Isotopic age determinations of crystalline rocks of the Upper Harz Mountains,Germany

Dating of crystalline rocks occurring in the Upper Harz Mountains was carried out by means of U-Pb isotope investigations on zircons and sphene as well as by Rb-Sr isotope measurements on whole-rock samples and biotites.U-Pb data of euhedral and rounded, detrital zircons of the allochthonous block of the Ecker gneiss point to an age (upper intercept) of the source area of the predominantly metasedimentary rocks of about 1.6 Ga or older. The lower intercept indicates a possible metamorphic event at ca. 560 Ma in the Ecker gneiss or in the source rock of the zircons of this complex. The concordant data point of a sphene fraction from a metavolcanic sample documents contact metamorphic influence on the Ecker gneiss by the Variscan intrusions of the Upper Harz Mountains.Emplacement of the intrusions of the Harzburg gabbronorite and the Brocken and Oker granites occurred contemporaneously 293–297 Ma ago within the analytical error limits. This points to a common geotectonic cause of the ascent of the magmas. Uplift of the Ecker gneiss block, now squeezed in between Harzburg gabbronorite and Brocken granite, was connected to these processes.The mineral ages of the plutonites are close to the intrusion ages indicating fast cooling processes in shallow crustal levels.

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Zusammenfassung Eine altersmäßige Einstufung der im Oberharz vorkommenden kristallinen Gesteine wurde durch U-Pb-Isotopenuntersuchungen an Zirkonen und Titanit sowie Rb-Sr-Isotopenmessungen an Gesamtgesteinsproben und Biotiten durchgeführt.U-Pb-Daten von idiomorphen und runden, detritischen Zirkonen der allochthonen Eckergneis-Scholle deuten auf ein Alter des Ursprungsgebietes der weitgehend metasedimentären Gesteine von etwa 1. 6 Ga oder älter hin und sie weisen ferner auf ein mögliches Metamorphose-Ereignis vor rund 560 Ma im Eckergneis oder im Liefergestein der Zirkone des Eckergneises hin. Der konkordante Datenpunkt bei ca. 295 Ma einer Titanit-Fraktion aus einer Metavulkanit-Probe dokumentiert die kontaktmetamorphe Beeinflussung des Eckergneises durch die variskischen Intrusionen des Oberharzes.Die Platznahme der Intrusionen der Gesteine des Harzburger Gabbronorit-Massivs sowie des Brokken- und Oker-Granits erfolgten innerhalb der analytischen Fehlergrenzen zeitgleich vor 293–295 Ma. Dies deutet auf eine gemeinsame geotektonische Ursache des Aufdringens der Magmen. Damit verbunden war der Aufstieg der Eckergneis-Scholle, die jetzt zwischen Harzburger Gabbronorit und Brockengranit »eingeklemmt« ist.Mineralalter der Plutonite liegen nahe bei den Intrusionsaltern und weisen auf rasche Abkühlungsvorgänge in seichtem Krustenniveau hin.

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Résumé Des mesures d'âge ont été effectuées sur des roches cristallines de l'Oberharz par les méthodes de l'U-Pb sur zircon et sphène et du Rb-Sr sur roches totales et sur biotites. La méthode U-Pb, appliquée aux zircons idiomorphes et détritiques arrondis de l'écaille allochtone des gneiss d'Ecker, fournit un âge (intersection supérieure) d'environ 1,6 Ga au moins pour la source des matériaux surtout métasédimentaires. L'intersection inférieure indique la possibilité d'un événement métamorphique à ± 560 Ma soit dans les gneiss d'Ecker, soit dans les roches-sources de leurs zircons. Un résultat concordant à ± 295 Ma fourni par le sphène d'une métavolcanite enregistre l'action du métamorphisme de contact engendré dans les gneiss d'Ecker par les intrusions varisques.La mise en place des intrusions du massif gabbronoritique du Harzburg et celle des granite de Brocken et d'Ocker ont été contemporaines: âges de 293 à 297 Ma, compris dans l'intervalle d'approximation des mesures. Ce résultat est en faveur d'une même cause géotectonique pour l'ascension de ces magmas. C'est en relation avec ce processus que s'est produit le soulèvement de l'écaillé des gneiss d'Ecker, actuellement coincée entre le gabbro du Harzburg et le granite de Brocken.Les âges minéraux des plutons sont voisins des âges d'intrusion, ce qui indique un refroidissement rapide dans un niveau crustal peu profond.

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- , - . - 1,6 , , , , 560 . , , 295 . , 293 295 ; . — . , . , .

     

Lithologische Untersuchungen an den Kirchberger Sanden (Pannon C,Steirisches Becken) mit Hilfe elektronischer Datenverarbeitung

Zusammenfassung Im Zuge der lithologischen Bearbeitung eines Sandhorizontes im Pannon C der Oststeiermark (Österreich) wurden statistische Auswertungen mit Hilfe einer elektronischen Rechenanlage durchgeführt. Trendflächenanalysen lassen zum Teil Zusammenhänge zwischen der aus Schrägschichtungsmessungen festgestellten Sedimentationsrichtung (NW-SE) einerseits und den Korngrößenparametern der Sande sowie der Schwermineralführung andererseits vermuten.

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In the course of lithological researches on sands occurring in Pannonian C in the east of the Province of Styria, Austria, statistical evaluations were made by means of a computer. Trend-surface analyses partly seem to indicate the existence of correlations between the paleocurrents (NW-SE), found as a result of measurements of cross-bedding on the one hand and the size-parameters of the sands as well as the heavy mineral composition on the other hand.

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Résumé L'exploitation statistique de recherches lithologiques d'un horizon sableux au pannonien C à l'est de la Styrie (Autriche) fut réalisée à l'aide d'une calculatrice électronique. En analysant des surfaces d'équation polynomiale nous supposons des corrélations entre la direction de transport (constatée par des mesures de la stratification entrecroisée: NW-SE) et les paramètres granulométriques des sables ainsi que la contenance en minéraux lourds.

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Gravity-flow dominated sedimentation on the Buda paleoslope (Hungary): Record of Late Eocene continental escape of the Bakony unit

The Upper Eocene sequence of the Buda Hills consists of fluvial and shallow marine conglomerates, sandstones, bioclastic shallow-water limestone, marlstone and pelagicGlobigerina marl. The succession illustrates rapid, overall subsidence of the area, from terrestrial environments to bathyal depths. Sedimentation occurred on slopes situated on the flanks of synsedimentary basement antiforms. Vertical growth of antiforms caused progressive tilting of beds, layer-parallel extension by boudinage and faulting, and induced redeposition by mass flow. Antiforms are localised in the dextral Budaörs shear zone and in the Buda imbricate stack, which accommodated the dextral displacement. The latter is underlain by blind reverse faults probably merging into a detachment fault at shallow depths. These structures were formed by WNW-ESE oriented compression and NNE-SSW directed tension. The morphological expression of the imbricate stack is the SE-facing Buda slope.The Bakony unit, while escaping from the Alps, was bordered by a northern sinistral and a southern dextral shear zone. Synsedimentary tectonics in the Buda Hills demonstrates the style of deformation inside the escaping block, close to the southern border zone. Tectonically controlled sedimentation suggests that escape tectonics was active as early as Late Eocene time.

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Zusammenfassung Die obereozäne Folge der Budaer Berge wird aus fluviatilen und Abtragungskonglomeraten, Sandsteinen, bioklastischen Flachwasserkalken, Mergelgesteinen sowie pelagischenGlobigerina-Mergeln aufgebaut. Die Abfolge weist eine rapide, im gesamten Gebiet vonstatten gehende Absenkung von kontinentaler Entwicklung bis zu bathyalen Tiefen nach.Die Sedimentation tritt auf Paläoabhängen an den Flanken von synsedimentären Antiklinalen auf Gesteinen des Basements auf. Die Hebung der Antiklinalen verursachte eine progressive Kippung der Sedimente eine schichtparallele Dehnung, durch Boudinage und Verwerfungen und induzierte eine Umlagerung durch Massenströme. Die Antiklinalen sind staffelförmig in der rechtsdrehenden Scherzone von Budaörs und in der verschuppten Brandungssäule von Buda angeordnet, die die Verwerfung begleiten. Die Zone von Buda korrespondiert zu einem SE-vergenten komplexen Abhang. Es liegt eine Unterlagerung von antithetischen Blindverwerfungen vor, die vermutlich in geringer Tiefe in eine Abscherungsverwerfung Übergeht. Alle Strukturen wurden durch WNW-ESE gerichtete Kompressionen und NNE-SSW orientierte Dehnungen geformt.Die Einheit des Bakony war während der Abtrennung von den Alpen umgrenzt durch eine nördliche sinistrale und eine südliche dextrale Scherzone. Die synsedimentäre Tektonik in den Budaer Bergen demonstriert den Deformationsstil innerhalb des abwandernden Blockes eng an der südlichen Grenzzone. Die tektonisch kontrollierte Sedimentation unterstreicht, dass die Ausquetschungstektonik bis in das späte Eozän hinein aktiv war.

