Genèse des magmas du volcanisme plio-quaternaire des Apennins

Zusammenfassung Nach einer kurzen Übersicht des Vulkanismus in der Gegend des heutigen Appeninns im oberen Jura (basischer Vulkanismus im Tiefseegraben) und im Eozän (kalkalkaliner Vulkanismus während der Tektogenese) wird der pliozäne und quartäre, durch anatektische Magmen gespeiste Vulkanismus des unter Dehnung stehenden Orogens ausführlicher behandelt. Dieser Vulkanismus äußerte sich auf der thyrrhenischen Seite des Appennins zwischen dem Arno und dem Tiber im Zusammenhang mit dem Hochdringen mehrerer kleiner Granitstöcke, deren ältester 7 Millionen Jahre alt ist, während das Alter des jüngsten nur 3 1/2 Millionen Jahre beträgt. Der Beweis wird erbracht, daß es sich um anatektische Magmen handelt, und die mutmaßliche Ursache der unvollständigen Anatexis und der Differentiation der durch diese entstandenen Magmen besprochen. Eine Hypothese zur Erklärung der Entstehung von kalireichen, femischen Differentiaten wird vorgeschlagen. Danach wird, unter Berücksichtigung der quantitativen Beziehungen der einzelnen Magmatypen, ein Gesamtbild des aktiven Vulkanismus entworfen, der gesättigte und untersättigte kalireiche Magmen längs einer 300 km langen Zone vom nördlichen Latium bis zum Vesuv förderte. Es folgt eine Diskussion über das Problem des Stammagmas dieses Vulkanismus und der dazu vorgeschlagenen Hypothesen. Geologische, magmatologische und geochemische Tatsachen machen es wahrscheinlich, daß die mediterranen Magmatypen durch eine komplexe Differentation eines tief liegenden, anatektischen Magmas entstanden sind. Zum Schluß wird der Versuch unternommen, die Entstehung und Evolution der Magmen der periappenninischen Vulkane der Insel Capraia (Toskanischer Archipel), der Pontinischen Inseln und des einzigen, östlich vom Appennin liegenden Vulkans des Monte Vulture zu erklären.

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After a short survey of the volcanic activity around the chain of the Apennines during the upper Jurassic (basic and submarine ophiolitic volcanism) and during the Eocene (calc-alkaline volcanism of the early tectonic stages), a more detailed picture of plio-quaternary volcanism derived from anatectic magma during the distensive stage of orogenesis is given. This volcanic activity has taken place on the tyrrhenian side of the Apennines between the Arno and Tiber rivers and is connected with the uplift of some little granitic stocks, ranging between 7 m. y. and 3,5 m. y. Some arguments on the anatectic origin of magma, on its differentiation and on the possible causes of the incomplete anatexis are reported. An hypothesis is proposed to explain the genesis of some highly mafic and alkaline differenciates. A general picture is also given of the volcanic activity derived from saturated or undersaturated alkaline magma, along a zone of 300 km from northern Latium to Vesuvius. The parental magma origin of this volcanism and the several hypotheses regarding this problem are discussed. The geological, magmatological and geochemical data make probable the hypothesis that the mediterranean volcanic rocks were produced by a complex mechanism of differentiation of a deep-seated anatectic magma. Finally, some hypotheses on the origin and the evolution of magmas of the periapenninian volcanoes are given (Capraia and Pontine islands, and M. Vulture, the latter being the only recent volcano localized on the eastern side of the Apennines).

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Résumé Après une vue d'ensemble de l'activité volcanique dans la région de la chaîne des Apennins à la fin du Jurassique (volcanisme basique sousmarin) et au cours de l'Eocène (volcanisme alcali-calcique [calco-alcalin] pendant la tectogénèse), le volcanisme Pliocène et Quaternaire, nourri par des magmas anatectiques pendant le stade distensive de l'orogénèse est traité. Ce volcanisme du côté tyrrhénien de l'Apennin, entre l'Arno et le Tibre, est lié à la mise en place de plusieurs petits stocks granitiques, dont le plus vieux a 7 millions d'années, le plus récent n'en a que 3 1/2 millions.Il est prouvé que ce sont des magmas anatectiques; la raison pour l'anatexie régionale, la différenciation des magmas est traité. Une hypothèse qui pourrait expliquer l'origine des roches fémiques et potassiques est donné.Une vue plus générale du volcanisme actif, produisant des magmas potassiques saturés et sous-saturés le long d'une zone de 300 km du nord du Latium au Vsesuve est donné, bien regardant les relations quantitatives entre les types différents de magma. Le problème du magma primaire de cette activité volcanique et plusieurs hypothèses sont discutés. Des raisons géologiques, magmatologiques et géochimiques font supposer que les types de magma méditerrané sont dérivés par différenciation d'un magma d'anatexie resté en profondeur. Reste enfin à expliquer l'origine et l'évolution des magmas trouvés dans les volcans périapennins de l'île Capraia (Archipel Toscan), des îles Pontiennes et du Monte Vulture, seul volcan du côté oriental de la chaîne des Apennins.

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Oxygen,sulfur, and strontium isotope and fluid inclusion studies of barite deposits from the Iglesiente-Sulcis mining district,Southwestern Sardinia,Italy

This paper deals with barite from stratiform, karst, and vein deposits hosted within Lower Paleozoic rocks of the Iglesiente-Sulcis mining district in southwestern Sardinia. For comparison sulfates from mine waters are studied. Stratiform barite displays ³⁴S=28.8–32.1, ¹⁸O=12.7–15.6, and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.7087, in keeping with an essentially Cambrian marine origin of both sulfate and strontium. Epigenetic barite from post-Hercynian karst and vein deposits is indistinguishable for both sulfur and oxygen isotopes with ³⁴S=15.3–26.4 and ¹⁸O=6.6–12.5; ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios vary 0.7094–0.7140. These results and the microthermometric and salinity data from fluid inclusions concur in suggesting that barite formed at the site of mineralization by oxidation of reduced sulfur from Cambrian-Ordovician sulfide ores in warm, sometimes hot solutions consisting of dilute water and saline brine with different ¹⁸O values. The relative proportion of the two types of water may have largely varied within a given deposit during the mineralization. In the karst barite Sr was essentially provided by carbonate host rocks, whereas both carbonate and Lower Paleozoic shale host rocks should have been important sources for Sr of the vein barite. Finally, ³⁴S data of dissolved sulfate provide further support for the mixed seawater-meteoric water composition of mine waters from the Iglesiente area.     

