On fundamental geology and physical origins

Geology must consider the physical processes involved in the genesis of inorganic matter. These processes are ultimately based on cosmogony and cosmology and the associated physics and mathematics of these origins.The approach to genesis impinges on the unknown where a feeling that something finite, and possibly real, exists. The evidence of the unknown must then be compared with the experimental and observed evidence to create a framework from which certain conclusions can be made.The thoughts on genesis and the geological implications are discussed briefly in two parts. Part one includes the basic philosophy, the mathematical and physical concepts; it outlines the philosophy of time, zero and infinity, mass, space, and the mass environments, based on this a ring hypothesis of planetary origins is developed. Part two discusses basic problems of structural geology, fundamental tectonics, the development of continents and continental drift, climatic changes, seismicity, and paleomagnetics.The conclusions drawn from the discussion are: mass ormatter can exist in five states. Continental buttresses are largely made up of rocks of secondary igneous origin. The core of the earth is made of solar (meteoric) material rather than pure nickel-iron. Continents move under differential density forces which ultimately result in a slow twist or rotation of the earth's outer layers about the core. This rotation causes climatic changes and the many paths observed in tracing polar wandering by paleomagnetics.

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Zusammenfassung Dieser Aufsatz versucht, fundamentale geologische Grenzprobleme in Beziehung zu bringen mit fundamentaien physikalischen und astronomischen Problemen, die ihrerseits z. T. noch einer Lösung harren.Ausgehend von einer Betrachtung der Herkunft von Masse, Universum und Sonnensystem werden Probleme der Kontinentalgenese, Kontinentalwanderung, hydrostatischer Druck auf und in Kontinenten, Orogenese, Klimaänderungen und Paläomagnetik in geologischer Zeit besprochen.Der Aufsatz besteht aus zwei Teilen, einem physikalischen und einem geologischen, die zu einem gewissen Grade unabhängig voneinander gelesen werden können. Für ein fruchtbares Verstehen ist es aber ratsam, beide Teile zu lesen. Mathematik ist auf das notwendigste beschränkt.Am Ausgangspunkt der Betrachtung steht die Idee von einem fundamentalen (letztlichen) Masse-Medium, da dieses die Grenze der Erkenntnis bildet.

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Résumé La géologie doit considérer le processus physique entraîné dans la genèse de matière inorganique. Ce processus est finalement basé sur la cosmogonie et cosmologie, ainsi que la physique associée et mathématiques de ces originesL'approche de la genèse se heurte à l'inconnu où le sentiment de quelque chose de fini et peut-être bien réel existe. L'évidence de l'inconnu doit alors être comparée à l'évidence expérimentale et observée, pour créer une structure de laquelle certaines conclusions peuvent être tirées.Les réflexions sur la genèse et les implications géologiques sont exposées brièvement en deux parties. La première partie comprend la philosophie fondamentale, les idées générales de mathématique et physique; elle esquisse la philosophie du temps, zéro et infini, masse, espace et environnements de la masse; basée là-dessus, une hypothèse en cercle des origines planétaires est développée. La seconde partie expose les problèmes fondamentaux de géologie structurale, tectoniques fondamentales, le développement des continents et le mouvement de ceux-ci, changements de climat, séismicité et paléomagnétiques.Les conclusions tirées de l'exposé sont que masse ou matière peuvent exister dans cinq états. Les contreforts continentaux sont en grande partie formés de roche pyrogène secondaire. Le noyau de la terre est fait de matière solaire (météorique) plutôt que de nickel-fer pur. Les continents se déplacent sous des forces de densité différentielle qui résultent finalement dans une torsion lente ou rotation des couches extérieures de la terre autour du noyau. Cette rotation provoque des changements climatique et les nombreuses voies observées en traçant les écarts polaires par paléomagnétique.

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Thrust-controlled gold mineralisation at the Elandshoogte Mine,Sabie-Pilgrim's Rest goldfield,South Africa

Stratiform quartz-sulphide-gold veins, locally termed reefs are hosted within the Proterozoic Transvaal Sequence sedimentary succession, in the Sabie-Pilgrim's Rest goldfield, eastern Transvaal. These deposits have produced about 180 tonnes of gold and share many characteristics with those of Telfer, Western Australia. Detailed examination of the Elandshoogte Mine shows that gold deposition occurred in two stages, both linked to bedding-parallel thrust faulting within the sedimentary pile. Deformation being concentrated within incompetent shale beds, interlayered within more competent units. The majority of gold was introduced in the second stage of mineralisation and occurs within fractures in early-formed sulphide minerals. Deposition of competent quartz veins accompanying early sulphide and gold mineralisation resulted in a change in deformation style within the reef zone, from early shearing in shales to later duplex faulting of the quartz-reef. Fluids accompanying faulting are implied to have transported gold, and a magmatic source of mineralisation is suggested.     

The Rosita Hills epithermal Ag-Base metal deposits, Colorado, USA A stable isotope and fluid inclusion study

The Rosita Hills volcanic centre is an alkalicalcic, mid-Tertiary complex overlying orthoand paragneissic basement, on the eastern margin of the Rio Grande Rift in south central Colorado, USA. The centre contains vein-hosted, adularia-sericite type, epithermal Ag and base-metal mineralisation with minor Au. Stable isotope studies (O and H) of whole rock and mineral separate (quartz and sericite) samples from veins and hydrothermal eruption breccias show that the hydrothermal fluid had both magmatic and meteoric components. The D and ¹⁸O values of the hydrothermal fluid, calculated from mineral values, range from -22 to -103 and 0.5 to 5.9 respectively. Fluid inclusion data from vein minerals (quartz, baryte and sphalerite) and from an advanced argillic lithocap overlying the veins again show that the hydrothermal system had more than one component fluid. Fluid inclusions have salinities which range from 1.7 to 25.1 wt% NaCl equivalent and show evidence of boiling in the advanced argillic lithocap. Homogenisation temperatures range from 135°C to 298°C. Liquid CO₂ is present in some inclusions. These data indicate that a saline, isotopically heavy fluid mixed with a dilute, isotopically light fluid to precipitate the ore. We argue that the saline, isotopically heavy fluid is magmatic and derived from a resurgent rhyolitic magma below the mineralisation.     