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Résumé La séquence sédimentaire d'âge éocène supérieur des collines de Buda est constituée de conglomérats fluviatiles et marins, de grès, de calcaires bioclastiques et de marnes néritiques ou pélagiques àGlobigerina. Cette succession correspond à une subsidence rapide, régionale, passant d'un environnement terrestre à un environnement bathial. La sédimentation s'est effectuée sur les pentes situées sur les flancs des anticlinaux synsédimentaires. Le soulèvement de ces anticlinaux a provoqué le basculement progressif des couches, une extension parallèle à la stratification avec boudinage et fractures, ainsi que le remaniement de sédiments par divers écoulements gravitaires. Les anticlinaux se situent dans la zone décrochante de Budaörs dont le déplacement dextre a été accompagné par un système d'écailles: la zone de Buda. Cette zone correspond à une pente complexe sédimentaire à vergence SE. Elle est caractérisée par des failles inverses aveugles qui se raccordent probablement à faible profondeur à une surface de décollement. Toutes ces structures ont été engendrées par une compression WNW-ESE et une extension NNE-SSW.Durant l'échappement continental, l'unité de Bakony était bordée au nord par une zone cisaillante sénestre et au sud par une zone cisaillante dextre. La tectonique synsédimentaire dans les collines de Buda montre le style de la déformation à l'intérieur du bloc séparé, près de sa limite méridionale. La sédimentation, régie par la tectonique, indique que l'échappement continental avait déjà commencé à l'Eocène supérieur.

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Genesis of the Sb-W-Au deposits at Ixtahuacan,Guatemala: evidence from fluid inclusions and stable isotopes

The Ixtahuacan Sb-W deposits are hosted by upper Pennsylvanian to Permian metasedimentary rocks of the central Cordillera of Guatemala. The deposits consist of gold-bearing arsenopyrite, stibnite and scheelite. Arsenopyrite and scheelite are early in the paragenesis, occurring as disseminations in pyritiferous black shale/sandstone and in argillaceous limestone, respectively. Some stibnite is disseminated, but the bulk of the stibnite occurs as massive stratabound lenses in black shales and in quartz-ankerite veins and breccias, locally containing scheelite.Microthermometric measurements on fluid inclusions in quartz and scheelite point to a low temperature (160–190°C) and low to moderate salinity (5–15 wt% NaCl eq.) aqueous ore fluid. Abundant vapour-rich inclusions suggest that the fluid boiled. Carbon dioxide was produced locally as a result of interaction of the aqueous fluid with the argillaceous limestone. Bulk leaching experiments and SEM-EDS analyses of decrepitated fluid inclusion residues indicate that the ore-bearing solution was NaCl-dominated. The ¹⁸O values of quartz, ankerite and scheelite from mineralized veins range from 19.7 to 20.5, 18.1 to 20.0 and 7.0 to 8.4 respectively. The average temperature calculated from quartz-scheelite oxygen isotopic fractionation is 170°C. The oxygen isotopic composition of the fluid, interpreted to have been in equilibrium with these minerals, ranged from 5.7 to 7.6, and is considered to represent an evolved meteoric water. Diagenetic or syngenetic pyrite has a sulphur isotopic composition of 0.5±0.3 which is consistent with bacterial reduction of sulphate. The ³⁴S values of arsenopyrite and stibnite range from –2.8 to 2.0 and –2.7 to –2.3 respectively, and are though to reflect sulphur derived from pyrite.The Ixtahuacan deposits are interpreted to have formed at low temperature (<200°C) and a depth of a few hundred metres from a low fO₂ (10^–49–10^–57), high pH (7–8) fluid. Arsenic was probably transported as arsenious acid, antimony and gold as thio-complexes and tungsten as the complex HWO ₄ ^– .A model is proposed in which a meteoric fluid, heated by a felsic intrusion at depth, was focused to shallow levels along faults. The interaction of the fluid with pyritiferous beds caused the deposition of arsenopyrite as a result of sulphidation and/or decreasing fO₂; gold probably co-precipitated with As or was adsorbed onto the arsenopyrite. The precipitation of stibnite was caused by boiling. Scheelite deposited in response to the increase in Ca²⁺ activity which accompanied interaction of the ore fluid with the argillaceous limestones.     

Shelf to basin transition in the Cambrian-Lower ordovician of Sardinia (Italy)

In southern and central Sardinia two different Cambrian-Lower Ordovician sedimentary belts occur. The former is exposed in southwestern Sardinia (Iglesiente and Sulcis), and is characterized by shallow-marine siliciclastic and carbonate sediments settled on a continental shelf with lowangle morphology. The latter, exposed in the Nappe Zone (central and southeastern Sardinia), consists of a thick monotonous sequence of siliciclastic deposits settled in a deeper-water basin.The comparative analysis of the sequences and their palinspastic reconstruction lead to recognize an inner and outer shelf respectively in Iglesiente and in northern Sulcis, a transition to the basin in eastern and southern Sulcis and a basin in the eastern areas of Sardinia (Nappe Zone).

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Zusammenfassung In Süd- und Zentral-Sardinien gibt es zwei unterschiedliche Sedimentgürtel im Kambrium bis Unterordovizium. Der ältere ist in Südwest-Sardinien (Iglesiente und Sulcis) aufgeschlossen. Er ist aus flachmarinen siliziklastischen und karbonatischen Sedimenten eines kontinentalen Schelfes mit flachem Relief aufgebaut. Der zweite Sedimentgürtel, aufgeschlossen in der Decken-Zone (Zentral- und SE-Sardinien) besteht aus einer mächtigen einheitlichen Folge von siliziklastischen Ablagerungen eines tieferen Beckens.Die vergleichende Analyse der Folgen und die palinspastische Rekonstruktion läßt einen inneren und einen äußeren Schelf im Gebiet von Iglesiente und nördlichen Sulcis erkennen, einen Übergang zum Becken im östlichen und südlichen Sulcis sowie ein Becken im östlichen Sardinien (Decken-Zone).

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Résumé En Sardaigne méridionale et centrale, on connaît deux ensembles sédimentaires d'âge cambro-ordovicien. Le premier, exposé dans la partie sud-occidentale de l'île (secteurs de l'Iglesiente et du Sulcis), est caractérisé par des sédiments carbonatés et terrigènes déposés sur un shelf continental morphologiquement régulier et à inclinaison faible.Le second, exposé dans la »zone des nappes« (Sardaigne orientale) est composé d'une séquence terrigène monotone déposée dans un bassin plus profond. L'analyse comparée des séquences et les reconstructions palynspastiques conduisent à reconnaître plusieurs domaines paléogéographiques: un shelf interne dans l'Iglesiente, un shelf externe dans le Sulcis septentrional, une transition vers le bassin profond dans le sud et l'est du Sulcis et ce bassin profond dans la Sardaigne orientale (»zones des nappes«).

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On the origin of orogenic volcanism

It is widely believed that the explanation of orogenic volcanism lies in the shear heating and subsequent partial melting of the crustal fraction of subducted lithosphere. Careful examination of simple models of the shear-heating process indicates, however, that this process cannot occur in a system with constant strain-rate boundary conditions, for reasonable values of the strain rate and material parameters. Thermal runaway cannot occur because viscous dissipation process is limited by the effect of temperature on viscosity, although shear-heating instability may develop during non-steady-state shear at stress or strain-rate values above certain critical values. Examination of subduction history models indicates that supercritical shear stresses constant over some tens of kilometers may be found in subduction shear zones. Since instability may develop if such conditions are present over even a 1–10 km range, it is still possible that non-steady-state process could explain the origin of orogenic volcanism.

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Zusammenfassung Schererwärmung bis zum partiellen Aufschmelzen der subduzierten Kruste wird vielfach als Ursache des orogenen Vulkanismus genannt. Eine sorgfältige Betrachtung eines einfachen Schererwämungsmodells führt zu folgenden Resultaten: Schererwärmung unter Vorgabe konstanter Dehnungsrate in der Scherzone führt zu allmählicher Erwärmung, wobei die Temperatur unter der Solidusgrenze bleibt, sofern man vernünftige Werte der Modellparameter wählt. Die Temperaturerhöhung bleibt in diesem Fall beschränkt durch die Rückkopplung von Temperatur und Viskosität. Schererwärmungsinstabilitäten, die zu partiellem Aufschmelzen führen, sind möglich, sofern bei nicht-stationärer Schererwärmung die Scherspannung oder die Dehnungsrate gewisse kritische Werte übersteigen. Es wird gezeigt, daß die Annahme superkritischer und konstanter Scherspannung entlang von 1–10 km langen Wegstücken der subduzierten Kruste mit Beobachtungen und Modellrechnungen verträglich ist. In diesem Fall können Scherinstabilitäten in einer Tiefe von 100 km bis 200 km in der subduzierten Kruste auftreten.

