Proterozoic tectonic evolution and late Svecokarelian plate deformation of the Central Baltic Shield

The continental crust of the Central Baltic Shield evolved by accretion towards the west during the Svecokarelian orogeny 1700–2200 Ma ago. The following features are consistent with a plate tectonic mechanism involving subduction of oceanic crust below an Archean craton in the east: flysch-sediments with serpentinite masses and pillow lavas, linear high-grade metamorphic zones, island-arc type volcanic belts and late tectonic batholiths with porphyry type Cu-Mo deposits.Semi-consolidated new crust was affected by late Svecokarelian deformation (D_n) after 1850 Ma; NNE-trending folds with crenulation cleavage were overprinted on older structures together with associated NW trending ductile transcurrent shear zones that curve the F_n folds into gentle S and Z shapes. The late tectonic batholiths intruded partly at the same time as and partly after the D_n deformation.

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Zusammenfassung Die kontinentale Kruste des zentralen Baltischen Schildes entwickelte sich durch nach Westen gerichtetes Anwachsen während der Svecokarelischen Orogenese vor 1700 bis 2200 Ma. Die folgenden Erscheinungsformen lassen sich mit einem plattentektonischen Mechanismus in Einklang bringen, der Subduktion von ozeanischer Kruste unter einen Archaischen Kraton im Osten einschließt: Flysch-Sedimente mit Serpentinit-Massen und Kissenlaven, lineare hochmetamorphe Zonen, vulkanische Gürtel vom Inselbogen-Typ und spättektonische Batholithe mit porphyrischen Cu-Mo-Lagerstätten.Die halbkonsolidierte neue Kruste wurde durch späte Svecokarelische Deformation (D_n) nach 1850 Ma erfaßt; NNE-orientierte Falten mit Krenulationsschieferung wurden älteren Strukturen aufgeprägt in Verbindung mit NW-streichenden, plastischen Transcurrent-Scherzonen, die die F_n-Falten in sanfte S- und Z-Formen verbiegen. Die spättektonischen Batholithe intrudierten teils während, teils nach der D_n-Deformation.

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Résumé La croûte continentale du Boucher baltique central a évolué par voie d'accrétion vers l'ouest durant l'orogénie svécocarélienne 1700–2200 Ma. Les événements suivants sont en accord avec un mécanisme de tectonique de plaques impliquant la subduction d'une croûte océanique sous un craton archéen à l'est: sédiments flyschoïdes avec masses de serpentinite et de laves en coussins, zones linéaires à haut degré de métamorphisme, ceintures volcaniques du type guirlande d'îles et batholithes tectoniques tardifs avec gisements porphyriques de type Cu-Mo.La nouvelle croûte à semi-consolidée fut affectée par une déformation svécocarélienne tardive (D_n) postérieure à 1850 Ma. Des plis de direction NNE avec clivage de crénulation ont été superposés sur des structures plus anciennes, associés à des zones de cisaillement transcurrentes de direction NW qui ont incurvé les plis F_n suivant des formes en S et Z. Le batholithe tectonique tardif s'est mis en place en partie au même moment que, et en partie après, la déformation D_n.

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, , 1500–2200 . , , : ; ; - . , 1850 ; NNE- , , NW , , F_n S Z. , .

     

Ammoniten-Ökologie am Beispiel des Oberjura

Zusammenfassung In vielen Fällen beeinflussen äußere Faktoren das Vorkommen der Ammoniten. Im Oberjura spielt die Wassertiefe eine große Rolle, daneben tritt die Wassertemperatur. Voraussetzungen der ökologischen Analyse sind bodenbezogenes Leben der Tiere und postmortale Autochthonie der Schalen. Methoden und Fehlerquellen werden besprochen. Aus der ökologischen Bindung vieler Ammoniten ergeben sich Folgen, vor allem für Stratigraphie, Phylogenie und Ontogenie.

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In many cases external factors determine the occurence of the ammonites. In the Upper Jurassic the depth of the sea is of great importance, as well as the temperature of the water. Ecological analysis requires life of the animals close to the sea floor, and that the shells are autochthonous.Methods and sources of errors are discussed. The dependence on environment of many ammonites has consequences, especially for stratigraphy, phylogeny and ontogeny.

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Résumé Souvent des facteurs extérieurs déterminent la présence des ammonites. Dans le Jurassique Supérieur la profondeur de la mer joue un grand rôle, aussi bien que la température de l'eau. L'analyse écologique doit supposer que les animaux vivent près du fond de la mer et que les coquilles sont autochtones. Les méthodes et les sources d'erreurs sont discutées. La dépendance des ammonites de leur milieu a des conséquences avant tout pour la stratigraphie, la phylogénie et l'ontogénie.

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, . , . .

     

Rb-Sr evidence for the presence of Ordovician gsranites in the deformed basement of the Badajoz-Córdoba belt,SW Spain

A Rb-Sr whole-rock investigation of suites of samples from two orthogneiss bodies in the Almendralejo area of the Oporto-Portalegre-Badajoz-Córdoba belt points to an Ordovician age for the granitic magmatism: about 470 Ma for the Almendralejo Gneiss (peralkaline metagranite) and about 425 Ma for the Ribera del Fresno Gneiss (leucocratic subaluminous metagranite), both with high initial⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios. This points to a post-Ordovician (Hercynian) age for the metamorphism and tectonic deformation that affected the area, including the gneisses, and rules out the alleged Cadomian or even older age.

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Zusammenfassung Die Rb-Sr-Gesamtgesteinsanalysen von Probeserien zweier orthogneisischer Körper der Almendralejo-Region des Oporto-Portalegre-Badajoz-Córdoba-Gürtels weisen auf ein ordovizisches Alter des granitischen Magmas hin: rund 470 Ma für den Almendralejo-Gneis (peralkaliner Metagranit) und rund 425 Ma für den Ribera del Fresno-Gneis (leukokratischer Metagranit), beide bei einem hohen initialen⁸⁷Sr/⁸⁶Sr. Diese Ergebnisse deuten auf ein post-ordovizisches (herzynisches) Alter der Metamorphose und der tektonischen Deformation hin, die das Gebiet, einschließ-lich des Gneises, beeinflußt haben. Sie schließen ein vermeintliches kadomisches oder älteres Alter aus.

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Résumé Une étude par Rb-Sr sur roche totale de séries d'échantillons de deux massifs d'orthogneiss de la région d'Almendralejo, dans la ceinture Oporto-Portalegre-Badajoz-Cordoue, indique un âge ordovicien pour le magmatisme granitique: environ 470 Ma pour le gneiss d'Almendralejo (métagranite peralcalin) et environ 425 Ma pour le gneiss de Ribera del Fresno (métagranite leucocrate subalumineux), tous deux avec des rapports initiaux⁸⁷Sr/⁸⁶Sr élevés. Ces résultats indiquent un âge post-ordovicien (hercynien) pour le métamorphisme et la déformation tectonique qui ont affecté la région, y compris les gneiss, et éliminent l'hypothèse proposée par ailleurs d'un âge cadomien ou même plus ancien.