Sedimentary evolution of an active margin during middle and upper cretaceous times: the north Peruvian margin from late aptian up to senonian

The sedimentary evolution of the North Peruvian margin during upper Cretaceous can be summarized as follows:The upper Aptian transgression involved the whole margin, and was accompanied by minor, local, synsedimentary tectonic features. It could be coeval with the individualization of the Western ensialic marginal basin. The transgression reached its maximum during middle Albian, and is associated with anoxic deposits, and with the main activity of the marginal basin.A regression followed during the upper Albian. It was materialized during lower Cenomanian by intertidal deposits, by a westward deltaic progradation, and by synsedimentary tectonic features. This regressive maximum is correlatable with the tectonic closure and folding of the western marginal basin.Then, the great upper Cretaceous transgression affected the eastern parts of the margin. Major deepening stages occured during late Middle Cenomanian and at the base of the Turonian. During Turonian, a widespread, calm carbonate shelf developed. A new major transgressive pulse occured at the Turonian-Coniacian boundary. As a result of a general uplift, the whole margin emerged diachronically between Santonian and Campanian, leading to the deposition of continental Red Beds. The latter recorded a new tectonic phase of uppermost Senonian age.During upper Cretaceous times, the sedimentary evolution of the North Peruvian margin appears to be controlled both by the eustatic sea-level changes, and by the uppermost Albian to early Cenomanian, and the upper Senonian tectonic events.

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Zusammenfassung Die sedimentäre Entwicklung des nordperuanischen Kontinentalrandes zeigt während der Ober-Kreide folgende Etappen: die Transgression des Oberaptes erstreckt sich über den gesamten Kontinentalrand und geht mit leichten synsedimentären tektonischen Diskonformitäten einher, die gleichzeitig mit der Entstehung des westlichen Randbeckens zu sehen sind. Die Transgression erreicht ihren Höhepunkt im mittleren Alb, sie ist verbunden mit anoxischen Ablagerungen und mit den Hauptbewegungen im randlichen Becken. Im Oberalb folgt eine Regression. Sie zeigt sich im unteren Cenoman durch intertidale Ablagerungen, durch nach Westen progradierende Deltas und durch synsedimentäre Tektonik. Der Höhepunkt der Regression ist verbunden mit der tektonischen Isolation und Faltung des westlichen Randbeckens.Die große Transgression während der Oberkreide beeinflußt vor allen Dingen die östlichen Teile des Randes. Wesentliche Eintiefungsphasen erscheinen im oberen Mittelcenoman und an der Basis des Turons. Während des Turons entwickelt sich ein weiter Karbonatschelf. Ein größerer Transgressionsvorstoß erscheint an der Grenze von Turon zu Coniac. Als Ergebnis einer generellen Heraushebung wird der gesamte Kontinentrand diachron zwischen Santon und Campan herausgehoben und es entstehen kontinentale Rotablagerungen. Diese Sedimente dokumentieren eine neue tektonische Phase im obersten Senon. Während der Oberkreide wird die sedimentäre Weiterentwicklung des nordperuanischen Kontinentalrandes durch globale Meeresspiegelschwankungen zusammen mit tektonischen Ereignissen (Oberapt, Oberalb-unteres Cenoman, Senon und oberstes Senon) kontrolliert.

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Résumé L'évolution sédimentaire de la marge nord-péruvienne au Crétacé supérieur peut être résumée ainsi:La transgression de l'Aptien supérieur affecte toute la marge, et s'accompagne d'une légère instabilité tectonique localisée. Celle-ci peut être contemporaine de l'individualisation du bassin marginal occidental. La transgression atteint son maximum à l'Albien moyen. Elle est contemporaine de dépôts anoxiques et de l'activité du bassin marginal.Une régression survient au cours de l'Albien supérieur. Elle se matérialise au Cénomanien inférieur par l'installation d'une plate-forme carbonatée, puis par la progradation du delta oriental et par des mouvements tectoniques synsédimentaires. Cette régression est en relation avec la fermeture du bassin marginal occidental.La grande transgression du Crétacé supérieur affecte ensuite les zones orientales de la marge, les étapes majeures d'approfondissement se situant à la fin du Cénomanien moyen et à la base du Turonien. Au Turonien, une vaste plate-forme carbonatée s'installe, et un nouvel approfondissement survient à la limite Turonien-Coniacien. A la suite d'une surrection générale, la marge émerge de façon diachrone entre le Santonien et le Campanien, donnant lieu au dépôt des Couches Rouges continentales qui enregistrent au Sénonien terminal un nouvel événement tectonique.Au Crétacé supérieur, l'evolution sédimentaire de la marge nord-péruvienne semble donc contrôlée à la fois par les variations eustatiques, et par les événements tectoniques de l'Albien terminal-Cénomanien inférieur, et du Sénonien.

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Tungsten-bearing baotite from Pierrefitte,Pyrenees, France

Summary Baotite occurs in the Garaoulére orebody, at Pierreftte, France, as an accessory mineral, included in alstonite and celsian, and associated with sphalerite, galena, pyrite, siderite and calcite in hydrothermal veins crosscutting calcareous, rutile-bearing, siltstones. Microprobe analyses revealed high W0₃ concentrations (up to 6 wt.%) in baotite. The empirical formula of W-rich baotite is Ba_3.959Ti₄(Ti_3.169W_0.393Fe_0.116Al_0.073 Cr_0.048Nb_0.024)_3.823 Si_4.05O₂₈Cl_1.166. The excess of charges due to the presence of W⁶⁺ and Nb⁵⁺ is compensated by the introduction of M³⁺ (Fe, Al, Cr) into Ti-octahedra, by the appearance of Al in Si-tetrahedra (for W-poor baotite) and by the appearance of vacancies in Ti-octahedra (3Ti⁴ -> 2W⁶⁺ + and in Ba-sites (Ti⁴⁺ Ba²⁺ W⁶⁺, ). The unit-cell parameters of W-rich baotite are: a = 19.92(2), c = 5.930(8) Å. Niobium-rich baotites (Baiyun-Obo,Semenov et al., 1961; Karlstein,Nmec, 1987) are characterized by substitutions: Ti⁴⁺(VI), Si⁴⁺(IV)Nb⁵⁺(VI), Al³⁺(IV) and 2Ti⁴⁺, Ba²⁺ 2Nb⁵⁺, .