Geochemical characteristics of Archaean and Late Proterozoic to Palaeozoic fine-grained sediments from Southern Africa and significance for the evolution of the continental crust

Chemical data for pelitic rocks (shallow-marine platform sediments) of the 2.9 Ga old Pongola Supergroup, South Africa, and the 550–700 Ma old Nama Group, Namibia, revealed clearly different compositions in both groups. A comparison of the Pongola and Nama data with literature values for sedimentary rocks shows a trend for Cr/TiO₂ and Cr/Zn ratios as well as the absolute Cr and Ni concentrations to lower values with decreasing age, whereas the Cr/Ni ratios seem to remain broadly constant through time. REE patterns of Pongola and Nama sediments show no significant difference, thus giving the impression of a post-Archaean origin for the demonstrably Archaean Pongola sediments. However, a plot of the trace element data for these sediments, normalized to the average shale of TuRekian &Wedepohl (1961) shows the Pongola shales to have a clear Archaean pattern whereas the Nama pelites display a typical post-Archaean signature. The results of this investigation confirm a model of rapid evolution of the Earth's upper continental crust from a predominantly mafic composition in the early Archaean to a more felsic character with increasing differentiation. The geochemistry of post-Archaean sediments may reflect the onset of cannibalistic recycling of older crust as proposed byVeizer (1973) and the end of major crustal growth.

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Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit werden zwei Plattformsedimente (marine Flachwasserablagerungen) verschiedenen Alters (Pongola 2.9 Mrd. Jahre, Südafrika, Nama 550–700 Mio. Jahre, Südwest Afrika/Namibia) chemisch analysiert und miteinander verglichen. Analysen der Tonmineralfraktion sollten zusätzliche Informationen bereitstellen.Die Pelite der Pongola und Nama Gruppen lassen sich statistisch und nach geochemischen Parametern in Cluster unterteilen. Diese Cluster unterscheiden sich nur gering auf Grund ihrer Hauptelementanalysen, die Spurenelemente hingegen weisen einen altersabhängigen Trend auf. Ganz deutlich kommt dies bei den Cr-Werten zum Ausdruck. Von 545 ppm in dem ersten Cluster der ältesten Gesteine fällt er auf etwa 55 ppm in dem zweiten Nama Cluster der jüngsten Gesteine ab. Um die Entwicklungstendenzen darstellen zu können, wurden X/Y-Diagramme erstellt. Es stellte sich heraus, daß für Proben aus dem südlichen Afrika der Chromgehalt mit jünger werdendem Alter abnimmt. Zn und Ni zeigen deutlich, wie sehr diese Elementkonzentrationen in Sedimenten durch einen langen Transportweg und eine intensive Aufarbeitung beeinflußt werden können. Ein Vergleich der Pongola und Nama Daten läßt den Schluß zu, daß die Seltenen Erden nicht unbedingt zur Unterscheidung archaischer von post-archaischen Sedimente geeignet sind.Die Abnahme der Cr/TiO₂- und der Cr/Zn-Verhältnisse sowei der absoluten Cr- und Ni-Konzentrationen mit abnehmendem geologischen Alter der Sedimente deuten auf eine rasche Entwicklung (von ca. 3.3 Mrd. J. bis ca. 2.3 Mrd. J.) von einer zunächst vorwiegend mafischen oberen Erdkruste zu einer zunehmend felsischen (d. h. stärker differenzierten) Kruste hin. Die relativ geringen Veränderungen in späterer Zeit (d. h. < 2.3 Mrd. J.) lassen auf den Beginn einer Aufarbeitung schon vorhandener Sedimente (recycling) und eine nur untergeordnete Bildung neuer kontinentaler Erdkruste schließen.

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Résumé L'objet de ce travail est de comparer les compositions chimiques de la fraction pélitique (< 2) dans des sédiments de plate-forme, déposés en mer peu profonde, et appartenant respectivement au supergroupe de Pongola (± 2.9 G.a., Afrique du S) et au groupe de Nama (550–700 M.a., Namibie).Cette comparaison, menée par la méthode statistique des «clusters analysis», ne révèle pas de différence entre les deux groupes, en ce qui concerne les éléments majeurs. Pour les éléments en traces, par contre, on constate avec l'âge décroissant des roches une diminution des rapports Cr/TiO₂, Cr/Zn ainsi que des teneurs en Cr et en Ni, tandis que le rapport Cr/Ni reste sensiblement constant.Les distributions des terres rares des deux groupes ne présentent pas de différence significative, donnant l'impression d'un âge post-archéen pour les sédiments du groupe de Pongola (2.9 G.a.). Toutefois, le report de données des éléments en traces, normalisées par rapport au shale moyen deTurekian etWedepohl (1961) montre nettement des distributions archéennes pour le groupe de Pongola et post-archéennes pour le groupe de Nama.Ces investigations confirment le modèle d'une évolution rapide de la croûte continentale supérieure depuis une composition mafique à l'Archéen ancien (3.3 G.a.) vers un caractère plus felsique, c'est-à-dire plus différencié vers 2.3 G.a., le peu de changement au cours des périodes ultérieures (< 2.3 G.a.) indiquant un recyclage continuel des mêmes matériaux sans intervention notable d'un accroissement de la croûte continentale.

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( 2,9 , — 550–700 ), , . , , . , . . 545 55 . , , . . , - . , ( 3,3 2.3 ) , . . . . . 2.3 , , . . recycling, .

     

Basement deformation and basement structure in the Northwest German basin

Regional basement structure in Northwest-Germany consists of tensional horsts and grabens active since at least late Carboniferous (Stephanian) time, possibly since Cambrian time. The trends of these basement features in general are normal to the Variscan mobile belt (active continental margin) in the south and normal to the Caledonian passive continental margin in Denmark in the north. Exceptions in these general trend directions are caused by Kimmerian (Mesozoic) and Tertiary deformation. Thickness and facies distribution of Paleozoic to Tertiary units in Northwest-Germany are closely related to syn-sedimentary relative motions of basement blocks.

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Zusammenfassung Die Grundgebirgsstruktur in Nordwestdeutschland wird von regionalen Horst- und Grabenschollen gebildet, die seit dem späten Karbon (Stephan) aktiv sind, möglicherweise sogar seit dem Kambrium. Die Streichrichtungen dieser Grundgebirgseinheiten sind im Regelfall senkrecht zur Streichrichtung des variszischen Orogens im Süden (aktiver Kontinentalrand) sowie senkrecht zur Streichrichtung des kaledonischen passiven Kontinentalrandes in Dänemark im Norden. Ausnahmen zu diesen regionalen Richtungen wurden durch kimmerische (mesozoische) und tertiäre Deformationen verursacht. Mächtigkeits- und Faziesverteilungen paläozoischer bis tertiärer Sedimente sind eng mit relativen syn-sedimentären Bewegungen von Grundgebirgsschollen verbunden.