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— — — Rb/Sr : 425 -- ( ) 470 ( ) ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr . - ( ) , , . , .

     

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. , . , . . , , . . , . - , , . . . . , , . , — . — . .

     

The brittle-plastic transition and the depth of seismic faulting

A simple rheological model of shearing of the lithosphere that has gained wide acceptance is a two layer model with an upper brittle zone in which deformation takes place by frictional sliding on discrete fault surfaces and a lower plastic zone in which deformation takes place by bulk plastic flow. The two are separated by an abrupt brittle-plastic transition, which is assumed to be indicated by the lower limit of seismicity. Experimental studies, however, as well as the deformation structures of mylonites, indicate that a broad transitional field of semi-brittle behavior lies between these extremes. This is a field of mixed mode deformation with a strength that can be expected to be considerably higher than that predicted from the extrapolation of high temperature flow laws. For quartzofeldspathic rocks the semi-brittle field lies between T₁, the onset of quartz plasticity at about 300 °C and T₂, feldspar plasticity at about 450 °C. A model is presented in which the transition T₁ does not correspond to a transition to bulk flow but to a change from unstable, velocity-weakening friction to stable, velocity-strengthening friction. T₁ thus marks the depth limit of earthquake nucleation, but large earthquakes can propagate to a greater depth, T₃, (T₃2) which corresponds to the lower limit of dynamic frictional behavior in the semi-brittle field and approximately to the peak in strength. The zone between T₁ and T₃ is one of alternating behavior, with flow occurring m the interseismic period and with co-seismic dynamic slip occurring during large earthquakes. This zone is characterized by mylonites interlaced by pseudotachylytes and other signs of dynamic faulting. The transition T₁ is also marked by a change in the generation mechanism of fault rocks, from abrasive wear above which produces cataclastites, to adhesive wear below, which is proposed as an important generation mechanism of mylonites in the upper part of the semi-brittle field.

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Zusammenfassung Ein einfaches rheologisches Modell für Schervorgänge in der Lithosphäre, das eine weite Akzeptanz erreicht hat, ist das Zweilagenmodell mit einer oberen spröden Zone, in der Deformation über Reibungsgleitung entlang diskreter Störungsflächen stattfindet, und einer unteren duktilen Zone. Hier erfolgt die Deformation durch plastisches Fließen. Beide Zonen werden durch einen abrupten spröd-plastischen Übergang voneinander getrennt, der vermutlich durch die untere Grenze der nachweisbaren Seismizität angezeigt wird. Experimentelle Untersuchungen wie auch die Deformationsgefüge in Myloniten zeigen hingegen, daß ein breites Übergangsfeld mit semisprödem Verhalten zwischen diesen beiden Extremen liegt. Hier befindet sich ein Bereich »gemischter« Deformation, deren Ausmaß beträchtlich über den aus der Extrapolation von Hochtemperatur-Fließ-Gesetzmäßigkeiten ableitbaren Werten liegen dürfte. Für Quarz-Feldspat-Gesteine liegt das halbspröde Feld zwischen T₁ dem Beginn der plastischen Deformation des Quarzes bei ca. 300 °C, und T₂, dem Beginn der Feldspatplastizität bei ca. 450 °C. Hier wird ein Modell vorgestellt, in dem der Übergang bei T₁ nicht dem Übergang zum Gesamtfließen, sondern dem Wechsel von instabiler, geschwindigkeitsreduzierender Reibung zu stabiler, geschwindigkeitskonstanter Reibung entspricht. T₁ markiert damit die Tiefengrenze der Erdbebenbildung, stärkere Beben können dagegen in größere Tiefe reichen T₃ (T₃2), die dann der unteren Grenze dynamischen Reibungsverhaltens im semispröden Bereich und angenähert dem Stärkemaximum entspricht. Die Zone zwischen T₁ und T₃ zeigt alternierendes Verhalten mit plastischem Fließen während interseismischer Perioden und dynamischem Gleiten während größerer Erdbeben. Diese Zone wird charakterisiert durch Mylonite und dicht zwischengepackten Pseudotachyliten sowie anderen Anzeigern dynamischer Faltung. Hinzu kommt im Bereich des Überganges T₁ ein Wechsel im Bildungsmechanismus gestörter Gesteine. Er geht von durchgreifender Ermüdung, die zu Kataklasiten führt, bis zu adhesiver Ermüdung, die als wichtiger Bildungsmechanismus für Mylonite im oberen Abschnitt des semispröden Feldes angesehen wird.

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Résumé Le modèle rhéologique de cisaillement de la lithosphère le plus largement accepté comporte deux couches superposées: une couche supérieure cassante, siège de déformations le long de surfaces discrètes, les failles, et une zone inférieure ductile ou s'opère un fluage plastique d'ensemble. La transition entre ces deux domaines est brusque et considérée comme la limite inférieure de la séismicité.L'étude des structures mylonitiques ainsi que les mesures expérimentales indiquent cependant qu'un large champ de transition à caractère «semi-cassant» s'étend entre ces deux extrêmes. Ruptures et fluage plastique sont présents dans cette zone, dont la compétence peut être considérée comme bien supérieure à celle qui résulte de l'extrapolation des lois de fluage à haute température. Pour les roches quartzofeldspathiques, ce champ «semi-cassant» s'étend de T₁, seuil de plasticité du quartz (environ 300 °C) à T₂, celui du feldspath (environ 450 °C). Dans ce modèle, la température T₁ ne correspond pas au seuil de fluage d'ensemble, mais à la frontière entre une région de frictions «instables» qui diminuent avec la vitesse, et une région de frictions «stables» qui augmentent avec la vitesse. Elle correspond donc à la profondeur limite de genèse des séismes. Les grands séismes peuvent cependant se propager jusqu'à une profondeur T₃ (T₃2) qui correspond à la limite inférieure du comportement dynamique des forces de frottement dans le domaine «semicassant». T₃ peut être considérée approximativement comme le point de résistance maximale de cette zone de transition. La zone comprise entre T₁ et T₃ peut donc être le siège alternativement soit de processus de fluage, soit de glissements le long de surfaces de rupture à l'occasion de séismes de forte magnitude. Cette zone se caractérise par des mylonites entremêlées de pseudotachylites et autres signes de rupture dynamique. La transition T₁ est également marquée par une modification du mécanisme de transformation des roches dans les zones de faille. Audessus de cette limite, un mécanisme d'usure «abrasif» produit des cataclasites, par opposition à un mécanisme d'usure «adhésif» en-dessous. Ce dernier mécanisme est proposé comme fort probable lors de la genèse de mylomtes dans la partie supérieure du champ «semi-cassant».

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() , . , , . . - , , . , , , , , . « » , , . - T₁ — 300° T₂ — 450°. , T₁ , , , . . . T₁ , , . — ₃ (₃ > ₂), . . , . t_{1 2} . , . , t₁ . , , ; .

     

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.     