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Wolfram führender Baotit von Pierrefitte, Pyrenäen, Frankreich

Zusammenfassung Baotit kommt in dem Garaoulére Erzkórper in Pierrefitte, Frankreich als ein akzessorisches Mineral in Einschlÿussen in Alstonit und Celsian vor. Er ist mit Zinkblende, Bleiglanz, Pyrit, Siderit und Calcit assoziiert. Diese Paragenese ist an hydrothermale Gänge gebunden, die kalkige rutil-führende Siltsteine durchsetzen. Mikrosondenanalysen zeigen hohe W0₃ Gehalte (bis zu 6 Gew.%) in Baotit. Die empirische Formel von wolfram-reichem Baotit ist: Ba_3.959Ti₄(Ti_3.169W_0.393Fe_0.116Al_0.073Cr_0.048Nb_0.024)_3.823 Si_4.05O₂₈Cl_1.66. Der durch die Anwesenheit von W⁶⁺ und Nb⁵⁺ erforderliche Ladungsausgleich ergibt sich durch das Eintreten von M³⁺ (Fe, Al; Cr) in Ti-Oktaeder, und von Al in Si-Tetraeder (für W-armen Baotit) und schließlich durch das Erscheinen von Leerstellen in Ti-Oktaedern (3Ti⁴⁺ 2W6+ + und in Ba-Stellen (Ti⁴⁺, Ba` W⁶⁺, Die Zellparameter von ldW-reichem Baotit sind: a = 19.92(2), c = 5.930(8) Å. Niob-reiche Baotite (Baiyun-Obo, Semenov et al., 1961; Karlstein, Nmec, 1987) sind durch Substitutionen charakterisiert: Ti⁴⁺(VI), Si⁴⁺(IV)Nb⁵⁺(VI), Al³⁺(IV) und 2Ti⁴⁺, Ba²⁺ 2Nb⁵⁺, .

     

Sulfur isotopes and origin of some sulfide deposits,New England,Australia

The S-isotopic compositions of sulfide deposits from Steinmann, granitoid and felsic volcanic associations have been examined. Ores of Steinmann association have ³⁴S values close to zero per mil (³⁴S=+0.3±3.1) it appears they are of mantle origin. Isotopically, ores of granitoid association regularly show a variable enrichment in ³²S relative to meteoritic (³⁴S=–2.7±3.3). The composition is in accord with an upper mantle/lower crustal source. Two stratiform accumulations of felsic volcanic association show a narrow spread of ³⁴S values (+0.2 to 2.4); a mantle origin for the sulfur in these deposits is favored. In contrast, vein, stockwork and cement ores are moderately enriched in ³²S relative to meteoritic (³⁴S=–4.0±6.4). These ores are polygenetic; sulfur and metals appear to have been leached from local country rocks where volcanogenic and biogenic sulfur predominate.     

Zoning in the Carboniferous-Lower Permian Cracow epithermal vein system, central Queensland, Australia

Four epithermal vein deposits (i.e. Dawn, Central Extended, Rose's Pride and Klondyke) in the Cracow gold field, central Queensland were investigated in terms of paragenesis, mineralogy, vein textures, fluid inclusions and stable isotopes. The Cracow epithermal field is confined to an area approximately 6 by 5 kilometers. All the deposits are hosted by the massive Camboon Andesite of Upper Carboniferous to Lower Permian age, occur as open-space vein fillings, and have similar paragenesis. However, significant variations in mineralogy, textures of quartz and adularia, and fluid geochemistry were found for a main mineralisation stage (Stage II) of each individual deposits. At Rose's Pride and Klondyke, basemetal sulphides are virtually absent, but significant amounts of calcite and quartz with minor adularia are widely distributed. Replacement textures are distinct, and mineralisation temperature is less than 220 °C and salinity less than 0.2 wt%. The ¹⁸O values of quartz and calcite range from –2.65 to –2.06 and from –6.66 to –6.34%. respectively, and calculated ¹⁸O_H2_O value is about –17%. which represents a nearly unshifted palaeo-meteoric water. Gold mineralisation is best developed at Central Extended among the studied deposits, where patches rich in electrum are often observed in polished thin sections and where gold grades exceeding 10 g/t are frequently indicated by assays. Base-metal sulphides are only present locally and rarely exceed 5 volume percent of the vein samples. Quartz is the dominant gangue mineral, but significant amounts of rhombic adularia and chlorite are widely distributed. Various primary and recrystallisation textures possibly inherited from silica gel are well developed and widespread. At individual sites where crustiform bands developed from both walls of a fissure, temperatures could drop sharply from 275 °C to less than 220 °C. The ore-forming fluid at Central Extended, compared with that at Rose's Pride and Klondyke, was isotopically shifted from meteoric water with ¹⁸O_H2_O value of –13.5 calculated in equilibrium with quartz ( ¹⁸O values of –3.09 to –1.44%.). The orebodies at Dawn are rich in base-metal sulphides which are commonly coarse-grained and form up to 20 volume percent of the vein materials. Quartz is the predominant gangue mineral, and commonly shows a coarse comb texture. The ore-forming fluid was 275 ± 10 °C and low salinity (0.4 to 0.7 wt%). The ¹⁸O values of quartz range from –3.97 to –3.22%., and calculated ¹⁸O_H2_O value is about –12, indicating large isotopic shifts from palaeo-meteoric water. A depth zoning in typical boiling epithermal systems, corresponding to different fluid compositions, wall rock permeability and boiling behaviors, was invoked to explain different characteristics of these selected epithermal veins.     