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Résumé La structure du socle du nord-ouest de l'Allemagne est composée de horsts et de grabens régionaux, actifs au moins depuis la fin du Carbonifére (Stèphanien), peutÊtre mÊme depuis le Cambrien. La direction de ces blocs est en général normale à la direction de la zone mobile varisque dans le sud (marge continentale active), et normale à la direction de la marge continentale passive calédonienne au Danemark dans le nord, à l'exception de celles causées par une déformation kimmérienne (MésozoÏque) et tertiaire. Les répartitions des épaisseurs et des facies des sédiments depuis le PaléozoÏque jusqu'au Tertiaire sont intimement liées aux mouvements synsédimentaires relatifs des blocs du socle.

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Das Chausib-Turbiditbecken am Südrand des Damara-Orogens,Südwest-Afrika

Zusammenfassung Am Südrand des Damara-Orogens ist innerhalb der Hakos Subgroup eine Turbiditserie von 1500 m Mächtigkeit entwickelt. Sie stellt als neudefiniertes Chausib Member eine Faziesvertretung der Hakos-Quarzite (Chaibis Member) dar.Die Zusammensetzung der Turbitbänke ist quarzitisch. Infolge metamorpher und tektonischer Überprägung ist eine Gradierung nach der Korngröße nicht mehr vorhanden; sie kann aber aus einer typischen Änderung des Stoffbestandes vom Liegenden zum Hangenden einer Bank abgeleitet werden.Die an sich hochfaltbare Serie liegt in einer einfach gebauten Großstruktur von 10 km Wellenlänge vor; die Faltung wurde durch eine mächtige unterlagernde Quarzitfolge gesteuert. Einige für eine Wechselfolge kompetenter und inkompetenter Lagen charakteristische kleintektonische Phänomene werden beschrieben.Für die paläogeographische Situation wird ein Modell entwickelt, nach dem die Chausib-Turbidite als Beckenablagerungen den Chaibis-Quarziten als gleichalte Schwellensedimente gegenüberstehen.

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A 1500 m thick turbidite series, developed within the Hakos Subgroup at the southern margin of the Damara Orogen, is defined as the Chausib Member. It represents a timeequivalent of the Hakos-Quartzite (Chaibis Member) in a different facies.The turbidites are quartzitic. As a result of the metamorphic and tectonic overprint, they no longer show a grading of grain size. However, a former graded bedding can be inferred from a typical compositional change from the base to the top within each bed.The turbidite series is potentially very susceptible to folding, but occurs in a simple structure with a wave-length of about 10 km. The style of folding was determined by an underlying, thick, quartzite unit. Several small-scale tectonic phenomena are described, which are characteristic for such an alternation of competent and incompetent layers.A palaeogeographic model is envisaged in which the Chausib turbidites are basinal deposits bordering the time-equivalent sediments of a submarine rise, represented by the Chaibis quartzites.

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Résumé A la bordure sud de l'orogène de Damara, on trouve une série de turbidites d'une épaisseur de 1500 m intercalée dans le Hakos Subgroup. En tant que Chausib Member, nouvellement défini, elle représente un faciès équivalent des quartzites de Hakos (Chaibis Member).Les bancs de turbidite ont une composition quartzitique. Mais la superposition métamorphique et tectonique ne permet plus de discerner le granoclassement qui peut cependant être déduit du changement typique dans la composition chimique et minéralogique du matériau d'un banc, du bas vers le haut.La série dont la capacité de plissement est certaine, se présente avec une structure majeure simple, d'une longueur d'onde de 10 km, le plissement ayant été handicapé par une puissante série sous-jacente de quartzite. Quelques phénomènes microtectoniques caractéristiques d'une série interstratifiée de couches compétentes et incompétentes, sont décrits.Un modèle de situation paléogéographique est développé, d'après lequel les turbidites de Chausib s'opposent comme dépôts sédimentaires de bassin contemporains, aux quartzites de Chaibis, considérés comme sédiments de seuil de même âge.

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Hakos Turbidite 1500 . , Chausib, « Hakos». Turbit . . . 10 . , . ., Chausib-Turbidite , Chaibis . .

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Diese Arbeit ist im Sonderforschungsbereich 48 der Universität Göttingen (Entwicklung, Bestand und Eigenschaften der Erdkruste, insbesondere der Geosynklinalräume) entstanden.Die Förderung erfolgte aus Mitteln, die dem Sonderforschungsbereich 48 durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) zur Verfügung gestellt wurden.     

Geochronology of upper Tertiary volcanic activity in the Andes of north Chile

25 new K-Ar data are presented for Upper Cenozoic andesites and ignimbrites from the Andes of north Chile between 20° 30 S and 22° 30 S. The original simple volcanic stratigraphy of andesites overlying ignimbrites has been refined. A more complicated stratigraphy, with some andesites predating the ignimbrites, is described. The sequence and timing of volcanic events differ along the length of the north Chilean Andes. Ages of the earliest widespread ignimbrite eruptions range from 21 m. y. to 10 m. y., in different segments of the volcanic chain. The existence of two large acid extrusives of Quaternary age suggests that generation of acid magmas has continued until recently.

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Zusammenfassung 25 neue K-Ar-Daten von känozoischen Andesiten und Ignimbriten der nordchilenischen Anden zwischen 20° 30 S und 22° 30 S werden vorgestellt. Die ursprünglich einfache Stratigraphie — Andesite überlagern Ignimbrite — wurde verfeinert, und eine komplexere Stratigraphie, bei der einige Andesite älter sind als die Ignimbrite, wird beschrieben. Die Reihenfolge und der zeitliche Ablauf vulkanischer Tätigkeit sind in den nordchilenischen Anden komplex. Die ältesten ausgedehnten Ignimbritdecken reichen in den verschiedenen Abschnitten der Vulkanzone von 21 bis 10 Mio. Jahre. Das Vorhandensein von zwei großen sauren quartären Extrusionszyklen läßt vermuten, daß die Bildung von sauren Magmen bis in die Gegenwart andauerte.

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Resumen Se presentan 25 nuevas edades radiométricas de lavas y ignimbritas Cenozoicas de los Andes del Norte Chileno, entre los meridianos 20° 30 S y 22° 30 S. La estratigrafía primera de las rocas volcanicas (las lavas sobre las ignimbritas) se ha refinado. Se describe una estratigrafia mas complicada, en que algunas lavas antedatan las ignimbritas. La sucesión y las edades de los eventos volcanicos diferen a lo largo de los Andes del Norte Chileno. Las edades de las erupciones mas tempranas y extensivas varian entre 21 M. a. y 10 M. a. en segmentas diferentes de la zona volcanica. La existencia de dos grandes derrames acidos de edad cuaternaria sugere que la producción de magmas acidas continuó hasta el tiempo reciente.

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Résumé On présente 25 valeurs nouvelles sur l'âge radiométrique des andésites et des ignimbrites du Cénozoïque supérieur des Andes du nord du Chili entre les latitudes 20° 30 et 22° 30 S. L'ancienne stratigraphie simplifiée où les andésites surmontent les ignimbrites a été révisée, et remplacée par une stratigraphie plus compliquée où quelques andéseites précèdent les ignimbrites. La succession et la chronologie des éruptions volcaniques diffèrent le long des Andes du nord du Chili. Dans les différentes parties de la chaîne volcanique, l'âge des premières grandes eruptions d'ignimbrites varie entre 21 et 10 M. a. La présence de deux grandes coulées acides d'âge quaternaire permet de supposer que des magmas acides continuent à se former.