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Résumé On croit couramment que l'explication du volcanisme orogénique se trouve dans l'échauffement causé pai les tensions d'arrachement et dans la fusion partielle consécutive de la fraction crustale de la lithosphere en voie de subduction. Une considération soigneuse d'un modèle simple d'échauffement par tensions conduit aux résultats suivants: un échauffement sous de telles tensions et dans des conditions avantageuses d'un degré d'extension constant dans la zone de cisaillement conduit à un échauffement par broyage où la température reste maintenue en-dessous de la limite du solidus pour autant qu'on choisisse des valeurs raisonables pour les paramètres du modèle. L'élévation de température reste dans ce cas limitée par le couple température-viscosité. Les instabilités par échauffement sous tension qui conduisent à la mise en fusion partielle, sont possibles pour autant que, sous un échauffement non stationnaire, le cisaillement ou le degré d'extension ne dépasse pas certaines valeurs critiques. On montre que l'adoption d'une tension de cisaillement supercritique et constante le long de tronçons de 1–10 km de la croûte en voie de subduction est compatible avec les observations et avec les calculs déduits du modèle. Dans ce cas des instabilités sous l'effet du cisaillement peuvent se produire dans la croûte en voie de subduction à une profondeur de 100 à 200 km.

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The manganese nodules of the Kane Gap (East Atlantic). Indicators of sedimentation — erosion changes

Manganese nodules from the Kane Gap (a deep sea channel connecting the Sierra Leone and Gambia Basins off West Africa) were investigated chemically and dated by¹⁰Be along cross-sections. Comparing the nodule structure with the stratigraphy of the related sediments, the following conclusions are drawn concerning the sedimentation processes during the last 4 to 6×10⁶ years: The growth of the nodules started about 4 to 4.5 Ma before present during or near to the end of a period of erosion on a fossil-free, probably Miocene sediment. During the first phase of only a few hundred thousandyears, the nodules grew very quickly (7 to >18 mm/Ma). Fe-rich hydrogenetic material formed the internal sections of the nodules during this time. Slowing down of the bottom currents, resulting in deposition of thin sediment covers for short intervals, caused the character of the nodules to change to a more diagenetic composition. The growth rates were reduced to about 1 to 2 mm/Ma. The time of slowing is roughly 3 to 4 Ma BP.Probable uncertainties of the dating and growth rates resulting from supposed changes of the¹⁰Be supply to the nodules due to variations of the near bottom environment are discussed.

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Zusammenfassung An Manganknollen aus der Kane-Lücke, dem Verbindungskanal zwischen Sierra Leone Becken und Gambia Becken (vor W-Afrika) wurden entlang Querprofilen durch mehrere Knollen chemische Untersuchungen und¹⁰Be Altersbestimmungen durchgeführt. Durch Vergleich des Aufbaus der Knollen mit der Stratigraphie des unterlagernden Sediments werden Rückschlüsse auf Veränderungen des Sedimentationsgeschehens während der letzten 4–6×10⁶ Jahre gezogen. Hiernach begann das Wachstum der Knollen vor maximal 4.5×10⁶ Jahren während oder gegen Ende einer Erosionsphase auf fossilfreiem, vermutlich miozänem Sediment. Während der ersten Phase wuchsen die Knollen über wenige 100000 Jahre sehr schnell (7 bis>18 mm/10⁶ Jahre). Hierbei schied sich Fe-reiche Knollensubstanz hydrogener Zusammensetzung ab. Nach Verringerung der Strömung und vermutlich zeitweiser Bildung von dünnen Sedimentschleiern änderte sich der Charakter der Knollen zu mehr diagnetischer Zusammensetzung bei wesentlich reduziertem Wachstum (ca. 1 bis 2 mm/10⁶ Jahre). Der Zeitpunkt der Umstellung ist nur sehr grob zu ermitteln, er dürfte etwa zwischen 3 und 4×10⁶ Jahren vor heute liegen.Eventuelle Unsicherheiten bei der Datierung und den Wachstumsraten, die möglicherweise aus milieubedingten Änderungen in der¹⁰Be Versorgung der Knollen resultieren, werden diskutiert.

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Résumé Le «Kana Gap» est un chenal sous-marin qui relie les bassins de Sierra Leone et de Gambie, au large de l'Afrique occidentale. Des nodules de manganèse, recueillis le long de profils transversaux dans ce chenal, ont fait l'objet d'une étude chimique et d'une détermination d'âge¹⁰Be. La comparaison entre la structure des nodules et la stratigraphie des sédiments sous-jacents permet de tirer les conclusions suivantes relatives au processus sédimentaire au cours des 4 à 6 derniers Ma. La croissance des nodules a commencé il y a environ 4 à 4,5 Ma pendant ou juste après un épisode d'érosion sous-marine sur des sédiments non fossilifères, probablement miocènes. Au cours d'une première phase d'une durée de quelques centaines de milliers d'années, la croissance a été très rapide (7 à > 18 mm par Ma) avec formation de la partie centrale du nodule, constituée de matière hydrogénée riche en Fe. Ensuite, après ralentissement des courants de fond et dépôt probable d'une mince couche de sédiment, le caractère des nodules a évolué vers une composition plus diagénétique, avec réduction du taux de croissance à 1 à 2 mm par Ma. Le moment de ce changement de régime doit se situer entre 3 et 4 Ma.Des changements dans les conditions de milieu sur le fond de la mer pourraient avoir provoqué une variation de la quantité de¹⁰Be apportée aux nodules, d'où résulterait une incertitude sur l'estimation des âges et du taux de croissance; cette question est discutée par les auteurs.

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¹⁰ , , , . , 4&#x0445;10⁶–6×10⁶ . , 4,5&#x0445;10⁶ , , , . 100.000 : 7 18 . , . , , : 1 2 . , 3&#x0445;10⁶–4&#x0445; 10⁶ . , , , , ¹⁰ .

     

Certain problems of structure and conditions of evolution of transition zones between continents and oceans

A third type of transition zones from oceanic to continental crust here called Columbian, is proposed, in addition to the two more commonly known types. Subsidence of the Earth's crust, typical of all transition zones, is shown to be connected (by geophysical properties) with the transformation of continental crust into intermediate crust and later into oceanic. The most likely mechanism of such changes is the basification of continental crust, its foundering, block by block, into the heated upper mantle, and its substitution by the new oceanic crust. The evolution of transition zones of Pacific type is largely influenced by deep faults, which reach down to the level of undepleted mantle; from this level to the surface the volatile products rise as the essential means of formation of calc-alkali magmas on island arcs. Benioff zones are deep faults whose inclination is secondary and connected with the density contrast in the upper mantle on either side of the Benioff zone. The denser mantle flows under less dense mantle, whereas the subduction phenomenon, as depicted by plate tectonics, is nonexistent.On the whole, the evolution of transition zones tends towards growth of the oceans at the expense of the continents, but oceanic crust thickens by addition of volcanogenic layers of andesitic composition in transition zones of Pacific type, on island arcs of the Second type.

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Zusammenfassung Den Übergangszonen zwischen ozeanischer und kontinentaler Kruste, die bisher in zwei Typen eingeteilt wurden, wird eine dritte hinzugefügt. Diese wird hier Kolumbische Übergangszone genannt. Es wird gezeigt, daß Subsidenz der Erdkruste, typisch für alle Übergangszonen, verbunden ist mit der Transformation kontinentaler Kruste in intermediäre und schließlich in ozeanische Kruste. Der wahrscheinlichste Mechanismus für diese Veränderungen ist die Sockelbildung der kontinentalen Kruste, ihr blockweises Eingehen in den heißen Oberen Mantel und schließlich ihre Umwandlung in neue ozeanische Kruste.Die Evolution der Übergangszonen vom pazifischen Typ ist stark beeinflußt durch tiefgreifende Störungen, die bis in den Mantel reichen. Von diesem Niveau steigen die beweglicheren Produkte als die wesentlicheren Anteile der Kalkalkali-Magmen an Inselbögen auf bis hin zur Oberfläche.Benioff-Zonen sind tiefgreifende Störungen, deren Einfallen sekundär und an die Dichte Unterschiede innerhalb des Oberen Mantels auf ihren beiden Seiten gebunden ist. Die dichteren Mantelanteile fließen unter die weniger dichten, wohingegen das Phänomen der Subduktion, wie es im Rahmen der Plattentektonik dargestellt wird, nicht existiert.Die Evolution der Übergangszonen tendiert im großen und ganzen zur Ausbreitung der Ozeane auf Kosten der Kontinente. Die ozeanische Kruste verstärkt sich in den Übergangszonen des pazifischen Typs durch Anbau vulkanogener Lagen mit andesitischer Zusammensetzung.

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Résumé Aux zones de transition entre la croûte continentale et la croûte océanique, jusqu'à présent ramenées à deux types, s'en ajoute une troisième, ici dénommée»Zone de transition colombienne«. On montre ici que la subsidence de l'écorce terrestre, typique pour toutes les zones de transition, est reliée (par des propriétés géophysiques) à la transformation de la croûte continentale en une croûte intermédiaire et ensuite océanique. Le mécanisme le plus probable de ces changements consiste dans la basification de la croûte continentale, son effondrement bloc après bloc dans le manteau supérieur rechauffé, et sa substitution par la nouvelle croûte océanique. L'évolution des zones de transition de type Pacifique est largement influencée par des failles profondes descendant jusqu'au niveau du manteau intact, niveau à partir duquel les produits volatiles montent vers la surface, en temps qu'éléments essentiels pour la formation des magmas calco-alcalins dans les arcs insulaires. Les zones de Benioff sont des failles profondes dont l'inclinaison est secondaire, et en liaison avec les contrastes de densité dans le manteau supérieur de chaque côté de la zone Benioff. Le manteau plus dense s'écoule sous le manteau moins dense, étant entendu que le phénomène de subduction, tel que le décrit la tectonique de plaques, est inexistant. — Dans l'ensemble, l'évolution des zones de transition tend vers la croissance des océans aux dépens des continents, tandis que la croûte océanique s'épaissit par addition des couches volcanogènes de composition andésitique dans les zones de transition de type Pacifique, sur les arcs insulaires du second type.