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

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

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

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

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

     

Zum Flyschproblem in den Westpyrenäen

Zusammenfassung Die nur leicht gefalteten Westpyrenäen erlauben, die Stellung des dortigen Albflysch in seinem paläogeographischen Rahmen zu rekonstruieren. Die Sedimentologie der Sandsteine, ihre Körnung, Zusammensetzung, Transportrichtung sowie die Gefällsverhältnisse des Meeresbodens ließen sich flächenhaft darstellen. Daran schließen sich einige kritische Bemerkungen zum Flyschproblem, insbesondere zur Rolle der turbidity currents.

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The Western Pyrenees are but slightly deformed. They allow a determination of their Albian Flysch in its paleogeographic evironment. A complete sedimentology of the sandstones in question including transport-directions and, gradients of its marine sedimentary environment could be lined out. Critical remarks concerning Flysch problems and, turbidites are attached.

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Résumé Les Pyrénées orientales, qui ne sont que faiblement plissées, permettent de retracer la situation du flysch albien dans son cadre paléogéographique. La sédimentologie des grès, leur granularité, leur composition, la direction du transport ainsi que le gradient de pente du fond de la mer peuvent être figurés suivant son étendue. Viennent ensuite quelques remarques critiques sur le problème du flysch, en particulier sur le rôle des courants de turbidité.

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A revision of the Eurasian-African plate boundary in the western Mediterranean

The current picture of the plate configuration in the western Mediterranean suggests that Africa and Europe are separated by a transcurrent fault striking east-west through the Strait of Gibraltar and the Alboran Sea. Such a fault has been generally assumed because the Azores transform fault approaches the Horseshoe Seamounts north of Madeira and therefore could possibly extend through the Strait of Gibraltar. However, detailed geological studies in the Arc of Gibraltar and the Alboran Sea reveal no major east-west fault transecting the crust there. This finding is used here to revise the boundary between the African and Eurasian plates. It is suggested that the northern boundary of the African plate in the western Mediterranean is formed by the Hayes-Atlas Fault instead of the Azores transform.

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Zusammenfassung Nach gegenwärtiger Auffassung der Plattenkonfiguration im westlichen Mittelmeergebiet werden Afrika und Europa durch eine Ost-West verlaufende Transformverwerfung durch die Straße von Gibraltar und die Alboran See getrennt. Eine solche Verwerfung wird allgemein angenommen, da die Azoren-Transformverwerfung bis zum Horseshoe Seamount reicht und möglicherweise durch die Straße von Gibraltar fortgesetzt ist. Detailierte geologische Untersuchungen im Gibraltarbogen und der Alboran-See weisen jedoch nicht auf eine größere Ost-West Verwerfung hin, die dort die Kruste durchziehen könnte. Auf Grund dieses Befundes wird die Grenze zwischen der afrikanischen und der eurasischen Platte rediviert. Es wird vorgeschlagen, daß nicht die Azoren-Transformverwerfung, sondern die Hayes-Atlas-Verwerfung die nördliche Begrenzung der afrikanischen Platte im westlichen Mittelmeergebiet bildet.

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Résumé Le modèle habituellement admis des plaques dans la partie ouest de la Mediterranée suggère que l'Afrique et l'Europe sont séparées par une faille transcurrente est-ouest passant par le détroit de Gibraltar et la mer d'Alboran. Cette conception se base sur le fait que la faille transformante des Açores atteint le »Horseshoe Seamount« au nord de Madère et qu'elle pourrait se prolonger au travers du détroit de Gibraltar. Toutefois, des études géologiques détaillées dans l'Arc de Gibraltar et la mer d'Alboran ne révèlent pas de faille majeure (est-ouest) qui affecterait la croûte dans cette région. Cette observation amène une nouvelle interprétation du contact entre les plaques africaine et eurasiatique: il est suggéré que la bordure nord de la plaque africaine dans la partie ouest de la Méditerranée est formée par la faille de «Hayes-Atlas» et non par celle des Açores.

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, . , «» (Horseshoe Seamounts), , , . , - . . , , Hayes-Atlas.

     

Multistage crystallization of tonalitic enclaves in granitoid rocks (Hercynian belt,Spain): implications for magma mixing

The crystallization sequence, nucleation density and crystal index (n = nucleation density/mode) of tonalitic enclaves from different granitoids of the Hercynian orogeny indicate that they are pieces of magma partially crystallized in the interior of synplutonic bodies of basic magma, which was injected into a silicic magma chamber. A rapid cooling stage can be identified from the high nucleation density and high n-values of minerals. A final stage of slow cooling, is identified by a low nucleation density and low n-values. At this stage a residual melt crystallized in thermal equilibrium to the cooling rate of the whole magma chamber. Thermal equilibrium and convection are necessary conditions for mixing. Enclaves can be interpreted as the remaining, non-disaggregated portions of an early injected mafic magma, which in turn underwent hybridization during injection. Their presence indicates the existence of magma mixing processes and the possibility that the host granitoid was a hybrid rock.

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Zusammenfassung Die Kristallisationsabfolge, Keimdichte und der Kristallindex (n = Keimdichte/Modus) von tonalitischen Einschlüssen verschiedener Granitoide des variszischen Orogens zeigen, daß sie Teile eines Magmas sind, das teilweise im Inneren von basischen synplutonischen Magmenkörpern auskristallisierte und in eine silikatische Magmenkammer injiziert wurde. Eine Zeit schnellen Abkühlens kann an Hand der hohen Keimdichte und der niedrigen n-Werte festgestellt werden. Zu diesem Zeitpunkt kristallisierte eine Restschmelze unter thermischen Gleichgewichtsbedingungen und der Abkühlungsgeschwindigkeit der ganzen Magmenkammer aus. Thermisches Gleichgewicht und Konvektion sind für das Mischen notwendig. Einschlüsse können als nichtzerfallene Reste eines früh injizierten mafischen Magmas angesehen werden, welches während der Injizierung eine Hybridisierung erfuhr. Ihre Gegenwart zeigen das Vorhandensein von Magmenmischungsvorgängen und die Möglichkeit, daß der Muttergranitoid ein Hybridgestein war, an.

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Resumen La secuencia de cristalización, densidad de nucleación e índice cristalino (n = densidad de nucleación/moda) de enclaves tonalíticos de diferentes granitoides hercínicos, indican que dichos enclaves representan fragmentas de magma parcialmente cristalizados en el interior de cuerpos simplutónicos de magma básico, que originalmente fue inyectado en una cámara magmática félsica. Se puede identificar una etapa de enfriamiento rápido a partir de los altos valores de n y alta densidad de nucleación de los minerales. Una etapa final de enfriamiento lento es detectada por una baja densidad de nucleación y bajos valores de n de determinados minerales. Un líquido residual cristalizó en esta etapa lenta en equilibrio térmico y a la misma tasa de enfriamiento que toda la cámara magmática en conjunto. Equilibrio térmico y convección son condiciones necesarias para que se produzca mezcla. Los enclaves pueden ser interpretados como porciones no hibridadas de magma que han sido homogéneamente distribuidos dentro del granitoide encajante. Su presencia indicaría la existencia de procesos de mezcla de magmas y la posibilidad de que el granitoide encajante sea una roca híbrida.

