Fractionnement isotopique dans l'eau de cristallisation du sulfate de calcium

Résumé Le fractionnement isotopique (¹⁸O) entre l'eau de solubilisation et l'eau de cristallisation du gypse a été déterminé expérimentalement. La différence de l'ordre de 4 semble indépendante de la température. La connaissance de la composition isotopique de l'eau de solubilisation donne des indications paléoclimatiques et paléogéographiques.

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The¹⁸O fractionation between mother water and crystallisation water of the gypsum was determined by experiments. The difference, about 4 seems independent of temperature. The knowledge of the isotopic composition of mother water gives paleoclimatic and paleogeographic informations.

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Zusammenfassung Der¹⁸O-Gehalt im Porenwasser und Konstitutionswasser im Gips wurden experimentell bestimmt. Der Unterschied von 4 scheint unabhängig von der Temperatur zu sein. Die Kenntnis der Isotopenzusammensetzung des Porenwassers gibt paläoklimatische und paläogeographische Informationen.

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

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

Age determinations on lead ores

The isotopic abundances of about 150 samples of lead minerals from Africa and Europe have been measured. pb²⁰⁷/Pb²⁰⁶ model ages are calculated, the Pb²⁰⁸ content is used as a check for this model age. The usefulness and the limits of this common lead dating method are discussed.The results, including model ages higher than 3×10⁹ years are presented. It is pointed out that ages, determined by the common lead method, are in principle defined differently from ages obtained by other methods. In the case of a secondary mineral argon, lead, and strontium may be lost. Thus the Pb-Th-U, A-K, and Sr-Rb ages will give the time of the secondary formation in the idealized case. On the other hand, the common lead method principally gives the time of the first mineralization of the material involved. Thus, by means of the common lead method a geochemical important event, the first mineralization can be investigated, which is impossible by using the other methods.The common leads with anomalous isotopic composition similar to Joplin lead (J-type) are discussed. Criteria for recognizing anomalities are summarized and preliminary results in connection with these are given. Volcanism is recognized as one possible source of this anomaly, according to measurements of lead sublimates from Vesuvio and the Island of Volcano in the Mediterranean sea.

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Zusammenfassung Die Isotopenhäufigkeit von ungefähr 150 Bleimineral-Proben aus Afrika und Europa wurden untersucht.Pb²⁰⁷/Pb²⁰⁶-Modell-Alter wurden berechnet, der Pb²⁰⁸-Gehalt diente als Kontrolle dieses Modellalters. Brauchbarkeit und Grenzen der Methode werden diskutiert.Es wurden Modell-Alter bis zu mehr als 3×10⁹ Jahren gefunden. Modell-Alter von Bleimineralien sind prinzipiell anders definiert als solche, die mit anderen Methoden bestimmt werden. Im Falle eines Sekundärminerals können Argon, Blei und Strontium verloren gehen. Deshalb ergeben Pb-Th-U, A-K und Sr-Rb Alter, im idealisierten Fall, den Zeitpunkt der letzten Mineralisation. Die gewöhnliche Bleimethode ergibt das Alter der ersten Mineralisation des Materials.Bleie mit anomaler Isotopenzusammensetzung, ähnlich dem Joplin-Blei (J-Typen), werden diskutiert. Kriterien zur Identifikation der Anomalien sowie vorläufige Resultate werden aufgeführt. Auf Grund von Messungen an Bleisublimaten des Vesuves und der Insel Vulcano im Mittelmeer kann der Vulkanismus als eine mögliche Ursache dieser Anomalien betrachtet werden.

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Résumé On a mesuré la fréquence des isotopes dans environ 150 échantillons de minerai de plomb provenant d'Afrique et d'Europe. Les âges ont été calculés suivant la méthode du Pb²⁰⁷/Pb²⁰⁶; la teneur en Pb²⁰⁸ a servi de contrôle pour cette formule. Les auteurs discutent l'utilisation et les limites de la méthode. On trouve des âges de plus de 3×10⁹ années. Il est établi qu'avec des méthodes normales au plomb les âges obtenus sont différents de ceux obtenus par d'autres méthodes.Lors de déterminations d'âge sur des «minéraux secondaires» il a pu se produire une déperdition d'argon, de plomb et de strontium. La méthode ordinaire au plomb donne l'âge de la première minéralisation du matériau.L'auteur discute le cas du plomb ayant une composition isotopique anormale semblable à celle du plomb de Joplin.

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This paper has been read by one of us (J. G.) at the International Geological Congress in Mexico City 1956. We are informed only now that the publication of the proceedings of this congress had to be interrupted for technical reasons, as far as geochemistry is concerned. Though this paper has been distributed to a limited number of interested laboratories we take the opportunity to publish our paper in its original form in the Geologische Rundschau.     

Über die Beziehungen des „Cenomans“ zur Gosau in den Nördlichen Kalkalpen und ihre Auswirkungen auf die paläogeographischen und tektonischen Vorstellungen

Zusammenfassung Die Beziehungen des Cenomans der Nördlichen Kalkalpen zur Gosau betreffen die Stratigraphie und die Paläogeographie.Das ehemalige Cenoman wird heute zu den Branderfleck-Schichten gestellt und hat aufgrund der Neuuntersuchung der Foraminiferenfauna eine stratigraphische Reichweite vom Untercenoman bis in das Untercampan. Anhand von fünf ausgesuchten Profilteilen aus den Bayerischen Kalkalpen wird kurz die lithologische Entwicklung und die Biostratigraphie aufgezeigt. Cenoman und Gosau überlappen sich stratigraphisch. Eine Schichtlücke im Oberturon als Ausdruck der prägosauischen/mediterranen Faltungsphase gibt es nicht.Olistholithe in Flachwasser-Fazies aus olisthostromatischen Sedimenten werden von einer im Süden gelegenen Schwellenregion bezogen. Die Existenz dieser Oberaudorfer Schwelle ist für den Zeitraum Cenoman bis Santon gesichert. Sie trennte ab dem Coniac die Branderfleck-Schichten im Norden von den altersgleichen Gosau-Sedimenten im Süden.Die basale Gosau des Unterinntals wurde insbesondere am Florianiberg bei Oberaudorf untersucht. Dabei fielen drei Typen von Unterkreide-Geröllen, vorwiegend in Urgon-Fazies, auf, die stratigraphisch in das Apt zu stellen sind.Die drei genannten Aspekte, Stratigraphie der Branderfleck-Schichten, Olistholithe in Flachwasser-Fazies von der Oberaudorfer Schwelle und die unterkretazischen Urgon-Gerölle der basalen Gosau, führten zu neuen Vorstellungen über die paläogeographische EntWicklung des mittleren Teils der Nördlichen Kalkalpen vom Barrême bis zum Santon. Es wird wahrscheinlich gemacht, daß die kalkalpine Urgon-Schwelle (Barrême-Apt) auf dem südlichen Bajuvarikum und/oder auf dem nördlichen Tirolikum gelegen ist und vom Barrême bis zum Priabon aufgrund der tektonischen Raumverengung allmählich nach Norden gewandert ist. Dabei hat sie immer wieder Urgon-Gerölle geliefert (Dynamisches Modell). Der Nachweis lückenloser Sedimentation auf der Lechtal-Decke, insbesondere über dieTuron/Coniac-Grenze hinweg, nimmt dem bisher stärksten Argument, das für die prä gosauische/mediterrane Phase sprach, gänzlich seine Wirksamkeit.In der Kritik der Phasenlehre wird der Ablauf tektonischer Ereignisse im Kalkalpin zur Kreidezeit in FormStillescher Faltungsphasen abgelehnt. Es handelt sich vielmehr um kontinuierliche Langzeitvorgänge, die sich vorwiegend unter Meeresbedeckung abgespielt haben.

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Between the Cenomanian and the Gosau Beds of the Northern Calcareous Alps there exists a stratigraphical and palaeogeographical relationship.The former Cenomanian is now included in the Branderfleck Beds (Gaupp 1980, 1982) and in accordance with the recently investigated foraminiferal fauna its stratigraphical range reaches from Lower Cenomanian to Lower Campanian. Parts of five selected sections of the Bavarian Alps are presented with their lithology and biostratigraphy.The Cenomanian and the Gosau Beds overlap stratigraphically and there is no hiatus in the Upper Turonian with could express a Pregosavian/Mediterranean tectonic phase.Olistoliths of shallow marine origin are derived from the southern shoal ridge. Their facies is briefly described and figured. The existance of this ridge (Oberaudorfer Schwelle,Weidich 1982 b), is certain for the interval from Cenomanian to Santonian. From Coniacian times onwards this ridge separates the Branderfleck Beds in the North from the Gosau Beds in the South.The basal Gosau Beds of the Inn valley have been studied in detail at the Florianiberg near Oberaudorf. There are three types of pebbles from the Lower Cretaceous Urgonian facies. This Urgonian facies corresponds well to that ofHagn (1982 b), but is of Aptian age.The three aspects: stratigraphy, olistoliths, and the Lower Cretaceous pebbles lead to new ideas on Barremian to Santonian palaeogeography of the central part of the Northern Calcareous Alps. It is likely that the Urgonian ridge of the Calcareous Alps (Barremian to Aptian) was located on the southern part of the Bajuvarian tectonic unit and/or on the northern part of the Tirolian unit. Due to tectonic contractions of the Northern Calcareous Alps from Barremian to Priabonian times the Urgonian ridge gradually moved northward. During this period Urgonian pebbles were produced repeatedly (dynamic model). Therefore, the static model which assumes a position of the Urgonian ridge north of the Thiersee Basin (Hagn 1982 b), and therefore competes with the dynamic model, is rejected.The evidence of uninterrupted sedimentation on the Lechtal nappe, especially across the Turonian/Coniacian boundary, speaks against a Pregosavian/Mediterranean folding phase.The tectonic phase theory ofStille applied to the Cretaceous of the Northern Calcareous Alps should therefore be rejected. Tectonic events are thought to be long ranging events with ongoing sedimentation. These events took place predominantly below sealevel.The phase theory should be checked in other mountains and for other geological periods. The phase theory had the effect of inhibiting investigations into stratigraphy, palaeogeography, and palaeotectonics, and its abandonment will stimulate further geological research.

