Zusammensetzung nach Mazeral-Gruppen ist für die Kohleflöze und das verteilte Material in den Nachbargesteinen identisch. Diese Ähnlichkeit beruht auf der gemeinsamen Herkunft der organischen Substanz in Sümpfen und Flußsystemen, die fast ausschließlich von Landpflanzen bestimmt wird, und einer sich entsprechenden Konservierung.Der Reifegrad der analysierten Sedimente liegt innerhalb des Kohlenwasserstoff-Bildungsbereiches (die Vitrinit-Reflexionen reichen von 0,6–1,6%). Dabei entsprechen die in den klastischen Gesteinen beobachteten Reflexionswerte weitgehend denen der Kohleflöze. Anhand der Menge des erzeugten Methans läßt sich erkennen, daß der Anteil der Kohleflöze an der Kohlenwasserstoff-Produktion höher ist als der Anteil, den disperse organische Substanzen der Klastika beisteuern.

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Résumé Dans la région minière de la Ruhr, le Carbonifère supérieur constitue une succession, épaisse de 4.000 m environ, de grès, de siltites et de charbon. Leur dépôt, dans un milieu paralique tropical, a été marqué par des alternances de sédimentation fluiviale, de transgressions marines occasionnelles, et d'épisodes marécageux; il en résulte une disposition cyclique irrégulière. La série sédimentaire contient dans l'ensemble 6% de matière organique en moyenne. Environ 70% de cette matière organique se trouve dans les couches de charbon où elle est autochtone; le reste est allochtone et dispersé dans les grès et siltites. La matière organique se répartit approximativement en 70% de vitrinite, 20% d'inertinite et 10% de liptinite. La composition moyenne du groupe «macéral» est la même pour les charbons et la matière organique dispersée. Cette identité surprenante est l'expression d'une alimentation provenant exclusivement de plantes terrestres et d'un même degré de conservation.La maturité des sédiments étudiés se situe à l'intérieur du domaine de genèse des hydrocarbures: le pouvoir réflecteur de la vitrinite s'échelonne entre 0,6% et 1,6%. Les gradients du pouvoir réflecteur observés dans les roches détritiques et dans les couches de charbon sont analogues. Le calcul de la quantité de méthane engendré indique que la contribution des couches de charbon à la production totale d'hydrocarbure est supérieur à celle de la matière organique dispersée.

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4000 , . , , . 6%.70 % , . , — . 70 % , 20% 10% . . ; . ; 0,6 1,0, . , , , .

     

O-Sr isotopic variations in Miocene granitoids from the Aegean: evidence for an origin by combined assimilation and fractional crystallization

Sr, O, and D/H isotopic compositions have been analyzed in Miocene metaluminous to slightly peraluminous (I-type) granitoids of the central Aegean. Individual plutonic complexes display significant variations in their ¹⁸O and initial⁸⁷Sr/⁸⁶Sr compositions.D and ¹⁸O compositions of minerals and whole-rocks are mostly in the magmatic range. Some samples from Naxos and Mykonos/Delos show low D and ¹⁸O values characteristic of meteoric-water-hydrothermal interaction, but as a whole the changes in ¹⁸O and Sr isotopic compositions as a result of hydrothermal alteration were slight, even in instances where marked alteration is petrographically observable. Consequently, the bulk-rock variations of ¹⁸O from 8.1 to 12.0 and of⁸⁷Sr/⁸⁶Sr from 0.70438 to 0.71450 may be regarded as primary and indicative of the conditions of their evolution. Heterogeneous isotopic compositions observed in the individual plutons of Serifos, Ikaria, Samos and Kos may be caused by the multiple intrusion of chemically and isotopically distinct magma pulses, with high viscosities and relatively rapid consolidation in most cases preventing complete homogenization. The granitoids of Serifos, Ikaria and Kos display weak correlations between the initial⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and ¹⁸O and 1/Sr. The granitoid province shows a positive correlation between⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and ¹⁸O and a non-linear relationship between⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and 1/Sr, whereby 1/Sr increases more rapidly than the isotopic ratio as the degree of fractionation of the rocks increases. It is argued that assimilation of older continental material by mantle-derived arc magmas with combined fractionation (AFC) is the most plausible model to explain the chemical and isotopic characteristics of the granitoids and the geological situation in which rock-types trend from granodiorites in the (south)west, near the inferred Oligocene-Miocene suture, to granites in the center and monzonites in the (north)east of the province.     