Fluid inclusion gas studies,carrock fell tungsten deposit,england: implications for regional exploration

A fluid inclusion investigation of the Carrock Fell tungsten deposit, Northern England, confirms that the quartz-wolframite-scheelite veins associated with the Caledonian Skiddaw Granite are almost exclusively related to an exocontact hydrothermal system developed at the margin of a local cupola. Fluid circulation, as defined by the spatial variation in temperature and H₂O/CO₂ ratios for inclusions in vein quartz, reveals a strong structural control. The zone of maximum flow, which extends 0–400 m out from the granite contact, is characterised by high H₂O/CO₂ ratios and corresponds closely with the known distribution of high-grade oreshoots. Based on the fluid inclusion gas signature for the Carrock Fell deposit, a distinction can be made between potentially tungstaniferous quartz veins and those related to Cu-Pb-Zn deposits in the absence of diagnostic ore minerals. Also, a regional survey of quartz veins in the Lake District suggests that at several localities the fluids have a close affinity with those at Carrock Fell. This is interpreted as the high-level, distal expression of tungsten mineralisation at depth. Evidence for similar mineralisation elsewhere in the British Caledonides favours those granites in the paratectonic zones of Ireland and southern Scotland.     

Sulphur isotope studies of the Mt Molloy,Dianne and O.K. stratiform sulphide deposits,Hodgkinson Province,North Queensland,Australia

Stratiform sulphide deposits which have been metamorphosed to lower greenschist facies occur within the Paleozoic strata of the Hodgkinson Province, northeast Queensland. Massive cupreous pyrite is ubiquitous and Mt Molloy and Dianne also have layered chalcopyrite-rich and sphalerite-rich lenses. Sulphide ³⁴S values for the mineralisation show a narrow spread, around 02030; at the Dianne and O.K. deposits, but a wider spread and an average several per mil higher at the Mt Molloy area. The minerals can not be used for geothermometry due to isotopic disequilibrium. However, metamorphic effects on the isotopic compositions appear not to have been significant. A decrease in temperature and contact of the ore fluid with sea water probably caused the precipitation of the ore minerals. A magmatic ore fluid with ³⁴S_S around 02030; predominated at the Dianne and OK deposits whereas the fluid at Mt Molloy mixed with sea water to acquire a higher ³⁴S_S value.     

Mesothermal gold vein mineralization of the Samdong mine,Youngdong mining district,Republic of Korea

Mesothermal gold mineralization at the Samdong mine (5.5–13.5 g/ton Au), Youngdong mining district, is situated in massive quartz veins up to 1.2 m wide which fill fault fractures within upper amphibolite to epidote-amphibolite facies, Precambrian-banded biotite gneiss. The veins are mineralogically simple, consisting of iron- and base-metal sulfides and electrum, and are associated with weak hydrothermal alteration zones (<0.5 m wide) characterized by silicification and sericitization. Fluid inclusion data and equilibrium thermodynamic interpretation of mineral assemblages indicate that the quartz veins were formed at temperatures between 425 and 190°C from relatively dilute aqueous fluids (4.5–13.8 wt. % equiv NaCl) containing variable amounts of CO₂ and CH₄. Evidence of fluid unmixing (CO₂ effervescence) during the early vein formation indicates approximate pressures of 1.3–1.9 kbars, corresponding to minimum depths of 5–7 km under a purely lithostatic pressure regime. Gold deposition occurred mainly at temperatures between 345 and 240 °C, likely due to decreases in sulfur activity accompanying fluid unmixing. The ³⁴S values of sulfide minerals (-3.0 to 5.3 ), and the measured and calculated O-H isotope compositions of ore fluids (¹⁸O = 5.7 to 7.6; = –74 to –80) indicate that mesothermal gold mineralization at the Samdong mine may have formed from dominantly magmatic hydrothermal fluids, possibly related to intrusion of the nearby ilmenite-series, Kimcheon Granite of Late Jurassic age.     

Formation of Mud-Volcanic Fluids in Taman (Russia) and Kakhetia (Georgia): Evidence from Boron Isotopes

Temperatures of the formation of mud-volcanic waters are determined based on concentrations of some temperature-dependent components (Na–Li, Mg–Li). Estimates obtained for the Taman and Kakhetia regions are similar and range from 45 to 170°, which correspond to depths of 1–4.5 km. The calculated temperatures correlate with the chemical (Li, Rb, Cs, Sr, Ba, B, I, and HCO₃) composition of water and ¹³ (₂) and ¹³ (CH₄) values in spontaneous gases. The isotope values indicate that mechanisms of the formation of ¹³-rich gases, i.e., gases with high ¹³ values (up to +16.0 in ₂ and –23.4 in CH₄) in mud-volcanic systems of Taman and Kakhetia are governed by fluid-generation temperatures rather than the supply of abyssal gases. The ¹¹ value was determined for the first time in mud-volcanic products of the Caucasus region. This value ranges from +22.5 to +39.4 in the volcanic water of Georgia, from –1.2 to +7.4 in the clayey pulp of Georgia, and from –7.6 to +13.2 in the clayey pulp of Taman. It is shown that the ¹¹ value in clay correlates with the fluid-generation temperature and ¹¹ correlates with ¹³ in carbon-bearing gases. These correlations probably testify to the formation of different phases of mud-volcanic emanations in a single geochemical system and suggest the crucial role of temperature in the development of isotope-geochemical features.     