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, (n = /) , , , . . . . , , . , , , , .

     

Deformation of pebbles in relation to associated structures in parts of Singhbhum Shear Zone,Eastern India

The Singhbhum Shear Zone separates the rocks of a highly metamorphosed northern group from an unmetamorphosed southern group. It had been recognised by earlier workers as a thrust zone in which the thrust movements were achieved by slip along a pre-existing schistosity. Deformed conglomerates crop out in discontinuous bands along the Shear Zone. Strain determinations from these conglomerates have been made to ascertain the strain pattern within the Shear Zone. None of the existing methods of determining strain from stretched pebbles can be applied to these conglomerates. An approximate value for shortening perpendicular to the schistosity can however be obtained from cross-cutting buckled veins. Detailed study of various small-scale structures clearly indicates that the principal structures of this region cannot be explained simply by a slipping on the schistosity.

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Zusammenfassung Die Singhbhum-Scherzone trennt die Gesteine der stark metamorphen nördlichen Gruppe von denjenigen einer nicht metamorphen südlichen Gruppe. Nach früheren Autoren ist es eine Überschiebungszone, worin die Überschiebungsbewegungen durch das Gleiten entlang einer älteren Schieferung zustande kamen. Deformierte Trümmergesteine treten in ununterbrochenen Bändern entlang der Scherzone auf. Man hat Deformationsbestimmungen von diesen Trümmergesteinen gemacht, um das Deformationsbild in der Scherzone zu erklären. Eine ausführliche Untersuchung der verschiedenen kleinmaßstäblichen Strukturen zeigt deutlich, daß die Hauptstrukturen dieser Gegend nicht einfach durch das Gleiten auf der Schieferung erklärt werden können.

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Résumé La zone de cisaillement de Singhbhum sépare les roches très métamorphiques au nord, de celles d'un groupe non-métamorphique au sud. Elle avait été reconnue lors de recherches précédentes comme étant la base de charriages suivant laquelle la poussée se serait faite par glissement le long d'une schistosité pré-existante. Des conglomérats déformés affleurent par bandes discontinues le long de cette zone. Grâce à ces conglomérats, des estimations sur la déformation ont été faites pour définir le style de déformation dans la zone de glissement. Une étude détaillée de différentes structures à petite échelle indique clairement qu'on ne peut pas expliquer les principales structures de cette région uniquement par un glissement sur la schistosité.

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. , , . . , . , .

     

Volcanic dykes in the north Chilean Coast Range

Dense swarms of predominantly mafic dykes outcrop in the north Chilean Coast Range. These rocks are not lamprophyres. They mark channelways used by Jurassic-to-Lower Cretaceous extrusives.The dykes can be divided into three groups according to their petrography, major and trace element compositions. Rocks of the oldest group (series I) are essentially andesitic with high Na, K, Fe, Ti, Mn, P, V and low Al and Sr values. The rocks of series II are normal calc-alkaline basalts and andesites, whereas the rocks of series III are rhyodacites with calc-alkaline affinities.It is proposed that the series I dykes are genetically related to a continental fault system, whereas the dykes of series II and III are directly related to the post-Triassic evolution of the Andean active continental margin.

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Zusammenfassung Die nordchilenische Küstenkordillere wird von einem dichten Netz vorwiegend mafischer Gänge durchzogen. Es sind dies keine Lamprophyre, sondern sie stellen Zufuhrsysteme effusiver Tätigkeit im Zeitraum Jura bis Unterkreide dar.Die Ganggesteine lassen sich petrographisch und aufgrund Haupt- und Spurenelementchemischer Charakteristika in drei Serien einteilen. Die ältere alkaline Serie I zeichnet sich durch erhöhte Na-, K-, Fe-, Ti-, Mn-, P-, V- sowie niedrige Al- und Sr-Gehalte aus. Die Basalte und Andesite der zweiten Serie hingegen zeigen eine normale kalkalkaline Entwicklung, die sich in den Rhyodaziten der dritten Serie fortsetzen dürfte.Während die Magmen der ersten Serie Affinitäten zu Basaltassoziationen kontinentaler Bruchsysteme aufzeigen, sind die kalkalkalinen Zusammensetzungen für die Magmenentwicklung des andinen, aktiven Kontinentalrandes seit dem Jura typisch.

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Resumen La Cordillera de la Costa en el Norte de Chile es atravesada por una densa red de filones principalmente máficos. No se trata de rocas lamprofidicas sino representan sistemas de conductión de un volcanismo Jurásico/Cretácico Inferior.Basandose en sus caracteristicas petrográficas y geoquímicas las rocas filonianas se pueden dividir en tres series. La serie I, la más antigua, demuestra altas concentraciones de los elementos Na, K, Fe, Ti, Mn, P y V así como bajos contenidos de Al y Sr. Al contrario, las rocas basálticas y andesíticas de la serie II son caracterizadas por un desarollo calco-alcalino normal, lo cual habrá continuado en las rocas riodacíticas de la serie III.Mientras los magmas de la primera serie se pueden comparar con asociaciones basálticas de sistemas de fallas continentales, las series calco-alcalinas, por el contrario, son tipicas para un magmatismo que actuó en el borde continental activo andino desde el Jurásico.

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- , , . , , . . . — 1 — Na, K, Fe, Mn, P, V . - ; . , - .

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Prof. Dr. W. Zeil zum 65. Geburtstag gewidmet     

Depôts glaciaires du Carbonifère inférieur à l'Ouest de l'Aïr (Niger)

Résumé Sur la bordure occidentale de l'Aïr, les dépôts du Viséen inférieur présentent des tillites surmontées par des argilites à blocaux et des rythmites, puis par des sables fluvio-glaciaires. On y observe des structures sédimentaires typiques: eskers, kames, stries et cannelures et blocs lachés. Ces dépôts, relativement localisés dans le temps et dans l'espace (sur 500 km en latitude), sont associés à un bombement de faible amplitude du vieux socle. Compte tenu des paléolatitudes de cette époque, la région se situerait vers 50°S et on peut penser que ce dôme a été recouvert par une calotte unique ou par de petites calottes glaciaires induites par un refroidissement régional, comme actuellement aux îles Kerguelen à 47°S, ou même global.D'autres dépôts à caractères glaciaires et scellés par des formations datées du Dévonien, suggèrent qu'une autre glaciation plus ancienne a pu exister dans la région.

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The Lower Visean deposits from western margin of the Aïr Mounts in Niger contain tillites, overlain by boulder argillites and rythmites covered by glaciofluvial sands. Typical sedimentary structures, such as eskers, kames, striation and fluting, dropped boulders were observed. These deposits, narrowly located in time and space (over 500 km in latitude) can be related to the presence of a low altitude dome of the basement. Considering the paleolatitudes at that time, the area would have been situated at about 50°S. This dome may have been covered with small ice caps, associated with a regional cooling, such as presently Kerguelen Islands at 47°S, or be due to a global cooling.Other deposits with glacial characteristics, observed under dated Devonian formations, suggest that an earlier glaciation could have exist in the region.