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 .

     

Multifactorial control of sedimentation patterns in an ocean marginal basin: the Lusitanian Basin (Portugal) during the Kimmeridgian and Tithonian

The Mesozoic Lusitanian Basin developed as a part of the North Atlantic rift system. Tectonic rifting activity was rejuvenated during the Upper Jurassic, leading to intensive differentiation of facies development. Kimmeridgian and Lower Tithonian calcareous and siliciclastic sediments represent basinal and slope, shallow marine, and terrestrial environments. The lithostratigraphic arrangement of facies units is demonstrated. Sediment character, distribution and thicknesses are mainly controlled by synsedimentary faulting, with a partial overprint by uprise of salt diapirs. Eustatic sea level fluctuations, exogenic and biogenic factors resulted in additional control on facies development.Comparing bathymetric development of major basin sections and simplified plotting on a common time scale is a simple tool to unravel the multifactorial control of sedimentation and to test the validity of some biostratigraphic markers.During the Kimmeridgian, paleogeography was mainly determined by intensive subsidence of the basin center, by a large linear uplift zone m the north, and by a high amount of clastic influx. At the end of the stage and during the Tithonian, overall subsidence slowed down and inner basin uplifts arose further south. Degree of clastic input was variable. Thus shallow water carbonates were episodically widespread throughout the basin and mixed calcareous-clastic sequences were common. Sheltering and trapping effects resulted in local facies variations. Towards the Cretaceous the basin sanded up from northern, eastern and, particularly, northwestern directions.

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Zusammenfassung Das mesozoische Lusitanische Becken entstand als Teil des nordatlantischen Riftsystems. Während des Oberjuras lebte die tektonische Aktivität erneut auf und führte zu einer intensiven Differenzierung der faziellen Entwicklung. Die Kalke und Siliziklastika des Kimmeridge und Unteren Tithons, deren lithostratigraphische Beziehungen dargestellt werden, repräsentieren Becken-, Hang- und Flachwasserablagerungen sowie terrestrische Sedimente.Synsedimentäre Tektonik bestimmte überwiegend die Ausbildung, Verteilung und Mächtigkeiten der Sedimente. Halokinese, eustatische Meeresspiegelschwankungen, exogene und biogene Faktoren kontrollierten die Faziesverteilung zusätzlich. Ein Vergleich der bathymetrischen Entwicklung aller grö\eren Beckenprofile und Standardisierung auf eine gemeinsame Zeitachse erlauben, die überlagerung der einzelnen Kontrollfaktoren zu entschlüsseln sowie den Wert einiger biostratigraphischer Bezugshorizonte zu testen.Während des Kimmeridge wurde die Paläogeographie vor allem durch starke Subsidenz des Beckenzentrums sowie durch eine gro\e lineare Hebungszone im Norden und durch hohe klastische Zufuhr bestimmt. Am Ende des Kimmeridge und während des Tithons verlangsamte sich die Subsidenz. Anhebung innerer Beckenteile und schwankende Zufuhr von Klastika bewirkten die episodische Ausbreitung von Flachwasserkarbonaten und die verbreitete Entwicklung gemischt kalkig-klastischer Serien. Abschirmungs- und Abfangeffekte erlaubten kleinräumige Faziesvariationen. Zur Kreide hin verlandete das Becken durch klastische Zufüllung aus nördlicher, östlicher und vor allem nordwestlicher Richtung.