Late Hercynian U-vein mineralization in the Alps: fluid inclusion and C,O, H isotopic evidence for mixing between two externally derived fluids

Late Hercynian U-bearing carbonate veins within the metamorphic complex of La Lauzière are characterized by two parageneses. The first is dominated by dolomite or ankerite and the second by calcite and pitchblende. Fluids trapped in the dolomites and ankerites at 350–400° C are saline waters (20 to 15 wt % eq. NaCl) with D –34 to –49. In the calcite they are less saline (17 to 8 wt % eq. NaCl) and trapped at 300–350° C with D –50 to –65. All fluids contain trace N₂, CO₂ and probably CH₄. The carbonates have ¹³C –8 to –14. and derived their carbon from organic matter. Evolution of the physico-chemical conditions from dolomite (ankerite) to calcite deposition was progressive.H and O-isotope studies indicate the involvement of two externally derived fluids during vein development. A D-rich ( –35) low fO₂, saline fluid is interpreted to have come from underlying sediments and entered the hotter overlying metamorphic slab and mixed with more oxidizing and less saline U bearing meteoric waters during regional uplift. This evidence for a sedimentary formation water source for the deep fluid implies that the metamorphic complex overthrusted sedimentary formations during the Late-Hercynian.     

Precambrian sedimentation,tectonics, and magmatism in Mexico

Present status of geologic mapping indicates that there are three major units of Precambrian rocks in Mexico. The oldest (older than 1,700 m. y.) and the youngest (younger than 700 m. y.) are confined to the northwest part of the country. The intermediate unit (1,300-800 m. y.) is distributed in eastern and southern Mexico and extend into northern Guatemala.The rocks making up the oldest unit accumulated as greywackees and associated volcanics in a eugeosyncline prior to 1,700 m. y. ago; this eugeosyncline extended into Mexico from the north-northeast, where it bordered the older Precambrian craton. These rocks underwent metamorphism and anatexis around 1,700 m. y. ago, that produced the development of the amphibolite-granulite facies and the emplacement of granitic stocks and batholiths.A similar history, but somewhat younger, is recorded for the Precambrian rocks in eastern and southern Mexico. These rocks accumulated in the southern continuation of the Grenville Geosyncline as greywackees and volcanics, starting about 1,300 m. y. ago. These rocks underwent metamorphism and anatexis during the interval of 1,000-900 m. y. ago to form the Oaxacan Structural Belt.An event of granitic magmatism, around 700 m. y. ago, is evidenced in the extreme northwest and southeast of Mexico which, heretofore is not recognized in Texas. In the northwest, this was followed by the intrusion of diabase dykes, prior to the deposition of the youngest Precambrian sediments.During latest Precambrian time, in northwest Mexico, an about 2,000 m thick sequence of conglomerate, sandy shale and dolomite, containingCollenia, Cryptozoa and other organisms, accumulated on top of the eroded older Precambrian metamorphics and granitic rocks, that formed the northeast flank of the miogeosynclinal part of the ancestral North American Cordilleran Geosyncline, representing a near-shore facies. These rocks deformed together with the overlying Paleozoic sedimentary rocks at the end of the Paleozoic, during the Sonoran Orogeny.The present abrupt truncation in the west of both the older and youngest Precambrian rocks in northwest Mexico against the Gulf of California, is the result of the combination of late Paleozoic movements along the Texas Lineament and Torreón-Monterrey Fracture Zone, of the regeneration due to Early Jurassic metamorphism and anatexis, and of movements along the late Mesozoic-Tertiary San Andreas Fault System. A similar truncation of the younger Precambrian rocks in southern Mexico against the Pacific Ocean crust, is considered to be result of a combined thrust and left-lateral movement along the Jalisco-Nicoya Fault during medial Tertiary time.

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Zusammenfassung Nach dem augenblicklichen Stand der geologischen Kartierung gibt es drei Haupteinheiten präkambrischer Gesteine in Mexiko. Die ältesten (> 1700 M. J.) und die jüngsten (< 700 M. J.) sind auf den Nordwestteil des Landes beschränkt, während die mittlere Einheit (1300-800 M. J.) in Ost- und Südmexiko vorkommt und sich bis nach Nord-Guatemala erstreckt.Die Gesteine der ältesten Serie - Grauwacken und vulkanische Gesteine — wurden vor mehr als 1700 M. J. in einer Eugeosynklinale abgelegt, die nach Mexiko von NNE her hineinreichte, wo sie einen noch älteren Kraton begrenzte. Vor etwa 1700 M. J. wurden diese Gesteine der Metamorphose und Anatexis unterzogen; daraus resultierte die Amphibolit-Granulit-Fazies, die Platznahme von Granitstöcken und Batholiten.Eine ähnliche Geschichte hatten die jüngeren präkambrischen Gesteine Ostund Süd-Mexikos. Hier wurden, beginnend etwa vor 1300 M. J., in der südlichen Fortsetzung der Grenville-Geosynklinale Grauwacken und vulkanische Gesteine abgelagert. Vor 1000-900 M. J. fanden Metamorphose und Anatexis statt, und der Oaxacan-Strukturbogen entstand.Granitischer Magmatismus fand vor etwa 700 M. J. im äußersten Nordwesten Mexikos (ebenfalls südöstlich von Mexiko) statt, der in Texas bisher nicht nachgewiesen wurde. Ihm folgten Diabasintrusionen; nach denen kam es zur Ablagerung jüngster präkambrischer Sedimente.Im jüngsten Präkambrium wurde in NW-Mexiko eine etwa 2000 m mächtige Serie von Konglomeraten, sandigem Tonstein und Dolomit (Collenia, Cryptozoa und andere Organismen enthaltend) abgelagert, und zwar diskordant auf älter präkambrischen metamorphen und granitischen Gesteinen. Sie bildeten in Küstenfazies die Nordostflanke des miogeosynklinalen Teiles der angestammten nordamerikanischen Kordilleren-Geosynklinale. Sie wurden zusammen mit den überlagernden paläozoischen Sedimenten am Ende des Paläozoikums gefaltet (Sonoran-Orogenese).Das heutige plötzliche Aufhören der älteren und der jüngsten präkambrischen Gesteine Nordwest-Mexikos im Westen gegen den Golf von Kalifornien ist das Ergebnis der Kombination von spätpaläozoischen Bewegungen entlang dem Texas-Lineament und der Torreón-Monterrey-Bruchzone (s. Abb. 11), ihrer Regeneration während frühjurassischer Metamorphose bzw. Anatexis und von Bewegung entlang der spätmesozoisch-tertiären San-Andreas-Bewegung. Ein ähnliches Aufhören der jüngeren präkambrischen Gesteine in Süd-Mexiko gegen die Kruste des Pazifiks gilt als das Ergebnis gleichzeitiger Überschiebung und linksseitlicher Seitenverschiebung im mittleren Tertiär entlang der Jalisco-Nicoya-Verwerfung.