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Stratigraphic classification and terminology: An actualistic appraisal and proposal

Stratigraphy investigates rocks as strata emphasizing on their temporal sequence and spatial variations. Stratigraphic analysis starts from classification of local rock succession as provisional stratigraphic units, formations. Through correlation by mapping and by all the methods available, lithogenetic bodies, the lithosomes, are restored and formal stratigraphic units in hierachical ranks for universal appliance and representing geological times are established and are being continuously amended. Such procedual schemes have been practised without any inconvenience ever since the pioneer days of J. G.Lehmann. It was not until 1941 when the Hedbergian stratigraphers interpreted the lithogenetic body, the lithosome, as formation that started the impractical pros and cons of arguments concerning stratigraphic classification for the last thirty years. In this paper, the writer points out on the one hand the lack of perspective in the Hedbergian multifold-system-stratigraphic-classification concept and on the other the central theme of the stratigraphic research, present and past, being mainly in the refinement of the fossil zones and the radiometric dates. In order to avoid the avoidable confusions raised by the Hedbergian stratigraphers, the writer suggests them to return to the old track concentrating the entire effort in stabilization of stratigraphic usage by calibration and intercalibration with different methods of the stratigraphic units in universal appliance.

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Zusammenfassung Die Stratigraphie untersucht Gesteine in ihrer Erscheinungsform als Schichten und betont deren zeitliche Folge und räumliche Variation. Die stratigraphische Analyse beginnt mit der Klassifizierung örtlicher Gesteinsabfolgen als vorläufige stratigraphische Einheiten. Parallelisierung durch Kartierung und alle anderen verfügbaren Methoden führen zur Rekonstruktion der Lithosome, der lithogenetischen Körper, aus denen dann in hierarchischer Reihenfolge stratigraphische Einheiten gebildet werden, die universell angewendet werden, geologische Zeiträume repräsentieren und ständig verbessert werden. Dieses Verfahren ist seit den Pioniertagen J. G.Lehmanns ohne Unzuträglichkeiten angewandt worden. Als 1941 die vonHedberg beeinflußten Stratigraphen damit begannen, den lithogenetischen Körper, das Lithosome, als formation zu interpretieren, begannen die schwierigen Pro- und Kontra-Argumente in der stratigraphischen Klassifikation der letzten dreißig Jahre. In dieser Arbeit führt der Autor den Mangel an Perspektive desHedbergschen stratigraphischen VielfachsystemKlassifikationskonzeptes auf der einen Seite aus und auf der anderen das zentrale Thema stratigraphischer Forschung, das heute wie damals im wesentlichen in der schärferen Fassung der durch Fossilien definierten Zonen und radiometrischer Daten besteht. Um der vermeidbaren Verwirrung zu entgehen, die durch die vonHedberg beeinflußten Stratigraphen entstanden ist, schlägt der Autor dieser Arbeit vor, zur alten Spur zurückzukehren und alle Anstrengungen darauf zu richten, den Gebrauch stratigraphischer Begriffe durch saubere Definition und Unterteilung der universell angewandten stratigraphischen Einheiten unter Verwendung aller verfügbaren Methoden zu stabilisieren.

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Résumé La stratigraphie étudie les roches en tant que strates, en mettant en relief leur succession dans le temps et leurs variations spatiales. L'analyse stratigraphique se fait à partir de la classification des successions de roches locales, comme unités et formations stratigraphiques provisoires. Par corrélation, en dressant des cartes ou utilisant toutes autres méthodes, on reconstruit les corps lithogéniques, les lithosomes, et l'on établit, avec corrections au besoin, les unités stratigraphiques formelles par rangs hiérarchiques quant à leurs valeurs d'application (ou instruments) universelle et de représentations des temps géologiques. De tels procédés ont toujours été en pratique sans inconvénient depuis l'époque de défrichement de J. G.Lehmann. Ce n'est qu'en 1941, quand les stratigraphes, influencés par les idées d'Hedberg, expliquèrent les corps lithogéniques, les lithosomes, comme «formation », que commença la difficile discussion, pour et contre, de la classification stratigraphique des trente dernières années. Dans cette étude, l'auteur signale, d'un côte le manque de perspective que comporte le concept de la classification stratigraphique du système multiforme deHedberg, et de l'autre, le thème central de la recherche stratigraphique qui consiste essentiellement, présentement comme dans le passé, dans une précision plus raffinée du contenu des zones fossilifères et des données radiométriques. Afin d'éviter la confusion évitable suscitée par les stratigraphes Hedbergiens, l'auteur leur suggère de revenir sur le vieux sentier en concentrant tous leurs efforts pour stabiliser l'emploi de notions stratigraphiques par l'étalonnage et l'interrétalonnage (calibrage), au moyen de diverses méthodes, des unités stratigraphiques d'application universelle (ou comme instruments universels).

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Zur Tektonik des andinen Bolivien

Zusammenfassung Es wird eine kurze Übersicht der neuen Erkenntnisse über die Tektonik des andinen Bolivien gegeben. Die wichtigsten Ergebnisse sind folgende:Das Präkambrium des brasilianischen Schildes reicht, direkt von mächtigem Alluvium bedeckt, NW Santa Cruz bis nahe an den Andenrand. Im Süden bricht es an einer Störung ab, die in 17° 30 S bis an den Andenrand reicht und als Schwächezone nach W bis zur Achse der Cordillera Real zu verfolgen ist. Diese teilt den geosynklinalen Raum in einen nördlichen, im Ostteil gehobenen und einen südlichen, tiefer liegenden Abschnitt.Der Andenblock ist ein Bruchfaltengebirge. Die Auf- und Abschiebungen der Blöcke sind zumeist in vertikalem Sinne erfolgt und nur im Subandin am Ostrande gegen Osten gerichtet. Stärkere epirogene Bewegungen haben gegen Ende des Perms stattgefunden. Mit ihnen ist die Intrusion der älteren Granite der Cordillera Real verknüpft. Epirogene Krustenbewegungen im Jura waren besonders stark im Raum von Potosi und südlicher, wo starke Faltungen und Diskordanzen beobachtet wurden. Die einzige starke Orogenese ist im Pliozän erfolgt, sie hat den gesamten Andenblock mitsamt Altiplano und Subandin einheitlich erfaßt. Die Plutone der Cordillera Quimsa Cruz, des Illimani und von Kari-Kari sind miozän und wohl als präorogen zu deuten. Der intensive Vulkanismus im post-geosynklinalen Raum und im Altiplano ist pliozän und postorogen.

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This paper presents new information concerning the tectonics of the Andean portion of Bolivia. The most important results are:In NW Santa Cruz, the Precambrian Brazilian shield extends westward nearly as far as to the Andean border; it is covered only with quaternary sediments. To the south it ends at a fault, which reaches the Andean border at 17° 30 S. This old tectonic zone of weakness extends west as far as to the axis of the Cordillera Real, and divides the Andean block into a northern portion, which is elevated in the east, and a southern portion in lower position.The Andes consist of a system of fractured folds. The movement of fault blocks was predominantly vertical, but in the Subandean belt at the eastern margin they were directed east. Epirogenic movements were relatively intensive at the end of the Permian; the intrusion of the older granites is related to these movements. Jurassic epirogenic movements were intensive in the area of Potosi and south, where intensive folding and unconformities were observed. The only intensive orogeny, which is of Pliocene age, affected the entire Andean block including Altiplano and Subandean belt. The granitic intrusions of the Cordillera Quimsa Cruz, of the Illimani, and of Kari-Kari of Miocene age are interpreted to be pre-orogenic. The intensive volcanism of the post-geosynclinal region and in Altiplano is post-orogenic and of Pliocene age.

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Résumé L'auteur donne un résumé des connaissances acquises sur la tectonique des Andes boliviennes à partir des travaux publiés ces dix dernières années. Les résultats les plus importantes sont les suivants:Le Précambrien du bouclier brésilien, qui a fortement influencé la tectonique du géosynclinal andin, s'étend, recouvert du Quaternaire, jusqu'au pied du massif andin. Le Précambrien se termine au Sud, le long d'une faille ancienne qui, à la latitude 17° 30, s'étend jusqu'au pied des Andes et se poursuit sous forme d'une zone de faiblesse jusqu'à l'axe de la Cordillera Real. Cette ligne ancienne divise l'aire geosynclinale en une partie septentrionale qui a été soulevée et une partie méridionale abaissée.Le massif andin est le résultat de soulèvements de blocs, généralement suivant la verticale, et de plissements asymétriques. Dans la zone subandine les mouvements tectoniques montrent un déversement vers l'Est. Généralement les terrains sont concordants depuis l'Ordovicien jusqu'au Tertiaire.Des mouvements epirogéniques se sont produits pour la première fois a la fin du Permien, en relacion avec les intrusions des massifs granitiques dans la Cordillera Real. Pendant le Jurassique se sont produits des mouvements de blocs plus intenses accompagnés de plissements, surtout dans la zone de Potosi et plus au Sud.Il y eut récemment, au Pliocène, une orogénèse qui a affecté l'ensemble du bloc andin, y compris l'Altiplano et la zone subandine. Les plutons de la Cordillera Quimsa Cruz, de l'Illimani et, au Sud, de la cordillère Kari-Kari sont miocènes; le volcanisme intense dans l'aire post-géosynclinale et dans l'Altiplano est d'âge pliocène et post-orogénique.