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Resumo Durante o Mesozóico, a Bacia Lusitânica desenvolveu-se como parte do sistema »rift« do Atlântico do Norte. A actividade tectónica, tipo »rifting« renasceu durante o Jurásico Superior, causando uma diferenciaÇÃo intensa no desenvolvimento de fácies. Os sedimentos calcários e siliciclásticos do Kimeridgiano e Titoniano inferior representam ambientes do mar mais ou menos profundo (fundo de bacia, declive, lagoa, delta) e ambientes continentais. O quadro litoestratigráfico das unidades de fácies é elaborado.O carácter, a distribuiÇÃo e a espessura dos sedimentos sÃo sobretudo controlados pela actividade tectónica sinsedimentária. Movimentos halokinéticos, fluctuaÇÕes eustáticas do nível do mar, e factores exogénicos e biológicos resultaram num controle adicional do desenvolvimento de fácies.Uma medida simples para destrinÇar os factores diferentes da sedimentaÇÃo e para testar o valor de alguns »markers« bioestratigráficos é comparar o desenvolvimento batimÊtrico dos coites principais da bacia e estandardizá-los num comum eixo temporal.Durante o Kimeridgiano, a paleogeografia foi dominada pela subsidÊncia intensa do centro da bacia, por um grande levantamento estreito no Norte, e por um grau elevado de introduÇÃo de clásticos. No fim do estágio e durante o Titoniano, a subsidÊncia geral diminuiu-se e novos levantamentos surgiram mais no Sul. O grau de introduÇÃo de clásticos foi variável. Por consequÊncia, calcários de agua pouco profunda alargaram-se por vezes sobre grandes partes da bacia e sequÊncias mistas de calcários e clásticos foram comum.No fim do Jurásico o mar desapareceu por causa de enchimento da bacia por clásticos de proveniÊncia norte, este, e partialmente noroeste.

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Structural aspects of the Middle and the High Atlas (Morocco) phenomena and causalities

Since the beginning of the Mesozoic the structural development of the Middle Atlas and the central High Atlas was controlled by a pre-existent fault pattern, which was reactivated repeatedly in various manners.The fault pattern is characterized by two main directions. The first runs 35–45° and dominates in the Middle Atlas, the second runs 70° and is common in the southern part of the central High Atlas; between these regions both directions overlap. In the Atlas of Demnat, Beni Mellal and El Ksiba at the northern border of the central High Atlas a further direction, the one of 120°, locally gains in significance. Into the gores of the pattern commonly magmatites intruded during the Mesozoic, in the course of the following compressive deformation often a cleavage was formed there.The compressive deformation started in the Oligocene; the directon of the main compressional stress ₁ lay at 160°. Dependant on their orientation to ₁ the pre-existent faults reacted differently on this stress: The 70° faults were reactivated as upthrusts, the 35° ones as sinistral oblique slip reverse faults and those of 120° as dextral oblique slip reverse faults. At the northwestern border of the hinge area between the Middle and the High Atlas this scheme of movements was complicated by an interference with movements along the Transalboran fault system.Because of changes in the style of deformation the so-called B-B fault zone, running ENE from El Ksiba to Aghbala, can be defined as the structural border between the High and the Middle Atlas.

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Zusammenfassung Die strukturelle Entwicklung des Mittleren Atlas und des zentralen Hohen Atlas seit dem Beginn des Mesozoikums wurde durch ein Bruchmuster präexistenter Störungen gesteuert, die sich im Verlauf dieser Zeit wiederholt in verschiedener Weise durchgepaust haben.Das erwähnte Bruchmuster wird durch zwei Hauptrichtungen charakterisiert, deren eine von 35–45° im Mittleren Atlas vorherrscht, während die andere von 70° für den südlichen Teil des zentralen Hohen Atlas bestimmend ist, in einem Zwischenbereich überlappen sich beide Richtungen. Im Atlas von Demnat, Beni Mellal und El Ksiba am Nordrand des Hohen Atlas tritt lokal begrenzt eine weitere Richtung von 120° hinzu. In die Zwikkel des Bruchmusters drangen im Verlauf des Mesozoikums verbreitet Intrusiva ein, während der anschließenden kompressiven Deformation wurde dort häufig eine Schieferung angelegt.Die kompressive Deformation setzte im Oligozän ein, wobei die Richtung der kompressiven Hauptnormalspannung ₁ ca. 160° betrug. Die präexistenten Störungen reagierten auf dieses Stressfeld je nach ihrer Lage zu ₁ unterschiedlich: Die 70°-Störungen wurden als Aufschiebungen reaktiviert, die 35°-Störungen als sinistrale Schrägaufschiebungen und die 120°-Störungen als dextrale Schrägaufschiebungen. Kompliziert wurde dieses Bewegungsschema am Nordwestrand des Scharnierbereiches zwischen Hohem und Mittlerem Atlas durch eine Überlagerung mit Bewegungen entlang des Transalboran-Störungssystems.Als strukturelle Grenze zwischen Hohem und Mittlerem Atlas kann aufgrund von Änderungen im Baustil die sog. B-B-Störungszone, die von El Ksiba Richtung nach ESE bis Aghbala verläuft, angesehen werden.