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Resumen El estado actual de la cartografía geológica indica que existen tres unidades principales de rocas precámbricas en México. La unidad más antigua (más antigua que 1,700 m. a) y la más reciente (más reciente que 700 m. a.) se limitan para la parte noroccidental del país. La unidad intermedia (1,300-800 m. a.) se encuentra en las partes oriental y meridional de México, y se extiende a la parte septentrional de Guatemala.Las rocas, que constituyen la unidad más antigua, se acumularon como grauvacas y rocas volcánicas relacionadas en un eugeosinclinal, antes de 1,700 m. a.; este eugeosinclinal se extendió a México desde el norte-noreste, donde rodeó un cratón precámbrico aún más antiguo. Estas rocas sufrieron metamorfismo y anatexis cerca de 1,700 m. a., procesos que produjeron el desarrollo de la facies de anfibolita-granulita y el emplazamiento de troncos y batólitos graniticos.Una historia similar, aunque algo más reciente, registran las rocas precámbricas en las partes oriental y meridional de México. Estas rocas acumularon en la prolongación meridional del Geosinclinal Grenville, como grauvacas y rocas volcánicas, a partir, hace aproximadamente de 1,300 m. a. Estas rocas pasaron por metamorphismo y anatexis durante el período comprendido entre 1,000 y 900 m. a., para formar la Faja Tectónica Oaxaqueña.Un evento de magmatismo granítico, ocurrido hace cerca de 700 m. a., se manifiesta en los extremos noroccidental y suroriental de México, y el cual aún no se ha identificado en Texas. En el noroeste, este evento fue seguido por la intrusión de diques de diabasa, antes del depósito de los sedimentos precámbricos de los más recientes.Durante el Precámbrico lo más tardío, en el noroeste de México, se acumuló una sequencia de cerca de 2,000 m de espesor, encima de las rocas metamórficas y graníticas precámbricas más antiguas profundamente erosionadas que formaron en flanco nororiental de la parte miogeosinclinal del ancestral Geosinclinal Cordillerano de Norte América; la secuencia consiste en conglomerado, lutita arenosa, y dolomita conCollenia, Cryptozoa, y con otros organismos, representando una facies cercana a la costa.La terminación actual abrupta occidental de las rocas precámbricas más antiguas y las más recientes en el noroeste de México contra el Golfo de California, es el resultado de movimientos paleozoicos tardios a lo largo del Almeamiento de Texas y de la Zona de Fracturamiento Torreón-Monterrey, de la regeneración producida por el rnetamorfismo y anatexis durante el Jurásico Temprano, y de movimientos a lo largo del Sistema de Fallas San Andreas durante el Mesozoico tardío-Terciario. Un truncamiento similar de las rocas precámbricas más recientes en el sur de México contra la corteza del Océano Pacífico, se considera como resultado tanto de movimiento lateral sinistral como de cabalgamiento a lo largo de la Falla Jalisco-Nicoya, durante el Terciario medio.

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Publication authorized by the Director of Instituto de Geologia, Universidad Nacional Autónoma de México.     

Comparison between two types of multifractal modeling

The interrelationships between two previously developed multifractal models are discussed. These are the Evertsz-Mandelbrot model developed on the basis of the multifractal spectrum f(), and the Schertzer-Lovejoy model based on the codimension function C() where and represent Hölder exponent and field order, respectively. It is shown how these two models are interrelated: they are identical for values of within the range D–(0)D–_min. where D is the Euclidean dimension. For D–_maxD–(0), however, f() remains a continuous function of whereas C() assumes constant value. In this respect, the fractal spectrum f() can provide more information about the multifractal measure than the codimension function C(). The properties of the two models are illustrated by application to the binomial multiplicative cascade model.     

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     

Paleogeographic and paleotectonic response to magmatic processes: a case history from the Archean sequence in the Chibougamau area,Quebec

The Chibougamau area, Québec, is characteristic of the internal zone of the Archean Abitibi Orogenic Belt. The paleogeographic, paleotectonic and magmatic history of the Archean sequence in the Chibougamau area is subdivided into three stages.In the first stage a submarine volcanic chain formed mainly by the effusion of submarine lava flows composed of primitive, potash-poor, tholeiitic basalt. The volcanic chain gradually grew to sea level. In the second stage, volcanic islands emerged and grew. Mainly pyroclastic eruptions of strongly differentiated, calc-alkaline andesite and dacite concentrated on the volcanic islands, whereas effusion of basalt continued at first in the surrounding basin. A felsic volcaniclastic apron was deposited around the volcanic islands. In the third stage, the volcanic islands were uplifted and were eroded to the level of their subvolcanic plutons. The debris derived from this volcanic-plutonic terrain was deposited in downfaulted marine and continental basins. The contemporaneous volcanism was shoshonitic.The first paleogeographic stage is interpreted as the growth of an immature island arc. During the second stage, the island arc became mature and its crust was thickened by accretion of plutonic material. The third stage is a period of back-arc extension.

