The Sveconorwegian orogenic belt,a case of late-proterozoic plate-collision

A geotetctonic model is proposed for the Sveconorwegian orogeny (1200-850 Ma), based on compilation of lithological and structural evidence. This analysis suggests a N—S trending, asymmetrical orogenic belt with longitudinal zonation. In the western-most core zone, synkinematic intrusions dominate, while the central zone consists primarily of reworked basement with subordinate intrusions and metasediments. In the easternmost marginal zone, series of pre-Sveconorwegian mega-units are separated by thrust zones and finally bordered by the Sveconorwegian frontal thrust towards the east.Graben formation in the Telemark area preserves the deposits of previous epicratonic stages and marks the initiation of Sveconorwegian activities at about 1190 Ma. The subsequent orogenic development, associated with lithospheric subduction, shows tight folding about N—S axes with steep axial planes in the west, and more open NW—SE folding with gentle westward dipping axial planes towards the east. Regional metamorphism of low-P, high-T conditions imply steep geothermal gradients and suggests hercynotype crustal evolution, in agreement with a Cordilleran-type plate collision. In the Bamble district, important structural alignment forms a zone of crustal anisotropy which was repeatedly reactivated and ultimately became the site for Permian rifting forming the Oslo Graben.The lithological and structural characters as well as the crustal evolution for the Sveconorwegian orogeny show strong similarities with the Grenville development in southeastern Canada. Structural vergence and orogenic zonation suggest that the Sveconorwegian front and the Grenville front are equivalent and form different parts of a single orogenic belt, permitting a tentative reconstruction of the Late-Proterozoic, North-Atlantic Shield.

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Zusammenfassung Anhand einer Zusammenstellung lithologischer und struktureller Beweise läßt sich ein Modell aufstellen für die sveconorwegische Orogenese (1200-850 Mio. J.). Aus der Analyse ergibt sich ein nord—südlicher Trend des orogenen Gürtels mit dazu längs verlaufender Zonierung. Die westliche Kernzone wird gekennzeichnet durch synkinematische Intrusionen, die durch sie bewirkte krustale Zunahme leitet über in die zentrale Zone, die im wesentlichen aus umgewandelten Grundgebirgsgneisen besteht mit wenigen Intrusiva und Metasedimenten. Die östliche Randzone umfaßt Serien von — im wesentlichen prä-sveconorwegischen — Haupt-Einheiten, die durch Aufschiebungen voneinander getrennt sind und die gegen Osten von der frontalen, sveconorwegischen Aufschiebung begrenzt werden. Die von Ablagerungen früherer epikratoner Stadien überdauerte Grabenbildung im Telemarkgebiet markiert den Beginn der sveconorwegischen Aktivitäten vor ungefähr 1190 Mio. Jahren. Die folgende orogene, mit lithosphärischer Subduktion verbundene Entwicklung zeigt enge Faltung um N—S-Achsen mit steilstehenden Achsenebenen im Westen und nach Osten zunehmend weitere NW—SE-Faltung mit leicht östlicher Vergenz. Metamorphe Reaktionen lassen auf niedrige Drucke bei gleichzeitig hohen Temperaturen schließen und damit auf eine hohe geothermische Tiefenstufe, d. h. auf eine krustale Entwicklung im variszischen Stil als Ergebnis einer Plattenkollision vom Cordilleren-Typus.Das Bamblegebiet ist eine lineare Anordnung wichtiger Strukturelemente, die schräg zum orogenen Gürtel verlaufen und eine wiederholt aktive Zone krustaler Anisotropie bilden, aus der schließlich das permische Bruchsenkungsgebiet von Oslo hervorgeht.Lithologische und strukturelle Analysen sowie Krustenentwicklung der sveconorwegischen Orogenese zeigen verwandte Züge mit der Grenville-Entwicklung in Südost-Kanada. Strukturelle Vergenz und orogene Zonierung lassen vermuten, daß die sveconorwegische Front und die Grenville-Front zusammengehören und dieselbe Grenze des orogenen Gürtels darstellen und damit eine versuchsweise Rekonstruktion des proterozoischen, nord-atlantischen Schildes ermöglichen.

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Résumé Les auteurs présentent, sur la base d'une argumentation lithologique et structurale, un modèle concernant l'orogenèse svéconorwégienne (1200-850 m.). Cette analyse fait apparaÎtre l'allure N—S de la ceinture orogénique, et, parallèlement une zonation longitudinale. La partie occidentale de la zone centrale est carctérisée par des intrusions syncinématiques qui, du fait de l'accroissement crustal qu'elles provoquent, débordent sur la zone centrale consistant essentiellement dans des gneiss modifiés du socle, avec intrusions et métasédiments en faible quantité. La bordure orientale comprend des séries d'unités majeures, essentiellement présvéconorwégiennes, séparées les unes des autres par des chevauchements, et qui, sont limités à l'est par le chevauchement frontal sveconorwégien. La formation de la fosse, précédée par des dépÔts d'un stade épicratonique antérieur, marque, dans le Telemark, le début des activités svéconorwégiennes vers 1190 m. Le développement orogénique consécutif, lié à une subduction lithosphérique, montre un plissement serré a axes N—S, à plans axiaux redressés dans l'ouest, et vers l'est, un autre plissement NW—SE croissant, avec un léger déversement vers l'est. Finalement viennent des réactions métamorphiques à faible pression et haute température, donc avec un degré géothermique élevé, signifiant un développement crustal de style varisque, résultat d'une collision de plaques du type cordillère.Dans la région de Bamble, une disposition linéaire d'éléments structuraux importants, d'allure oblique à la ceinture orogénique, constitue une zone d'anisotropie crustale, à activité répétée, d'où résulte finalement la région des effondrements permiens d'Oslo.L'analyse lithologique et structurelle, ainsi que le développement crustal de l'orogenèse svéconorwégienne, montrent des traits d'apparentement avec le développement de Grenville dans le SE du Canada. Le déversement de la structure et la zonation orogénique permettent de présumer que le front sveconorwégien et le front de Grenville forment un mÊme ensemble et représentent la mÊme limite de la ceinture orogénique, permettant ainsi un essai de reconstruction du bouclier nord-atlantique au ProtérozoÏque.