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Résumé Depuis le début du Mésozoïque, l'histoire structurale du Moyen-Atlas et du Haut Atlas central aété déterminée par un réseau de failles préexistantes qui ont été réactivées à diverses reprises et de diverses manières.Ce réseau de failles est caractérisé par deux directions principales: l'une (35° à 45°) domine dans le Moyen Atlas, l'autre (70°) dans la partie sud du Haut Atlas central. Entre ces deux régions, les deux directions coexistent. Dans l'Atlas de Demnat, de Beni Mellal et d'El Ksiba, à la bordure nord du Haut Atlas central, une troisième direction (120°) présente une importance locale. Pendant le Mésozoïque, des magmas se sont intrudés dans les ouvertures du réseau, tandis qu'une schistosité apparaissait souvent dans les régions en compression.La déformation compressive a débuté à l'Oligocène, avec une contrainte principale ₁ orientée à 160°. Les failles préexistantes ont réagi de manières différentes, selon leur orientation par rapport à ₁: les failles de direction 70° ont été réactivées en chevauchement, les failles à 35° ont donné des failles inverses à jeu oblique sénestre, et les failles à 120° des failles inverses à jeu oblique dextre. Le long de la bordure nord-ouest de la zone charnière entre le Moyen et le Haut Atlas, ce schéma s'est compliqué par interférence avec des mouvements le long de l'accident transalborien.Eu égard aux changements dans le style de la déformation, la zone failleuse dite B-B, qui s'étend en direction ENE de El Ksiba à Aghbala, peut se définir comme la frontière structurale entre le Haut et le Moyen Atlas.

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, . : 35–45° , 70° ; . Demnat, Beni Mellal El Ksiba 120°. , . , , , I₁ 160°. , I₁: 70° , 30° , 120° - . - Transalboran. .. -, E-S Aghbala.

     

The evolution of the Asian Plate in Burma

The Post-Cretaceous evolution of the Asian Plate in Burma is strongly influenced by the spreading of the Eastern Indian Ocean and the movement of Greater India northward. The Western part of Burma apparently was an area which received clastic sediments during the early mesozoic times. During the end of the mesozoic the Eastern part of Burma emerged from the ocean. The Western part formed the shelf area with a slowly westwards migrating geosyncline (Indoburman Geosyncline) to the West of it. Flysch sediments of upper Cretaceous age have been found in this area. The collision of the Indian Plate with the Asian Plate changed the sedimentary conditions in Burma. The emergence of the Indoburman Ranges happened during the Miocene, generating an Outer Island Arc and forming the Bay of Bengal. The subduction along the W coast of Burma changed in the N with the approach of continental Indian crust and led to thrusts in the N part of the Indoburman Ranges. Today subduction appears to be active only S of 18° N in the Eastern Bay of Bengal. The opening of the Andaman Sea fits into the dynamical development of the area.

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Zusammenfassung Die postkretazische Entwicklung der Asiatischen Platte in Burma zeigt starke Beeinflussung durch die Spreizung des östlichen Indischen Ozeans und die Drift von Groß-Indien nach Norden. Der westliche Abschnitt Burmas war während des frühen Mesozoikums ein Bereich, der klastische Sedimente aufnahm. Im späten Mesozoikum wurden die östlichen Teile Burmas landfest, während die westlichen Abschnitte von einem Shelfmeer eingenommen wurden, an welches sich gegen W eine Geosynklinale (Indoburman Geosyncline) anschloß, die langsam westwärts wanderte. Oberkretazische Flysche wurden hier nachgewiesen. Die Kollision der Indischen Platte mit der Asiatischen Platte veränderte die Sedimentationsbedingungen in Burma. Die Indoburmanischen Ketten tauchten während des Miozän auf, bildeten einen Äußeren Inselbogen und ließen die Bucht von Bengalen entstehen. Die Subduktion entlang der W-Küste von Burma änderte sich im N mit der Annäherung der kontinentalen Kruste Indiens und führte zu Überschiebungen im N-Teil der Indoburmanischen Ketten. Rezent scheint Subduktion nur südlich 18° N im östlichen Teil der Bucht von Bengalen aktiv zu sein. Die Öffnung der Andamanen-See fügt sich in die dynamische Entwicklung dieses Bereiches ein.