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Zusammenfassung Das Gebiet von Chibougamau, Québec, ist characteristisch für die interne Zone des Archaischen Abitibi Orogens. Man kann seine paleogeographische, paleotectonische und magmatische Geschichte in drei Phasen gliedern.Eine submarine Vulkankette formte sich in der ersten Phase, hauptsächlich durch Effusion von submarinen Lavaergüssen aus primitivem, kaliarmen, tholeiitischem Basalt. Die Vulkankette wuchs langsam bis zum Meeresspiegel. Vulkanische Inseln bildeten sich und wuchsen während der zweiten paleogeographischen Phase. Vorwiegend pyroklastische Eruptionen von stark differenzierten, kalk-alkalischem Andesit und Dazit konzentrierten sich mehr und mehr auf den Inselvulkanen, während die Effusion von Basalt zunächst in den Becken noch stattfand. Ein Mantel aus felsitischen vulkanoklastischen Gesteinen wurde um die Inselvulkane abgelagert. Die dritte Phase begann mit einer Hebung der Inselvulkane und mit ihrer Erosion bis zum Niveau ihrer subvulkanischen Plutone. Der Detritus dieses vulkanisch-plutonischen Geländes wurde in marinen und kontinentalen Verwerfungsbecken abgelagert. Der gleichalte Vulkanismus ist shoshonitisch.Wir deuten die erste paleogeographische Phase als Wachstumsphase eines primitven Inselbogens. Während der zweiten Phase reifte der Inselbogen und seine Kruste verdickte sich durch Akkretion plutonischen Materials. Die dritte Phase ist eine Periode der Dehnung im Hinterland eines Inselbogens.

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Résumé La région de Chibougamau, Québec, est caractéristique de la zone interne de la ceinture orogénique archéenne de l'Abitibi. Son évolution paléogéographique, paléotectonique et magmatique se subdivise en trois phases.Lors de la première phase paléogéographique, une chaîne sous-marine de volcans se formait, essentiellement par l'émission de coulées de lave composée de basalte primitif, hypopotassique, tholéiitique. Graduellement cette chaîne volcanique s'élevait jusqu'au niveau de la mer. A la phase suivante, des îles volcaniques émergeaient et croissaient. Des éruptions essentiellement pyroclastiques d'andésites et de dacites calco-alcalines et fortement différenciées se concentraient sur les îles tandis que l'effusion de laves basaltiques continuaient dans le bassin. Un manteau de roches volcaniclastiques felsiques se déposait autour des îles volcaniques. Lors de la troisième phase, les îles volcaniques furent soulevées et furent érodées jusqu'au niveau des masses plutoniques sub-volcaniques. Le débris de ce terrain volcano-plutonique fut déposé dans des bassins de faille marins et continentaux. Des shoshonites dominaient le volcanisme contemporain.Nous interprétons la première phase paléogéographique comme une phase de croissance d'un arc insulaire immature. Lors de la deuxième phase, 1'arc insulaire devenait mature et sa croûte s'epaissît par accrétion de matériel plutoni-que. Enfin, la troisième phase est une période d'extension en arrière d'un arc insulaire.

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Chibougamau, Quebec, Abitibi. , . , . . , , . . , . - , , . . . . , , . , — . — . .

     

Differentiation trends in the Warrumbungle Volcano,New South Wales,Australia

The volcanic rocks of the Warrumbungle Shield volcano in central western New South Wales, Australia show two distinct differentiation trends. One trend of differentiation extends from alkali basalts to phonolitic trachytes becoming increasingly undersaturated with silica and a second differentiation trend extends from trachybasalts to quartzbearing trachyte that becomes progressively more oversaturated. The differentiation trends are the product of low pressure fractional crystallisation of an alkali basalt in a high level magma chamber.Differentiated rocks of the Nandewar Volcano in New South Wales differs from that of the Warrumbungle Volcano in several significant respects. In the Nandewar Volcano, for example, the parental magma is an olivine basalt, the differentiation trend is towards silica rich trachytes and very siliceous alkali rhyolites.The differentiated alkaline rocks from the large shield volcanoes of the Pacific display many affinities to the differentiated alkaline rocks from the shield volcanoes of the Australian continent. On Tahiti a moderately undersaturated alkaline magma has produced contrasting differentiates, silica saturated trachytes; and phonolites. In Hawaii the alkaline volcanic rocks have differentiated to produce oversaturated trachytes. By contrast, in the Galápagos Islands where the parental magma is a tholeiitic basalt the differentiation trend is towards very siliceous trachytes and quartz syentites.The divergent trends of differentiation in the Warrumbungle Shield can be traced via the intermediate lineage members to compositional differences between the basic lineage members. The temperature, pressure and fugacity of oxygen and water have controlled the path and extent of differentiation in high level magma chambers at 8–9 kb or less. Differing degrees of saturation of the basic lineage members are attributed to differing degrees of pyroxene or eclogite fractionation at high pressures. Progressively more undersaturated rocks have been derived at increasing depths or origin.