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Résumé Les relations du « Cénomanien » des Alpes calcaires du Nord avec le Gosau concerne la stratigraphie et la paléogéographie. L'ancien « Cénomanien » est rapporté aujourd'hui aux Couches de Branderfleck (Gaupp 1980, 1982). De nouvelles recherches basées sur les foraminifères lui donnent un âge allant du Cénomanien inférieur au Campanien inférieur. A l'aide de cinq séquences des Alpes calcaires bavaroises du Nord, on peut décrire brièvement l'évolution lithologique et la biostratigraphie du « Cénomanien ». - Le « Cénomanien » et le Gosau se recouvrent stratigraphiquement. Une lacune du Turonien supérieur qui serait l'expression de la phase de plissement prégosau/méditerranéenne n'existe pas.Des olistholites en eau peu profonde dans une sédimentation olithosthromique proviennent d'une région de haut-fonds situés plus au Sud. Le caractère des olistholithes est décrit et figuré en partie. L'existence du Haut-fond d'Oberaudorf (Weidlich 1982 b) est affirmée pour le Cénomanien-Santonien. A partir du Coniacien il a séparé les Couches de Branderfleck dans le Nord des sédiments de même âge de Gosau dans le Sud. - Le Gosau basai de la vallée inférieure de l'Inn a été étudié en particulier au Florianiberg près d'Oberaudorf. Trois types de galets du Crétacé inférieur, notamment à facies urgonien, sont à remarquer; ils sont à mettre stratigraphiquement dans l'Aptien.Ces trois aspects, la stratigraphie des Couches de Branderfleck, les olistholithes à facies d'eau peu profonde provenant du Haut-fond d'Oberaudorf et les galets urgoniens du Crétacé inférieur du Gosau basai, ont conduit à des idées nouvelles sur l'évolution paléogéographique de la partie moyenne des Alpes calcaires du Nord depuis le Barrémien jusqu'au Santonien. Il est très probable que le haut-fond urgonien (Barrémien — Aptien) s'est installé sur le Bajuvaricum méridional et/ou sur le Tyrolicum septentrional, et qu'il s'est déplacé peu à peu vers le Nord entre le Barrémien et le Priabonien à cause du resserrement tectonique. Il en a fourni constamment des galets urgoniens (modèle dynamique).La démonstration d'une sédimentation sans lacune dans la Nappe de la Lechtal, en particulier au-dessus de la limite Turonien — Coniacien, anihile ce qui fut jusqu'à présent le plus fort argument en faveur d'une phase prégosau/méditerranéenne. En ce qui concerne la critique de la théorie des phases, le déroulement des phénomènes tectoniques dans les Alpes calcaires au Crétacé sous la forme des phases de plissement de Stille, est abandonnée. Il s'agit beaucoup plus de processus continus de longue durée qui se sont principalement déroulés sous la mer.

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Nach einem während der 73. Jahrestagung der Geologischen Vereinigung in Berchtesgaden 1983 gehaltenen Vortrag.     

Variscan molasse in the Saar-Nahe Basin (W-Germany), Upper Carboniferous and Lower Permian

The Saar-Nahe Basin is a Permocarboniferous molasse basin within the Variscan orogenic chains. Surface access is possible in an area of 100×40 km just south of the Rheinisches Schiefergebirge. Below a thick Mesozoic cover the basin has a total extension of about 300×100 km. 4.1 km Upper Carboniferous and 1.6 km Lower Rotliegend grey fluviolacustrine deposits and additional 1.8 km Upper Rotliegend red alluvial deposits were accumulated.The depositional environments of the Upper Carboniferous to Lower Rotliegend beds, known from surface outcrops and 20 wells, are alluvial only along the northwestern margin of the basin, but braided and meandering fluvial, deltaic and lacustrine within the basin. Coal to a considerable amount only developed in the Westfalian.Paleocurrent data indicate a sediment transport from the northern Rhenohercynicum (Hunsrück) during the Westfalian. They delivered lithic arenites, which found a depocenter S of the Saar-Nahe Basin as it is exposed today. In the Stefanian a sediment transport from the southern Moldanubicum (Schwarzwald, Vosges and Massif Central) became active. The depocenter of the basin shifted to the NE and gradually approached the Rheinisches Schiefergebirge, disconnected from it by the South-Hunsrück Fault. During the late Lower Rotliegend the intense subsidence of the basin ceased. Simultaneously, arcosic arenites with an increasing total and K-feldspar content were provided (a tendency which even enhanced with the beginning of the Upper Rotliegend).A tectonic deformation at the end of the Westfalian induced uplift and gentle folding. After a peneplenization of its beds and a loss of strata of up to 1500 m in places, Stefanian and Lower Rotliegend were deposited discordantly above.At the beginning of the Upper Rotliegend, tectonic activities formed a central anticline together with magmatism (rhyolitic intrusives and explosives as well as melaphyr lavas) and a short-distanced style of alluvial sedimentation. In the post-Rotliegend further narrowing of the basin initiated a southward thrusting of the Saarbrücken Anticline on to the Buntsandstein; together with this the South-Hunsrück Fault became steeper and partly overturned.The stratigraphic section from Namurian to Lower Rotliegend was studied in detail; Upper Rotliegend may stand as an overview.

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Zusammenfassung Das Saar-Nahe-Becken ist ein permokarbones Molasse-Becken innerhalb der variskischen Gebirgszüge. Von übertage her ist es auf einer Fläche von 100×40 km unmittelbar südlich des Rheinischen Schiefergebirges zugänglich. Unter einer bedeutenden mesozoischen Überdeckung aber hat das Becken eine Ausdehnung von insgesamt 300×100 km. In diesem wurden 4,1 km mächtiges Oberkarbon und 1,6 km mächtiges Unterrotliegend in grauer fluviolakustriner Fazies und schließlich 1,8 km rotes alluviales Oberrotliegend abgesetzt.Die oberkarbonen bis unterrotliegenden Schichten zeigen nach Oberflächenaufschlüssen und 20 Bohrungen nur entlang des Hunsrücks in geringem Umfang alluvialen Sedimenteintrag. Im Becken dagegen ist das Sedimentationsmilieu verzweigt und mäandrierend fluviatil, deltaisch und lakustrin. Kohle wurde nur im Westfal in größerem Umfang gebildet.Messungen zur Paläoströmung weisen im Westfal einen Sedimenttransport aus dem nördlich gelegenen Rhenohercynicum (Rheinisches Schiefergebirge) nach. Dieses lieferte gesteinsbruchstückreiche Sande, die in einem Depozentrum südlich des heute übertage aufgeschlossenen Saar-Nahe-Beckens abgelagert wurden. Im Stefan erlangte ein Sedimenttransport aus dem Moldanubicum (Schwarzwald, Vogesen und Zentralmassiv) an Bedeutung. Das Depozentrum des Beckens wanderte nach NE und näherte sich allmählich dem Rheinischen Schiefergebirge, das seit jener Zeit von diesem durch die Hunsrück-Südrandstörung getrennt ist. Während des späten Unterrotliegend nahm die intensive Absenkung des Beckens allmählich ab. Gleichzeitig wurden feldspatreiche Sande mit zunehmendem Gesamt-und K-Feldspat-Gehalt geliefert (diese Tendenz wurde zu Beginn des Oberrotliegend eher noch verstärkt).Ende Westfal wurde das Becken nachweislich herausgehoben und sanft gefaltet. Nach einer Einebnung der Schichten, was stellenweise zu einem Schichtverlust von bis zu 1500 m führte, folgten diskordant darüber Stefan und Unterrotliegend.Mit Beginn des Oberrotliegend schufen erneute tektonische Bewegungen eine zentrale Aufwölbung. Dies war mit vulkanischer Aktivität (rhyolitische Intrusiva und Explosiva sowie Melaphyr-Laven) verbunden und hatte nun kleinräumigen alluvialen Sedimentationsstil in jetzt kleineren Teilbecken zur Folge. Später, nach dem Rotliegend, schuf die weitere Einengung des Saar-Nahe-Beckens eine südwärts gerichtete Aufschiebung des Saarbrücker Hauptsattels auf den Buntsandstein; hierbei wurde auch das Einfallen der Hunsrück-Südrandstörung steiler, teilweise sogar überkippt.Der stratigraphische Abschnitt vom Beginn des Namur bis Ende Unterrotliegend wurde im Detail untersucht; das Oberrotliegend ist als Übersicht dargestellt.

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Résumé Le bassin de Sarre-Nahe est un bassin molassique permocarbonifère inclus dans la chaîne orogénique varisque. Il affleure dans une aire de 100×40 Km située immédiatement au sud du Massif Schisteux Rhénan, et son extension totale sous la couverture mésozoïque est de 300×100 Km. L'accumulation comprend: 4,1 Km de Carbonifère supérieur, 1,6 Km de Rotliegende inférieur fluvio-lacustre, et 1,8 Km de Rotliegende supérieur alluvial rouge.Les couches d'âge carbonifère supérieur à Rotliegende inférieur, connues par les affleurements et par 20 sondages, ne montrent un caractère alluvial que dans un domaine restreint à la bordure nord-ouest du bassin, le long du Hunsrück. Dans le reste du bassin, le milieu de dépôt était fluviatile anastomosé, deltaïque et lacuste. Le charbon est présent en grande quantité, dans le Westphalien uniquement.L'examen des paléocourants indique un transport à partir de la zone rhéno-hercynienne (Hunsrück) pendant le Westphalien. Cet apport a fourni des arénites lithiques qui se sont accumulées dans une aire de sédimentation située au sud de la zone d'affleurement actuel du bassin de Sarre-Nahe. Au Stéphanien, l'apport significatif s'est effectué à partir de la zone moldanubienne, située au sud (Forêt Noire, Vosges et Massif Central). L'aire de dépôt s'est déplacée vers le nord-est en direction du Massif schisteux Rhénan, dont elle est séparée par la faille du Sud-Hunsrück. Vers la fin du Rotliegende inférieur, la forte subsidence du bassin a pris fin. Cet épisode est marqué par l'arrivée d'arénites comportant une teneur croissante en feldspath (tendance qui s'est renforcée au début du Rotliegende supérieur).A la fin du Westphalien, le bassin a été soulevé et légèrement plissé. Cette déformation a été suivie d'une pénéplanation, impliquant une érosion qui a pu enlever localement 1500 m de couches; le Stéphanien et le Rotliegende inférieur se sont ensuite déposés en dicordance.Au début du Rotliegende supérieur, de nouveaux mouvements tectoniques ont engendré un dôme central; ces mouvements se sont acompagnés de manifestations magmatiques (rhyolites intrusives et explosives, laves mélaphyriques) et d'une sédimentation de type alluvial proximal. Postérieurement au Rotliegende, un nouveau rétrécissement du bassin a provoqué le chevauchement vers le sud de l'anticlinal de Saarbrücken sur le grès bigarré; simultanément, la faille du Sud-Hunsrück s'est redressée et partiellement renversée.La série stratigraphique Namurien-Rotliegende inférieur a fait l'objet d'une étude détaillée et le Rotliegende supérieur d'un aperçu d'ensemble.

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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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Fazies und Tektonik im Miozän am S-Rand der Sierra Morena zwischen Lora del Rio (Sevilla) und Posadas (Cordoba)

Zusammenfassung Am Nordrand des Guadalquivirbeckens konnten in dem über den variszischen Sockel transgredierenden Helvet zwei ästuarine Zonen ausgeschieden werden, die in ihrem Verlauf den paläozoischen Strukturen folgen.Das Torton zeigt im gesamten Untersuchungsgebiet übergreifende Tendenz.Antithetische ENE- und ESE-streichende Brüche zerlegen den regional nach S abtauchenden Sockel und seine tertiären Deckschichten in eine Schollentreppe.