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. Santa Cruz , . , 17° 30 Cordillera Real. , , , . , . , Cordillera Real. Potosi , . , Cordillera Quimsa Cruz, Illimani Kari-Kari . . . - Altiplano , . . .

     

Detachment zones of Cordilleran metamorphic core complexes: thermal,fluid and metasomatic regimes

Metamorphic core complexes in Arizona are characterized by extensional tectonics, in which listrically faulted and unmetamorphosed volcanic rocks of an upper plate are tectonically superimposed on high-grade rocks of a lower plate along low angle detachment faults. The detachment faults are marked by microbreccias and chloritic breccias which developed by hydraulic fracturing and metasomatism that overprinted subjacent amphibolite facies mylonites. Oxygen and hydrogen isotope data indicate that the mylonites formed at 500 °C under conditions of low water/rock ratio. Chloritic breccias developed at 300–350 °C during incursion of hydrothermal fluids along the detachment fault. Hydrothermal alteration involved massive additions of Fe, Mn, and Mg, with concomitant depletions of K and Na, reflecting the hydrolysis of K-feldspar and plagioclase to chlorite.Upper plate volcanic rocks are sporadically altered to an assemblage of K-feldspar, calcite, and Fe, Mn-oxides. Geochemically, the volcanic rocks are characterized by enhanced abundances of alteration insensitive incompatible elements (Th, LREE, P₂O₅), fractionated REE distributions (La_cn/Yb_cn 18), and elevated levels of the mafic affiliated trace elements Cr, Co, Ni, Sc. Primary K₂O contents are estimated at 3–6 wt.%. A consistent feature is the presence of troughs at Ta-Nb and Ti, on chondrite normalized diagrams, indicative of magmas associated with convergent plate boundaries. Hydrothermal alteration involved massive additions of K, Fe, Ca, and CO₂, and Na and Mg were systematically depleted. Whole rock ¹⁸O values span 4 to 18 per mil, corroborating the extent of isotopic exchange with an aqueous reservoir. Alteration occurred at temperatures of 250 to 100 °C, fluid ¹⁸O of the thermal waters is estimated at limiting values of –11 to +11 per mil.Dual fluid regimes were operating during extensional tectonics. At lower structural levels, high temperature, reduced fluids of metamorphic and/or evolved meteoric origin, were focussed along the detachment faults under lithostatic pressure, and induced Fe, Mn, Mg-metasomatism. In contrast, cool, oxidized thermal waters, at hydrostatic conditions, and likely of variably evolved meteoric origin were involved at high structural levels.

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Zusammenfassung Die metamorphen Komplexe in Arizona sind charakterisiert durch Dehnungstektonik, in denen listrisch gestörte und unmetamorphe vulkanische Gesteine einer oberen Platte tektonisch auf hochgradig metamorphe Gesteine einer unteren Platte entlang einer flachwinkligen Abscherungsfläche verfrachtet wurden. Die Abscherungen werden markiert durch Mikrobrekzien und chloritische Brekzien, die sich durch hydraulisches Zerbrechen (»hydraulic fracturing«) und Metasomatose gebildet und damit die unterlagernden amphibolitfaziellen Mylonite überprägt haben. Sauerstoff- und Wasserstoff-Isotopendaten belegen, daß die Mylonite bei 500 °C unter einem niedrigen Wasser/Gesteins-Verhältnis gebildet wurden. Die chloritischen Brekzien entwickelten sich bei 300–305 °C während des Einbruchs hydrothermaler Fluide entlang der Abscherungsfläche. Die hydrothermalen Veränderungen hatten massive Zugabe von Fe, Mn und Mg zur Folge unter gleichzeitiger Wegnahme von K und Na, was sich in der Hydrolyse der K-Feldspäte und Plagioklase zu Chlorit widerspiegelt. In den vulkanischen Gesteinen des oberen Stockwerks ist es lokal zur Bildung von K-Feldspat, Kalzit und Fe-, Mn-Oxiden gekommen. Geochemisch sind die vulkanischen Gesteine charakterisiert durch eine gesteigerte Häufigkeit von Änderungen unempfindlicher, inkompatibler Elemente (Th, LREE, P₂O₅), fraktionierte REE-Verteilungen (La_cn/Yb_cn = 18) und eine Zunahme an »basischen« Spurenelementen wie Cr, Co, Ni, Sc. Primäre K₂O-Gehalte werden auf 3–6 wt.% geschätzt. Ein durchgehendes Merkmal ist in den Chondrit-normalisierten Diagrammen das Vorhandensein von Trögen für Ta-Nb und Ti. Dies ein Hinweis auf Magmen, die mit konvergierenden Plattengrenzen verknüpft sind. Hydrothermale Änderungen beinhalten massive Zugabe von K, Fe, Ca und CO₂, und eine systematische Abnahme von Na und Mg. -¹⁸O-Werte im Gesamtgestein reichen von 4 bis 18 pro mil. und bestätigen damit die Breite des Isotopenaustausches mit einem wässrigen Reservoir. Alterationen anden bei Temperaturen zwischen 250 und 100 °C statt. Die ¹⁸O-Werte der Fluide in den hydrothermalen Wässern liegen schätzungsweise mit ihren Grenzwerten zwischen –11 und +11 pro mil. Ein duales Fluidregime wirkt während der Dehnungstektonik. In den tiefen tektonischen Stockwerken mit hoher Temperatur konzentrieren sich reduzierende Fluidmengen von metamorphem oder meteoritischem Ursprung an Abscherungen unter lithostatischem Druck. Es tritt eine Fe, Mn, Mg-Metasomatose auf. Im Gegensatz dazu sind in den höheren tektonischen Stockwerken kühlere, oxidierende Thermalwässer unter hydrostatischen Bedingungen und meteorischen Ursprungs anzutreffen.

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Résumé Les complexes métamorphiques de l'Arizona sont caractérisés par une tectonique extensionnelle au cours de laquelle des roches volcaniques, listriquement faillées et non métamorphiques, appartenant à une plaque supérieure, ont été superposées aux formations très métamorphiques d'une plaque inférieure, par l'intermédiaire de failles plates de décollement. Ces failles sont accompagnées de microbrèches et de brèches chloriteuses engendrées par fracturation hydraulique et métasomatose, phénomènes qui ont affecté les mylonites de facies amphibolitique sous-jacentes. Les rapports isotopiques de l'oxygène et de l'hydrogène indiquent pour la genèse des mylonites une température d'environ 500° avec un faible rapport eau/roche. Les brèches chloriteuses se sont formées entre 300° et 350° à l'occasion de venues hydrothermales le long de la faille de décollement. L'altération hydrothermale s'est accompagnée d'un apport massif de Fe, Mn et Mg et d'un départ de K et Na, reflétant la transformation hydrolytique du feldspath potassique et du plagioclase en chlorite.Les roches volcaniques de la plaque supérieure sont altérées sporadiquement en une association de feldspaths, calcite et oxydes de Fe-Mn. Au point de vue géochimique, ces roches volcaniques sont caractérisées par un enrichissement en éléments incompatibles insensibles à l'altération (Th, LREE, P₂O₅), par des distributions fractionnées des terres rares (La_cn/Yb_cn = 18), et par une teneur élevée des éléments en traces associés aux ferro-magnésiens (Cr, Co, Ni, Sc). La teneur primaire en K₂O est estimée à 3 à 6%. Les diagrammes normalisés par rapport aux chondrites montrent de manière régulière un creux en Ta-Nb et en Ti, indicatif de magmas associés à des bordures de plaques convergentes. L'altération hydrothermale a été accompagnée d'un apport massif de K, Fe, Ca et CO₂ et d'une perte systématique en Na et Mg.Les valeurs de ¹⁸O sur roche totale s'échelonnent entre 4 et 18, ce qui confirme l'importance d'échanges isotopiques avec un réservoir aqueux. L'altération s'est déroulée à des températures qui vont de 250° à 100°; la valeur de ¹⁸O des fluides hydrothermaux devait être comprise entre –11 et + 11 %.Au cours de la tectonique d'extension, l'ensemble a été le siège d'un double régime de fluides. Aux niveaux structuraux inférieurs, des fluides réducteurs d'origine métamorphique et/ou météorique évoluée se sont concentrés de long des failles de décollement, sous haute pression lithostatique et ont provoqué la métasomatose en Fe, Mn et Mg. Par contre, dans les niveaux structuraux supérieurs, les fluides hydrothermaux étaient des eaux d'origine probablement météorique, modifiées à des degrés divers, moins chaudes et oxydantes.