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- (1200 – 850 )., - , . , , ; , , . ( - -), , - - . - ( 1190 ) , . , , - NW-SE , , . , , , , , . . . , , , . , - , - . , o ; - .

     

Occurrence of Contrasting skarn formations in dolomites of the Traversella deposit (Ivrea,Italy)

Metasomatic columns hosted in dolomitic marbles in the thermal aureole of the Traversella monzodiorite (Ivrea, Italy) differ by their mineralogy and/or mineral composition. Three groups have been distinguished. In group A, the first zone always contains forsterite-calcite and the second zone contains clinopyroxene. The last zone is made of wollastonite (A1), andradite-rich garnet (A 2) or grossular-rich garnet (A 3). In group B, tremolite instead of forsterite occurs in the first two zones. In group C columns, there are only two zones and clinohumite or chondrodite characterize the first zone.Field, petrographic and chemical data demonstrate that the occurrence of contrasted mineral zonations in the same protolith has not been induced by local heterogeneities in the dolomitic marbles. The presence of tremolite in group B instead of forsterite is due to the lower temperature prevailing in the external part of the contact aureole. Chemical data as well as - diagrams suggest that the columns in groups A and C were formed through the interaction of the dolomitic marbles with fluids with different _{Fe 2}O₃, _{Al 2 O 3} and _F. A fluid with low _{Al 2 O 3} and _{Fe 2}O₃ is assumed for the metasomatic column with wollastonite (A 1) and different Al₂O₃/Fe₂O₃ values in the fluid are responsible for the formation of columns A 2 and A 3. The stability of clinohumite or chondrodite in group C columns has been induced by a higher _F of the fluid than in the other groups. The presence during the prograde metasomatic stage of distinct fluids differing by their _{Al 2 O 3}/_{Fe 2}O₃ (columns A 2 and A 3) is likely to have been induced by variations in the source composition. Moreover, the low A1 and Fe content in column A 1 could be due to the reaction of the dolomitic marble with a fluid previously depleted in these components during percolation and reaction with the country rocks.As shown by isocon diagrams and Gresens's equation, skarn formation has locally induced both mass and volume change. The volume decreased in the wollastonite zone of A 1 (19%) and in the Fo-Cc zone of A2 (17%). Mass is always increased except in the wollastonite of A 1 where it is decreased. Mass balance of major elements has shown that Ca is likely to be a perfectly inert component and that Si is always strongly increased. Moreover, Fe is increased in A 2 and A 3 whereas Al is only increased in A 3. Mg is leached in the internal part of column Al.Quantification of chemical potential diagrams using different values of _{Al 2 O 3 Fe 2 O 3}, X _F and T suggests that the successive zones observed in all types of columns can be obtained along an increase of _{SiO 2} towards the inner zones. A simultaneous decrease in _MgO is inferred for group A columns.     

Die biogeographische Geschichte der Krokodilier,mit Beschreibung einer neuen Art,Araripesuchus wegeneri

Zusammenfassung Die biogeographische Geschichte der Krokodilier, die in der oberen Trias beginnt, wurde durch die Aufspaltung der Pangaea stark beeinflußt. Hier wird ein Überblick über diese Geschichte gegeben. Besondere Beachtung findet dabei die unterschiedliche Lebensweise der Krokodilier (marin, terrestrisch, amphibisch), deren richtige Deutung für die korrekte Rekonstruktion von paläobiogeographischen Verbindungen sehr wichtig ist.

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The biogeographical history of the crocodilians, which appeared in the late Triassic, was strongly influenced by the fragmentation of Pangaea. A review of this history is given here, taking into consideration the various modes of life (marine, terrestrial, amphibious) of the crocodilians, a right appreciation of which is very important for a correct reconstruction of palaeobiogeographical relations.

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Résumé L'histoire biogéographique des Crocodiliens, qui apparaissent au Trias supérieur, fut fortement influencée par la fragmentation de la Pangée. Un aperçu de cette histoire est donné ici, en prenant en considération les modes de vie variés (marins, terrestres, amphibies) des Crocodiliens, dont l'analyse correcte est très importante pour la reconstitution convenable de liaisons paléobiogéographiques.

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High arsenic contents in groundwater of central Spain

The chemical and microbiological characteristics of groundwater from two provinces of central Spain were studied. In some zones of this area, the concentrations of As in groundwater exceed the guideline concentrations, set internationally between 10 g/l and 50 g/l, reaching levels over 100 g/l. A narrow correlation between the contents of arsenic and HCO₃^– was observed. These data suggest a possible mechanism of the As mobilization from aquifer sediments to groundwater: the bicarbonate ions could displace HAsO₄^2– adsorbed on aquifer oxyhydroxides. Sediments containing relatively high contents of adsorbed arsenic are deposited in surface water environments with low carbonate concentrations. Subsequently, the sediments become exposed to groundwater with highly dissolved carbonate content, and arsenic can be mobilized by displacement from mineral surfaces. In addition, the presence of Pseudomonas genera bacteria, which secrete siderophores (Fe chelating agents) could mobilize As adsorbed on Fe oxides through their dissolution. These combined microbiological and chemical processes might have increased the natural mobility of As.     