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At the northern border of the Guadalquivir basin two estuarine zones were observed within the Helvetian transgressive over the hercynian basement. They follow in their direction the strike of the paleozoic structures.The Tortonian always shows transgressive tendency.Antithetic ENE and ESE striking faults subdivide the basement generally dipping towards the south and its tertiary cover into a system of blocks.

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Resumen Al borde norte de la cuenca del Guadalquivir se observan dos zonas de fazies fluvio-marino en el Helveciense transgresivo sobre el sócalo hercínico. Estas zonas siguen la dirección de las estructuras paleozóicas.El Tortoniense en todo el areal de investigation tiene una tendencia transgresiva.Fallas antitéticas en dirección ENE y ESE subdividen el sócalo y su cobertera terciarea, buzando generalmente hacia el sur, en un sistema de bloques.

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

Rift-Parallele Schildwellungen in Arabien und auf den Zirkum N-Atlantischen Tafeln

Zusammenfassung Sowohl in Arabien, ne-Afrika und auf den den Atlantik umgebenden kontinentalen Tafeln können große, epirogene Wellenwürfe ausgemacht werden. All diese Undulation-Systeme sind im Streichen parallel zu benachbarten Riftsystemen ausgerichtet, und ihre Wellenlänge nimmt mit Abstand vom Rifttrog zu. Die Untersuchungen am arabischen Beispiel zu den Zusammenhängen zwischen Bildung ozeanischer Kruste einerseits und deren tektonischen Auswirkungen auf kontinentale Tafeln, wie Magmatismus, Orogenese und besonders in intra-platten dynamischer Hinsicht andererseits, scheinen neue Gesichtspunkte zur Paläogeographie zu eröffnen, und zum Verstehen der Ursachen und Evolution der Schildwellungen beizutragen. Sie zeigen, daß die Schildwellungen nicht im vollen morphologischen Ausmaß mit Beginn des Rifting einsetzen, sondern die Schildbereiche allmählich von der Riftseite her durchdringen (± 40 m. a.) und etwa 80 m. a. zur Vollentwicklung brauchen. Rift-parallele Becken und Schwellen sind in Rift-Nähe am ältesten und werden mit Abstand von letzeren jünger. Über die paläogeographischen Entwicklungen kann ferner gezeigt werden, daß der Wellungs-Prozeß nicht kontinuierlich, sondern in Schüben verläuft.Blattverschiebungen im Rahmen diagonal angelegter Scherung sind eine konjugate Reaktion zur kompressionellen Wellung oder Faltung. Große und kleinere Störungen oder Störungssysteme dieser Kategorie sind im Bereich der Schildwellungen fast immer vorhanden. Schildwellung, die in dieser Arbeit absichtlich etwas überbetont wird, scheint auf alten, auf tiefe Stockwerke erodierten und stark konsilidierten Kratonen gegenüber Scherung zu überwiegen (z. B. Arabischer Schild), während Scherung und Bruchschollen-Tektonik im Sedimentmantel jüngerer, wenig tief erodierter und wohl möglich weniger konsolidierter, kratonisierter Areale ausgeprägter ist (z. B. Europäisches Schollenmosaik).Es wird abgeleitet, daß die Schildwellungen wie die Scherungstektonik von horizontalen, kompressioneilen Verspannungen ausgelöst werden und letztere mit der Bildung und Ausbreitung ozeanischer Kruste (Mantel-Diapirismus, Ocean-Floor Spreading) in ursächlichem Zusammenhang stehen. Die aus tektonischen Gründen vermutete kompressionelle Verspanung kontinentaler Tafeln und deren Symmetriebindung an das world rift system scheint sich nunmehr durch direkte Messungen zu bestätigen, jedenfalls passen sowohl seismo-tektonische Herdmechanismen-Analysen, wie in situ-Druckmessungen in Europa ausgezeichnet zum tektonischen Modell.Arabien wird als Modell-Beispiel für Schildwellungen im Rahmen geodynamischer Beanspruchungen angesehen.

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Large and gentle warping sets are recognizable in Arabia, ne-Africa and on the continents, which surround the n-Atlantic rifts (former Laurasia). All these undulation systems are aligned parallel to neighbouring rift-systems and their wavelength increases with the distance from the rifts. In Arabia studies of the geodynamic interrelations of generation of new oceanic crust, on the one side, and its structural effects on the shield area, like magmatism, orogeny and especially intra-plate dynamics, on the other side, seem to provide new aspects and a better understanding for the causes and evolution of these warping structures. These studies imply that warping sets are not developed to their full morphological extend with the beginning of continental rifting, they seem to penetrate the shield areas slowly (± 40 m. a.) and grow gradually (± 80 m. a.), i. e. they are oldest next to the oceanic rift troughs and become younger with distance from them. It also can be stated that rift-parallel basins and uplifts are developed sporadically during episodes of increased tectonic activity.Lateral movements along diagonally arranged shear zones are a conjugate reaction to compressional shield folding; major faults or fault systems of this category are usually recognizable in warped areas. Shield warping, which is purposely overemphasised in this article, seems to be predominant on old, deeply eroded and strongly consolidated cratons, while shearing and block-tilting seem to prevail on younger, less deeply eroded and consolidated, cratonised areas.Continental warping as well as shearing is thought to be due to horizontal, compressional stresses caused by the injection and spreading of mantle derived, new oceanic crust (mantle diapirism, ocean-floor spreading). The postulated, horizontally compressional stress environment on continental plates and its symmetry relation to spreading-ridges seem now confirmed by two independant means, i. e. fault-plane solutions and in situstress measurements, especially in Europe.Arabia is considered as the model-example for crustal-warping and its causal relations to geodynamic processes.

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Résumé En Arabie comme aussi dans le NE de l'Afrique et tout autour de l'Atlantique, les plaques continentales sont affectées d'ondulations épirogéniques. Celles-ci ont une direction parallèle à celle du rift voisin et leur longueur d'ondes croît avec la distance au rift. Les recherches en Arabie sur les rapports entre la formation de la croûte océanique et le dynamisme interne des plaques continentales ont favorisé de nouvelles idées sur la paléogéographie et contribué à la compréhension du principe de l'ondulation des boucliers: elles montrent que l'ondulation des plaques ne commence qu'avec une faible dimension morphologique et qu'elle pénètre le bouclier successivement du côté du rift (+ou –40 m.a.). Le développement final est atteint après 80 m.a. environ. Les bassins proches du rift sont donc les plus vieux, tandis qu à plus grande distance sont les plus jeunes. Le développement paléogéographique montre en outre que l'ondulation se produit de façon discontinue et plutôt sporadique. Le décrochement latéral dans le système du cisaillement diagonal est une réaction équivalente à l'ondulation compressive ou du plissement.Des failles plus ou moins grandes ou des familles de failles de ce type existent presque toujours en association avec les ondulations des boucliers. Cette ondulation des boucliers semble l'emporter sur le cisaillement dans des cratons bien consolidés et profondément érodés, tandis que le cisaillement et la tectonique de microplaques caractérisent les couches sédimentaires des socles (peut-être cratonisés) moins profondément érodés.Il faut donc admettre que l'ondulation des bouckliers aussi bien que la tectonique de cisaillement se développe à cause de la compression latérale. La compression est en rapport avec la genèse et le développement de la croûte océanique (ocean-floor spreading, diapirs du manteau). On peut constater que la compression des plaques (supposée par la tectonique) et leur rapport avec le world rifting system est confirmé par des mesures directes. En tout cas, les analyses sismotectoniques et les mesures de pression in situ sont bien conformes au modèle tectonique. L'Arabie est prise comme modèle pour l'ondulation des boucliers et ses rapports avec la contrainte géodynamique.

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Prof. R.Brinkmann zum 83. Geburtstag gewidmet

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Kurzfassung zu Vorträgen gehalten am 19. und 20. 2. 1968 auf der 58. Jahresversammlung der Geologischen Vereinigung in Göttingen und am 27.2. 1975 auf der 65. Jahresversammlung in Karlsruhe.     

The potassic feldspar in metamorphic rocks from the western Hohe Tauern area,eastern Alps

Zusammenfassung Es wurden Kalifeldspäte aus Orthogneisen, Paragneisen und Glimmerschiefern des westlichen Tauemfensters (Hohe Tauern, Tirol) mit optischen und röntgenographischen Methoden im Hinblick auf ihren Strukturzustand untersucht.Es zeigte sich, daß in den Randbereichen des Tauemfensters in Gesteinen der Grünschieferfazies weitgehend geordneter Mikroklin mit einem optischen Achsenwinkel 2 V_x 80°, Auslöschungswinkel Z (010)=15–20°, Doppelbrechung n_z-n_x= 0,0065, Triklinität=0,90-–0,95, ca. 0,88 Al auf T₁O-Position und einem Ab-Gehalt von ca. 5 Gew.% auftritt. Dagegen wurden in Gesteinen der schwachtemperierten Amphibolitfazies des zentralen Bereichs Orthoklase bis intermediäre Mikrokline mit stark schwankenden optischen Eigenschaften, mit Triklinitäten zwischen 0 und 0,7, 0,8 bis 0,9 Al in T₁-Positionen, 0,45–0,8 Al auf T₁O und Ab-Gehalten von ca. 10 Gew.% festgestellt. Die Kalifeldspatkristalle zeigen ungleichmäßige Auslöschung mit Winkeln von Z (010) zwischen 0 und 15°, 2 V_x zwischen 50 und 75° und n_z-n_x=0,005 bis 0,006. Teilweise ist Zonarbau mit geringerer Triklinität am Kornrande erkennbar. Diese undulös auslöschenden Kalifeldspäte enthalten einzelne schmale Lamellen von maximal triklinem Mikroklin mit Z (010)=15–20° und n_z-n_x= 0,006–0,007.Die Grenze zwischen dem Verbreitungsgebiet von maximalem Mikroklin einerseits und Orthoklas bis intermediärem Mikroklin andererseits verläuft in den westlichen Hohen Tauern ungefähr konform mit der Albit-Oligoklas-Grenze (Morteani &Raase, 1974) und mit der aus Sauerstoff-Isotopen-Untersuchungen bestimmten 500° C-Isotherme (Hoernes &Friedrichsen, 1974).