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, , , , . , (hydraulic fracturing) ; . , 500 ° . 300–350 ° . , ; . , . (incompatible elements — Th, LREE, P₂O₅), (La_cn/Yb_cn = 18), «» , - r, , Ni, Sc. , 3–6%. — Nb Ti . , . , , . ¹⁸O 4 18%., . 250 100 °. ¹⁸ –11 +11 %.

     

Pacific coral reefs of panamá: Structure,distribution and predators

Structural coral reefs of Recent age are undergoing vigorous growth on the eastern Pacific continental shores of Panamá. Coelenterate hermatypes include 20 species; 3 are hydrocorals in the genusMillepora, a notable new record for the eastern Pacific region; the abundant scleractinians arePocillopora (4 spp.),Pavona (6 spp.) andPorites (5 spp.).Pocillopora is the chief constructor of mound and fringing reefs with massivePavona andPorites sometimes important at the reef base. UninterruptedPocillopora growth characterizes some fringing reefs, forming a vertical framework with observed maximum thickness of 6 m. Binding of coral by encrusting coralline algae imparts a more rigid and coherent structure to the reef crest and peripheral faces. Intra-reef and flanking sediments contain over 90% calcareous matter; the predominant grain constituents arePocillopora, cirriped and mollusk fragments. Reefs attain their greatest development in the Gulf of Chiriquí; the reason for this is sought in the high and stable thermal conditions of this area. Radiometric dating indicates that net vertical reef growth may approach 1 m/250 years or 4000 B.Important coral predators include fishes, a gastropod, paguran decapods andAcanthaster (in certain areas). Quantitative measurements of the feeding rates and population densities of corallivores indicate that predators may destroy approximately one-third of the annual growth of aPocillopora coral community.

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Zusammenfassung Die rezenten Korallenriffstrukturen an der östlichen Pazifikküste von Panamá zeigen starkes Wachstum. Von den 20 vorhandenen Arten hermatypischer Coelenteraten gehören 3 zu der GattungMillepora, die erstmals im ostpazifischen Raum beobachtet wurde. Die häufigeren Scleractinia sindPocillopora (4 Arten),Pavona (6 Arten) undPorites (5 Arten).Pocillopora ist der wichtigste Gerüstbildner in Kuppen- und Saumriffen, während die massigen Kolonien vonPavona undPorites an der Basis der Riffe wichtig werden können. Für einige Saumriffe ist ununterbrochenesPocillopora-Wachstum charakteristisch, das zum Bau eines vertikalen Gerüstes von maximal 6 m Höhe führt. Der Verbund von Korallen durch inkrustierende koralline Algen gibt der Struktur an Ober- und Außenseiten Festigkeit und Zusammenhalt. Die Sedimente innerhalb und außerhalb der Riffstrukturen bestehen zu 90% aus Karbonaten; die häufigsten Komponenten sind Bruchstücke vonPocillopora, Cirrepediern und Mollusken. Die Riffentwicklung erreicht ihren Höhepunkt im Golf von Chiriquí, vermutlich weil in diesem Gebiet die Temperaturen hoch und gleichmäßig sind. Radiometrische Altersbestimmungen haben ein Vertikalwachstum von 1 m/250 Jahre oder 4000 Bubnoff-Einheiten ergeben.Fische, ein Gastropode und Dekapoden (Paguren) sowie — in bestimmten Gegenden-Acanthaster sind wichtige Gegner der Korallen. Quantitative Erfassung von Nahrungsmengen und Bevölkerungsdichten der Corallivoren ergab, daß diese etwa ein Drittel des jährlichen Zuwachses vonPocillopora zerstören.

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Résumé Les récifs structuraux récents de coraux de la côte Panamienne du Pacifique orientale présentent une croissance importante. Pour la première fois it fut possible d'observer dans le Pacifique orientale, parmi les 20 espèces de Coelentérés hermatypiques, 3 espèces appartenant au gènreMillepora. Les Scleractinia les plus fréquents sont lesPocillopora (4 espèces), lesPavona (6 espèces) et lesPorites (5 espèces). LesPocillopora sont l'élément le plus important de charpente des pitons sous-marins et des récifs frangeants, tandis que des colonies massives dePavona et dePorites sont parfois importantes à la base des récifs. La caractéristique des récifs frangeants est en partie représentée par la croissance ininterrompue dePocillopora conduisant à la construction d'une charpente verticale d'une hauteur maximale de 6 m. Une liaison des coraux par des algues corallines crouteuses forme une structure plus forte et cohérente du sommet et du peripherie des récifs. Les sédiments structuraux interieurs et exterieurs des récifs sont constitués à 90% par des carbonates. Les composants les plus fréquents sont des fragments dePocillopora, de cirripèdes et de mollusques. Le dévelopement du récif atteint sont maximum dans le golfe du Chiriquí. La cause est cherchée dans les températures élevées et stables de cette région. Des précisions radiométriques sur l'âge donnent, pour la croissance verticale, une hauteur d'un mètre pour 250 années ou 4000 unités Bubnoff.Des poissons, un gastéropode, des décapodes (pagures) ainsi que — dans quelques endroits - desAcanthaster sont des ennemis importants des coraux. Des récensements quantitatifs du nourriture et de la densite des populations des corallivores démontrent qu'ils détruisent a peu près un tiers de l'accroissement annuel desPocillopora.

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( ) . 20 , 3 ill, . Scleractinia, : Pocillopora 4 , Pavona 6 Porites 5 . Pocillopora , , Pavona Porites. Pocillopora, 6 . - 90%. . Pocillopora, Cirrepedier, . Chiriqui. , 1 250 . (, , , Acanthaster). , 1/3 Pocillopora.

     

Das Phänomen Trias

Zusammenfassung Kurze Übersicht über paläogeographische, paläotektonische und paläoklimatologische Probleme der Trias, unter Ausklammerung des Germanischen Beckens; allgemeiner Rahmen zu den Referaten der Trias-Tagung 1982 in Würzburg.

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Short review of paleogeographic, paleotectonic and paleoclimatological problems of the Triassic system, outside of the Germanic Basin. General framework to the papers presented at the 1982 symposium on the Triassic.

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Résumé Brève vue d'ensemble des problèmes paléogéographiques, paléotectoniques et paléoclimatiques du Trias, en dehors du bassin germanique. Cadre général des communications présentées lors du symposium sur le Trias de 1982.

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, , .

     

Analysis of deformation paths in shear zones

The geometry of ductile shear zones can be used to solve problems of regional tectonics if the deformation path of material in the zones is sufficiently understood. Flow in many shear zones may have deviated from simple shear and consequently data on the final deformation state such as finite strain and volume change are insufficient for reconstruction of the deformation path, even if flow parameters were constant during progressive deformation. Additional information on the flow vorticity number is also needed and can be obtained from fabric elements such as sets of folded-boudinaged veins, rotated porphyroblasts and blocked rigid objects. Mohr circle constructions are presented as a tool to calculate deformation parameters from fabric data, to represent the deformation path graphically and to reconstruct flow parameters from the shape of this path. If the vorticity number or the volume change rate changed during progressive deformation, the deformation path can be partly reconstructed using sets of fabric elements which register mean and final values of these parameters.

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Zusammenfassung Die Geometrie duktiler Scherzonen kann dazu verwendet werden, regionaltektonische Probleme zu lösen, sofern der im Material abgebildete Deformationsweg dieser Zonen genügend verstanden wird. Der Flow in vielen Scherzonen mag sich aus einfacher Scherung ableiten lassen, daher genügen Daten über den letzten Deformationszustand wie z. B. der finite Strain und die Volumenänderung nicht für die Rekonstruktion des Deformationsweges, auch nicht bei konstanten Fließparametern während der fortschreitenden Deformation. Zusätzliche Daten über die Verwirbelungszahl (Rotationszahl) sind nötig. Sie lassen sich ableiten aus verschiedenartigen Gefügeelementen wie Gruppen gefaltetboundinierter Gänge, rotierten Porphyroblasten und »verklemmten«, starren Objekten. Vorgestellt werden anhand von Gefügedaten Konstruktionen am Mohr'schen Spannungskreis zur Bestimmung der Deformationsparameter, um damit den Deformationsweg graphisch darzustellen und daraus die Fließparameter abzuleiten. Änderungen in der Rotationszahl (Vorticity) oder der Geschwindigkeit in der Volumenänderung während progressiver Deformation erlauben den Deformationsweg zumindest teilweise zu rekonstruieren. Verwendung finden hierbei diejenigen Gefügeelemente, die sowohl die durchschnittliche Deformation als auch die letzten Deformationsereignisse registriert haben.