Synthesis and some properties of iron- and vanadium-bearing kyanites, (Al,Fe3+)2SiO5and (Al,V3+)2SiO5

Iron- and vanadium-bearing kyanites have been synthesized at 900 and 1100° C/20 kb in a piston-cylinder apparatus using Mn₂O₃/Mn₃O₄- and MnO/Mn-mixtures, respectively, as oxygen buffers. Solid solubility on the pseudobinary section Al₂SiO₅-Fe₂SiO₅(-V₂SiO₅) of the system Al₂O₃-Fe₂O₃(V₂O₃)-SiO₂ extends up to 6.5 mole% (14mole %) of the theoretical end member FeSiO₅(V₂SiO₅) at 900°C/20 kb. For bulk compositions with higher Fe₂SiO₅ (V₂SiO₅) contents the corundum type phases M₂O₃(M = Fe³⁺, V³⁺) are found to coexist with the Fe³⁺(V³⁺)-saturated kyanite solid solution plus quartz. The extent of solid solubility on the join Al₂SiO₅-Fe₂SiO₅ at 1 100°C was not found to be significantly higher than at 900° C. Microprobe analyses of iron bearing kyanites gave no significant indication of ternary solid solubility in these mixed crystals. Lattice constants a ₀, b ₀, c ₀, and V₀ of the kyanite solid solutions increase with increasing Fe₂SiO₅- and V₂SiO₅-contents proportionally to the ionic radii of Fe³⁺ and V³⁺, respectively, the triclinic angles ,, remain constant. Iron kyanites are light yellowish-green, vanadium kyanites are light green. Iron kyanites, (Al_1.87 Fe _0.13 ³⁺ )SiO₅, were obtained as crystals up to 700 m in length.     

Fluid absent melting of a layered crustal protolith: implications for the generation of anatectic granites

We report the result of H₂O-undersaturated melting experiments on charges consisting of a layer of powdered sillimanite-bearing metapelite (HQ36) and a layer of powdered tonalitic gneiss (AGC150). Experiments were conducted at 10 kbar at 900°, 925° and 950°C. When run alone, the pelite yielded 40 vol% strongly peraluminous granitic melt at 900°C while the tonalite produced only 5 vol% weakly peraluminous granitic melt. At 950°C, the pelite and the tonalite yielded 50 vol% and 7 vol% granitic melt, respectively. When run side by side, the abundance of melt in the tonalite was 10 times higher at all temperatures than when it was run alone. In the pelite, the melt abundance increased by 25 vol%. When run alone, biotite dehydration-melting in the tonalite yielded orthopyroxene and garnet in addition to granitic melt. When run side by side only garnet was produced in addition to granitic melt. Experiments of relatively short duration, however, also contained Al-rich orthopyroxene. We suggest that the large increase in melt fraction in the tonalite is mainly a result of increased activity of Al₂O₃ in the melt, which lowers the temperature of the biotite dehydration-melting reaction. In the pelite, the increase in the abundance of melt is caused by transport of plagioclase component in the melt from the tonalite-layer to the pelite-layer. This has the effect of changing the bulk composition of this layer in the direction of minimum-temperature granitic liquids. Our results show that rocks which are poor melt-producers on their own can become very fertile if they occur in contact with rocks that contain components that destabilize the hydrous phase(s) and facilitate dehydration-melting. Because of this effect, the continental crust may have an even greater potential for granitoid melt production than previously thought. Our results also suggest that many anatectic granites most likely contain contributions from two or more different source rocks, which will be reflected in their isotopic and geochemical compositions.     

Influence of sedimentary environments on sulfur isotope ratios in clastic rocks: a review

Strata-bound sulfide deposits associated with clastic, marine sedimentary rocks, and not associated with volcanic rocks, display distributions of S³⁴ values gradational between two extreme types: 1. a flat distribution ranging from S³⁴ of seawater sulfate to values about 25 lower; and 2. a narrow distribution around value S³⁴ (sulfide)=S³⁴ (seawater sulfate) –50, and skewed to heavier values. S³⁴ (seawater sulfate) is estimated from contemporaneous evaporites. There is a systematic relation between the type of S³⁴ distribution and the type of depositional environment. Type 1 occurs in shallow marine or brackish-water environments; type 2 occurs characteristically in deep, euxinic basins. These distributions can be accounted for by a model involving bacterial reduction of seawater sulfate in systems which range from fully-closed batches of sulfate (type 1) to fully open systems in which fresh sulfate is introduced as reduction proceeds (type 2). The difference in the characteristic distributions requires that the magnitude of the sulfate-sulfide kinetic isotope effect on reduction be different in the two cases. This difference has already been suggested by the conflict between S³⁴ data for modern marine sediments and laboratory experiments. The difference in isotope effects can be accounted for by Rees' (1973) model of steady-state sulfate reduction: low nutrient supply and undisturbed, stationary bacterial populations in the open system settings tend to generate larger fractionations.