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The potassic feldspar in orthogneisses, paragneisses, and mica schists from the western Tauernfenster (Hohe Tauern, Tyrol) were studied by optical and X-ray methods with regard to their structural state and in relation to grade of metamorphism.In the peripheral region of the Tauernfenster in greenschist-facies rocks highly triclinic microcline occurs with an optic angle 2 V_x of about 80°, extinction angle Z (010) =15–20°, birefringence n_z-n_x=0.0065, triclinicity=0.90–0.95, approx. 0.88 Al in T₁O-site, and an Ab-content of about 5 wt.%. In the central area with rocks of the low-grade amphibolite facies, on the other hand, orthoclase to intermediate microcline with highly variable optical properties, triclinicities in the range of 0–0.7, 0.8–0.9 Al in T₁-sites, 0.45–0.8 Al in T₁O-site, and an Ab-content of about 10 wt.% was recognized. The K-feldspar grains have nonuniform extinction Z (010) scattering in the range of 0–15°, 2 V_x in the range of 50–75°, and n_z-n_x= 0.005–0.006. Sometimes a zonal structure with lower triclinicity exists at the rim. These undulatory K-feldspar grains usually contain small lamellae of highly triclinic microcline with Z (010) =15–20° and n_z-n_x=0.006–0.007.From the occurrence of maximum microcline and of orthoclase to intermediate microcline in the Hohe Tauern area an isograd was defined that is approximately conformable with the albite-oligoclase isograd (Morteani &Raase, 1974) and with the 500° C isotherm based on oxygen isotope analyses (Hoernes &Friedrïchsen, 1974).

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Résumé Les feldspaths potassiques d'orthogneiss, de paragneiss et de micaschistes de la Fenêtre des Tauern occidental (Hohe Tauern, Tirol) ont été étudiés du point de vue de leur état structural.Dans les roches du faciès schistes verts de la région périphérique de la Fenêtre des Tauern les microclines sont caractérisés par un angle des axes optiques 2 V_p =80°, un angle d'extinction n_g (010)=15–20°, une biréfringence n_g-n_p=0,0065, une triclinicité= 0,90–0,95, 0,88 Al dans le site T₁O et par une teneur en albite d'environ 5%. Au contraire, dans les roches du faciès amphibolite à faible degré de la région centrale, ont été observées des orthoses allant à des microclines intermédiaires avec des propriétés optiques très variables, un degré de triclinicité de 0 à 0,7, 0,8–0,9 Al dans les sites T₁, 0,45–0,8 Al dans T₁O et avec une teneur en albite d'environ 10%.Les cristaux de feldspath montrent une extinction irrégulière avec des angles Z (010) variable de 0 à 15°, 2 V_p de 50 à 75° et n_g-n_p=0,005–0,006.On peut voir quelquefois une structure zonée avec une triclinicité moindre au bord des cristaux. Ces feldspaths potassiques contiennent de minces lamelles de microcline à triclinicité maximum, avec n_g (010)=15–20° et n_g-n_p 0,006–0,007.La limite entre les régions à microcline maximum d'une part, et à orthose ou microcline intermédiaire d'autre part, suit, dans les Hohe Tauern, sensiblement l'isograde albite-oligoclase (Morteani &Raase, 1974) et, l'isotherme de 500° C telle qu'elle fut determinée les isotopes de l'oxygène (Hoernes &Friedrichsen, 1974).

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, ( , ) ., 2 V_x80°, Z (010)=15–20°, n_z–n_x=0,0065, =0,90–0,95, 0,88 l T₁O Ab 5 .-%. , 0 0,7, 0,8-0,9 1 T₁ l 10 .-%. Z V (010) 0 15°, 2 V_x 50 75° n_z–n_x=0,005–0,006. . Z V (010) =15-20° n_z–n_x=0,006–0,007. , Morteani & Raase (1974) 500° , Hoernes & Friedrichsen (1974).

     

Benthonische Foraminiferen aus der Unterkreide des »Deep Sea Drilling Project« (Leg 1–79)

Zusammenfassung In den DSDP-Legs 1, 11, 13, 17, 25, 27, 32, 36, 41, 43, 44, 50 und 62 wurden die Unterkreide-Foraminiferen biostratigraphisch, taxonomisch und paläoökologisch bearbeitet. Eine Übersicht zeigt die in Leg 1–80 erbohrte Unterkreide und ihre Foraminiferen-Bearbeitungen.Im Nordatlantik fehlen regional ab dem Oberen Tithonium im Verlaufe einer Regression und der sie begleitenden Schichtlücken bis in das Valanginium charakteristische Foraminiferenfaunen. In Gebieten ohne Schwarzschiefer-Bedingungen setzen im Valanginium-Barremium mäßig reichhaltige bis sehr spärliche Mikrofaunen mitPraedorothia ouachensis (Sigal) der gleichnamigen Zone ein (Valanginium-Hauterivium). Hauterivium-Aptium gliedern sich in dieGavelinella barremiana-, dieGaudryina dividens- und dieConorotalites aptiensis- Zone.Wo im Albium nicht das ausgedehnte Schwarzschiefer-Milieu herrschte, findet man eine kosmopolitische Fauna aus agglutinierten und kalkschaligen Foraminiferen derPseudoclavulina gaultina- Zone. Für das höhere Albium und Cenomanium wurde dieGavelinella cenomanica- Zone ausgeschieden. Von biostratigraphischer Bedeutung sind im Berriasium-Albium die GattungenPraedorothia, Gaudryina, Pseudoclavulina, von den Kalkschalern nur wenige skulptierte Arten der Nodosariiden (Citharina, Lenticulina) sowieGavelinella, Conorotalites, Pleurostomella, Valvulineria undOsangularia. Die vonMoullade (1984) begründeten Zonen vom Berriasium-Albium der Tethys und des DSDP sind wegen der großen stratigraphischen Reichweite der verwendeten Foraminiferenarten nicht überall anwendbar.Im Indischen Ozean lassen die wenigen, bisher bekannten »australen« Foraminiferenfunde aus dem Neokom von Site 261 mit überwiegend primitiven agglutinierenden Formen eine genaue Datierung kaum zu. Die Kalkschaler sind meist aufgelöst oder auch umgelagert. Man ordnet sie dem Bereich des kühleren Wassers zu.Im Pazifischen Ozean sind die meisten Mikrofaunen wegen der geringen Kerngewinne, Verunreinigungen oder primärer Foraminiferenarmut (Schwarzschiefer) biostratigraphisch und paläoökologisch kaum verwertbar. Erst im Albium findet sich — wie im Atlantik — eine etwas reichhaltigere Kalk- und Sandschalerfauna mit wichtigen Arten derPseudoclavulina gaultina- Zone. Da außerGavelinella cenomanica (Brotzen) keine andere benthonische Foraminiferenart neu einsetzt, wird die Grenze zum Cenomanium in der Regel mit planktonischen Foraminiferen gezogen.Im Albium fallen die einheitlichen, kosmopolitischen Foraminiferenfaunen ohne ausgeprägte Faunenprovinzen auf.

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From the DSDP Legs 1, 11, 13, 17, 25, 27, 32, 36, 41, 43, 44, 50, and 62 the Lower Cretaceous foraminifers have been investigated for biostratigraphical, taxonomical, and palaeoecological purposes. An overview of the cored Lower Cretaceous sections of Leg 1–80 is given.In the Northern Atlantic Ocean characteristic foraminiferal faunas are missing from the Upper Tithonian to the Valanginian due to a marked regression which caused hiatuses. In areas without black shale conditions Valanginian to Barremian medium rich to poor microfaunas withPraedorothia ouachensis (Sigal) of thePraedorothia ouachensis Zone (Valanginian-Hauterivian). The Hauterivian-Aptian interval is characterized by zones ofGavelinella barremiana,Gaudryina dividens, andConorotalites aptiensis. During the Albian a world-wide fauna consisting of agglutinated and calcareous foraminifers of thePseudoclavulina gaultina Zone is established in areas lacking the wide-spread black-shale conditions. The Upper Albian and the Cenomanian are represented by theGavelinella cenomanica Zone. Some ornamented species of the nodosariids (Citharina, Lenticulina), Gavelinella, Conorotalites, Pleurostomella, Valvulineria, andOsangularia are of some importance for the biostratigraphy of the Berriasian-Albian interval. The Berriasian to Albian zones introduced for the Tethys and the DSDP byMoullade (1984) could only be of some local importance due to the long stratigraphical range of the foraminiferal species used.In the Indian Ocean an exact stratigraphical age cannot be assigned to the few Neocomian foraminiferal faunas of a cooler sea water (Site 261). These faunas mainly contain primitive agglutinated foraminifers, because in most cases the calcareous tests are dissolved or redeposited.In the Pacific Ocean most of the Berriasian to Aptian microfaunas are of minor biostratigraphical and palaeoecological importance for reasons of poor core recoveries, contaminations or original foraminiferal poverty (black shales). Since the Albian there are somewhat higher-diverse faunas of calcareous and agglutinated foraminifers with index species of thePseudoclavulina gaultina Zone. As a rule, the boundary Albian/Cenomanian is set by means of planktonic foraminifers because no other foraminifer has its first appearance datum during this interval, exceptGavelinella cenomanica.During the Albian very uniform, world-wide foraminiferal faunas without a marked provincialism are obvious.

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Résumé Dans les Legs DSDP 1, 11, 13, 17, 25, 27, 32, 36, 41, 43, 44, 50 et 62, les foraminifères du Crétacé inférieur ont été étudiés aux points de vue biostratigraphique, taxonomique et paléoécologique. La note présente une vue d'ensemble de la section d'âge crétacé inférieur du Leg 1–80.Dans l'Atlantique nord, les faunes caractéristiques de foraminifères sont absentes depuis le Tithonique supérieur jusqu'au Valanginien, en raison d'une régression importante et des lacunes qui en résultent. Dans les régions dépourvues de milieux à shales noirs, on rencontre une microfaune, pauvre à moyennement riche, valanginienne à barrémienne, àPraedorothia ouachensis (Sigal), appartenant à la Zone àPraedorothia ouachensis. L'intervalle Hauterivien-Aptien est caractérisé par les Zones àGavelinella barremiana, Gaudryina dividens et Conorotalites aptiensis. Au cours de l'Albien une faune d'extension mondiale de foraminifères agglutinés et calcaires appartenant à la Zone àPseudoclavu-lina gaultina, s'est établie dans les aires où ne règnaient pas les conditions de formation de shales noirs. L'Albien supérieur et le Cénomanien sont représentés par la Zone àGavelinella cenomanica. Dans l'intervalle Berriasien-Albien, un rôle biostratigraphique de quelque importance est joué par quelques espèces de Nodosariides à coquilles ornementées (Citharina, Lenticulina) ainsi queGavelinella, Conorotalites, Pleurostomella, Valvulineria et Osangularia. Les zones établies parMoullade (1984) pour le Berriasien-Albien de la Téthys et du DSDP ne sont pas partout utilisables, en raison de l'extension verticale trop grande des foraminifères utilisés.Dans l'Océan Indien, un âge exact ne peut être assigné aux faunes de foraminifères néocomiennes considérées jusqu'ici comme «australes» (site 261): ces faunes renferment surtout des formes agglutinées primitives, car les tests calcaires ont été généralement dissous ou remaniés.Dans l'Océan Pacifique, la plupart des microfaunes berriasiennes à aptiennes sont de faible intérêt biostratigraphique et paléo-écologique, en raison des mauvais rendements des carottes, de contaminations ou de leur pauvreté originelle (facies des shales noirs). A partir de l'Albien, on trouve une faune plus diversifiée de foraminifères agglutinés et calcaires, comportant des espèces caractéristiques de la Zone àPseudoclavulina gaultina. Comme d'ordinaire, la limite Albiencénomanien est définie par les foraminifères planctoniques, aucun autre foraminifère n'apparaissant dans cet intervalle, saufGavelinella cenomanica.A l'Albien, la faune de foraminifères est uniforme à l'échelle mondiale, sans distinction de provinces.