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Résumé L'évolution postcrétacée de la plaque asiatique en Birmanie est fortement influencée par l'accroissement de l'Océan Indien oriental et la dérive du continent Indien vers le nord. La partie occidentale de la Birmanie fût au début du Mésozoïque une aire de réception de sédiments clastiques. A la fin du Mésozoïque les parties orientales de la Birmanie se transformèrent en terre ferme, tandis que les régions occidentales furent submergées, formant une plate-forme continentale (shelf), à laquelle s'adjoignit vers l'ouest un géosynclinal (géosynclinal indobirman), progressant lentement vers l'ouest. Des flyschs d'âge crétacé supérieur ont été décrits dans cette zone. La collision entre la plaque Indienne et la plaque Asiatique changea les conditions de sédimentation en Birmanie. Les chaînes Indobirmanes firent leur émersion au cours du Miocène, en engendrant un arc insulaire externe, ainsi que le golfe du Bengale. La subduction le long de la côte occidentale Birmane se transforma au nord avec le rapprochement de la plaque Indienne et induisit des chevauchements dans la partie septentrionale des chaînes Indobirmanes. La subduction semble n'être active récemment qu'au sud de 18° N dans la partie orientale du golfe du Bengale. L'ouverture de la mer Andamane s'imbrique dans le développement dynamique de cette région.

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. , . , , ë , ( ), . . . - , , . - . 18° . .

     

Plio-Pleistocene volcanism and sedimentary facies changes at Gadeb prehistoric site,Ethiopia

Volcanic ashes, resulting from Plinian type eruptions, are regularly interbedded with fluvio-lacustrine successions of the Plio-Pleistocene Upper Webi Shebele Basin in the southeastern uplands of Ethiopia. Pumiceous and vitric ashes of rhyolitic composition dominate. Interbedded with the lacustrine succession are also scoriaceous ashes of alkali olivine basalt composition and minor amounts of mixed scoria. The majority of ashes interbedded with the lake sequence is primary air-fall material that underwent only minor degrees of reworking. Within the overlying fluviatile sequence primary ashes decrease in abundance, and crystalrich volcanoclastic deposits (»crystal tuffs«) take their place.Positive correlations between incompatible trace elements indicate a cogenetic origin for the silicic samples. Furthermore, these ashes show cycles of increase, followed by a rapid decrease in incompatible trace element contents with respect to stratigraphic position, which suggests eruption of a compositionally zoned magma with successively deeper tapping of the magma chamber, followed by a dormant stage of volcanism during which incompatible elements and volatile contents build up giving rise to the next eruptive cycle.During the lacustrine stage the volcanic eruptions, which probably had repose times of 5000 years, occurred during a period of relative tectonic quiescence before onset of the main faulting of the Ethiopian rift. Transgressive-regressive cycles of Pliocene Lake Gadeb are therefore related to regional climatic fluctuations rather than to regional volcano-tectonic events. Final fragmentation and drying out of the Pliocene lake shortly before 2.35 my may be related to a colder, drier late Pliocene climate, but is equally plausibly explained by erosional breaching of the lava dam through headward retreat of the Webi Shebele. The change from lacustrine to fluviatile deposition coincides with major rift faulting, local cessation of basaltic activity and a change from plinian to ignimbritic eruptions. The lacustrinefluviatile transition of the Upper Webi Shebele Basin is therefore attributed to major regional structural and volcanological changes.