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Zusammenfassung Schichtgebundene Sulfid-Lagerstätten in Begleitung von klastischen, marinen Sedimentgesteinen ohne Beteiligung vulkanischer Gesteine zeigen kontinuierliche Verteilungen der S³⁴-Werte zwischen zwei Extremtypen: 1. Eine flache Verteilung im Bereich von S³⁴-Werten des Seewasser-Sulfats bis zu Werten, die etwa 25 niedriger liegen. 2. Eine eng begrenzte Verteilung um den S³⁴ (Sulfid)-Wert=S³⁴ (Seewasser-Sulfat) –50 und asymmetrischer Verteilungskurve mit stärkerer Besetzung bei den schwereren Werten. Das S³⁴ (Seewasser-Sulfat) wird von gleichaltrigen Evaporiten abgeleitet. Es besteht eine systematische Beziehung zwischen der Art der S³⁴-Verteilung und dem Milieu des Ablagerungsraumes. Typ 1 tritt im marinen Flachwasser oder in brackischer Umgebung auf. Typ 2 ist charakteristisch für tiefe euxinische Becken. Diese Verteilungen können erklärt werden mit Hilfe eines Modells mit bakterieller Reduktion von Meerwasser-Sulfat in Systemen, die von völlig abgeschlossenen Sulfat-Mengen (Typ 1) bis zu völlig offenen Systemen reichen, in die bei fortschreitender Reduktion frisches Sulfat zugeführt wird (Typ 2). Der Unterschied in den charakteristischen Verteilungen setzt voraus, daß die Stärke der kinetischen Sulfat-Sulfid-Isotopen-Wirkung auf die Reduktion in beiden Fällen verschieden ist. Dieser Unterschied wurde bereits wegen der Widersprüche zwischen den verschiedenen S³⁴-Werten heutiger mariner Sedimente und Laborexperimente vermutet. Der Unterschied in der Isotopen-Wirkung kann durch das Modell von Rees (1973) für kontinuierlich ablaufende Sulfat-Reduktion erklärt werden. Geringes Nahrungsangebot und ungestörte, gleichbleibende Bakterien-Populationen in offenen Systemen neigen zur Erzeugung stärkerer Fraktionierungen.

     

Untersuchungen am Meteoriten von Borkut und anderen Chondriten über Form,Aufbau und Entstehung der Chondren

Zusammenfassung Durch Ausmessung der Chondrenquerschnitte an Anschliffen van sechs Chondriten und Messungen an isolierten Chondren von Borkut ergab sich:Die Häufigkeitsverteilung der Chondren ist symmetrisch, das Maximum liegt bei einem Durchmesser von 0,6–0,8 mm. Chondren Bind Rotationsellipsoide oder allgemeine Ellipsoids und zum geringen Teil Kugeln (etwa 12%). Kleinere Chondren sind kugelähnlicher als große. Die ellipsoidischen Chondren zeigen bei Borkut and Bluff sine deutliche Einregelung.Der Chondrit Borkut besteht aus Bronzit, Olivin, Nickeleisen, Troilit, Chromic und Glas mit Feldspatmikrolithen. Er enthält Pyroxen-, PyroxenOlivin-und Olivinchondren. Des Orthopyroxen ist ein Bronzit mit 24,5 Mol.-% FeSiO₃, der Olivin enthält 31 Mol.-% Fe₂S0₄.Das spezifische Gewicht ist 3,609 g/cm³, das Porenvolumen beträgt 19,06%.Der Gesamtmeteorit und die Chondren wurden getrennt chemisch analysiert. Nach Chernismus und Mineralbestand gehört Borkut dem L-Typ der Chondrite an.Die Pyroxenchondren von l3orkut bestehen aus Lamellensystemen nach (100) oder (101) and einem Feldspatglas mit Mikrolithen. Sie haben sich ebenso wie gemischte and Olivinchondren als Tröpfchen aus einer Schmelze gebildet, die schnell abgekühlt wurden. Die verschiedenen Chondrentypen können dadurch entstehen, daß ein Magma mit bereits ausgeschiedenen Olivinkristallen zu kleinen Tröpfchen zerrissen wurde, wobei Tröpfchen mit Olivinkristallen (gemischte Chondren) und solche ohne Olivin (Pyroxenchondren) entstanden.

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Measurements of cross-sections of chondrules in. sections of 6 chondrites and measurements of isolated chondrules from Borkut yielded te following results:The grain size distribution of chondrules is symmetrical, its maximum being at a diameter of 0.6 to 0.8 mm. Chondrules are rotation ellipsoids or ordinary ellipsoids, a minor part are spherules (some 12%). Smaller chondrules form more perfect spherules than bigger ones. Elliptical chondrules in Borkut and Bluff show an evident orientation.The chondrite Borkut consists of bronzite, olivine, nickeliron, troilite, chromite, and glass with microlithic felspar. It contains pyroxene chondrules, pyroxene olivine chondrules, and olivine chondrules. The orthopyroxene is a bronzite containing 24.5 mol.-% FeSiO₃, the olivine contains 31 mol.-% Fe₂SiO₄,Its specific gravity is 3.609 g/cm³, its porosity amounts to .19.06%.The whole meteorite and the chondrules had been chemically analyzed separately. According to its chemical composition and mineral content, Borkut has to be classified under type L of chondrites. The pyroxene chondrules of Borkut consist of systems of lamellae parallel (100) or (101) and of felspar glass with microlithic crystals. They, as well as mixed chondrules and olivine chondrules, originated from a melt as droplets, which cooled down rapidly. The different types of chondrules may originate, when magma containing already crystallized olivine is disrupted to droplets; the result is then either droplets containing olivine crystals (mixed chondrules) or droplets without olivine (pyroxene chondrules).