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, 1, 11, 13, 17, 25, 27, 32, 36, 41, 43, 44, 50 62 DSDP, , . , 1–80 . . , , - Praedorothia ouachensis (Sigal) — . : Gavelinella barremiana, Gaudryina dividens Conorotalites aptiensis,, , , Pseudoclavulina gaultina. Gavelinella ni. - Praedorothia, Gaudryina, Pseudoclavulina, (Citharina, Lenticulina), Gavelinella, Conorotalites, Pleurostomella, Valvulineria Osangularia. , moullade (1984) - , .. , , . .: 261, , «», . . , . , . . , - - , , ( ). , , , Pseudoclavulina gaultina. T. . Gavelinella ni (brotzen) , , , . .

     

Askja 1875, Skye 56 Ma: Basalt-triggered,Plinian, mixed-magma eruptions during the emplacement of the Western Redhills granites,Isle-of-Skye,Scotland

Recently published accounts of the chronology of various Plinian explosive eruptions, notably that of Askja, Iceland, in 1875, have stressed the role of basic magma injected into the lower parts of stagnant semi-crystalline magma reservoirs as triggers for the violent surface activity and caldera formation. The evidence for mixing of acid and intermediate magmas at two stages during the emplacement of the Eocene granite sequence of the Western Redhills, Skye, Scotland, is interpreted in a similar manner. Within the British Tertiary Igneous Province as a whole, there is evidence for repeated refusion and partial hybridisation during the evolution and upward penetration of the acid magmas to the crustal levels where they now form plutons. The repetitive operation of such processes may explain why geochemical studies of these granites, seeking to discover their origins in terms of simple one-stage processes (such as partial fusion of sialic crust or fractional crystallisation of basic magma), give conflicting results.

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Zusammenfassung Einige explosive plinische Eruptionen (z. B. Askja, Island. 1875) sind in neuerer Literatur beschrieben worden. Explosive Tätigkeit an der Erdoberfläche sowie die Entstehung einer Caldera sind als eine Folge der Injizierung basischer Magmen in die unteren Teile von semi-schmelzflüssigen Magmakammern anzusehen. Die Eocänen Granite von Western Redhills, Skye, Schottland, weisen auf eine zweimalige Mischung von sauren und intermediären Magmen während der Intrusion hin. In der gesamten britischen Magmenprovinz des Tertiärs gibt es Nachweis für mehrmalige Wiederaufschmelzung und Teilhybridisierung während des Aufstiegs von saurem Magma zum Niveau der heutigen Plutone. Geochemische Studien an solchen Graniten, die zunächst eine einfacherere Entstehungsweise vermuten lassen (z. B. Partialschmelzen von der sialischen Erdkruste oder fraktionierte Kristallisation), führen oft zu widersprechenden Ergebnissen. Eine Erklärung dafür liegt mit der wahrscheinlich mehrmals wiederholten Magmenhybridiesierung.

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Résumé Des comptes-rendus récemment publiés concernant la chronologie de différentes éruptions explosives de type plinien, notamment celle d'Askja, Islande, en 1875, ont souligné le rôle du magma basique qui injecté dans les parties inférieures de réservoirs où stagne du magma semi-cristallin, serait la cause d'une violente activité en surface et de la formation de calderas. On interprête de semblable manière la mélange de magmas acide et intermédiaire en deux stades pendant la mise en place de la série granitiques éocène des Redhills occidentales, Skye, Ecosse. Dans la Province ignée tertiäre de Grande Bretagne, vue dans son ensemble, il y a des preuves d'une refusion répétée et d'une hybridisation partielle durant l'évolution et la pénétration vers le haut des magmas acides vers les niveaux crustaux où ils forment maintenant des plutons. L'opération répétée de tels processus peut expliquer pourquoi des études géochimiques de ces granités cherchant à découvrir leur origine en termes de processus simples à un stade (tels que fusion partielle d'une croûte sialique ou par cristallisation fractionnée d'un magma basique) conduisent à des résultats contradictoires.

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«» (.: Askja, ). , , , . : Redhills, Skye, , , ; . , . , — .: , , . .

     

Rapid upward transport of mid-crustal mylonitic gneisses in the footwall of a Miocene detachment fault,Whipple Mountains,southeastern California

Mylonitic gneisses of upper greenschist to middle amphibolite facies grade are exposed below the Whipple detachment fault in the Whipple Mountains metamorphic core complex. Fabric and microstructural analyses of the thick (>3.5 km) mylonitic sequence indicate that it represents an intracrustal zone of non-coaxial laminar flow with a predominant sense of northeastward shear. The top of this shear zone is the Whipple mylonitic front, the abruptly gradational (locally within several meters) upper limit of pervasive ductile strain between a distinctive sequence of non-mylonitized crystalline rocks and their lower, mylonitized equivalents. Mylonitization of Oligo-Miocene age (26±5 Ma) is estimated to have occurred at depths of 16±4 km (4.4±1.1 kb) and at temperatures between 460–535 °C. Fission track and⁴⁰Ar/³⁹Ar age determinations from the mylonitic rocks collectively document their rapid cooling from above 450 °C to below 200 °C between 20 and 18 Ma ago. Rapid cooling is attributed to post-20 Ma uplift of mylonitic gneisses in the footwall of an evolving low-angle detachment fault system of extensional origin. The NE-rooting Whipple fault system and the mylonites are kinematically coordinated (same sense and direction of shear), but the faults of the system appear to have cut across the mylonites several million years after their formation.Lower-plate mylonites reached the earth's surface, where they were eroded, prior to 16 Ma ago. Minimum uplift rates for the mylonites and detachment fault system slip rates for the period 20–16 Ma ago are 3 and 7.2 mm/yr, respectively, assuming that the mylonites were captured at a minimum depth of 12 km by a fault system that dipped 25° through the upper crust. From available cooling data, higher rates for 20–18 Ma ago are likely. Cumulative displacement of rock units across major faults of the Whipple system appears to exceed 40–45 km.

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Zusammenfassung Im metamorphen Komplex der Whipple Mountains sind unterhalb der Whipple-Abscherung mylonitische Gneise der oberen Grünschieferfazies und mittleren Amphibolitfazies aufgeschlossen. Gefügeuntersuchungen innerhalb der mächtigen (>3,5 km) Mylonitsequenz zeigen, daß hier eine intrakrustale Zone nichtkoaxialen laminaren Fließens mit vorherrschend nordost gerichtetem Schersinn repräsentiert ist. Den obersten Teil dieser Scherzone bildet die Whipple Mylonitfront. Sie überspannt kontinuierlich innerhalb weniger Meter die Obergrenze durchdringender duktiler Deformation bis zu eindeutig nichtmylonitisierten Abfolgen kristalliner Gesteine und ihren tieferen mylonitisierten Äquivalenten. Es wird angenommen, daß die Mylonitisierung während des Oligo-Miozäns (26 ±1–5 Ma) in einer Tiefe von 16 ±4 km (4,4 ±1,1 kb) und bei Temperaturen zwischen 460–535 °C stattgefunden hat. Spaltspurenuntersuchungen und⁴⁰Ar/³⁹Ar-Datierungen aus den mylonitischen Gesteinen belegen zusammen ein rasches Abkühlen von über 450°C auf unter 200 °C im Zeitraum vor 20 bis 18 Ma. Die rasche Abkühlung wird dem vor 20 Ma beginnenden Aufstieg der mylonitischen Gneise am Fuß eines sich entwickelnden flachwinkligen, dehnungsbedingten Abscherungssystems zugeschrieben. Das nordost verwurzelte Whipple-Störungssystem und die Mylonite sind kinematisch gleichgerichtet, sie haben dieselbe Richtung und denselben Schersinn, dennoch haben die Störungen die Mylonite einige Millionen Jahre nach ihrer Bildung überschnitten. Tiefere Plattenmylonite erreichten so die Erdoberfläche und wurden vor 16 Ma erodiert. Die Minimalraten für den Aufstieg der Mylonite und die Bewegungen entlang der Abscherungssysteme für den Zeitraum vor 20 bis 16 Ma liegen jeweils zwischen 3 und 7,2 mm/yr. Dies unter der Annahme, daß die Mylonite in einer Tiefe von mindestens 12 km von einem mit 25° einfallenden Störungssystem geschnitten wurden. Aus den verfügbaren Daten müssen für den Zeitraum vor 20–18 Ma höhere Bewegungsraten angenommen werden. Der kumulative Versatz der Gesteinseinheiten entlang der Hauptstörungen des Whipplesystems scheint damit 40–45 km zu überschreiten.

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Résumé Une série épaisse (>3,5 km) de gneiss mylonitiques allant du facies supérieur des schistes verts au facies moyen des amphibolites affleure sous la faille de décollement de Whipple dans le complexe métamorphique des Whipple Mountains. L'analyse des fabriques et des microstructures de cette série mylonitique montre qu'elle représente une zone intracrustale de flux laminaire non coaxial, avec un glissement prédominant vers le nord-est. Le sommet de cette shear-zone est le front mylonitique de Whipple, qui marque l'apparition brusque (localement en quelques mètres) de la déformation ductile pénétrative, entre une série supérieure cristalline non mylonitique et ses équivalents mylonitiques inférieurs. La mylonitisation, d'âge oligocène-miocène (26±5 Ma) a dû s'effectuer à une profondeur de 16±4 km (4,4±1,1 Kb) et à des températures comprises entre 460° et 535 °C Les traces de fission et des datations⁴⁰Ar/³⁹Ar montrent que les mylonites ont subi un refroidissement rapide de plus de 450 °C à moins de 200 °C entre 20 et 18 Ma. Ce refroidissement rapide est attribué à la montée, à partir de 20 Ma, des gneiss mylonitiques lors du développement du système de failles de décollement extensionnelles, dont ils formaient le mur. L'ensemble des failles, à pied NE, et les mylonites sont cinématiquement coordonnés; le glissement s'y est effectué dans la même direction et le même sens; cependant, les failles ont coupé les mylonites plusieurs Ma après la formation de celles-ci. Les mylonites de la plaque inférieure ont atteint la surface du sol et y ont été soumise à l'érosion avant 16 Ma. Si on admet une surface de décollement inclinée à 25° coupant les mylonites à une profondeur d'au moins 12 km, les vitesses minimales de la montée des mylonites et du mouvement de long du décollement entre 20 et 16 Ma, ont dû être respectivement de 3 mm/an et 7,2 mm/an. D'après les données fournies par le refroidissement, les vitesses devaient être plus élevées pendant la période de 18 à 20 Ma. Le déplacement des masses rocheuses de long des failles majeures du système de Whipple semble exéder 40 à 45 km.