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Zusammenfassung Vulkanische Aschen, welche von plinischen Eruptionen stammen, sind den Plio-Pleistozänen fluviatilen bis lakustrinen Sedimenten des oberen Webi-Shebele Beckens, südwestliches Hochland äthiopiens, zwischengelagert. Bims- und Glasaschen rhyolitischer Zusammensetzung überwiegen. Die lakustrinen Sedimente führen zudem blasige Aschen alkali-olivin basaltischer Zusammensetzung. Die Mehrzahl der Aschen, welche den lakustrinen Sedimenten zwischengelagert sind, zeigen nur geringfügige Anzeichen epiklastischer Aufarbeitung und können als primäre Aschen gedeutet werden. Innerhalb der hangenden fluviatilen Abfolgen nehmen primäre Aschen an Häufigkeit ab, wohingegen epiklastisch aufgearbeitete Aschen, welche auch am Mineralbestand angereichert sind, zunehmen.Positive Korrelationen der inkompatiblen Elemente deuten auf einen kogenetischen Ursprung der rhyolitischen Aschen hin. Weiterhin sind diese Aschen durch zyklische Zu- und Abnahmen in inkompatiblen Elementgehalten mit stratigraphischer Position gekennzeichnet. Dieses Verhalten weist auf Eruptionen einer zonierten Magmenkammer hin wobei sukzessive tiefere Lagen dieser Magmenkammer erfa\t werden. Einer solchen Magmenförderung folgt eine vulkanisch ruhige Phase, währenddessen die inkompatiblen Elemente und flüchtigen Phasen durch fortschreitende fraktionierte Kristallisation wieder angereichert werden, was wiederum zu einem erneuten Eruptionszyklus führt.Vulkanische Eruptionen, deren durchschnittliche Ruhephasen während des lakustrinen Stadiums 5000 Jahre betragen, erfolgten in einer Zeit relativ tektonischer Ruhe vor dem Beginn des eigentlichen Riftings des äthiopischen Grabens. Transgressive-regressive Zyklen des Pliozänen Gadeb Sees, werden daher auf regionale klimatische Fluktuationen und nicht auf tektonische Faktoren zurückgeführt. Der endgültige Zerfall des Gadeb Sees in Einzelbecken und das Austrocknen vor etwa 2.35 Millionen Jahren kann sowohl durch ein kühleres und trockeneres Klima während des oberen Pliozäns als auch durch Fragmentation des Lavadammes durch rückschreitende Erosion des Webi Shebele gedeutet werden. Der Wechsel von lakustrinen zu fluviatilen Ablagerungsverhältnissen erfolgte zur gleichen Zeit wie das Haupt-Rifting des äthiopischen Grabens, sowie der übergang von überwiegend basaltischer zu rhyolitischer Aktivität und der Wechsel von plinischen Aschen Eruptionen zur Förderung ignimbritischer Abfolgen. Der lakustrine-fluviatile Fazieswechsel kann daher auf regionale tektonische und vulkanologische Einflüsse zurückgeführt werden.

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Résumé Des cinérites provenant d'éruptions volcaniques de type plinien sont intestratifiées de faÇon régulière dans les dépÔts fluvio-lacustres plio-pléistocènes du haut bassin du Webi Shebele dans le plateau sud-est de l'Ethiopie. La plupart des cinérites sont vitriques et ponceuses à composition rhyolitique. Il existe aussi, interstratifiées dans les couches lacustres, des cinérites de composition basaltique alkaline à olivine, ainsi que des scories mixtes en quantité subordonnée. La plupart de ces cinérites proviennent de retombées directes et sont très peu remaniées. Au travers de la série fluviatile surincombante, les cinérites primaires deviennent de moins en moins abondantes et sont remplacées progressivement par des sédiments volcanoclastiques riches en cristaux («tufs à cristaux»).Des corrélations positives entre les éléments en traces incompatibles démontrent une origine cogénétique pour les échantillons siliciques. Ces cinérites montrent en outre des cycles d'accroissement suivis d'une décroissance rapide dans les teneurs en éléments en traces incompatibles en fonction de leur niveau stratigraphique. Nous proposons donc, à titre d'hypothèse, que ces éruptions proviennent de sources de plus en plus profondes au sein d'une chambre magmatique à composition différenciée, cette série d'éruptions étant suivie d'une période de repos volcanique pendant laquelle les éléments incompatibles et les volatiles se concentrent, menant à un cycle éruptif ultérieur.Pendant le stade lacustre, les éruptions volcaniques, répétées probablement tous les 5000 ans environ, ont marqué une période de calme tectonique relatif, qui a précédé le développement des grandes failles du rift éthiopien. Les épisodes transgressifs et régressifs du lac pliocène du Gadeb sont donc plutÔt associés à des oscillations climatiques régionales qu'à des phénomènes volcano-tectoniques. La fragmentation et l'assèchement finals du lac pliocène il y a à peu près 2,35 Ma peuvent très bien Être reliés à un climat du Pliocène terminal plus sec et plus froid, mais ils peuvent aussi Être associés à la destruction du barrage volcanique du lac par suite de l'érosion régressive du Webi Shebele. La transition entre sédimentation lacustre et fluviatile correspond à une phase importante de tectonique du rift, à une cessation localisée de l'activité basaltique, et au remplacement des éruptions pliniennes par des éruptions de nuées ardentes (ignimrites). Le passage d'une sédimentation lacustre à une sédimentation fluviatile est donc associé à des phénomènes géologiques régionaux tectoniques et volcaniques, plutÔt qu'à des phénomènes climatiques.