     

Mean and turbulent velocity measurements of supersonic mixing layers

The behavior of supersonic mixing layers under three conditions has been examined by schlieren photography and laser Doppler velocimetry. In the schlieren photographs, some largescale, repetitive patterns were observed within the mixing layer; however, these structures do not appear to dominate the mixing layer character under the present flow conditions. It was found that higher levels of secondary freestream turbulence did not increase the peak turbulence intensity observed within the mixing layer, but slightly increased the growth rate. Higher levels of freestream turbulence also reduced the axial distance required for development of the mean velocity. At higher convective Mach numbers, the mixing layer growth rate was found to be smaller than that of an incompressible mixing layer at the same velocity and freestream density ratio. The increase in convective Mach number also caused a decrease in the turbulence intensity ( _u /U).List of Symbols a speed of sound - b total mixing layer thickness betweenU ₁ – 0.1U andU ₂ + 0.1U - f normalized third moment ofu-velocity,f u ³/(U)³ - g normalized triple product ofu ² v,g u ² v/(U)³ - h normalized triple product ofu v ², h uv' ²/(U)³ - l _u axial distance for similarity in the mean velocity - l _u axial distance for similarity in the turbulence intensity - M Mach number - M _c convective Mach number (for ₁=₂),M _c (U ₁–U ₂)/(a ₁+a ₂) - P static pressure - r freestream velocity ratio,rU ₂/U ₁ - Re unit Reynolds number,Re U/ - s freestream density ratio,s ₂/ ₁ - T _t total temperature - u instantaneous streamwise velocity - u deviation ofu-velocity,u u–U - U local mean streamwise velocity - U ₁ primary freestream velocity - U ₂ secondary freestream velocity - U average of freestream velocities, ¯U (U ₁ +U ₂)/2 - U freestream velocity difference,U U ₁ –U ₂ - v instantaneous transverse velocity - v deviation ofv-velocity,v v – V - V local mean transverse velocity - x streamwise coordinate - y transverse coordinate - y ₀ transverse location of the mixing layer centerline - ensemble average - ratio of specific heats - boundary layer thickness (y-location at 99.5% of free-stream velocity) - similarity coordinate, (y –y ₀)/b - compressible boundary layer momentum thickness - viscosity - density - standard deviation - dimensionless velocity, (U –U ₂)/U - 1 primary stream - 2 secondary stream A version of this paper was presented at the 11th Symposium on Turbulence, October 17–19, 1988, University of Missouri-Rolla     

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.     

Natural boehmite single crystals from Ceylon

Single crystals of boehmite, up to 0.1 mm in size, were found in open cavities inside a corundum crystal from the Ratnapura area gem gravels in Ceylon. The unit cell parameters are (X-ray powder pattern): a ₀=3.695 Å b ₀=12.212 Å, c ₀=2.867 Å. The crystallographic orientation is based on X-ray single-crystal precession photographs. The crystals show the faces (it010), (001), (101), and (221). Systematic extinctions agree with the space group Amam. Optical orientation: a, b, c. Refractive indices are given. The mineral is optically positive with a large optic axial angle.     

The brittle-plastic transition and the depth of seismic faulting

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

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

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

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

     

Evolution géochimique par dégradation et agradation des minéraux argileux dans l'hydrosphère

Résumé Les dégradations des minéraux argileux sont fréquentes dans les altérations. Elles comportent une évolution des réseaux cristallins depuis les micas et chlorites jusqu'aux minéraux ouverts comme les vermiculites et les montmorillonites par l'intermédiaire d'édifices interstratifiés. Les agradations constituent le mécanisme réciproque et sont fréquentes dans la sédimentation et la diagenèse. Elles régénèrent par cicatrisation, construction et croissance, les phyllites caractéristiques du prémétamorphisme: illite et chlorite. Ces transformations minérales dépendant des milieux naturels sont un chapitre important de la Géochimie des silicates de l'Hydrosphère.

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The clay mineral degradations are frequent during weathering. They involve an evolution of the crystal lattices, from the micas and the chlorites to the open-minerals, through the mixed-layers. The aggradations constitute the reciprocal mechanism and they are frequent during sedimentation and diagenesis. Through cicatrization, construction and growth, they regenerate the phyllites typical of premetamorphism: illite and chlorite. These mineral transformations, subject to the natural environments, are an important chapter of the Geochemistry of Hydrosphere silicates.

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Zusammenfassung Während der Verwitterungen kommt oft ein Abbau der Tonminerale vor, der sich durch die Entwicklung des Gitters von Glimmer und Chlorit, über ein Zwischenstadium von Wechsellagertonen, zu offenen Mineralen wie Vermiculit und Montmorillonit kennzeichnet. Der entgegengesetzte Vorgang spielt sich in dem, in Ablagerung und Diagenese häufigen Aufbau ab. So werden die charakteristischen Phyllosilikate der Vormetamorphose: Illit und Chlorit, durch Vernarbung, Aufbau und Anwachsen der Gitter wieder hergestellt. Diese Veränderungen, die von den Bedingungen der natürlichen Milieus abhängen, stellen ein wichtiges Kapitel der Geochemie der Hydrosphärensilikate dar.

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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).

     

Neue Anschauungen über die Rolle von Schichtfugen und Klüften in der karsthydrographischen Entwicklung

Zusammenfassung Über die Gebundenheit der Karsthydrographie an Klüfte oder Schichtfugen herrschen je nach den Sprachgebieten unterschiedliche Meinungen vor. Allgemein ging man jedoch an der Tatsache vorbei, daß das Wasser bei Druckfließen, also unter phreatischen Bedingungen, kein aggressives CO₂ mehr zur Verfügung hat und daher nicht korrodieren kann. Korrosion war daher nur für die vadose Zone erklärbar, und auch nur dann, wenn das Wasser den Gleichgewichtskalkgehalt von 60 bis 90 mg/Liter, je nach Höhenlage, nicht erreicht, was unter bedecktem Karst kaum jemals der Fall ist. Genaue Untersuchungen im 100 km langen Hölloch (Schweiz) (Bögli 1953, 1960, 1966, 1968) und an andern, vor allem französischen Höhlen (Chevalier 1944), ergeben, daß sich das unterirdische Gewässernetz zum größeren Teil anfänglich unter phreatischen Bedingungen entwickelt, was aber nur durch Mischungskorrosion (Bögli 1963 b, 1964 a, 1964 b) möglich ist, die nicht auf eine CO₂-Zufuhr von außen angewiesen ist. Durch Inkasion (Nachbruch, Einsturz), die an der primären Hohlraumbildung meist nicht beteiligte Kluftflächen herausarbeitet, wird die schichtgebundene Entstehung meist verdeckt, was zu falschen Folgerungen führt. In der vadosen Zone folgt das Wasser vorwiegend offenen Klüften oder einer undurchlässigen Schicht und fließt auf kürzestem Weg dem Karstwasserkörper zu.