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26 ( K/Ar) - 20°30 22°30 . — — , , , . - , , . 21 22 . , .

     

Electrical resistivity structure of the eastern Moroccan Atlas System and its Tectonic implications

The electrical resistivity structure of the crust and upper mantle of the Atlas Mountain System was studied using magnetotelluric and geomagnetic deep soundings. Field experiments were done in eastern Morocco along a traverse from the Anti Atlas to the Rides Rifaines in two campaigns in 1983 and 1988.Zones of very low electrical resistivity could be identified in the various structural settings at different depth ranges, most likely connected directly to the tectonic evolution of the mountain belts. A mid-crustal low resistivity layer with total conductance (thickness-resistivity ratio) of about 2000 Siemens stretches from the southern border of the High Atlas towards the Middle Atlas. This layer seems to characterize the base of crustal detachment, e.g., the plane for large horizontal overthrusting, and supports the idea of thick- and thin-skinned tectonics involved in Atlasic mountain building. In the western Middle Atlas an upper-crustal low resistivity layer (at depth < 10 km) was found in the area where volcanic activity was present, pointing towards a direct relation between low electrical resistivity and volcanic or postvolcanic events. North of the Middle Atlas resistivity structures change totally: The Pre and parts of the Sub-Rif have a highly conductive cover, presumably connected to the molasse basin. Total conductance was calculated to reach 6000 Siemens. No further conductive structures, like, e.g., the ones found beneath the High and Middle Atlas, are seen within the resistive crust, but at much greater depth within the upper mantle.

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Zusammenfassung Im marokkanischen Atlas-System wurde der elektrische Widerstand der Kruste und des oberen Mantels mit magnetotellurischen und erdmagnetischen Tiefen-Sondierungen erkundet. Die Feldmessungen wurden in den Jahren 1983 und 1988 im östlichen Marokko entlang einer Traverse vom Anti Atlas bis in das Rif durchgeführt.In den einzelnen strukturellen Einheiten wurden in unterschiedlichen Krustentiefen Schichten sehr kleiner elektrischer Widerstände entdeckt, die direkt mit der tektonischen Entwicklung des Atlasgebirges verknüpft zu sein scheinen. Zwischen dem Südrand des Hohen Atlas und dem Mittleren Atlas im Norden erstreckt sich eine Zone sehr kleiner Widerstände (integrierte Leitfähigkeit etwa 2000 Siemens) in mittleren Krustentiefen. Diese Schicht scheint einen Bereich krustaler Ablösung zu kennzeichnen und kann als Basis einer weitspannigen Überschiebung angenommen werden. Diese Form der »thick- & thin-skinned« Tektonik scheint wesentlich am Prozess der Gebirgsbildung im Atlas beteiligt zu sein. Im westlichen Mittleren Atlas, im Bereich des jungen Vulkanismus, wurde eine gutleitende Zone in der oberen Kruste (Tiefe < 10 km) gefunden. Diese Beobachtung legt einen direkten Zusammenhang zwischen erhöhter elektrischer Leitfähigkeit und vulkanischen bzw. postvulkanischen Ereignissen nahe. Nördlich des Mittleren Atlas ändern sich die Widerstandsstrukturen sehr stark: Im Prä- und teilweise auch noch im Sub-Rif liegt eine sehr gut leitende Deckschicht (integrierte Leitfähigkeit etwa 6000 Siemens) über einem hochohmigen Basement. In der Kruste des Rif werden keine weiteren, tieferliegenden Schichten erhöhter Leitfähigkeit gefunden, wie sie z.B. unter dem Hohen Atlas vorliegen. Dagegen gibt es Hinweise auf Zonen hoher Leitfähigkeit im oberen Mantel.

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Résumé Dans l'Atlas marocain la résistivité électrique de la croûte et du manteau supérieur a été étudiée à l'aide des sondages magnétotelluriques et géomagnétiques. Ces travaux ont été effectués le long d'une traverse menant de l'Anti-Atlas jusqu'au Rif durant les années 1983 et 1988.Dans différentes profondeurs de la croûte terrestre des zones de résistances électriques très basses ont pu être découvertes ce qui peut être attribué à l'évolution tectonique de l'Atlas. Une couche de résistances très basses (conductance vers 2000 Siemens) s'étend entre le bord au sud du Haut Atlas et l'Atlas Moyen au nord. Cette couche peut être le signe d'un détachement de l'écorce et d'une poussée très vaste. Cette forme tectonique »thick- & thin-skinned« semble être essentiellement responsable du processus de la formation orogénique de l'Atlas. Une zone de bonne conductance se trouve dans la croûte terrestre supérieure (profondeur < 10 km) dans l'ouest de l'Atlas Moyen aux environs de l'activité volcanique caractérisant une relation directe entre une haute conductance électrique et des événements volcaniques et post-volcaniques. Vers le nord de l'Atlas Moyen les structures de résistance subissent un changement total: Au Pré- et partiellement aussi au Subrif se trouve une bonne couche guide (conductance vers 6000 Siemens). Aucune autre couche de conductance supérieure — comme au-dessous du Haut Atlas — n'a été découverte dans la croûte du Rif. On en décèle, par contre, dans le manteau supérieur.

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1983 1988 - . , , , . ( 2000 Si). , , . , »thick- & -thin-skinned«, , . , ( 10 ) . , - . : - , , - , : 6000 Si. . .

     

Die faziesgebundene Tektonik vulkanischer Schwellen im ostrheinischen Schiefergebirge

Zusammenfassung Submarine Vulkane des Oberen Mitteldevons werden im Ostsauerland und Lahn-Dill-Gebiet von spilitischen Laven, Pillow-Breccien und glasreichen Tuffen aufgebaut. Ihre Mächtigkeiten schwanken zwischen 150 m und 600 m. Mit ihnen sind exhalativ-sedimentäre Hämatiterze genetisch verbunden. Auf den vulkanischen Schwellen bestehen während des Oberdevons Schichtlücken oder es werden geringmächtige Sedimente abgelagert. Sie sind Gebiete mit spezieller Bio- und Petrofazies. Die variskische Faltung hat die Vulkane zu Satteldomen, Schuppensätteln und Schuppen verformt. B-Achsen, Störungen und Klüftung sind in ihrer Anlage abhängig von der Petrofazies der Vulkanite und deren Festigkeitsanisotropien. Die Homogenität der Gefüge nimmt mit der Intensität der tektonischen Verformung zu.