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Zusammenfassung Am Westrand des Aïr besteht das untere Visean aus Tilliten. Diese werden von Tonsteinen mit erratischen Blöcken und Rhythmiten überlagert. Höher folgen fluvioglaziale Sande. Typische Merkmale der glazigenen Schichtenfolge sind Oser, Kames, Gletscherschrammen und -furchen, einzelne Gesteinsblöcke etc. Das Vorkommen dieser Sedimente bleibt auf einem rund 500 km breiten Streifen im Bereich einer schwachen Aufwölbung des Grundgebirges beschränkt. Unter Berücksichtigung der zu dieser Zeit anzunehmenden Paläobreite würde dieses Gebiet bei etwa 50°S liegen, so daß die domartige Struktur von kleinen Eiskappen bedeckt gewesen sein könnte. Ihre Bildung zeigt damit eine regionale oder sogar eine globale Abkühlung an (wie jetzt für die Kerguelen-Inseln bei 47°S).Andere gleichfalls eiszeitliche Ablagerungen, die von sicher datierten Schichten des Devon überlagert werden, machen eine weitere — ältere — Vereisung in dieser Region wahrscheinlich.

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, , . , - . , -, , , , . 500 . , 50° .., . , , Kerguelen, 47° .. , , , .

     

Über den Einfluß der Mikroflora auf die exogene Dynamik (Verwitterung und Krustenbildung)

Zusammenfassung Geomikrobiologische Untersuchungen können zur Klärung vieler ungelöster Fragen des exogenen Kreislaufes der Elemente beitragen. Mikrobiologische Verwitterung und Krustenbildung finden in allen Klimabereichen der Erde statt, wobei der Einfluß der Mikroflora mehr oder weniger groß ist und von Fragen der Mikroenvironments und der beteiligten Arten abhängt. Zum Beispiel können Flechten vorwiegend gesteinsschützend (humides Klima) wirken oder tiefgreifende Zerstörungen (arides Klima) verursachen, je nach den angetroffenen edaphischen Bedingungen. Bei Untersuchungen zur Frage der Verwitterung und Krustenbildung im Negev (Israel) wurde festgestellt, daß das schwankende Gleichgewicht zwischen Oberflächenzerstörung, -konservierung oder -verkrustung in vielen Fällen durch die immer anwesende Mikroflora gesteuert wird. Die speziellen Licht- und Feuchtigkeitsbedingungen in ariden Gebieten begünstigen in besonderem Maße die Entwicklung eines Pionieredaphons aus Flechten, Blaualgen und Pilzen.Die Verwitterung anstehender Kalke und der sogenannten Wüstenpflaster (desert pavements) wird durch biologische Lösungsfronten eingeleitet und gesteuert, an denen Strauchflechten, Krustenflechten, endolithische Flechten, isoliert lebende hypolithische, chasmolithische und endolithische Algen (insbes. Cyanophyceen), Pilze und Bakterien beteiligt sind. In den Bereichen größter Verwitterungsintensität leben gleichzeitig die größten Mikroorganismenpopulationen. Auch die Entstehung von Eisen-Mangan-Krusten (Wüstenlack) im Negev und verschiedenen anderen Bereichen wird auf die Tätigkeit von eisen- und manganfällenden Flechten, Algen, Pilzen und Bakterien zurückgeführt. Da diese Eisen-Mangan-Fällungen weltweit verbreitet und in ihrer Ausbildung nur wenig unterschieden sind, können sie nicht als paläoklimatische Indikatoren verwendet werden.Die Vorgänge von Lösung und Fällung in ariden Gebieten, die bisher durch das Wechselspiel zwischen Erhitzung und Abkühlung sowie Befeuchtung und Evaporisation gedeutet wurden, werden zumindest in großen Teilen der heutigen Wüsten stark durch das mikrobiologische Pionieredaphon beeinflußt. Die heftige mikrobiologische Manganfällung, die im Bereich der meisten untersuchten Eisen-Mangan-Krusten nachgewiesen wurde, erklärt zwanglos die häufigen anormalen Schwankungen im Eisen-Mangan-Verhältnis sowie die Anreicherung dieser Elemente auf Gesteinen, die nahezu eisen- und manganfrei sind.

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Geomicrobiological investigations contribute to the solution of many open problems concerning the cycle of elements (i. e. weathering and deposition of minerals). Microbial weathering and crust development take place in all regions and under all climates of the earth. The part which the microflora takes in the whole process is dependant on microclimate, environment and composition of the rocks concerned. E. g. lichens in humid climates usually protect rocks from weathering while the same organism is one of the most effective deterioration agencies under arid climatic conditions.During some investigations in the Negev (Israel) we found that the instable equilibrium between surface corrosion, surface conservation and crust development is often controlled by microbial activities. The special conditions of light and humidity in desert regions favour especially the development of lichens, blue-green algae and fungi.The weathering of outcropping limestones and of the rocks of desert pavements is initiated and directed by biological solution fronts, which are composed of hypolithic lichens, endolithic lichens, hypolithic, chasmolithic and endolithic algae, fungi and bacteria. Regions of extreme weathering on the stones are simultaneously the places of the largest microbial populations. The development of iron-manganese-crusts (i. e. desert varnish) in the Negev (Israel) and in different regions of all climates is proved to be often connected to microbial activities. Lichens, algae and some special fungi and bacteria which precipitate Manganese and iron have been isolated from 11 samples of iron-manganese-crusts. Since these phenomena are world-wide distributed, they cannot be regarded as paleoclimatic indicators.The processes of solution and precipitation in arid regions, which have been regarded until now as purely physico-chemical (heating and cooling, wetting and evaporisation) have improved to be very often influenced by microbial activities. The intensive precipitation of Mn by microorganisms which live within iron-manganese-crusts explains the abnormal fluctuations of Fe/Mn-ratios in iron-manganese-crusts (desert varnishes) and the enrichment of iron and Manganese on rocks, which are nearly free of these elements.-- . , , . , , , ( ), ( ). () , , . (, ), . (desert pavements) , , , . . , , . , : , . (F + n) , , , . , , , , .