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Up to now the connection between the hydrology of karst and joints on the one and bedding planes on the other hand is much discussed. But in every case the corrosion of limestone appeared impossible in the phreatic zone because free CO₂ is missing in waterfilled galleries. Intensive investigations in the 62.2 miles of galleries in the Hölloch (Switzerland,Bögli 1953, 1960, 1966, 1968) and in many other caves, in particular in France (Chevalier 1944), demonstrate that on the base of corrosion by mixed water the pattern of underground watercourses is predominantly formed under phreatic conditions in pressure flows and on bedding planes. This fact is frequently masked by incasion (roof fall, lat. incadere = to break down in a cavity) removing joints and fractures which have never participated on the primary forming of galleries. In the vadose zone the underground watercourses generally follow open joints and flow on the nearest way to the groundwater.

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Résumé Le rapport entre l'hydrographie karstique et soit les diaclases d'une part, soit les joints de stratification de l'autre est une question assez discutée, surtout en dehors de la France. Mais en tout cas on ne se rend normalement pas compte qu'en conduit forcé l'eau n'emporte pas du CO₂ aggressif plus loin que quelques mètres à l'intérieur de la terre, sauf dans les réseaux déjà assez élargis. L'élargissement demande alors d'une part des conditions vadoses, c'est-à-dire la présence de l'air avec du CO₂, de l'autre de l'eau qui n'a pas encore atteint la concentration d'équilibre de 60 à 90 mg CO₃Ca par litre selon l'altitude. Mais les recherches avancées dans les 100 km du Hölloch (Muotatal, Suisse,Bögli 1953, 1960, 1966, 1968) et dans maintes autres cavernes, surtout en France (Chevalier 1944), prouvent, que les réseaux souterrains se développent au contraire primairement en grandes parties dans la zone noyée en conduit forcé et sur des joints de stratification. Cela demande alors un autre type de corrosion, la corrosion par mélange des eaux qui ne dépend pas de l'adduction de CO₂ d'en dehors de l'eau (Bögli 1963 b, 1964 a, 1964 b). La naissance des galeries sur des joints de stratification est très souvent cachée par incasion (lat. incadere = s'effondrer dans une cavité) qui fait ressortir des diaclases et le clivage qui ne participent en rien à la naissance de la galerie souterraine, ce qui a provoqué des conclusions eronnées.

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Das Frühstadium der alpinen Geosynklinalentwicklung im westlichen Drauzug

Zusammenfassung Tektonische Aktivität in der Mitteltrias des nordmediterranen Raumes führte zu einer Gliederung des zuvor bestehenden weiträumigen Schelfbereiches. Dieser hatte sich nach der variszischen Gebirgsbildung konsolidiert und wird nun in den sich neu formenden Tethys-Ozean miteinbezogen. Ab dem Mittelanis beeinflußt dieser Ozean auch die Sedimentation im Drauzug. Hier wurden in der Mitteltrias zwei analoge Sedimentationsabläufe beobachtet. Jede dieser Abfolgen beginnt mit dem Zerbrechen starrer Plattformen unter Herausgestaltung von Becken. Die Randposition des Drauzuges zu einem schuttliefernden Hinterland einerseits und das Auftreten von Karbonatplattformen im Ablagerungsbereich andererseits ermöglichen jeweils eine Wiederauffüllung der Beckenbereiche. Analoge Entwicklungen in den Nördlichen Kalkalpen und Südalpen unterstreichen die Großräumigkeit dieser tektogenetischen Prozesse.Ein Vergleich mit Sedimentabfolgen auf inaktiven Plattenrändern, Orten rezenter geosynklinaler Sedimentation, zeigt ganz ähnliche Anfangsstadien geosynklinaler Entwicklung. Diese äußern sich im Drauzug zunächst in Form auslaufender Grabenbruchsysteme, die in weiterer Folge über das Stadium eines Rot-Meer-Grabens mit entsprechendem Vulkanismus, zu einem Früh-Bahama-Typus hinführen. Erst im Jura wird mit dem Übergreifen tektonischer Aktivität auf wesentlich größere Areale und einem damit verbundenen erneuten Vorgreifen des Ozeans das Orthogeosynklinalstadium eingeleitet.

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Tectonic activity during the middle Triassic in the northern Mediterranean region led to the differentiation of a broad shelf area. This shelf had been consolidated after the Variscan orogeny and gradually became now incorporated in the newly forming Tethys ocean. Starting with the middle Anisian, this oceanic influence may be observed in the Drau belt, where two analogous sedimentary sequences, following one another, are developed. The history of each of these sequences begins with the disruption of rigid platforms and the formation of basins. The conditions for renewed filling of the basin areas were brought to pass: on the one hand by the marginal position of the Drau belt, near an hinterland supplying clastic material, and on the other hand by the association with carbonate platforms within the depositional area. Analogous developments in the Northern Calcareous Alps and in the Southern Alps emphasize the great regional scale of the tectonic processes envolved.A comparison of the Drau range with depositional areas on the margins of inactive plates — areas of geosynclinal sedimentation — shows very similar initial geosynclinal stages. In the Drau range the development of extensive graben systems can be observed first. Later on the Red sea graben type of stage with corresponding volcanism can be found, and later on the development of an cearly Bahama type of stage. The orthogeosynclinal stage was introduced later on, in the Jurassic, with a renewed marine transgression as a result of tectonic activity on a still greater scale.