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Submarine volcanoes of the Upper Middle Devonian in the Ostsauerland and Lahn-Dill-region, Western Germany, are built up by spilitic lavas, pillow-breccias and tuffs rich in glass. The thickness of the volcanic series ranges from 150 m to 600 m. Hematite ores of exhalative-sedimentary origin are genetically connected with them. In the upper Devonian there were stratigraphical breaks, or sediments of diminished thickness were deposited at the tops of the volcanic swells. They are characterised by the special development of the bio- and petrofacies. The variszic orogeny has deformed the volcanoes. Domes, sheared antiklines and disloged slices were formed by shearfolding. Fold-axes, faults and joints depend on the petrofacies and the variable rigidity of the volcanites. The homgeneity of the fabric increases with the intensity of tectonic deformation.

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Résumé En Sauerland oriental et en Lahn-Dill-région (Rheinisches Schiefergebirge) des pillow-laves et des pillow-brèches ainsi que des schalsteins tufogènes du volcanisme basaltique formaient des seuils volcaniques sous marins durant le Givétien supérieur. Les volcanites ont une épaisseurs de 160 m à 600 m. Des gisements d'hématite exhalatif-sédimentaires sont liés genétiquement à ces seuils. Durant le Dévonien supérieur ces régions sont caractérisées par des lacunes stratigraphiques, par des épaisseurs rèduites ainsi que par des évolutions particuliéres à l'égard du biofacies et du pétrofacies. Les mouvements orogénétiques déformaient ces volcans et formaient des dômes, des anticlinals d'une structure en écailles et des lames de charriage. Les axes des plis, les failles et les joints dépendent du pétrofacies et de la rigidité variante des volcanites. L'homogénité de leur structure tectonique augmente avec l'intensité de la déformation.

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Timing of low-temperature metamorphism and cooling of the Paleozoic and Mesozoic formations of the Bükkium,innermost Western Carpathians,Hungary

K-Ar ages of illite-muscovite and fission track ages of zircon and apatite were determined from various lithotypes of the Bükkium, which forms the innermost segment of the Western Carpathians. The stratigraphic ages of these Dinaric type formations cover a wide range from the Late Ordovician up to the Late Jurassic. The grade of the orogenic dynamo-thermal metamorphism varies from the late diagenetic zone through the anchizone up to the epizone (chlorite, maximally biotite isograd of the greenschist facies). The K-Ar system of the illite-muscovite in the < 2 m grain-size fraction approached equilibrium only in epizonal and high-temperature anchizonal conditions. The orogenic metamorphism culminated between the eo-Hellenic (160-120 Ma) phase connected to the beginning of the subduction in the Dinarides, and the Austrian (100-95 Ma) phase characterized by compressional crustal thickening. No isotope geochronological evidence was found for proving any Hercynian recrystallization. The stability field of fission tracks in zircon was approached using the thermal histories of the different tectonic units. A temperature less than 250°C and effective heating time of 20–30 Ma had only negligible effects on the tracks, whereas total annealing was reached between 250 and 300°C. Apatite fission track ages from the Paleozoic and Mesozoic formations show that the uplift of the Bükk Mountains occurred only in the Tertiary (not earlier than ca. 40 Ma ago). Thermal modeling based on apatite fission track length spectra and preserved Paleogene sediment thickness data proved that the Late Neogene burial of the recently exhumed plateau of the Bükk Mountains exceeded 1 km.     

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

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

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

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

Schwefelisotope im marinen Kreislauf und das δ34 S der früheren Meere

Zusammenfassung Durch Isotopenfraktionierung bei der bakteriellen Reduktion marinen Sulfats enthalten die Sedimente im Mittel einen Überschuß an³²S (³⁴S s – 5), während³²S im marinen Sulfat angereichert ist. Der ³⁴S-Wert im heutigen Meerwasser beträgt etwa + 20 . Evaporit-³⁴S-Messungen zeigen, daß dieser Wert im Cambrium, Silur und Devon höher war, bis zum Perm dann auf etwa + 11 abnahm und anschließend wieder zum heutigen Wert anstieg.Der hohe ⁴³S-Wert in der geologischen Frühzeit wird mit extremer Anreicherung biogener Sulfide in den Schwarzschiefern erklärt, der Abfall zum Perm mit Rückführung großer Mengen von Sediment-Schwefel im Laufe der caledonischen und varistischen Orogenesen und der Wiederanstieg im Erdmittelalter mit erneuter Anhäufung toniger Sedimente.Aufgrund modellmäßiger Abschätzungen und der Gesamtheit aller verfügbaren Meßwerte (etwa 800) wird versucht, die Entwicklungslinie des Meerwasser-³⁴S-Wertes zeichnerisch darzustellen.Hinweis auf praktische Bedeutung: Informationen über Stoffbilanz geologischer Vorgänge, Interpretation von ³⁴S-Meßwerten an normalen Gesteinen und Erzen, Zuordnung von Proben unbekannten Alters.

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Summary Due to an isotope fractionation involved in the bacterial reduction of marine sulfate the sediments as a whole contain an excess of³²S (³⁴S – 5), while marine sulfate is enriched in³⁴S. Recent seawater has ³⁴S + 20. Evaporite measurements indicate a still higher value in Cambrian, Silurian and Devonian time. Then the ³⁴S decreased to about + 11 in the Upper Permian and later on increased once more to the modern value.The accumulation of abnormally large quantities of biogenic sulfides in the slates of that era accounts for the high ³⁴S value in the early Palaeozoic. A considerable fraction of light sulfur has been brought back to the oceans by weathering solutions of the Caledonian and Variscan orogenies, and in Mesozoic times another accumulation of slates has taken place.From a synopsis of the data available (some 800) and from model estimations an attempt has been made to construct the marine sulfur gd³⁴S evolution curve. Some practical consequences are lined out: informations on material balance of geological processes, interpretation of ³⁴S-data of normal rocks and ores, sample dating in the case of doubtful age.

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Résumé Un fractionnement isotopique pendant la réduction bactérienne du sulfate marin a pour conséquence un excédent de³²S dans la masse totale des sédiments (³⁴S – 5) et un enrichissement de³⁴S dans le sulfate marin. Dans les océans actuels le ³⁴S est + 20 ; nous pouvons conclure des ³⁴S des échantillons de sulfates d'évaporites, qu'aux temps cambrien, silurien et dévonien cette valeur fut plus élevée. Puis elle a diminué jusqu'à + 11 au Permien supérieur pour remonter ensuite à la valeur actuelle.La valeur élevée de ³⁴S au Paléozoïque inférieur doit être expliquée par une accumulation extraordinaire de sulfures biogènes dans les ardoises noires de cette époque. La décomposition d'une fraction considérable de ces roches pendant les orogenèses calédonienne et varisque entraînait à l'océan du soufre léger. Au Mésozoïque une autre accumulation d'ardoises commençait. Par l'examen de toutes valeurs disponibles (environ 800) et par certaines estimations on a tenté de tracer la courbe de l'évolution de la valeur du ³⁴S marin.Quelques conséquences pratiques sont indiquées: informations sur le bilan matériel des procès sus-géologiques, interprétation des ³⁴S de roches et minerais normaux, datation d'échantillons d'âge problématique.