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Résumé Les recherches géomicrobiologiques peuvent résoudre plusieurs questions indécises du cycle éxogène des éléments. L'altération microbiologique et le developpement des croûtes influencé par des microorganismes ont lieu partout dans le monde. L'influence de la microflore dépend du milieu et des éspèces participantes. Les lichens par exemple peuvent être protéctants (climat humide) ou bien détériorants (climat aride) dépendant des conditions concernées.Pendant des recherches sur l'altération et le développement des Croûtes au Négév (Israel) nous avons constaté que l'équilibre instable entre détérioration et conservation des surfaces et le developpement des croûtes est souvant controllé par la microflore exo- et endolithique. Les conditions spéciales de lumière, température et humidité dans les régions désertiques sont souvent extrèmement positives pour lichens, algues bleu-vertes et champignons.L'altération des calcaires en place et sur les hammada (desert pavement) est souvent déclenchée et controllèe par des «zônes de solution biologique» qui pénètrent les pierres. Ces zônes de solution sont composées de lichens de surface, lichens endolithiques, algues hypolithiques, chasmolithiques et endolithiques, par champignons et bactéries. Dans les régions d'altération intensive la microflore est la plus nombreuse. Le développement des croûtes mangano-férrugineuses au Négév (Israel) et ailleurs est produit souvent par des lichens, champignons et bactéries qui précipitent fer et manganèse. En 11 parmi 14 échantillons nous avons isolé des organismes (champignons et bactéries) qui précipitent du manganèse en culture de laboratoire. Parceque ces croûtes de fer et manganèse sont distribuées partout sur le monde entier on ne peut pas les comprendre comme indices de paléoclimatologie.Les processus de solution et précipitation en zones arides, qu'on a compris jusqu'à présent comme résultat d'insolation et d'évaporisation, sont au moins partiellement produits par la microflore abondante. La précipitation intensive de manganèse par la microflore des croûtes mangano-ferrugineuses explique aisément les fluctuations anormales des proportions Fe/Mn dans les croûtes et l'enrichissement de ces élements sur des roches qui ne contiennent pas de fer et manganèse.

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Für freundliche Hilfe bei den Arbeiten in Israel danke ich besonders Prof. Dr. M.Evenari, Prof. Dr. Y. K.Bentor, Prof. Dr. M.Shilo, Prof. Dr. L.Picard, Z.Garfunkel und A.Katz. Für technische Hilfe danke ich U.Grütze und G.Tadday. Für die Reise standen mir Zuschüsse von der DFG zur Verfügung.     

Über permische und tertiäre Magmatite im Untergrund des Mainzer Beckens

Zusammenfassung Auf Grund der in der Bohrung Olm 1–10 km südwestlich von Mainz — gefundenen permischen (rotliegenden) Decken-Basalte und intrusiven tertiären Limburgite wurde eine Untersuchung ähnlicher Gesteine im Raum des Mainzer Beckens i. w. S. angeschlossen. Dabei stellte sich heraus, daß die permischen (rotliegenden) Deckenbasalte der Grenzlagergruppe des Saar-Nahe-Gebietes durch den Oberrheingraben in den Sprendlinger Horst und bis nach Oberhessen zu verfolgen sind. Die Limburgite der Bohrung Olm 1 werden zu den Grabenvulkaniten gerechnet. Für diese Na-betonten Magmatite wird, ausgehend von den Limburgiten der Bohrung Olm 1, ein paleozänes-eozänes, zumindest alttertiäres (prämitteloligozänes) Alter angenommen.

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Because of the Permian plateau basalts and intrusive Tertiary Limburgites found in the well Olm 1, 10 km southwest of Mainz, an investigation of analogous igneous rocks was added in the Mainzer Becken area. It turned out that the Permian plateaubasalts of the Grenzlagergruppe (Saar-Nahe area) are to be traced through Oberrheingraben into Sprendlinger Horst as far as Oberhessen. The Limburgites of the well Olm 1 rank among the volcanic rocks of the Oberrheingraben. On the basis of the Limburgites of the Olm 1 well, for these Na-accentuated igneous rocks a Paleocene-Eocene — at the very least early Tertiary — age is to be concluded.

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Résumé Suite à la découverte des basaltes des plateaux d'âge permien et des limburgites intrusives d'âge tertiaire dans le sondage Olm 1 (à 10 km au sud-ouest de Mayence) une étude a été consacrée aux roches semblables du bassin de Mayence et de ses confins. Il s'est montré, alors, que les basaltes des plateaux d'âge permien appartenant au groupe du «Grenzlager» du bassin de la Sarre-Nahe se poursuivent à travers du fossé rhénan jusqu'au «Sprendlinger Horst» et à la Hesse méridionale. Les limburgites du sondage Olm 1 par contre appartiennent à la suite volcanique à caractère sodique du fossé rhénan. En se basant sur ces limburgites un âge paléocène à éocène — ou pour le moins antéoligocène moyen — de la suite volcanique du fossé d'effondrement paraît démontré.

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. . 1–10 . — , . , - . I . , -, - , , - , ( ).

     

On the rate of lava- and tephra production and the upward migration of magma in four icelandic eruptions

The rate of the lava production of three Icelandic fissure eruptions (Lakagigar 1783, Hekla 1947, Askja 1961) is calculated and an attempt is made at a reasonable approximation of the rate of lava production per length and width of the feeding fissures and the rate of upward migration of the magma through the fissures. The results are summed up in Table 2. The figures for the maximum upward migration there presented should be regarded as minimum figures. As a comparison with the mainly lava producing fissure eruptions the tephra production of the acid and highly explosive Askja eruption of 1875 is discussed. It has hitherto been assumed that the enormous amount of tephra, about 2 km₃, which was produced by this eruption in 8 1/2 hours, came entirely from the Viti crater, but with regard to its small diameter it seems likely that the very fine grained tephra produced during the first hours of the eruption was partly expelled from nearby fissures now covered by Lake Öskjuvatn.

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Zusammenfassung Die Rate der Lavaförderung bei drei isländischen Spalteneruptionen (Lakagigar 1783, Hekla 1947, Askja 1961) wird errechnet, und es wird versucht, einen Annäherungswert zu gewinnen über die Rate der Lavaförderung, bezogen auf Länge und Weite der Zuführungsspalten und die Rate der Aufwärtsbewegung des Magma durch die Spalten. Die Ergebnisse sind in Tafel 2 zusammengefaßt. Die darin angegebenen Zahlen für die maximale Aufwärtsbewegung sollten als Minimum aufgefaßt werden. Als Vergleich mit den hauptsächlich Lava führenden Spalteneruptionen wird die Tephraproduktion der sauren und hochexplosiven Askja Eruption von 1875 behandelt. Bisher wurde angenommen, daß die enorme Menge Tephra — ungefähr 2 km₃, die diese Eruption in 8 1/2 Stunden hervorbrachte — ausschließlich aus dem Viti Krater kam; aber in Anbetracht seines geringen Durchmessers scheint es wahrscheinlich, daß die sehr feinkörnige Tephra, die während der ersten Stunden der Eruption entstand, teilweise von nahegelegenen Spalten ausgeworfen wurde, die jetzt vom Öskjuvatn-See bedeckt sind.

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Résumé La mesure de production de lave de trois éruptions fissurales de l'Islande (Lakagigar 1783, Hekla 1947, Askja 1961) est calculée et il est essayé de rapprocher la mesure de cette production à l'égard de longueur et largeur des fissures d'alimentation, et la mesure de la migration vers le haut du magma par les fissures. Les résultats sont présentés au tableau 2. Les chiffres de la migration maximum vers le haut doivent être entendus comme minimum. En comparaison avec l'éruption fissurale produisant principalement de la lave, la téphra production de l'acide et fort explosive éruption de l'Askja de 1875 est discutée. On a supposé jusqu'à présent que l'énorme masse de téphra, environ 2 km₃, qui fut produite lors de cette éruption en 8 1/2 heures, provenait seulement du cratére Viti; mais considérant son petit diamètre il est probable que la téphra de grain fin fut en partie lancée par des fissures voisines et qui à présent sont couvertes par le Lac Öskjuvatn.