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Résumé L'activité tectonique dans le domaine méditérranéen septentrional, au Trias moyen, entraîna un morcellement de l'immense Plateau Continental qui existait auparavant. La consolidation de ce plateau avait eu lieu après les plissements hercyniens; il se vit ensuite impliqué dans la nouvelle formation de l'Océan Tethys. C'est à partir de l'Anisien moyen que cet océan exerce une influence sur la sédimentation dans le Drauzug. On y observa, au Trias moyen, deux déroulements de sédimentation analogues. Chacun d'entre eux commence par la cassure de plaques rigides pendant l'édification des bassins. La position du Drauzug en bordure par rapport à un arrière-pays fournissant des détritiques d'une part, et par rapport à l'apparition de plates-formes carbonatées dans la zone de sédimentation d'autre part, permettent chaque fois un remblaiement dans les domaines en bassins. Des développements semblables dans les Alpes Calcaires Septentrionales et dans les Alpes Méridionales soulignent la grande étendue de ces processus tectogénétiques.Une comparaison avec des séries sédimentaires en bordure de plaques inactives, en des endroits où la sédimentation géosynclinale est récente, montre des phases initiales de développement géosynclinal tout à fait identiques. Ce développement se manifeste dans le Drauzug tout d'abord sous la forme de systèmes de fosses d'effondrement qui s'en écartent et qui, par la suite, passent par l'intermédiairé d'une phase du type «Fosse Mer Rouge «avec volcanisme correspondant, mènent au type «Bahama précoce». C'est seulement au Jurassique, avec l'intervention de l'activité tectonique sur des aires beaucoup plus grandes et, avec, par là, une avance renouvelée de l'océan, que s'est produit la phase orthogéosynclinale.

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Sediment compaction in large scale systems

The classical partial differential equation for compaction proves to provide a rather singular model, if the deformations caused by overload become reasonably large. An alternative model for compaction is derived by adapting an Eulerian view and by deriving the model equations from integral equations rather than from a priori differentiability assumptions. The result is not — as usual — a single partial differential equation, but an infinite set of differential equations, interesting in both mathematical and geological terms.Although there are still several simplifications and linearizations in the derived model, the model illustrates at least that the classical Terzaghi equation and mathematical models in its vicinity are highly idealized and probably instable, if applied to large scale systems.

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Zusammenfassung Die klassische partielle Differentialgleichung für die Kompaktion stellt ein sehr vereinfachtes Modell dar, zumindest für den Fall, daß die Deformationen infolge Auflast sehr groß werden. Hier wird ein alternatives Modell entwickelt, das nicht von der Voraussetzung der Differenzierbarkeit ausgeht, sondern über Integralgleichungen entwickelt wird, wobei die Eulersche Sicht des Raum-Zeitbezuges zur Anwendung kommt. Das Resultat ist dann nicht mehr eine einfache partielle Differentialgleichung, sondern ein unendliches System solcher Gleichungen.Obwohl auch das entwickelte Modell vereinfachte Annahmen erfordert und stark linearisiert, so verdeutlicht es doch zumindest, daß die klassische Therzaghi Gleichung und modifizierte Modelle, die auf diese Gleichung aufbauen, sehr wahrscheinlich instabil sind, wenn sie auf Systeme mit großen Deformationen angewandt werden.

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Résumé L'équation classique aux dérivées partielles de la compaction fournit un modèle très simplifié, particulièrement dans le cas où les déformations dues à la surcharge deviennent considérables. L'auteur propose en alternative un modèle, adapté des conceptions eulériennes, qui repose sur les équations intégrales plutót que sur la présomption de différenciabilité. Le résultat n'est plus une simple équation aux dérivées partielles, mais un système infini de telles équations.Bien que le modèle présenté implique des hypothèses simplificatrices et des linéarisations, on peut néanmoins en déduire que l'équation classique de Terzaghi, ainsi que les modèles modifiés qui en découlent, sont très probablement instables s'ils sont appliqués à des systèmes à forte déformation.

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Deep-sea carbonates: Reading the carbon-isotope signal

The carbon isotope signal in deep-sea sediments reflects a mix of (1) global changes in the rates of exchange of the ocean's carbon reservoir with biosphere, soil, and sediments, (2) global and regional changes in surface water productivity, (3) internal shifts in water-mass structure and circulation (basin-basin fractionation, oxygen minimum development), and (4) organism-specific fractionation effects due to changes in micro-habitat and/or ontogenic fractionation (»vital effects«). Additional complications arise from differential preservation. It is impossible to entirely isolate these various factors. As a rule of thumb, long period signals that are parallel for planktonic and benthic data reflect external (global) fractionation patterns, whilst short-period signals are more likely tied to internal patterns (water-mass fractionation). The various approaches to interpretation are illustrated with three case studies: the Glacial-Holocene transition, the Messinian Carbon Shift, and the Miocene Monterey Excursion.

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Zusammenfassung Das Kohlenstoff-Isotopensignal in den Tiefseesedimenten spiegelt ein Zusammenspiel wider, das (1) von den globalen Austauschraten des ozeanischen Kohlenstoffreservoirs mit der Biosphäre, den Böden und den Sedimenten gesteuert wird, (2) in dem ein globaler und regionaler Wechsel in der Produktivität des Oberflächenwassers und (3) interne Veränderungen in der Wassermassen-Struktur und -Zirkulation (Becken-zu-Becken-Fraktionierung, Sauerstoffminimumentwicklung) zum Ausdruck kommen, und (4) in dem eine spezifische Fraktionierung hervorgerufen durch die Milieuänderung im Lebensraum der Organismen und/oder ontogenetische Fraktionierung (»Vitaleffekte«) erscheint. Zusätzliche Komplikationen entstehen aus unterschiedlichen Erhaltungsmöglichkeiten. Es ist unmöglich, alle diese verschiedenen Faktoren vollständig zu isolieren. Als Faustregel kann man annehmen, daß langpenodische Signale, die parallel mit Plankton- und Benthosentwicklungen verlaufen, externe globale Fraktionierungstrends widerspiegeln, während kurzzeitige Signale eher an interne Muster gebunden sind (Fraktionierung innerhalb der Wassermassen). Die verschiedenen Möglichkeiten der Interpretation werden an speziellen Fällen diskutiert: am Übergang Pleistozän zu Holozän, an der Veränderung des Kohlenstoffverhältnisses im Messinium und an dem Monerey-Maximum im Miozän.