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. S³⁴ , , ( 2%); 1,1%. .

     

Cell parameters of thermally treated anorthite. Al,Si configurations in the average structures of the high temperature calcic plagioclases

Thermal treatments of anorthite carried out at up to 1,547° C show that the unit cell parameter changes as a function of the treatment temperature. The best fit curve found by non-linear least squares analysis is: =91.419-(0.327·10^-6)T ²+(0.199·10^-12)T ⁴-(0.391·10)T ⁶. The results obtained support significant Al,Si disorder (Al0.10, where Al=t ₁(0)-1/3 [t ₁(m)+t ₂(0)+t ₂(m)], Ribbe 1975), in anorthite equilibrated near the melting point and confirm a high temperature series differentiated from the low temperature series for calcic plagioclases in the An₈₅–An₁₀₀ range also. In the plot vs. An-content the high and low temperature curves intersect at An₈₅ composition and progressively diverge in the An₈₅–An₁₀₀ range. The trends of the high and low temperature curves in this range are interpretable on the basis of the degree of Al, Si order in the average structures of calcic plagioclases.     

A Precambrian core sample from the Altiplano/Bolivia

Drilling in the Bolivian Altiplano discovered the Precambrian basement at 2.744 m of depth, Paleozoic strata lacking. The core is composed of hornblende meta-granite (hornblende granoblastite), in the upper part of biotite meta-granite (biotite granoblastite). Radiometric dating provides evidence for a Grenvillian magmatic or anatectic rock formation (1.050±100 my) and a later metamorphic event of 530±30 my in age.

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Zusammenfassung In einem Bohraufschluß vom Altiplano in Bolivien wurde in 2.744 m Teufe unter tertiärer und kretazischer Bedeckung das präkambrische Basement angetroffen. Der präkambrische Bohrkern besteht teils aus Hornblende-Meta-Granit (Hornblende-Kalifeldspat-Quarz-Plagioklas-Gneis), teils aus Biotit-Meta-Granit (Biotit-Kalifeldspat-Quarz-Plagioklas-Gneis). Nach Rb-Sr Datierung dürfte das Bildungsalter etwa 1.050±100 my betragen, eine Aufheizungsperiode um 530±30 my ist nach K-Ar Analyse zu vermuten.

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Résumé Lors d'un forage dans l'Altiplano bolivien le substratum précambrien a été rencontré à une profondeur de 2.744 m. La couverture sédimentaire comprend des couches tertiaires et crétaciques. La carotte précambrienne se compose d'un micro-granite gneissique de l'assemblage hornblende — feldspath potassique — quartz — plagioclase et d'un microgranite gneissique de biotite — feldspath potassique — quartz — plagioclase. L'âge de constitution de la roche est d'après l'analyse Rb-Sr de 1.050 ± 100 my. L'analyse K-Ar laisse supposer une transformation métamorphique de 530 ± 30 my.

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- , 2744 . — ( - -- —, - (- -- -). - 1050 ± 100 , , - , 530 ± 30 .

     

The Archean Craton of Southern India: Metamorphic evolution and P-T conditions

The Archaean craton of southern India is characterized by a highly complicated and not yet fully understood geological history comprizing several cycles of sedimentation and volcanism, deformation and metamorphism in the span between about 3400 and 2500 m. y. The large scale regional variation in metamorphic grade observed today is essentially related to a metamorphic event at about 2600 m. y. ago which affected an older migmatite, gneiss-greenstone terrain (2900–3400 m. y.).The southern area is characterized by granulite facies (700–750° C/8–10 kb). An extensive charnockite-khondalite belt has been generated by atectonic transformation of the migmatite-gneiss terrain through the influx of a CO₂-rich fluid. Towards the north of the terrain the metamorphic grade decreases to amphibolite facies (600° C/6–8 kb) and to greenschist facies (400° C) which is restricted to the Dharwar greenstone belts. Metamorphism related to younger shear zones in the southern part of the craton led to retrogression of the charnockite-khondalite series under conditions of amphibolite to greenschist facies.The P-T conditions of metamorphism have been evaluated applying mineral stability data and methods of geothermometry and geobarometry in an area between Shimoga-Chitradurga (North) and Coimbatore-Karur (South).

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Zusammenfassung Der archaische Kraton Südindiens ist durch eine komplexe, noch nicht vollständig aufgeklärte geologische Entwicklungsgeschichte gekennzeichnet. Sie umfaßt mehrere Zyklen von Sedimentation und Vulkanismus, Deformation und Metamorphose in der Zeitspanne von etwa 3400 bis 2500 Ma. Die großregionale metamorphe Zonierung wird im wesentlichen als das Ergebnis eines Metamorphose-Ereignisses vor ca. 2600 Ma angesehen, das den gesamten archaischen Komplex aus granitoiden Gneisen, Migmatiten und Greenstone-Serien erfaßte.Das südliche Gebiet ist durch Bedingungen der Granulitfazies (700–750° C/8–10 kb) charakterisiert. Hier entstand eine ausgedehnte Charnockit-Khondalit-Zone durch post-tektonische Umwandlung der Migmatit-Gneisserien infolge Zufuhr einer CO₂-reichen fluiden Phase. Nach Norden zu nimmt der Metamorphosegrad bis zur niedrigtemperierten Amphibolitfazies (600° C/6–8 kb) und in den Dharwar-Greenstone Belts sogar bis zur Grünschieferfazies (400° C) ab.Eine jüngere Metamorphose von Amphibolit-bis Grünschieferfazies ist auf proterozoische Scherzonen beschränkt. Im südlichen Gebiet führte sie zu einer örtlich unterschiedlich intensiven retrograden Überprägung der Charnockit-Khondalit-Serie.Die P-, T-Bedingungen der Regionalmetamorphose wurden anhand von Mineralstabilitätsdaten und mit Methoden der Geothermometrie und Geobarometrie für das Gebiet zwischen Shimoga-Chitradurga (Norden) und Coimbatore-Karur (Süden) abgeleitet.