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Résumé La géométrie des shear zones ductiles peut être utilisée pour résoudre des problèmes de tectonique régionale, pour autant que l'histoire de la déformation des matériaux de ces zones soit suffisamment bien comprise. Il peut arriver, dans beaucoup de shear zones, que le processus ductile se soit écarté du modèle du glissement simple et qu'en conséquence, les caractères finals de la déformation, tels que l'ellipsoïde de la déformation finie, ou le changement de volume, s'avèrent insuffisants pour pouvoir reconstruire l'histoire de la déformation et ce, même si les paramètres de fluage sont restés constants au cours du processus. Il est alors nécessaire de disposer d'informations supplémentaires quant à la vorticité; ces informations peuvent être fournies par certains éléments structuraux tels que des groupes de veines plissées-boudinées, des porphyroblastes qui ont toruné et des objets rigides bloqués. Au moyen de constructions appliquées au cercle de Mohr, il est possible de calculer les paramètres de la déformation à partir des données structurales, de représenter graphiquement l'histoire de la déformation et de retrouver les paramètres de fluage à partir de la forme de cette représentation. Si, au cours de la déformation progressive, la vorticité ou le taux de variation de volume se modifient, l'histoire de la déformation peut être reconstituée partiellement par l'utilisation de groupes d'éléments structuraux qui enregistrent les valeurs moyenne et finale de ces paramètres.

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, . , , . , , . , , .: , «» . , . , , , . , , , .

     

Relationship between some trace elements and magmatic processes

Relationships between magmatic differentiation, volcanological evolution and occurrence of some trace elements have been pointed out by a petrographic and volcanological study of the Quaternary magmatic products of the Northern Latium alkali-potassic volcanoes (Sabatini, Vico, Vulsini).Several hundred analyses of U, Th, Be, Zr, Rb, Sr have been carried out. The above elements are contained in exceptional quantity in the examined alkaline rocks. The distribution pattern of these elements helps for a better understanding of some types of differentiation and, above all, allows to identify the processes related to the uplift and outflow of magmas which are undetectable with the usual petrochemical methods.In particular, the trace elements considered allow us to distinguish a deepseated magma evolution from superficial differentiations related to the volcanic conditions. Moreover, a loss of alkalies from the upper levels of the magmatic chambers has been ascertained which determines peculiar deformations in the normal petrogenetic trends.-- (: Sabatini, Vico, Vulsini). , . .

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Zusammenfassung Das petrographische und vulkanologische Studium der quartären Vulkanite der Mediterranen Sippe des nördlichen Latiums (die Vulkane Sabatini, Vico und Vulsini) haben uns die Gelegenheit gegeben, die Verhältnisse zwischen Magmenentwicklung, vulkanologischer Evolution und Verteilung einiger Spurenelemente zu bestätigen.Zu diesem Zweck sind Hunderte von Analysen von U, Th, Be, Zr, Sr, Rb — Elemente welche in ungemein großen Mengen in den untersuchten alkalischen Gesteinen enthalten sind — vorgenommen worden. Das Studium der Verteilung dieser Elemente hat ein gründliches Verstehen einiger Differentiationstypen erlaubt, und vor allem den Ablauf des Prozesses des Magmen-Aufstiegs und Abflusses gezeigt, welcher nicht mittels der normalen petrochemischen Untersuchungen ersichtlich ist.Besonders die in Betracht gezogenen Spurenelemente erlauben die Unterscheidung der magmatischen Evolution in den tiefen Lagen von den oberflächlicheren Differentiationen, welche an das vulkanische Geschehen gebunden sind.In dieser Hinsicht ist ein wichtiges Schlußergebnis die Bestätigung des Alkaliverlustes seitens der oberflächlichen Sektoren der Magmaherde, ein Verlust welcher eigenartige Deformationen von den normalen petrogenetischen Linien gezeigt hat.

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Résumé L'étude pétrographique et volcanologique des manifestations magmatiques quaternaires de la province alcalin-potassique du Latium septentrional (Volcans Sabatini, Vico et Vulsini) nous a permis de vérifier les rapports entre la différenciation magmatique, l'évolution volcanologique et la distribution de quelques éléments en traces.Dans ce but on a exécuté plusieurs centaines d'analyses de U, Th, Be, Zn, Rb, Sr, éléments qui sont présents en quantité exceptionellement élevé dans les roches alcalines examinées.L'étude de la distribution de ces éléments a permis une compréhension plus approfondie de certains types de differenciation et surtout, elle a indiqué l'existence de processus liés à la remontée et effusion des magmas, qui ne sont pas relevables par les examens pétrochimiques normaux.En particulier les éléments en traces considérés permettent de distinguer l'évolution magmatique de milieu profond des différenciations superficielles liées aux situations volcaniques.A ce propos une conclusion importante a été la constatation de la perte d'alcali par les portions plus superficielles des réservoirs magmatiques; une perte qui a déterminé des déformations particulières qui les éloignent des lignes pétrogénétiques normales.

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Authors are indepded to Dr. S.Smcana and to Dr. G.Falchi for the analyses performance.     

Mächtigkeit und Alter der erodierten Sedimente im Saar-Nahe-Becken (SW-Deutschland)

Zusammenfassung Eine umfassende Analyse und Modellierung der Entwicklungsgeschichte des Saar-Nahe-Beckens in SW-Deutschland wird bislang dadurch erschwert, daß erhebliche Teile der ursprünglichen permokarbonen Beckenfüllung bereits erodiert sind. Zur Quantifizierung der maximalen Überlagerung des heutigen Aufschlußniveaus wurde der Kompaktionsgrad von Tonsteinen mit Hilfe geophysikalischer Bohrlochmessungen untersucht. Es kann eine maximale Überlagerung bestimmt werden, die im SW des Saar-Nahe-Beckens 1950 m und im NE 2400 m beträgt (bezogen auf heutiges Meeresspiegelniveau). Aufgrund paläogeographischer Argumente lassen sich diese Überlagerungswerte nur durch eine Sedimentabfolge mit permokarbonem bzw. permischem Alter erklären. Eine maximale Versenkung im Mesozoikum oder Tertiär kann ausgeschlossen werden. Durch die Quantifizierung und zeitliche Einstufung der maximalen Versenkungstiefe kann die Subsidenz- und Hebungsgeschichte des Saar-Nahe-Bekkens seit dem Karbon lückenlos rekonstruiert werden.

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Any detailed analysis and quantitative modelling of the formation of the Saar-Nahe-Becken in SW-Germany is hampered by a number of erosive events which removed major parts of the initial Permo-Carboniferous basin fill. The maximum overburden of the present outcrop level was reconstructed using shale-compaction data derived from sonic logs. The amount of erosion is estimated at 1950 m in the southwestern part of the Saar-Nahe-Basin, and 2400 m in the NE (relative to present sealevel). By comparison with paleogeographic and isopach data these values can only be explained by Permo-Carboniferous and Permian strata. A maximum burial during the Mesocoic or Tertiary can be ruled out. Knowing the amount and age of the maximum overburden, a continuous reconstruction of the burial history of the Saar-Nahe-Basin since the Carboniferous is possible.

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Résumé Une analyse approfondie et une modélisation de l'histoire de la formation du bassin de la Sarre et de la Nahe (Allemagne du sud-ouest) ont été rendues difficiles jusqu'ici par le fait qu'une part considérable du remplissage permocarbonifére primitif du bassin a déjà été érodée. L'épaisseur maximale de la charge qui a surmonté le niveau actuellement en affleurement a été déduite du degré de compaction des argilites, analysé à l'aide de la diagraphie géophysique. Ces estimations ont fourni des valeurs maximales de 1.950 m dans le sud-ouest du bassin et de 2.400 m dans sa partie nord-est (relativement au niveau de la mer). Pour des raisons paléogéographiques il n'est possible de voir dans cette surcharge que des sédiments d'âge permo-carbonifère et permien: on peut montrer, en effet, que la subsidence maximale n'a pas eu lieu au Mésozoïque ou au Tertiaire. Connaissant ainsi l'importancce et l'âge de la surcharge actuellement disparue par érosion, on peut reconstituer l'histoire complète des mouvrements verticaux du bassin de la Sarre et de la Nahe depuis le Carbonifère.

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, - -, - , , . , . , - 1950 , - 2400 . , - . , . .

     

The geology of the polymetamorphic complex of Ios,Cyclades, Greece and its significance for the Cycladic Massif

The geological structure of the island of Ios, Cyclades, Greece, is a dome consisting of an augengneiss core and a mantle of garnet-mica schists that together form the Basement which is overthrust by a marble-schist Series. This Series is mainly made up of meta-volcanics and metamorphosed sediments, presumably Mesozoic in age. It is a tectonically composed pile of marbles alternating with glaucophane schists, actinolite schists and chlorite schists. Petrological relations and isotope dating indicate the polymetamorphic character of Ios. Two Alpine metamorphic phases, M₁ and M₂, and relicts of a high grade metamorphic or magmatic phase (Mo), that only affected the Basement, are demonstrated. Radiometric ages obtained for the Basement confirm the interpretation that the Mo phase is Pre-Alpine. The M₁ and M₂ were dated at 43 Ma and 25 Ma respectively. The P-T conditions of metamorphism are estimated as 9–11 kb and 350 to 400° C for the M₁ phase and 5–7 kb and 380–420° C for the M₂ phase. The metamorphic history of the Cyclades is discussed and it is suggested that Pre-Alpine Basement occurs also on Sikinos and Naxos.