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Whipple Mountains Whipple. (3,5 ) , - -. Whipple. , . , (26 + / -1–5 ) 16 + / - 4 (4,4 + /-1,1 ) 460–535 °. (⁴⁰ r/³⁹r) 20 18 450 ° 200 °. , 20 , . Whippie, - , , , . . . 16 . 20 16 3 7,2 / . , , no- , 12 , 25. , 20 18 . Whipple, , . . 40–45 .

     

Geologische Vorgänge in den Alpen ab Obereozän im Spiegel vor allem der deutschen Molasse

Zusammenfassung Die vorquartäre Geschichte des Molassebeckens nördlich der Alpen läßt sich in 3 Großabschnitte unterteilen, in deren Ablauf sich umrißhaft die jeweils zugehörigen Entwicklungsstadien des aufsteigenden Gebirges widerspiegeln, die bisweilen umgekehrt auch von Ereignissen im Vorland beeinflußt werden. Der 1. Abschnitt (Obereozän bis Aquitan/ Ober-Eger) ist von der in den Westalpen beginnenden Hebung sowie von Bewegungen der savischen Dislokationsphase geprägt, in besonderem Maße ferner an der Rupel/ChattGrenze von der größten Meeresspiegelsenkung seit dem Kambrium. Im 2. Abschnitt (Burdigal/Eggenburg bis Unterpannon) verlagert sich die Hebungsaktivität zu den Ostalpen, womit im Vorland die große, E-W gerichtete Flußschüttung der Oberen Süßwassermolasse ausgelöst wird. In ihr verursacht die gewaltige Erderschütterung des Riesmeteoriten-Einschlags im höheren Baden vermutlich die Flußverlegung der Enns, eines ihrer beiden Hauptzubringer, zum Grazer Becken und damit eine sich u. a. im Schwermineralbestand (als A-Grenze) abzeichnende Änderung der Materialzufuhr aus dem Gebirge. Im 3. Abschnitt (Unterpannon bis Pliozän) geht infolge weiteren Aufsteigens der Alpen samt Vorland bei gleichzeitiger Verlagerung des Hebungszentrums wieder zur Westschweiz die bisherige Akkumulation in Denudation über, die von dem sich nun von Niederösterreich aus ins Molassebecken hineinfressenden Donausystem besorgt wird.Die während des 2. Großabschnitts von der Auflast der vorrückenden kalkalpinen Dekken aus ihrem Ablagerungsraum herausgequetschte ältere Molasse ist zu den alpenparallelen Mulden des gefalteten Bereichs zusammengeschoben, mit einer wohl erst im 3. Abschnitt entstandenen Achsendepression zwischen Iller und Mangfall. In diesen Zeitraum vor allem fällt auch die Verformung der jüngeren ungefalteten Molasse zu einer alpenparallelen Großmulde, deren Achse nach SW und E aushebt.

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The pre-Quaternary history of the Molasse basin north of the Alps can be subdivided into three major phases, in the course of which the respective associated evolutional stages of the rising mountains are reflected in outline. On the other hand, these stages are occasionally also influenced by events in the foreland. The first phase (Upper Eocene to Aquitanian/Upper Egerian) ist characterized by the uplifting beginning in the Western Alps and movements of the Savic dislocation phase, and in particular also at the Rupelian/Chattian boundary by the greatest eustatic lowering of the sea level since the Cambrian period. During the second phase (Burdigalian/Eggenburgian to Lower Pannonian) the uplifting shifts to the Eastern Alps, bringing about in the foreland the large E-W directed fluvial accretion of the Upper Fresh-water-Molasse. During its progress the enormous earth-tremor of the Ries meteoric impact in the upper Badenian presumably leads to the diversion of the Enns river, being one of the two main tributaries, to the Graz basin, resulting in a change in the material supply from the mountains, which is reflected in the heavy mineral content (designated as A-boundary). In the third phase (Lower Pannonian to Pliocene) the previous accumulation, as a result of the continuing uplifting of the Alps and the foreland with simultaneous shifting of the uplift centre back to Western Switzerland, turns to denudation which is effected by the Danube system extending from Lower Austria into the Molasse basin.The older Molasse squeezed out of its deposition area by the overburden of the advancing Austroalpine nappes has been compressed to the throughs of the folded zone along the Alps, with an axis depression between the rivers Iller and Mangfall, which has presumably not developed until the third phase. Above all, during this period the deformation of the younger unfolded Molasse to a large trough paralleling the Alps also took place; its axis rises to the SW and E.

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Résumé L'histoire préquaternaire du bassin molassique au nord des Alpes peut se diviser en trois périodes principales dont le déroulement reflète à grands traits les phases de développement corrélatives de la chaîne en voie de soulèvement. D'autre part, ces phases de développement sont de temps en temps influencées par des événements intervenus dans le bassin. La première période (Eocène supérieur à Aquitanien/Egerien supérieur) est marquée par le soulèvement commençant dans les Alpes occidentales, ainsi que par des mouvements de la phase de dislocation savique et, en particulier à la limite du Rupélien/Chattien, par le plus grand abaissement eustatique du niveau de la mer depuis le Cambrien. Pendant la seconde période (Burdigalien/Eggenburgien à Pannonien inférieur) l'activité de soulèvement se déplace vers les Alpes orientales, provoquant dans le bassin préalpin la grande accrétion fluviale de la Süßwassermolasse (Molasse d'eau douce) supérieure dirigée de l'est vers l'ouest. Le violent ébranlement terrestre produit dans celle-ci par l'impact de la météorite dans le Ries pendant le Badénien supérieur mène probablement le détournement de l'Enns, l'un des deux fleuves tributaires principaux, vers le bassin de Graz, donnant lieu à un changement dans le transport de matériaux venant des montagnes, ce qui se reflète dans la teneur en minerais lourds (dénommé « limite A »). Pendant la troisième période (Pannonien inférieur à Pliocène), l'accumulation antérieure, par suite du soulèvement continu des Alpes et du bassin préalpin, accompagné de la retraite du centre du soulèvement vers la Suisse occidentale, tourne à la dénudation qui est effectuée par le système danubien s'étendant dès lors de la Basse-Autriche au bassin molassique.La Molasse plus ancienne expulsée pendant la seconde période principale de son milieu de sedimentation par la pression des nappes austroalpines susjacentes en progression a été comprimée en auges de la zone pliée le long des Alpes, avec un abaissement axial entre l'Iller et le Mangfall, qui ne s'est probablement formé que dans la troisième période. Dans cette période surtout intervient la déformation de la Molasse plus récente non plissée qui prend la forme d'une grande auge parallèle aux Alpes, dont l'axe s'élève vers le sud-ouest et l'est.

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Herrn Dr. Dr. h. c. Artur Roll (Tübingen) gewidmet

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Nach einem Vortrag auf der 73. Jahrestagung der Geologischen Vereinigung in Berchtesgaden am 25. Februar 1983.     

Precambrian metallogeny in West Africa

The West African Shield is composed of a diverse assemblage of crystalline rocks that range in age from approximately 500 to more than 3000 million jears. These Precambrian rocks constitute the principal source of mineral resources for the subcontinent. The distribution patterns and origin of Precambrian mineral deposits are examined in relation to their geotectonic setting and host- or source rock associations as a prelude to the understanding of regional controls of Precambrian mineralization in the West African Shield.Occurrences of chrome, asbestos, talc and nickel are associated with ultramafic rocks within greenstone and related schist belts. Mafic volcanic piles and related sediments within greenstone, schist and orogenic belts are hosts to banded iron formations, manganese and vein-type gold deposits. Sedimentary deposits of gold and diamonds are closely associated with molasse-facies sediments of orogenic belts whereas magnetitehematite quartzites occur as low-grade iron ores within gneissic belts. Pan-African orogenic granites and pegmatites show a close genetic association with tin, niobium and tantalum deposits.The Archean schist belts within the West African Shield are the most diversely mineralized relative to other geotectonic domains. Compared to the Precambrian hields of southern Africa and elsewhere, the variability in the type and intensity of mineralization is attributed to the considerable differences in lithologic types, proportions and thicknesses.

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Zusammenfassung Der Westafrikanische Schild besteht aus einer mannigfaltigen Ansammlung von kristallinen Gesteinen, deren Alter zwischen 500 m. und etwas mehr als 3000 m. Jahre liegen. Diese präkambrischen Gesteine sind die Quelle für manche Mineralien auf dem Subkontinent. Das Verbreitungsschema und die Herkunft der präkambrischen Minerallagerstätten werden in Beziehung zu ihrer geotektonischen Bildung und den Muttergesteinen untersucht. Dies zeigt die regionale Kontrolle der präkambrischen Mineralisation im Westafrikanischen Schild.Vorkommen von Chrom, Asbest, Talk und Nickel sind mit ultramafischen Gesteinen innerhalb der Grünsteine und anderen verwandten der Schiefergürtel verbunden. Gebänderte Eisenerzformationen, Mangan und Gold (Gang-Typ) befinden sich in den Lagerstätten mafisch vulkanischer Herkunft und zugehöriger Sedimente im Grünstein-Schiefer- und Orogen-Gürtel. Sedimentäre Lagerstätten von Gold und Diamanten sind eng mit Molasse-Fazies der Sedimente der orogenen Gürtel verbunden. Magnetit-Hämatit Quarzite kommen als arme Eisenerze im Gürtel der Gneise vor. Pan-afrikanische orogene Granite und Pegmatite zeigen einen engen genetischen Zusammenhang von Zinn, Niob und Tantal Lagerstätten.Der archaische Grünstein-Gürtel innerhalb des Westafrikanischen Schildes ist im Verhältnis zu anderen geotektonischen Einheiten am stärksten mineralisiert. Verglichen mit dem präkambrischen Schild des südlichen Afrika und anderen Kratonen sind die Varietäten im Typ und in der Intensität der Mineralisation von der unterschiedlichen Lithologie und den Mächtigkeitsverhältnissen geprägt.