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, , - Webi-Shebele - . - . , , , . , , , . . , . , ; . , , . , 5000 , . , . 2.35 , , Webi Shebele. , . . . , .

     

Entstehung und Merkmale der Olisthostrome

Zusammenfassung Die Bearbeitung von Olisthostromen des Nord- und Südapennins erbrachte neue Erkenntnisse über ihre Entstehung. Olisthostrome sind das Produkt einer Resedimentation durch submarine Schlammströme. Sie sind als sedimentäre Einheiten in eine normale Schichtfolge eingeschaltet, doch ist ihr Material älter als das der umgebenden Sedimente. Olisthostrome bestehen aus einer tonigen Matrix, in der eckige Gesteinsbruchstücke, die Olistholithe, schlecht eingeregelt liegen. Die primäre Schichtung ging durch den Umlagerungsprozeß verloren. Olisthostrome erreichen Längen (Richtung des Materialtransportes) von 50 km und Breiten bis zu mehreren 100 km. Die bisher bekannte maximale Mächtigkeit beträgt mehr als 2 km. Es besteht ein kontinuierlicher Übergang zwischen den Phänomenen der gravitativen Gleitdecken und der Olisthostrome. Ein Olisthostrom bewegt sich nicht als Ganzes. Es wird durch relativ geringmächtige Schlammströme, die sich vom Beckenrand zum Beckenzentrum bewegen und dabei sedimentieren, allmählich aufgebaut. Im Gegensatz zu der Geschwindigkeit dieser Schlammströme rückt die Stirn eines Olisthostromes nur langsam vor. Die Entstehung größerer Olisthostrome ist an bestimmte lithologische und tektonische Voraussetzungen gebunden, die ihr Auftreten auf Flysch- und Molasse-Becken beschränken. Die Stellung der Olisthostrome innerhalb der Resedimentationserscheinungen und ihre regionale Verbreitung werden diskutiert.

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Geological investigations in the Northern and Southern Apennines yielded some new aspects about the genesis of olisthostromes. Olisthostromes are the result of a resedimentation processus by means of submarine mudstreams. Like other sedimentary bodies they are intercalated in normal stratigraphic sequences, but their material is much older than the overlying and underlying sediments. They consist of an argillaceous matrix in which angular rock fragments, the olistholites, are more or less chaotically distributed. The stratification of the primary series from which the mudstreams originated was almost completely destroyed during the sedimentation processus. With regard to the direction of supply of material the olisthostromes may reach a longitudinal extension of 50 km and a transversal extension of some hundreds of km. The maximum thickness known up to the present exceeds 2 km. There is a close relationship between the phenomena of gravity slide nappes and olisthostromes. An olisthostrome does not move as a whole. It is built up progressively by relatively small mudstreams which flow downslope depositing their material. In contrast to the velocity of the mudstreams the advancing of the front of an olisthostrome is slow. The internal movement of the mudflow is rather laminar than turbulent. The formation of olisthostromes depends on certain lithological and tectonical conditions so that they are predominantly found with the flysch and molasse stages of the orogenetic cycles.