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Zusammenfassung Die Kykladeninsel Ios besteht zur Hauptsache aus einem Gneisdom. Der Kern dieses Doms ist ein Augengneiskomplex, welcher von Granat-Muskovit-Schiefern umhüllt wird. Auf dieses Grundgebirge ist eine Marmor-Schiefer-Serie überschoben worden, eine tektonisch bedingte Wechselfolge von Metasedimenten und Metavulkaniten, wahrscheinlich mesozoischen Alters.Die petrologischen Gegebenheiten und Isotopendatierungen bezeugen Polymetamorphose. Es konnten zwei metamorphe Phasen alpidischen Alters nachgewiesen werden, M₁ und M₂, sowie die Spuren einer hochgradigen, metamorphen oder magmatischen Phase Mo, welche nur die Basis betroffen hat.Radiometrische Alterbestimmungen bestätigen die Deutung, daß das Grundgebirge voralpidisches Alter hat. Die Phasen M₁ und M₂ wurden datiert auf 43 Mj. und 25 Mj. Die Druck-Temperatur-Bedingungen der M₁ und M₂ wurden abgeschätzt auf 9–11 Kb und 350–400° C für die M₁ und auf 5–7 Kb und 380–420° C im Falle der M₂. Der metamorphe Werdegang der Kykladen wird diskutiert sowie die mutmaßliche Existenz eines vergleichbaren voralpidischen Grundgebirges auf den Nachbarinseln Sikinos und Naxos.

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Résumé La structure géologique de l'île d'Ios (Cyclades, Grèce) est un dôme. Le noyau du dôme est un complexe d'augengneiss enveloppé par des schistes à grenat et mica. Ce noyau, qui constitue le socle, est chevauché par une série composée d'une succession tectonique de marbres et de schistes à glaucophane, de schistes à actinote et de schistes à chlorite. Les relations pétrologiques et les datations isotopiques indiquent le caractère polymétamorphique de l'île d'Ios. On y peut démontrer deux phases de métamorphisme alpin (M 1 et M 2) ainsi que des témoins d'une phase métamorphique ou magmatique antérieure qui n'a influencé que le socle. Les datations radiométriques obtenues pour le socle confirment l'âge préalpin de la phase M 0. Les phases M 1 et M 2 sont datées à 43 et 25 Ma respectivement. Les conditions du métamorphisme des phases M 1 et M 2 sont estimées respectivement à 9–11 kb avec 350–400° C, et 5–7 kb avec 380–420° C. L'histoire métamorphique des Cyclades est discutée ainsi que la présence probable d'un socle Préalpin comparable dans les îles voisines de Sikinos et de Naxos.

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Kykladen los . — , , . , , - , , . (M₁ M₂) , ( m₀), . , . M₁ M₂ - 43, 25 . M₁ 9–11 350–400° , ₂ 5–7 380–420° . . Kykladen - Sikinos Naxos.

     

Quaternary alluvial deposits in the central plateau of Mexico

Of the two post-Tertiary alluvial fills found throughout the southern part of the Central Plateau of Mexico, the older (whose deposition came to an end about 5000 B. C.) was laid down by shortlived floods. The younger (which dates from A. D. 500–1700) reflects equable stream regimes. The fluctuations in the seasonal distribution of rainfall indicated by the fills are analogous to regional trends observed in the area during the period of record.

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Zusammenfassung Im südlichen Teil des Zentralplateaus von Mexico wurden zwei post-tertiäre Alluvialfüllungen festgestellt, von denen die ältere (deren Ablagerung ungefähr vor 7000 Jahren beendet war) durch kurzzeitige Überflutungen entstand, während die jüngere (die auf die Zeit von 500–1700 unserer Zeitrechnung zurückgeht) gleichförmige Zustände widerspiegelt. Die erforderlichen Schwankungen in der jahreszeitlichen Verteilung der Regenfälle entsprechen den regionalen Tendenzen, die während der Zeit der Aufzeichnungen in dem Gebiet beobachtet wurden.

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Résumé Deux phases post-tertiaires de comblement alluvial ont eu lieu dans le sud du Plateau Central méxicain. La plus ancienne s'acheva vers 5000 ans a. C. et témoigne de l'action de crues spasmodiques; la plus jeune, qui date de 500–1700, est le reflet des régimes fluviatiles réguliers. Elles indiquent des oscillations dans la répartition saisonière des pluies qui trouvent leurs parallèles dans des tendances régionales plus récentes.

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; , 7000 , , , 500–1700 , . , , .

     

Polygenetic lateritic iron ores on BIF's in Minas Gerais/Brazil

The aim of this paper was a mineralogical-geochemical investigation of the weathering processes in the BIF's (banded iron formation) of the Ferteco area, M.G. Brazil. A several hundred meter deep Proterozoic supergene alteration is overprinted by younger, mainly Cenozoic weathering processes. The later is characterized by surface related increase of gibbsite and goethite and by groundwater governed newformation of magnetite, traces of Mn-minerals and local elevated gold contents. The canga on top is interpreted as residual breccia.

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Zusammenfassung Aus der FERTECO-mine, Eisernes Viereck, M.G. Brasilien, werden Mineralogie, Geochemie und Gefüge von Jungmesozoisch-Alttertiären Verwitterungsprofilen, die als polygenetische Überprägung Proterozoischer Verwitterungsgesteine über BIF's (banded iron formation) gedeutet werden müssen, beschrieben. Die jüngeren »Laterite« sind durch oberflächennahe Zunahme von Gibbsit und Goethit charakterisiert, zeigen grundwasser-bedingte Neubildung von Magnetit, Spuren von Mn-Mineralen und lokal erhöhte Gold-Gehalte. Die Canga am Top wird als Residual-Breccie interpretiert.

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Résumé Cette note décrit la minéralogie, la géochimie et les structures d'une croûte d'altération latéritique engendrée au Mésozoïque terminal/début du Tertiaire au détriment des produits d'une altération supergène protérozoïque de la formation BIF (banded iron formation) (région de la mine de FER-TECO, M.G., Brésil). Ces minéraux latéritiques à haute teneur en gibbsite et geothite, et en relation avec l'eau sonterraine en magnetite, Araces de Mn-mineraux et localement de gold, ont subi ensuite une destruction mécanique et chimique, à l'occasion de la réactivation du relief au Cénozoïque supérieur.

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, , , , , Ferteco-mine, M.G. . , . , - .

     

Geochemical facies model of ore formation in the Grythyttan-Hällefors area,Bergslagen, Central Sweden

The different iron and manganese ore deposits of the Grythyttan-Hällefors area display an arrangement that reflects a systematic change in redox conditions from oxidic banded iron formation into highly reduced graphite-bearing slates. This phenomenon is explained by a facies model. The different environmental conditions are also held to be responsible for the geochemical differentiation of base metal deposits into Cu ores associated with minerals of Bi, Co, Mo, As, Zn, Pb, Au, and Pb-Zn-Ag ores associated with minerals of Sb, Mn, As, Sn, Cu. Spatial relationships between deposits of these two groups and certain iron and manganese deposits point to a common source of all metals, possibly connected with exhalative derivates from basic volcanism.

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Zusammenfassung Die verschiedenen Eisen- und Manganerz-Bildungen des Grythyttan-Hällefors-Gebietes zeigen Verhältnisse auf, die einem systematischen Wechsel der Redoxbedingungen wiedergeben, von oxidischer Bändereisenerzbildung bis hin zu stark reduzierten graphitführenden Schiefern. Dieses Phänomen wird durch ein Fazies-Modell erklärt. Die unterschiedlichen Milieu-Bedingungen werden auch als Ursache für die geochemische Diferentiation unedler Metall-Ablagerungen in Cu-Erze angesehen, die mit Mineralien assoziiert sind, die Bi, Co, Mo, As, Zn, Pb, Au führen und in Pb-Zn-Ag-Erze in Verbindung mit Sb-, Mn-, As-, Sn- und Cu-führenden Mineralien. Die räumlichen Beziehungen zwischen Ablagerungen dieser zwei Gruppen und gewissen Eisen- und Mangan-Bildungen weisen auf eine gemeinsame Quelle aller Metalle hin, die möglicherweise mit exhalativen Derivaten eines basischen Vulkanismus in Verbindung steht.

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Résumé Les différents gisements de minerais de Fe et Mn de la région de Grythyttan-Hällefors montrent une disposition qui réflète un changement systématique dans les ernolitions de réduction des formations rubanées de fer oxydé en phyllades graphiteux. Ce phénomène s'explique suivant un modèle faciétal. Les différentes conditions de l'environnement sont ainsi rendues responsables de la différentiation géochimique des gisements métallifères de base en minerais de Cu associés à des minéraux de Bi, Co, Mo, As, Zn, Pb, Au et des minerais de Pb-Zn-Ag associés à des minéraux de Sb, Mn, As, Sn, Cu. Des relations spatiales entre les gisements de ces deux groupes et certains gisements de Fe et Mn indiquent une source commune pour tous les métaux, en liaison possible avec des émanations du volcanisme basique.

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Grythyttan-Hällefors , - : , , - . . , , Bi, , Mo, As, Zn, Pb, Au, , — , Sb, Mn, As, Sn, . , , , .