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(Lakagígar 1783; Hekla 1947; Askja 1961). . Askja 1875 , . .

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Dedicated to Professor Dr. A.Rittmann on the occasion of his 75. birthday     

Correlations entre les mineralisations du Sud-Peruvien et les teneurs en elements traces desroches eruptives

Résumé L'étude géochimique par dosages des éléments traces métalliques (Cu, Zn, Pb, Ni, Co, V, Cr, Mo, Sb, Li, Rb.) dans les roches éruptives du Sud-Péruvien a été menée afin d'établir une corrélation entre ces éléments traces et les minéralisations exprimées. Les variations des teneurs en éléments traces de certains types de roches suivent la répartition des gites métallifères correspondants. Des considérations géochimiques nous ont amené à diviser les Andes en deux provinces majeures, une province occidentale où dominent les effets du magmatisme en relation avec la subduction de la plaque de Nazca qui induit une zonalité transverse à l'orogène, et une province orientale où domine en revanche l'influence de zones de fusion crustales génératrices de minéralisations à dominante acide et poly-métallique. Une zonalité longitudinale à la chaîne andine se superpose à la précédente et s'explique par l'enfouissement graduel de la zone de fusion crustale vers le Nord.

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The relationships between mineralisations in S-E Peru, and the eruptive country rocks have been studied by means of quantitative trace element determination (Cu, Zn, Pb, Ni, Co, V, Cr, Mo, Sb, Li, Rb). The variations of trace element content in the rocks is in good accordance with the repartition of the ore deposits. We have divided the Andean orogen in two principal provinces according to geochemical considerations: in the occidental one the Nazca plate subduction plays an important role in mineralizations zoning, but in the oriental one, the control of acid and poly-metallic mineralisations can be attributed to crustal fusion zones. Nevertheless, a longitudinal zoning appears in this zone and can be related to northward depth's increase of crustal fusion zone.

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Zusammenfassung Die Analyse von verschiedenen Metallen (Cu, Zn, Pb, Ni, Co, V, Cr, Mo, Sb, Li, Rb) in magmatischen Gesteinen der süd-peruanischen Provinz zeigt eine Wechselbeziehung zwischen Geochemie und Lagerstättenbildung. Die Veränderungen der Gehalte folgen der Verteilung der entsprechenden Lagerstätten. Es folgt daraus, daß die Anden in zwei geochemische Provinzen einzuteilen sind. In der westlichen Provinz sind die Lagerstättenbildungen durch die Nazca Subduktion Platte kontrolliert; dieser Platte zugeordnet ist eine Einteilung in Zonen. In der östlichen Provinz haben die krustalen Aufschmelzungen einen sauren Charakter der Lagerstättenbildungen zur Folge. Eine weitere Teilung der östlichen Provinz in Zonen erklärt sich aus der Vertiefung der krustalen Aufschmelzungszonen in nördlicher Richtung.

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Resumen El estudio geoquemico de Cu, Zn, Pb, Ni, Co, V, Cr, Mo, Sb, Li, Rb, en rocas igneas del Sur-Este del Peru ha llegado a relacionar estos elementos en trazas y los yacimientos explotados. Las variaciones de contenido en elementos metallicos de ciertos tipos de rocas igneas siguen la abundancia de los indicios superficiales corespondientes. Consideraciones geoquemicas permiten dividir la Cordillera de los Andes en dos provincias de major importancia: una provincia oriental donde esta predominante el efecto del magmatismo relacionado a la subduction de la placa de Nazca, lo que induce una zonalidad transversal a los Andes; una provincia oriental donde zonas de fusion hundidas dentro de la corteza continental producen en general paragenesis de tipo acido y polimetalico.Una zonalidad longitudinal a los Andes esta sobrepuesta a la precedente y se explica por el hundimiento progresivo de la zona de fusion hacia el Norte, entre Bolivia y el Peru del Sur.

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, - : , Zn, Pb, Ni, , V, Cr, Mo, Sb, Li, Rb. . , . Nazca; . . , , , .

     

The rhombohedral framework of the Scandinavian Caledonides and their foreland

The Baltic Shield of northern Europe is transsected by approximately N-S and NW-SE striking Proterozoic fault and fracture zones that were remobilized during the Late Precambrian opening of the Iapetus ocean and the SE-directed thrusting of the Caledonian nappes in Mid-Paleozoic time. Remobilizations of these older structures account for a distinct subsidence history and sedimentological evolution over each fault-bounded basement segment during opening of the Iapetus and for a distinct metamorphic and structural development found within each block during overthrusting of the Caledonian nappes and the exhumation of the orogen. The two fault sets define basement blocks with rhombus-like plan sections which had individual subsidence histories during Iapetus rifting as is expressed by their Late Precambrian (Riphean and Vendian) to Silurian sedimentary cover of contrasting thickness and facies. This contrasting subsidence history of the various basement blocks may have contributed to differences in thrusting level, thrust excision (nappe size), and tectonic style. Correlative Caledonian nappes from adjacent faultbounded basement blocks were thrust diachronously resulting in transport transverse to the general thrusting direction. Thrusting oblique to the NW-SE fault zones and orogen parallel extension resulted in lateral-ramp folds in the cover and reactivation along the NW-SE faults imbricated the overlying nappes. The extent of basement imbrication and duplex formation is variable in the different segments. Within single segments, the basement imbrication and duplex-formation defined basement highs that roughly align in two parallel zones within the orogen. The site of the basement duplexes is probably controlled by older N-S fracture zones while the pinch- and-swell structure parallel to the orogen is caused by the individual deformation and thrusting behavior of the basement and cover sequences that are bound by the NW-SE fault zones. Thus the Caledonian orogen appears to have inherited the Precambrian structural grain of the underlying, Baltic Shield.