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Résumé Le craton archéen de l'Inde méridionale est caractérisé par une évolution géologique complexe et mal connue. Elle comprend plusieurs cycles de sédimentation et de volcanisme, de déformation et métamorphisme d'une durée d'environ 3400 jusqu'à 2500 Ma.La variation du degré de métamorphisme observée aujourd'hui est considérée comme le résultat d'un épisode de métamorphisme datant d'environ 2600 Ma, qui a affecté l'ensemble du domaine archéen composé de granitoïdes et de ceintures de roches vertes.La région méridionale de craton est caractérisée par le faciès granulite (700–750 °C/ 8–10 kb). Une zone étendue de charnockites et khondalites est le produit d'une transformation postdéformative résultant de l'apport d'une phase fluide riche en CO₂. Vers le nord le degré de métamorphisme décroit jusqu'au faciès amphibolites (600 °C/6–8 kb) et même jusqu'au faciès schistes verts (400 °C) dans les ceintures dharwariennes de roches vertes.Un épisode tardif de métamorphisme de faciès amphibolites et schistes verts est limité aux zones à décollement intense d'âge protérozoïque. Dans la région méridionale il s'est produit un rétromorphisme des roches granulitiques dans la zone des charnockites et khondalites.Les conditions de pression et température ont été déduites de l'application de données sur la stabilité des minéraux et de méthodes de géothermométrie et de géobarométrie pour la région entre Shimoga-Chitradurga (nord) et Coimbatore-Karur (sud).

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, . , , 3400 2500 . , , 2600 , , , . (700–750 °, 8–10 ). / - , ₂. (600 °, 6–8 ) Dharwar (400 °). . / , . , Shimoga-Chitradurga () Coimbatore-Karur ().

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The present study is part of a joint project of Benaras Hindu University at Varanasi and University of Kiel. Financial Support by the Deustche Forschungsgemeinschaft is gratefully acknowledged.

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We especially thank M. N. Viswanatha, Geological Survey of India, for his cooperation during the field work.     

Zur tektonischen Entwicklung Chiles im Känozoikum

Zusammenfassung Epirogenetische Oszillationen bestimmten nach lithostratigraphischen Befunden in der chilenischen Küstenzone während des Känozoikums zunehmend die tektonische Entwicklung. Unterschiede in der Bewegungsintensität und das Anhalten von Bruchtektonik bis in jüngste Zeit vorwiegend im Süden des Landes deuten eine Zweigliederung an, in der ein mobilerer Bereich südlich von etwa 39° südl. Br. dem stetiger bewegten Mittel- und Nordchile gegenübersteht. Verlauf und Dynamik des submarinen Chile-Rückens bieten hierfür eine Erklärungsmöglichkeit. Die komplexe Regelung der Strukturlinien in ganz Chile kann ebenfalls mit derartigen ozeanischen Einflüssen in Verbindung gebracht werden.

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Growing importance of epeirogenic oscillations during structural development in Cenozoic time is indicated by lithostratigraphic observations in the coastal zone of Chile. Late movements were of unequal intensity in the southern and central-northern parts of the country, effective faulting being continued into the Holocene mainly in the more mobile area south of about 39° S. The region north of this line has developed at a steadier pace since middle Pliocene time. Position and dynamics of the submarine Chile Ridge may explain this. Complexely ordered structural patterns in all of Chile may be related to comparable oceanic influences.

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Resumen Los resultados de unos estudios litoestratigräficos en la zona costera de Chile indican que oscilaciones epirogenéticas aumentaron en importancia como factor del desarrollo estructural durante el Cenozoico. En el carácter de los movimientos tardíos, más intensivos y diferenciados por fallas al sur del paralelo 39° Sur, se basa una subdivision tentativa del pais. Al norte de este limite, el desarrollo tectónico fué más tranquilo ya desde el Plioceno medio. La posición y el dinamismo del Chile Ridge submarino podrian explicar este fenómeno. También parece ser relacionado a influencias oceánicas comparables, el arreglo complejo de Iíneas estructurales en Chile.

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, . - . 39° , , . . .

     

Grundwasservorkommen Mitteleuropas — Grundlagen und Möglichkeiten ihrer Erschließung und Bewirtschaftung

Zusammenfassung Bei einer pauschalen Betrachtung ist das Grundwasserdargebot der Bundesrepublik Deutschland eine durch die Durchlässigkeit der Gesteine und die Grundwasserneubildung begrenzte Größe. In Verbindung mit Uferfiltratgewinnung und künstlicher Grundwasseranreicherung kann auch der künftige Bedarf an qualitativ hochwertigem Grundwasser gedeckt werden. Schwierigkeiten ergeben sich jedoch aus dem Auseinanderfallen von Bedarfs- und Gewinnungsschwerpunkten, aus der Notwendigkeit, bisher wenig genutzte, schwierig zu erschließende Grundwasservorkommen in Festgesteinen zu erschließen, aus dem qualitativen und quantitativen Grundwasserschutz und aus der Konkurrenzsituation der Grundwassernutzung mit der Nutzung anderer Rohstoffe. Die Geowissenschaftler sind aufgerufen, zur Lösung dieser Probleme in interdisziplinärer Zusammenarbeit mit den Ingenieuren, Wasserchemikern und anderen Wasserfachleuten durch ihre speziellen Kenntnisse und Arbeitsmethoden beizutragen.

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In a general survey the groundwater supply of the Federal Republic of Germany is a quantity defined by rock permeability and groundwater recharge. Taking into account bank filtered river water and artificial groundwater recharge the future demand of high quality groundwater will be available. Difficulties arise from areal distances between centres of demand and of supply, from the necessity to explore groundwater in hard rocks which have been rarely used up to this time due to its difficult exploration, from the quantitative and qualitative groundwater protection and from competition of groundwater use with the exploitation of other natural resources. Geoscientists are challenged to contribute to the solution of these problems in interdisciplinary cooperation together with engineers, water chemists and other water experts by using their special knowledges and scientific techniques.

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Résumé D'après une estimation globale, la disponibilité en eau souterraine de la République Fédérale Allemande représente une quantité limité par la perméabilité des roches et par la réalimentation en eau de la nappe. En tenant compte de l'apport à la nappe aquifère par suite de l'infiltration d'eau de rivière et de son enrichessement artificiel, la demande future en eau souterraine de haute qualité peut être couverte. Les difficultés qui se produiront, vont être provoquées par les distancees entre les points de consommation et les points d'alimentation, par l'exploration difficile des eaux souterraines en roches fissurées, et karstifiées, par la protection quantitative et qualitative des eaux souterraines et par la compétition entre l'usage des eaux souterraines et l'exploitation des autres ressources naturelles. Les chercheurs sont appelés, pour resoudre ces problèmes dans un cadre interdisciplinaire, à collaborer avec les ingénieurs, les chimistes et autres éxperts en eaux, chacun avec leurs connaissances spéciales et leurs méthodes de travail.

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, , . , , . , . , , , , , .