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Résumé Le signal isotopique du carbone enregistré dans les sédiments océaniques résulte d'un ensemble de mécanismes qui reflètent: 1) les variations globales dans l'intensité des échanges entre le réservoir du carbone de l'océan et la biosphère, les sols et les sédiments, 2) les variations globales et régionales de productivité des eaux de surface, 3) les changements dans la structure et la circulation des masses d'eaux (fractionnement de bassin à bassin, développement d'un niveau à minimum d'oxygène), et 4) les effets de fractionnement propres aux organismes, dûs à des changements de micro-habitat et/ou à un fractionnement au cours de l'ontogénie (»effet vital«). La préservation différentielle ajoute certaines difficultés d'interprétation. Il n'est pas possible d'isoler entièrement chacun de ces différents facteurs. D'une manière générale les signaux à longue période dont les variations sont parallèles pour les données planctoniques et benthiques correspondent à un fractionnement dû à des facteurs externes (globaux), alors que les signaux à courte période sont plus vraisemblablement liés à des facteurs internes (fractionnement des masses d'eaux). Trois cas étudiés permettent d'illustrer ces différents types d'interprétation: la transition Glaciaire/Holocène, le »décrochement Messinien« et l'»enrichissement de Monterey« au Miocène.

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

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

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

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

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Der elektromagnetisch induzierte Erdstrom,insbesondere längs zweier Profile durch das nördliche Alpenvorland

Zusammenfassung Es werden die drei Methoden: erdmagnetische Tiefensondierung, Tellurik oder E-Feld-Messung und Magnetotellurik erläutert (Abb. 1, 2, 4 und 5).Längs zweier Profile in Süddeutschland, die die Bayerische Vorlandsmolasse kreuzen, wurde die zeitliche Variation der horizontalen Komponente des im Untergrund elektromagnetisch induzierten erdelektrischen Feldes mit transportablen Elektrographen registriert. — ist annähernd elliptisch polarisiert; die Richtung der großen Halbachsen dieser Näherungsellipsen wird unter bestimmten Bedingungen Vorzugsrichtung genannt. Die Vorzugsrichtungen sind im Bereich des Molassetroges systematisch orientiert (Abb. 3). Die Intensität von ist im Molassetrog bedeutend kleiner als im Kristallin am W-Rand der Böhmischen Masse (Abb. 6). Aus der räumlichen Variation von kann unter gewissen Bedingungen die Mächtigkeit der gutleitenden Sedimentdecke abgeschätzt werden. Hierzu wurde das Verhältnis Wanderstation / (E_xo ² + E_yo ²) Basisstation] verwendet, wobei E_xo und E_yo die maximalen Komponenten innerhalb einer Störung sind.

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The three methods: geomagnetic deepsounding, tellurics or E-field-measurements, and magnetotellurics are explained (Abb. 1, 2, 4 and 5).The electric field produced by electromagnetic induction in the earth was observed following two profiles crossing the Molasse basin N of the Alps, Southern-Germany (Abb. 3). Transportable electrographs were used. The horizontal induced geoelectric field is nearly elliptically polarized. The direction of the major axes of these ellipses which approximate the vectordiagrams, is called the preference direction under special conditions. The preference directions of are systematically orientated in the Molasse basin (Abb. 3). The intensity of is smaller in the Molasse than it is in the area of crystalline rocks. The thickness of the sedimentary layer of good conductivity can be estimated by means of the relation wandering station / (E_xo ² + E_yo ²) basis station]. E_xo and E_yo are the maximal components between the beginning and the end of an event (Abb. 6).

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Résumé Les trois méthodes suivantes sont expliquées: le sondage magnétique en profondeur, la méthode tellurique ou mesure du champ électrique , et la méthode magnétotellurique.Les variations du champ électrique induit dans le sol ont été enrégistrées le long de 2 profils qui croisent la molasse bavaroise en Allemagne du Sud (Fig. 3). Des électrographes mobiles ont été utilisés. — Le champ induit horizontal montre une polarisation approximativement elliptique. La direction de l'axe principal des ellipses est appelée direction de préférence sous certaines conditions. On trouve que ces directions de préférence ont une orientation systématique dans la molasse (Fig. 3). L'intensité du champ électrique est beaucoup plus petite dans la molasse que dans les roches ignées et métamorphiques du Massif de Bohème. L'épaisseur de la couche sédimentaire à bonne conductivité peut être estimée à l'aide du quotient station mobile/ (E_xo ² + E_yo ²) station fixe], oú E_xo et E_yo désignent les composantes maximales enrégistrées dans l'intervalle d'une perturbation considérée.

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Die Untersuchungen wurden im Rahmen des Forschungsprogramms Erdmagnetische Tiefensondierung durchgeführt. An diesem Programm, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert wird, sind auch das Institut für Meteorologie und Geophysik der Technischen Hochschule in Braunschweig und das Institut für Geophysik der Georg-August-Universität in Göttingeo beteiligt.