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Résumé Le socle de l'Afrique occidentale se compose d'une abondante association de roches cristallines dont l'âge va de 500 à plus de 3000 millions d'années. Ces roches précambriennes constituent la principale source des ressources minérales pour le subcontinent. Les schémas de distribution et l'origine des gîtes minéraux précambriens sont étudiés en relation avec leur formation géotectonique, leur association avec la roche voisine ou la roche-mère comme introduction à la compréhension des facteurs régionaux controlant la minéralisation précambrienne dans le socle de l'Afrique occidentale.L'occurrence du chrome, de l'asbeste, du talc et du nickel est liée aux roches ultramafiques dans les roches vertes et autres roches apparentées des zones schisteuses (ceintures schisteuses). Les formations rubanées de minerai de fer, le manganèse et l'or (type filonien) se trouvent en liaison avec les accumulations volcaniques mafiques et les sédiments apparentés dans les roches vertes, schistes et ceintures orogéniques. Les gîtes sédimentaires d'or et de diamant sont liés étroitement au facies molassique des sédiments des ceintures orogéniques, tandis que les quartzites à magnétite et hématite, de qualité médiocre comme minerai de fer, se présentent, dans les ceintures de gneiss. Les granites et pegmatites de l'orogenèse panafricaine montrent une étroite relation génétique avec les gisements de Sn, Niob et Tantale.La ceinture archéenne de roches vertes du bouclier de l'Afrique occidentale est le plus souvent minéralisée là où elle est en liaison avec d'autres unités géotectoniques. Comparées au bouclier précambrien de l'Afrique du Sud et d'ailleurs, la variabilité dans le type et l'intensité de la minéralisation sont attribuées aux notables différences dans les types lithologiques, leur proportion et leur puissance.

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500 3000 . . , , . , , — . , , . — , , - — , . , . , , . , , .

     

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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Detailed analysis of tectonic levels in the Appalachian Piedmont

Recent mapping has provided a close look at detail relationships contrasting a major infrastructural zone with an adjacent suprastructural area in the southern U.S. Piedmont. The Inner Piedmont belt infrastructural flow folds terminate against a northeast trending polydeformational cataclastic zone as one traverses toward the southeast along the South Carolina — Georgia border. The broad axial part of the infrastructural Inner Piedmont is represented by a complex of sillimanite-bearing mica gneiss and schist. Interlayered amphibolite permits recognition of major nappe-like antiforms and synforms. The southeastern edge of the Inner Piedmont is devided from the axial core by a tectonic slide, and is a separate and distinct nappe. Granitoid gneiss and amphibolite dominate in it.Suprastructural rock terrane lies southeast of the cataclastic Lowndesville (Kings Mountain) belt, which is considered to have behaved as a detachment zone between the plastic infrastructure in the northwest and the stiffer suprastructure in the south-east. Mafic metamorphosed rocks dominate the lower stratigraphic section in the suprastructural area. These Charlotte belt rocks are overlain by low grade metavolcanic rocks of the Carolina Slate belt. Tight upright folds characterize the suprastructure.Granitoid bodies of large to small size intrude the Piedmont of this area. Extensive migmatite is associated with this granitoid material in the infrastructural Inner Piedmont belt. Much of the granitoid material formed during the stockwork tectonic phase in an early Paleozoic orogenesis.

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Zusammenfassung Neue geologische Kartierungen im südlichen Appalachen-Vorgebirge ergaben einen engen Zusammenhang zwischen Oberbau und Unterbau. In der inneren Piedmont-Zone endet der Fließfaltenbau gegen eine mehrfach deformierte, kataklastische Zone, die sich nach SE entlang der South Carolina/Georgia-Grenze erstreckt. Die breite Achsialzone des Unterbaues im Bereich des inneren Piedmont wird aus Sillimanitführenden Glimmer-Gneisen und Schiefern aufgebaut. Zwischengelagerte Amphibolite erlauben in Synklinen und Antiklinen größere deckenartige Strukturen zu erkennen. Der SE-Teil des inneren Piedmont ist vom achsialen Kern durch eine tektonische Bewegungsfläche getrennt und stellt eine eigene Decke dar. Hier dominieren Granit-Gneise und Amphibolite.Der Oberbau folgt SE der kataklastischen Lowndesville (Kings Mountain) Zone als vom plastischeren Unterbau abgescherter starrer Komplex. Mafische Metamorphite bilden den stratigraphisch liegenden Teil des Oberbaues. Diese Charlotte Belt-Gesteine werden von niedrig metamorphen metavulkanischen Gesteinen des Carolina Slate Belt überlagert. Aufrechte Falten charakterisieren den Oberbau.Granitkörper von verschiedenen Dimensionen intrudieren in das Piedmont. Migmatisierung ist vor allem im inneren Piedmont zu beobachten. Das granitische Material wurde während der Ausbildung der Stockwerkstektonik in einer frühpaläozoischen Gebirgsbildung geformt.

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Résumé Une étude géologique récente fournit une première connaissance des contrastes qui existent entre une zone majeure infrastructurale dans le Piedmont des Appalaches du Sud et une région adjacente, superstructurale. Des plis infrastructuraux d'écoulement se terminent contre une zone cataclastique qui s'étend vers le sud-est le long de la frontière entre la Géorgie et la Caroline du Sud. Cette zone, comme toutes les zones, court vers le nord-est. La large zone axiale de l'infrastructure, est représentée par uncomplexe de gneiss et de schistes à mica et à sillimanite. Des intercalations d'amphibolite permettent de reconnaître dans les antiformes et synformes de grandes structures en nappes. Le bord sud-est de l'Inner Piedmont, qui est une nappe distincte, est séparé de la partie centrale par une faille. Le gneiss granitique et l'amphibolite y prédominent.Le domaine superstructural se trouve au sud-est de la zone cataclastique du Lowndesville (Kings Mountain), qui est considérée comme la zone de détachement entre l'infrastructure plastique du nord-ouest et la superstructure plus rigide du sud-est. Des roches métamorphiques et basiques prédominent dans les couches stratigraphiques inférieurs dans la partie rigide. Ces roches de la bande Charlotte sont recouvertes par les roches volcaniques, moins métamorphiques, de la zone Caroline du Slate. Des plissements serrés et verticaux caractérisent la zone megastructurales.Des plutons granitiques de dimensions variées pénètrent le Piedmont, avec migmatitisation surtout dans la zone d'infrastructure. Le materiau granitique s'est formé, au cours de la formation d'une tectonique en Stockwerk lors d'une orogénie dans le Paleozoique ancien.

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Burial metamorphic episodes in the Andean geosyncline,Central Chile

The burial metamorphism of the Andean geosynclinal deposits of Central Chile is studied. The stratigraphic units under consideration, Lower Jurassic to Upper Cretaceous and/or Lower Tertiary in age, have an accumulated thickness of 15,000 to 28,000 m, cover an area of nearly 2,500 km², and consist predominantly of basic and acid lavas, ignimbrites and volcanic-clastic sediments, deposited in marine and continental environments. Unconformities break up the sequence into several stratigraphic-structural units.A specific burial metamorphic pattern, or series, characterizes each of the units. Each series consists of a succession of mineral assemblages, the metamorphic grade increasing downwards. The isograds are essentially parallel to the bedding planes. The grade range in each series covers different intervals between the zeolite and greenschist facies. Each unconformity corresponds to a mineralogie break in the alteration, higher grade assemblages generally overlying lower grade assemblages. The downward increase in metamorphic grade as well as the mineralogie breaks seem to be unrelated to the volcanic versus sedimentary character and to the continental versus marine depositional environment of the rocks.The repeated pattern of burial metamorphism between unconformities suggests a history consisting of several burial metamorphic episodes, each taking place prior to a folding period and leaving unaffected the underlying units, which were apparently sealed up by the previous episode. This mechanism provides an explaination for the presence of such low-grade burial metamorphic facies at the bottom of a stratigraphic column as thick as that of the Andean Geosyncline.

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Zusammenfassung Die Auswirkungen der Versenkungsmetamorphose auf die Ablagerungen der andinen Geosynklinale in Mittel-Chile wurden untersucht. Die betrachteten stratigraphischen Einheiten, unterer Jura bis obere Kreide und/oder unteres Tertiär, haben eine kumulative Mächtigkeit von 15 000 bis 28 000 m; sie bedecken ein Gebiet von fast 2500 km² und bestehen in der Hauptsache aus basischen und sauren Laven, Ignimbriten und vulkanoklastischen Sedimenten, die unter marinen und kontinentalen Bedingungen abgelagert wurden. Diskordanzen unterteilen die Abfolge in mehrere stratigraphisch-strukturelle Einheiten.Jede Einheit ist in einer besonderen, für die Versenkungsmetamorphose typischen Abfolge von Mineralgesellschaften geprägt. Der Grad der Metamorphose steigt mit zunehmender Tiefe. Die Isograden verlaufen im wesentlichen parallel zu den Schichtflächen. Die Bandbreite jeder der metamorphen Mineralgesellschaften bedeckt verschiedene Intervalle zwischen der Zeolith- und Grünschiefer-Fazies. Jeder Diskordanz entspricht auch ein Sprung in der mineralogischen Zusammensetzung, wobei die höhergradigen Mineralgesellschaften in der Regel die tiefergradigen überlagern. Der mit der Tiefe zunehmende Grad der Metamorphose und die Sprünge in der mineralogischen Zusammensetzung scheinen von dem vulkanischen bzw. sedimentären Charakter der Gesteine ebenso unabhängig zu sein wie von deren marinen bzw. kontinentalen Bildungsbedingungen.Die sich wiederholenden Muster der Versenkungsmetamorphose zwischen den Diskordanzen lassen vermuten, daß mehrere Metamorphosen stattfanden, wobei jede einzelne Umwandlung vor einer Faltungsperiode ablief und die unterlagernden Einheiten unverändert ließ, die anscheinend durch die vorangegangene Metamorphose versiegelt wurden. Dieser Mechanismus liefert eine Erklärung für die niedriggradigen Fazies der Versenkungsmetamorphose im Liegenden einer so mächtigen stratigraphischen Abfolge wie der der andinen Geosynklinale.

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Resumen En este trabajo se describe el metamorfismo de sepultamiento en los depósitos del Geosinclinal Andino. Las unidades estratigráficas estudiadas son de edad jurásica inferior a cretácica superior y/o terciaria inferior, tienen un espesor acumulado de 15.000 a 28.000 m, cubren un area de aproximadamente 2.500 km² y consisten predominantemente de lavas básicas y ácidas, ignimbritas y rocas sedimentario-volcánicas, depositadas en ambiente marino y continental.Cada una de las unidades estratigráficas está caracterizada por una serie metamórfica de sepultamiento específica. Cada serie consiste de una sucesión de asociaciones minerales con un grado de metamorfismo que aumenta hacia abajo. Las isogradas son esencialmente paralelas a los planos de estratificación. El rango de grado metamórfico de cada serie abarca diferentes intervalos entre las facies de zeolita y esquistos verdes. Cada discordancia corresponde a una discontinuidad mineralógica en la alteración en la que generalmente las asociaciones de mayor grado metamórfico cubren asociaciones de menor grado. El aumento de grado hacia abajo, lo mismo que las discontinuidades mineralógicas, parecen ser independientes tanto del carácter sedimentario o volcánico como del ambiente continental o marino de la depositación.La repetición de series metamórficas de sepultamiento entre discordancias, indica varios episodios metamórficos, cada uno de ellos anterior al plegamiento de la unidad afectada; al mismo tiempo, cada episodio metamórfico dejó sin afectar las unidades subyacentes, las que aparentemente habrían sido selladas por el episodio anterior.Este mecanismo explicaría la presencia de una facies metamórfica tan baja como la que existe en el fondo de una columna estratigráfica tan potente como la del Geosinclinal Andino.