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Zusammenfassung Die Vulkangesteine des Warrumbungle-Vulkans im mittelwestlichen Neusüdwales, Australien, zeigen zwei verschiedene Differentiationstendenzen. Die eine erstreckt sich von alkalischen Basalten bis zu phonolitischen Trachyten, die immer stärker kieselsäure-untersättigt werden. Die andere erstreckt sich von Trachytbasalten bis quarzhaltigem Trachyt, der immer stärker übersättigt wird. Die Differentiationstendenzen ergeben sich aus der fraktionierten Kristallisation bei niederem Druck von einem alkalischen Basalt in einer nahe der Oberfläche liegenden Magmakammer.Differenziertes Gestein des Nandewar-Vulkans in Neusüdwales unterscheidet sich in einigen wesentlichen Punkten von dem des Warrumbungle-Vulkans. In dem Nandewar-Vulkan ist z. B. das Stammagma ein olivinhaltiger Basalt. Dazu tendiert es zu siliziumhaltigen Trachyten und sehr siliziumhaltigen alkalischen Rhyoliten.Das differenzierte alkalische Gestein von den großen Vulkanen des Pazifiks zeigt viele Ähnlichkeiten mit dem differenzierten alkalischen Gestein von den Vulkanen auf dem australischen Festland. Auf Tahiti hat ein mäßig untersättigtes alkalisches Magma kontrastierende Varianten, Phonolite und siliziumgesättigte Trachyte hervorgebracht. Auf Hawaii hat sich das alkalische Vulkangestein differenziert, wobei übersättigte Trachyte entstanden sind. Dagegen tendiert es auf den Galapagos-Inseln, wo das Stammagma ein tholeiitischer Basalt ist, zu sehr siliziumhaltigen Trachyten und Quarzsyeniten.Die divergierenden Differationstendenzen in dem Warrumbungle-Vulkan lassen sich durch die intermediären Stammglieder auf Zusammensetzungsunterschiede zwischen den früheren Stammgliedern zurückführen. Die Temperatur, der Druck und die Flüchtigkeit des Sauerstoffs und des Wassers haben den Vorgang und das Maß der Differentiation in nahe der Oberfläche begrabenen Magmakammern bei 8–9 kb. oder weniger kontrolliert. Verschiedene Sättigungsgrade der früheren Stammglieder werden verschiedenen Graden von Pyroxenoder Eklogit-Fraktionierung bei hohem Druck zugeschrieben. Zunehmend stärker untersättigtes Gestein ist bei wachsender Entstehungstiefe hervorgebracht worden.

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Résumé Les roches volcaniques du Volcan Warrumbungle, dans la partie centrale de la Nouvelle-Galles du Sud (Australie), montrent deux tendances distinctes de différenciation. L'une de ces tendances s'étend des basaltes alcalins aux trachytes phonolitiques qui deviennent de plus en plus sous-saturés en silice. L'autre tendance de différenciation s'étend des trachy-basaltes aux trachytes quartzifères, qui deviencent de plus en plus sursaturés. Ces tendances de différenciation sont le résultat de la cristallisation fractionnée, sous faible pression, d'un basalte alcalin dans une chambre magmatique proche de la surface.Les roches différenciées du volcan Nandewar en Nouvelle-Galles du Sud différent sous plusieurs aspects importants de celles du volcan Warrumbungle. Dans le volcan Nandewar, par exemple, le magma originel est un basalte à olivine; la différenciation tend vers des trachytes contenant de la silice et des rhyolites alcalines très siliceuses.La roche alcaline différenciée des grands volcans du Pacifique montre beaucoup d'affinités avec celle des volcans du continent australien. A Tahiti un magma alcalin moyennement sous-saturé a produit des roches différenciées très diverses: des trachytes saturés en silice et des phonolites. A Hawaii les roches volcaniques alcalines se sont différenciées pour produire enfin des trachytes sursaturés. Par contre aux Iles Galapagos, où le magma originel est un basalte tholéiitique, la tendance de la différenciation va vers des trachytes très siliceux et des syénites quartzifères.Les tendances divergentes de la différenciation dans le Warrumbungle remontent par des termes intermédiaires à des différences de composition entre les premiers membres dérivés du magma originel.La température, la pression et la fugacité de l'oxygène et de l'eau ont réglé le processus et l'étendue de la différenciation dans les chambres magmatiques enfouies à proximité de la surface, sous une pression de 8–9 kb ou moins. C'est à différents degrés de saturation des premiers membres du magma originel que sont attribués les différents degrés de fractionnement du pyroxène ou de l'éclogite à haute pression. C'est toujours une roche de plus en plus sous-saturée qui est engendrée par augmentation de sa profondeur d'origine.

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Warrumbungle Neusüdwales, , . , . , . , . Nandewar, Neusudwales Warrumbungle. ., . , . . . , . , . ., , . Warrumbungle , / . , , , 8 – 9 . . .

     

Petrology of ultramafic nodules from West Kettle River,near Kelowna,Southern British Columbia

A basanitoid flow of Miocene age, exposed near the West Kettle River, 25 km southeast of Kelowna, British Columbia, contains abundant ultramafic and mafic nodules. The subangular nodules are 1–20 cm across and typically show granular textures. A study of 250 nodules indicates that spinel lherzolite (60%) is the dominant type with subordinate olivine websterite (10%), websterite (7%), clinopyroxenite (4%), wehrlite (4%), pyroxene gabbro (4%), dunite (2%), harzburgite (1%) and granitic rocks (8%). Ultramafic nodules are of two types. Most of the wehrlites and clinopyroxenites belong to the black pyroxene (aluminous clinopyroxene) series, whereas the other clinopyroxene-bearing nodules belong to the green pyroxene (chromian diopside) series. Some spinel lherzolite nodules have distinctive pyroxene- and olivine-rich bands. Microprobe analyses of the constituent minerals of more than thirty nodules from the green pyroxene series indicate that grain to grain variations within individual nodules are small even when banding is present. Olivine, orthopyroxene, clinopyroxene and spinel in spinel lherzolite have average compositions of Fo₉₀, En₉₀, Wo₄₇Fs₅En₄₈, Cr/(Cr+ Al+Fe³)=0.1 and Mg/(Mg+Fe²⁺)=0.8. Equilibration temperatures, which were calculated using the two pyroxene geothermometer of Wells (1977), range between 920–980° C. Based on published phase stability experiments, pressures of equilibration are between 10–18 kbar. In summary, the upper mantle beneath southern British Columbia is dominated by spinel lherzolite but contains some banding on a scale of cm to meters. The temperature in the upper mantle is 950° C at a depth of 30–60 km.On leave from the Geological Institute, University of Tokyo, Japan     

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

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

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

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

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( , ). . , , .

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

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

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

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

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

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- . , , , , , , . 7- ; 8- . 100 ². , . , . , . . , . .

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