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Résumé L'étude des olisthostromes dans l'Apennin septentrional et méridional a fourni des connaissances nouvelles sur leur génèse. Les olisthostromes sont produits par une resédimentation au moyen de coulées de boue sous-marines. Ils sont intercalés dans les séries stratigraphiques normales comme d'autres membres sédimentaires, mais le matériel dont ils sont composés est plus ancien que les sédiments normaux au-dessus et au-dessous. Ce matériel consiste en une pâte argileuse qui contient des fragments de roche angulaires (ostholithes) distribués presque chaotiquement. La stratification primaire de la série, d'où les coulées de boue provenaient, fut détruite durant le processus de resédimentation. Un olisthostrome peut atteindre par rapport à la direction du mouvement, une extension longitudinale de 50 km et une extension transversale de plusieurs centaines de km. L'épaisseur maximale connue jusqu à présent dépasse 2 km. Entre le phénomène d'une nappe de glissement par gravité et celui d'un olisthostrome il y a toutes les phases de transition, L'olisthostrome ne se meut pas comme un complexe entier. Il se constitue progressivement par des coulées de boue relativement minces qui descendent vers le centre du bassin. Par contraste avec la vitesse de ces coulées qui apportent le matériel, le front d'un olisthostrome ne s'avance que lentement. La naissance des olisthostromes dépend de certaines conditions lithologiques et tectoniques si bien qu'ils sont restreints pour la plupart aux périodes de flysch et de molasse des cycles orogénétiques. Le mouvement interne des coulées est essentiellement laminaire.

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Riassunto Le ricerche eseguite sugli olistostromi dell'Appennino Settentrionale e Meridionale hanno fornito dati nuovi sulla loro genesi. Gli olistostromi possono formarsi solo se sono presenti certe condizioni litologiche e tettoniche. Essi sono limitati, per la maggior parte, ai periodi di sedimentazione del flysch e della molassa nei cicli orogenetici. Il fenomeno delle falde gravitative è strettamente legato a quello degli olistostromi. Un olistostroma non si muove come una massa intera. Colate di fango (frane sottomarine) relativamente sottili scendono dal margine al centro di un bacino sedimentando e accumulando cosi progressivamente l'olistostroma. Al contrario della velocità di queste frane il fronte dell'olistostroma procede solo lentamente nel senso geologico. Il movimento interno delle colate è essenzialmente laminare e solo in parte turbulente. I contatti coi sedimenti al tetto e al letto degli olistostromi sono diversi e permettono di determinarne la polaritá verticale. La imbricazione osservabile nei piccoli olistoliti, può essere un utile mezzo per la determinazione della direzione di apporto del materiale. Vengono discusse le differenze litologiche e genetiche tra olistotromi e altri fenomeni somiglianti.

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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.     

The preservation of scleractinian corals by calcite in the corallian beds (Oxfordian) of southern England

Corals in the Oxfordian barrier-reef complex of southern England show great variations in the style and quality of preservation. Preservation was influenced by differences in the structure and chemical composition of the skeleton and by diagenetic effects such as the production of fibrous aragonite overgrowths and micrite cement. In all cases, however, the aragonite dissolved. Calcite usually precipitated in the resultant voids.

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Zusammenfassung Die Korallen des Oxford-Barriere-Riffkomplexes in Südengland unterscheiden sich wesentlich in Wuchsform und Erhaltungszustand. Der Erhaltungszustand wird durch die primären Strukturunterschiede und die chemische Zusammensetzung des Skelettes sowie durch frühdiagenetische Veränderung — wie Aragonitnadel- oder Mikrit-Zemenet — bestimmt. Der primäre Aragonit des Skelettes hat sich in jedem Fall aufgelöst, und in den dabei entstandenen Hohlräumen wird Kalzit gefällt.

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Résumé Les coraux du complexe de récif en barrière Oxfordienne d'Angleterre du sud montrent les grandes variations dans le style et la qualité de l'état de conservation. Cet état a été influencé par les différences de construction et de composition chimique du squelette et par les effets du premier stade de la diagenèse tels que la production des surcroissances de l'aragonite fibreuse et le ciment micritique. Cependant, dans tous les cas l'originale aragonite s'est dissoute, et la calcite a été précipitée dans les espaces vides résultants.

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