     

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

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

Petrography and geochemistry of carbonate void-filling cements in fossil reefs

An Investigation of the distribution of Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, Sr²⁺ and K⁺ as well as O¹⁸ and C¹³ in void-filling cements out of three fossil reefs — of Devonian and Triassic ages — shows a rhythmic fluctuation of these parameters in the successive layers. This reflects a similar change in the salinity conditions during cementation. It also leads to the presumption that the void filling process starts in early stages with a semi-closed system and later passes into a relatively closed one. Results obtained from factor analysis support this hypothesis.The original mineralogic constitution of the cements must have followed the rhythmic fluctuation of salinity with the result of forming alternative layers of aragonite and calcite. These lead, through inversion and grain growth, in later diagenetic stages to the formation of fibrous calcite.Blocky calcite represents the last stage of cementation. It crystallises out of exhausted solutions and shows no signs of inversion.Multivariate analysis of all investigated parameters reveals three factors. These were interpreted as representing Salinity, Temperature and original Mineralogy.

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Zusammenfassung Die Untersuchung der Verteilung von Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, Sr²⁺ und K⁺, sowie O¹⁸ und C¹³ in Hohlraumzementen aus drei fossilen Riffen von devonischem und triadischem Alter zeigt eine rhythmische Schwankung in den sukzessiven Zementschalen. Die Schwankung der geochemischen Parameter reflektiert eine änderung der Salinitätsbedingungen. Dies wird unter der Annahme erklärt, daß die Ausfüllung der Hohlräume zuerst in einem halbgeschlossenen, später dann in einem relativ geschlossenen System stattfindet. Die Faktorenanalyse bestätigt diese Hypothese.Die Mineralogie der gebildeten Zemente folgt der rhythmischen Salinitätsschwankung und daraus entstand zunächst eine Wechsellagerung von calcitischen und aragonitischen Zementen.über Inversion und Sammelkristallisation bildet sich während der späteren Diagenese der fibröse Calcit, dessen rhythmische Gefügeabfolge von der ursprünglichen Mineralogie der Zemente diktiert wird. Als letzte Zementgeneration folgt blockiger Calcit aus ionenarmen Lösungen, wobei keine Umwandlung dieser Zementphase mehr erfolgt.Aus der Faktorenanalyse aller geochemischen Parameter ergeben sich drei Faktorengruppen, die die Salinität, Temperatur und ursprüngliche Bildungsmineralogie charakterisieren.

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Résumé L'examen de la répartition du Ca₂₊, Mg₂₊, Na₊, Sr₂₊ et K₊, ainsi que O¹⁸ et C¹³ dans le ciment de remplissage des vides de 3 récifs fossiles d'âge dévonien à triasique, montre une variation rythmique dans les couches successives du ciment. La variation des paramètres chimiques reflète un changement dans les conditions de la salinité. Ceci s'explique si l'on accepte que le remplissage des vides a eu lieu dans un milieu d'abord à moitié fermé, et plus tard relativement fermé. L'analyse des facteurs confirme cette hypothèse. La minéralogie du ciment formé est conforme à la variation rythmique de la salinité, d'où résulta une alternance de ciment calcitique et aragonitique.Après l'inversion et la recristallisation coalescente, il s'est formé, durant la diagenèse ultérieure de la calcite fibreuse, dont la succession structurale rythmique est dictée par la minéralogie originelle du ciment. Comme dernière génération de ciment, vient de la calcite en bloc provenant d'une solution pauvre en ions, sans qu'il s'en suive une transformation decette phase de cimentation.L'analyse des facteurs de tous les paramètres chimiques fait apparaÎtre trois groupes de facteurs qui caractérisent la salinité, la température et la minéralogie originelle de formation.

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, : Sa²⁺, Mg²⁺, Na²⁺, Sr²⁺ K⁺, ¹⁸O ¹³S . . , , , . . , . , . , , - . 3 , , .

     

Interferierende Kleinfaltensysteme und ihre Bedeutung für den Bau des Tuxer-Joch-Gebietes (Tauernfenster,Tirol)

Zusammenfassung Der komplizierte Decken- und Faltenbau im inneren Tuxertal wurde mit einer hier bislang nicht angewandten Arbeitsmethode zur Analyse interferierender Kleinfaltensysteme untersucht. Dabei wurden gebogene Kleinfaltenachsen imSchmidt'schen Netz nicht — wie sonst praktiziert — durch Punkte, sondern durch Kurven im SinneRamsays dargestellt. Aufgrund detaillierter Geländebeobachtungen und der Auswertung entsprechender Kurvendiagramme konnte eine relativstratigraphische Einstufung und konstruktive Rückformung von Falten in mehrphasig beanspruchten Gesteinen vorgenommen werden. Bisherige Korrelationen zwischen Achsenrichtungen und Achsenaltern müssen aufgegeben werden, weil während ein und derselben Deformationsphase geprägte Achsen aufgrund späterer Deformation beliebige Streichrichtungen aufweisen bzw. verschieden alte Achsen gleich orientiert sein können. — Die angewandte Arbeitsweise führte u. a. zur Entdeckung einer f₂-Schlingentektonik im Tuxertal und ermöglichte eine besser als bisher begründete Abgrenzung zwischen Wolfendorndecke und Glocknerdecke im Tuxer-Joch-Gebiet.

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The complicated nappe and fold structures in the inner Tuxer valley were examined with a new method, analyzing systems of interfering small-scale folds, which up to now has not been used in this area. Connected with this method curved fold axes in theSchmidt net were not depicted by points, as usual, but by curves in the meaning ofRamsay. Based upon detailed field observations and the evaluation of curve diagrams a relative stratigraphic classification and constructive rebound of folds in multiphase deformed rocks could be taken up. Previous correlations between directions and ages of axes must be abandoned, because axes formed during one and the same phase of deformation may show any striking because of later deformation, or axes of different ages may show the same orientation respectively. — The working method used, led to the discovery of a f₂-vortex-tectonics in the Tuxer valley, thus making possible a delimitation between the Wolfendorn nappe and the Glockner nappe in the Tuxer Joch area that proved to be better founded than former attempts.

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Résumé Le style compliqué des nappes et des plis dans la vallée inférieure de Tux (Tuxertal) a été analysé par une méthode de travail non appliquée jusqu'ici pour l'analyse de système de petits plis interférants. On a resprésenté des axes de petits plis incurvés sur un canevas de Schmidt par des courbes au sens de Ramsay, et non par des points comme cese fait d'habitude. A partir d'observations détaillées de terrain et de résultats issus des diagrammes de courbe il a été permis d'aborder l'intégration stratigraphique relative et une reconstitution des plis dans les roches ayant subi plusieurs phases de déformation. Les corrélations acceptées jusqu'aujourd'hui concernant la direction et l'âge des axes doivent être abandonnées pour deux raisons; les axes issus de la même phase de déformation peuvent montrer des sens de direction quelconques à la suite des déformations suivantes, ou bien des axes d'âge différents peuvent prendre la même orientation. La méthode de travail appliquée ici a permis la découverte d'un «Schlingentektonik» dans la vallée de Tux et a favorisé ainsi une meilleure limitation entre la nappe de Wolfendorn et la nappe du Glockner dans la région du Tuxerjoch.

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. , , . , , . , , , , , . — f₂ -.