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Zusammenfassung Der Baltische Schild Nordeuropas ist von im Proterozoikum angelegten Verwerfungen und Scherzonen mit nördlichem sowie und nordwestlichem Streichen durchzogen, welche während der spätpräkambrischen Öffnung des Iapetus-Ozeanes und der anschließenden, südöstlich gerichteten Überschiebung der kaledonischen Decken im ausgehenden Alt-Paläozoikum reaktiviert worden sind. Die Wiederbelebung dieses ererbten, durch steilstehende Störungen gekennzeichneten, rhombenförmigen Strukturmusters führte zu unterschiedlichen Absenkungsraten der Störungsbegrenzten Grundgebirgsblöcke und steuerte somit die Ablagerungsbedingungen in entstehenden Sedimentationströgen während der Öffnungsphase des Iapetus-Ozeans. Durch diesen Prozeß lassen sich latterale Unterschiede in Mächtigkeit und Fazies der jungpräkambrischen bis altpaläozoischen Deckensedimente entlang dem Nordwestrande des damaligen Kontinentes Baltica, sowie Differenzen in der metamorphen und strukturellen Entwicklung der durch Störungen begrenzten Blöcke während der Überschiebung der kaledonischen Decken und der Hebung des Gebirges erklären. Vertikale Blockverschiebungen und Kippungen von Blöcken relativ zueinander können beobachtete Unterschiede in den Abscherungs- und Überschiebungsniveaus, sowie unterschiedliche tektonische Baustile auf und vor (vor allem) zwischen Blöcken erklären helfen. Untereinander korrelierbare kaledonische Deckensegmente haben, in Bezug auf Transportrichtung und Strecke, voneinander unterschiedliche Wege oberhalb ihrer Untergrundsegmente zurückgelegt. Während dieser Überschiebung auf ein sich simultan veränderndes Relief ist es dabei zu Teilbewegungen schräg zur Hauptüberschiebungsrichtung gekommen, was seinerseits zu seitlichen Verzahnungen benachbarter Deckensegmente geführt hat. Die NWSE streichenden Blockgrenzen haben während lokaler Überschiebungen leicht schräg zu dieser Hauptrichtung als Widerlager und Rampen (lateral ramps) für die darübergleitenden Decken gewirkt, welche sich ihrerseits bei diesem Prozeß in orogentransversale Falten gelegt haben. Je nach ihrer Lage und Neigung sind die verschiedenen Segmente während der Kollisionsphase des kaledonischen Orogens in unterschiedlichem Grade von internen Störungen betroffen worden. Die durch intensive Internscherung hervorgerufenen Krustenverdickungen zeigen eine perlschnurartige Anordnung in zwei orogenparallele zonen, deren Anlage sich auf unterliegende und mitverfrachtete N-S Störungszonen zurückführen lassen kann. Das Anschwellen und Ausdünnen (pinch- and-swell) von tektonischen Einheiten entlang der Längsrichtung des Orogens läßt sich durch unterschiedliche Deformationsverhalten innerhalb der durch NW-SE Störungen begrenzten Segmente erklären. Die Kaledoniden Skandinaviens haben offensichtlich das strukturelle Gepräge ihrer präkaledonischen Unterlage ererbt.

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Résumé Le bouclier baltique est traversé par des fractures protérozoïques orientées approximativement N-S et NW-SE. Ces failles furent réactivées d'abord au Précambrien tardif lors de l'extension correspondant à l'ouverture de l'Océan lapétus, ensuite au Protérozoïque moyen lors du charríage des nappes calédoniennes vers le SE. La réactivation de ces vieilles structures explique qu'on observe pour chaque bloc du socle faillé une subsidence et une sédimentation différente pendant la phase d'extension (ouverture du lapétus), ainsi qu'une évolution métamorphique et structurale distincte pendant le charriage des nappes calédoniennes et l'exhumation de l'orogène. Les deux groupes de failles définissent dans le socle des blocs à sections rhombiques qui présentaíent chacun une subsidence particulière pendant l'ouverture du lapétus, comme l'indiquent les variations d'épaisseur et de facies de leur couverture sédimentaire tardi-précambrienne (vendienne) à silurienne. Cette subsidence variable selon les blocs pourrait avoir contribué à induire des différences dans les niveaux de décollement et de charriage des nappes, ainsi que dans le style tectonique. Les unités tectonostratigraphiques des blocs adjacents furent charriées de façon diachronique avec comme résultat un transport transverse par rapport à la direction dominante du charriage. Ce déplacement oblique vers les zones de failles NW-SE et l'extension parallèle de l'orogène ont produit des plis transversaux dans la couverture; la réactivation des failles NW-SE s'est traduite par l'imbrication des nappes surincombantes. L'importance de cette imbrication et de la formation de duplex est variable selon les différents segments du socle. Pour chaque segment particulier, l'imbrication du socle et la formation de duplex ont engendré des culminations de socle alignés selon deux zones parallèles dans l'orogène. La position des duplex est probablement régie par de vieilles failles N-S alors que la structure en «pinch- and-swell» le long de l'orogène est causée par le caractère individuel de la déformation et du charriage du socle et de sa couverture, propre à chaque bloc limité par des failles NW-SE. L'orogenèse calédonienne a été ainsi fortement afffectée par les structures précambriennes du bouclier baltique sous-jacent.

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, lapetus - . , , , , , lapetus. - - , , . , , , . , , . , . NW-SE (»side-wall ramps«) , . . , , , ; , , , - . (pinck- and-swell) , , NW-S . , - .

     

Zur Geochemie der Schichten der Kreuznacher Gruppe im Saar-Nahegebiet

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

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

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

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Trends in the Postsvecokarelian development of the Baltic Shield

The Postsvecokarelian development of the Baltic Shield shows a parallel development with tension and dolerite intrusions in the core zone and granite intrusions, compression and crustal shortening in the south-western margin. A crustforming event with calk-alkalic granitoid intrusions which with time moves westwards is followed by remelting and intrusion of alkali-intermediate granites and metamorphism. The south-western margin of the Shield probably was a stable ocean/continent border zone for a very long time. In spite of several attempts, no conclusive testable model for the development can be put forward today.

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Zusammenfassung Die postsvekokarelische Entwicklung des Baltischen Schildes ist von einer zeitgemäßen Parallelität mit Tension und Diabasintrusionen in der östlichen Kernzone und Granitintrusionen, Kompression und Krustenverkürzung in der südwestlichen Marginalzone gekennzeichnet. Eine Phase mit Krustenbildung, die mit der Zeit nach Westen rückt, und wo kalkalkalische Granitoide als wesentlichstes neugebildetes Gestein auftreten, wird von Metamorphose und erneutem Aufschmelzen und Intrusionen alkaliintermediärer Granite gefolgt. Die südwestliche Marginalzone des Schildes war ein stabiler Ozean/Kontinent-Grenzbereich während einer langen Zeitperiode. Ein testbares endgültiges Modell der Entwicklung kann heute trotz mehrerer Versuche nicht aufgestellt werden.

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Résumé Le développement postsvécokarélien du bouclier baltique est caractérisé par un parallélisme dans le temps entre l'extension et l'intrusion de diabases dans la zone centrale de l'Est et par des intrusions granitiques, une compression et un rétrécissement crustal dans la zone marginale du Sud-ouest. Une phase avec formation d'une croûte, qui se propage vers l'ouest, et au cours de laquelle les nouvelles roches formées sont essentiellement des granitoïdes calco-alcalins, est suivie d'un métamorphisme et d'une palingenèse avec intrusions de granites alcalins intermédiaires. La zone marginale du Sud-ouest du bouclier était un domaine-limite océan-continent »stable«, pendant une longue période de temps. Une modélisation controlable du développement ne peut être avancée aujourd'hui malgré plusieurs tentatives.

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