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Fuchsite-aluminium silicate rocks in archaean greenstone belts: Are they metamorphosed alunite deposits?

For the origin of fuchsite- and alusite-corundum rocks occurring as lenses within ultramafic schists at O'Briens, Zimbabwe, a model is presented, according to which an ultramafic komatiite flow is altered locally, during postvolcanic near-surface processes, anto chromiferous alunite, that in turn broke down, during subsequent low-grade metamorphism, into fuchsite, or andalusite, or ruby, or assemblages thereof, depending on the availability of silica and on solution chemistry. Pseudomorphs of corundum and andalusite after preexisting euhedral alunite, or after other minerals with alunite structure, support this model.Fuchsite-kyanite- and alusite-quartz schists from the Yilgarn Block of Western Australia forming conformable layers in metasediments may also have originated from alunitequartz rocks, but no textural evidence could be provided. However, in neighboring kyanite- and alusite quartzites the typical cross sections of leached out alunite-group minerals as well as the mineral natrojarosite were discovered within the metamorphic quartz fabric, which appears to indicate that alunite-type minerals coexisted during metamorphism with quartz and kyanite. Alunite-bearing sedimentary educts are not necessarily of postvolcanic origin but may also form under specila climatic conditions.

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Zusammenfassung Ein Entstehungsmodell wird vorgeführt für Fuchsit-Andalusit-Korund-Felse, welche in Zimbabwe als Linsen in ultramafischen Schiefern vorkommen. Danach wurde ein ultramafischer Komatiitstrom lokal im Zuge postvulkanischer, oberflächennaher Prozesse in chromführenden Alunit umgewandelt, welcher seinerseits während der anschließenden niedriggradigen Metamorphose abgebaut wurde zu Fuchsit oder Andalusit oder Korund oder Paragenesen aus diesen je nach dem Vorhandenseit von SiO₂ und der Zusammensetzung der koexistierenden Lösung. Pseudomorphosen von Korund und Andalusit nach den vorher vorhanden gewesenen idiomorphen Kristallen von Alunit oder anderen Mineralen mit Alunitstruktur stützen dieses Modell.Fuchsit-Disthen-Andalusit-Quarz-Schiefer vom Yilgarn Block in West-Australien, welche konkordante Lagen in Metasedimenten bilden, können ebenfalls aus Alunit-Quarz-Gesteinen entstanden sein, aber es konnten keine Gefügebeweise dafür erbracht werden. Dagegen wurden in benachbarten Disthen-Andalusit-Quarziten sowohl die typischen Querschnitte von herausgelösten Mineralien der Alunitgruppe wie auch das Mineral Natrojarosit innerhalb des metamorphen Quarzgefüges entdeckt. Dies scheint daaruf hinzudeuten, daß Minerale der Alunitgruppe während der Metamorphose mit Quarz und Disthen koexisitierten. Alunit-führende sedimentäre Ausgangsmaterialien müssen nicht notwendigerweise postvulkanischer Entstehung sein, sondern bilden sich auch unter speziellen Klimabedingungen.

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Résumé Un modèle est présenté qui explique la genèse de roches à fuchsite- and alousite-corindon apparaissant en lentilles dans des schistes ultramafiques à O'Briens, Zimbabwe: une coulée de komatiite ultramafique aurait été altérée localement en alunite chromifère, en relation avec des phénomènes postvolcaniques superficiels. L'alunite se serait, à son tour, décomposée en fuchsite, andalousite ou rubis ou en assemblage de ces phases, selon la teneur en silice de la roch et la composition des solutions mises en jeu. La présence de corindon et d'andalousite qui pseudomorphosent des alunites automorphes ou d'autres minéraux de structure équivalente fournit un argument supplémentaire en faveur de ce modèle de genèse.Les schistes à fuchsite-disthène- and alousite-quartz du bloc de Yilgarn en Australie Occidentale, qui forment des lits concordants dans des métasédiments, pourraient eux aussi s'être développés à partir de roches à quartz et alunite; malheureusement, l'examen de la texture de ces schistes ne fournit aucune indicaiton dans ce sens. Cependant, on a trouvé dans des quartzites à andalousite et disthène avoisinants des quartzites à andalousite et disthène avoisinants des empreintes de sections basaless typiques de minéraux du groupe de l'alunite (ces minéraux étant dissous) et de la natrojarosite, inclus dans la matrice quartzitique métamorphique; celi semble indiques que, pendant l'épisode métamorphique, des minéraux du type de l'alunite coexistaient avec le quartz et le disthène. Les matériaux sédimentaires originels à alunite ne sont pas obligatoirement des produits d'altération post-volcanique; ils paurraient aussi avoir été formés dans ces conditions climatiques particulières.

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In a more recent correspondence the author was informed by Dr. J. A. Hallberg that in drill cores through the Mount Leonora series, Wester Australia, the mineral natralunite was found as part of a primary assemblage containing additional andalusite, paragonite, sericite, quartz, and pyrophyllite (seeHallberg, J. A.: Archaean Geology of the Leonora-Laverton area. Intern. Archaean Symposium, Perth. Geol. Soc. of Australia, Western Australian Division, Perth 1980, 37 pp.).     

Energy sources for mantle plumes

Mantle plumes are the consequence of a focussed transfer of mass from mantle to core and are agents of outgassing from the mantle. The energy of propagation is derived from released energy of their formation, decreases in density, and partial fluidization. This energy is dissipated during distension and rupture of the overlying crust.

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Zusammenfassung Mantelplumes haben ihren Ursprung in einer gezielten Massenverfrachtung vom Mantel zum Kern und führen zur Mantelentgasung. Die Fortpflanzungsenergie entsteht aus frei werdender Bildungsenergie, Dichteverminderung und teilweiser Verflüssigung. Die Energie verflüchtigt sich bei Ausdehnung und Rißbildung der überlagernden Kruste.

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Résumé Plumes en le manteau sont derivées d'un transfert de masse dès le manteau au noyau. Elles sont agents de la dégassification du manteau. L'énergie de la propagation est derivée de l'énergie de la formation liberée, des décroissements de la densité, et de la fluidification partielle. Cette énergie est dissipée pendant la dilatation et la rupture de la croûte s'étendante là-dessus.

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Coupe géologique des Andes du sud du pérou de l'Océan Pacifique au Bouclier Brésilien

Résumé Cette coupe transversale des Andes du sud du Pérou montre un socle métamorphique précambrien, repris en partie à l'Hercynien et à l'Andin. Il constitue le soubassement d'une chaîne hercynienne résultant du plissement à la fin du Dévonien puis du Permien moyen, d'épaisses séries schisto-gréseuses et carbonatées d'âge ordovicien à permien inférieur. La période post-tectonique du Permo-Trias est caractérisée par un important volcanisme andésitique.L'Andin est marqué pendant le Mésozoique par une zonation paléogéographique parallèle à l'actuelle fosse. On distingue d'W en E: un arc volcanique à soubassement sialique (Côte), un bassin marin néritique (Cordillère Occidentale), une zone à ambiance essentiellement continentale (Altiplano), une zone positive (Cordillère Orientale), un bassin continental (Subandin), et le bouclier brésilien stable. Le Tertiaire, entièrement continental, est marqué par un volcanisme calco-alcalin intercalé de séries détritiques continentales rouges. Trois phases de plissement homoaxiales caractérisent l'Andin: Santonien, Eocène supérieur, Mio-Pliocene. Les structures correspondent en général à des plis isopaques, parfois déversés et accompagnés de failles inverses; par ailleurs le domaine affecté par les phases s'est progressivement étendu vers l'E. La position des Andes Centrales et sa zonation suggèrent un régime de subduction déja ancien, peutêtre depuis le Trias où le Permien encore que jusqu'à présent seule l'évolution magmatique puisse clairement y être reliée.

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Along the described cross section through the southern Peruvian Andes, the most ancient outcrops belong to metamorphic Precambrian basement partially reactivated by the Hercynian and Andine orogenesis. It forms the substratum of a Hercynian foldbelt of the Eastern Cordillera formed by thick shaly, sandy and carbonatic sediments, of Ordovician to Permian age, folded in the late Devonian and in the middle Permian. An important andesitic volcanism occurs during the post tectonic Permo-Trias period.The Andine evolution is marked during the Mesozoic by a paleogeographic NW-SE zonation already parallel to the actual trench. This paleogeographic lay-out shows from W to E: a volcanic belt on sialic basement (coastal zone), a neritic subsident basin (Western Cordillera), an essentially continental zone (Altiplano), a positive zone (Eastern Cordillera), a continental eastern marginal basin (Subandine zone) and the Brazilian Shield. The cenozoic deposits, wholly continental, are characterized by a calco-alcaline volcanism with thick, red detritical intercalations. The Andine tectonic is characterized by three homoaxial folding phases of Santonian, upper Eocene and Mio-Pliocene ages. Generally the folds are concentric, sometimes inclinated and associated with an important upthrust faulting. The surface area affected by the tectonic phases progressively spread to the East. The paleogeographic, tectonic and magmatic zonation of the Central Andes of Peru suggest a beginning of subduction dating from Triassic period although at the present time only the magmatic evolution could be clearly related to it.

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Zusammenfassung Die Autoren beschreiben ein Profil durch die Anden Südperus. Präkambrische kristalline Gesteine, teils durch herzynische und andine Faltungen verjüngt, dienen als Unterlage für alle späteren Ablagerungen. Über dem präkambrischen Grundgebirge treten in der Ostkordillere während des Ober-Devon und Mittel-Perm gefaltete Tonschiefer und Kalksteine auf. Nach dem Mittel-Perm setzte ein mächtiger andesitischer Vulkanismus ein.Das Andengebirge zeigt einen sedimentologischen, tektonischen und magmatischen NW-SE Zonarbau. Während des Mesozoikums erkennt man vom W nach E: einen vulkanischen Gürtel (Küste) mit sialischer Unterlage, ein neritisches Meeresbecken (Westkordillere), ein hauptsächlich kontinentales Becken (Altiplano), eine positive Zone (Ostkordillere), ein Kontinentalbecken (Subandin) und den brasilianischen Schild. Die tertiären Ablagerungen sind detritische rote kontinentale Sedimente mit mächtigen intermediär-vulkanitischen Einschaltungen. Drei NW-SE streichende Faltungen charakterisieren das Andengebirge: eine Oberkretazische, eine Obereozäne (Hauptfaltung) und eine Mio-pliozäne Faltung. Außerdem erweiterte sich allmählich der Faltungsbereich nach Osten. Schließlich spricht der Zonarbau der Peruanischen Anden für die Existenz einer Subduktions-Zone seit dem Beginn des Mesozoikums. Indessen steht bis heute ein klarer Zusammenhang mit dieser Subduktion nur für die magmatische Entwicklung fest.

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