Genetic aspects of the Geita and Jubilee Reef Archean BIF-hosted gold deposits,Tanzania

The Sukumaland Greenstone Belt (new name), which is located in north-western Tanzania hosts a large number of gold deposits, prospects and occurrences. The Archean stratigraphy comprises an older basement of granitic gneisses (Dodoman System) overlain by mafic and ultramafic volcanics which are succeeded by felsic volcanic rocks and a banded iron formation (BIF), predominantly as oxide facies. The volcanics and BIF together make up the Nyanzian System. The uppermost part of the Archean stratigraphy (Kavirondian System) consists of conglomerates and quartzites which rest unconformably on the older units. The sequence has been intruded by both syn- and post-orogenic granitoids and by several generations of felsic and intermediate dykes and sills. Gold mineralisation is abundant in all stratigraphic units except for the granitic rocks. Six types of mineralisation can be distinguished. These are BIF-hosted, hear zone type, (quartz-) vein type, clastic sedimenthosted alluvial/eluvial, and massive sulphide type deposits. The last is represented by only one deposit in this area.The location of the BIF-hosted gold mineralisation is controlled by trachytic rocks of both dyke- and sill-like appearance and brecciated shear zones which follow the contacts between BIF and intercalations of tuff. The host rocks around these trachytes and shear zones have been pervasively mineralised with pyrite, auriferous pyrite and native gold, selectively replacing magnetite layers.The mineralisation grades from massively replaced layers at the trachyte/BIF- or tuff/BIF-contact into disseminated layers, rare specks of pyrite and eventually into barren BIF. Permeable features such as veins, fractures, breccia zones and shear zones may contain mineralisation even away from the main ore zones.Ore textures and fire assay results from Geita and Jubilee Reef indicate the introduction of ore fluids via epigenetic conduits into the adjacent wall rocks. Neither a depletion halo in the adjacent BIF (lateral secretion) nor a zone of footwall alteration or stringer ore, which might support a syngenetic/replacement concept for the mineralisation have been found.The main precipitating mechanism was probably a redox reaction of the ascending, reducing ore fluids with the magnetite of the BIF. This reaction resulted in the replacement of magnetite by pyrite, a rise in Eh, and the precipitation of gold together with the pyrite. The authors propose an epigenetic mineralisation process which produced ore-grade mineralisation of different styles in all stratigraphic units. The special physico-chemical trap of the magnetite layers led to the development of pyrite/gold mineralisation of generally stratabound appearance. The ore fluids originated probably from granitic intrusions and the underlying mafic volcanics are a possible gold source. For textural reasons the surrounding BIF is unlikely to have supplied a major portion of the gold.

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Zusammenfassung Der Sukumaland Greenstone Belt (neuer Name) im Nordwesten Tanzanias beherbergt eine große Zahl von Goldvorkommen unterschiedlicher wirtschaftlicher Bedeutung. Die Archaische Stratigraphie umfaßt ein aus granitischem Gneiss bestehendes Grundgebirge (Dodoman-System), auf dem mafische und ultramafische Vulkanite ruhen, die wiederum von felsischen Vulkaniten und hauptsächlich oxydischer banded iron formation (BIF) überlagert werden. Diese Vulkanit- und BIF-Serien stellen die stratigraphische Einheit des Nyanzian-Systems dar. Der Top der Archaischen Stratigraphie wird von Konglomeraten und Quarziten des Kavirondian gebildet, welches diskordant auf den älteren Einheiten liegen. Synund postorogene Granitoide sowie mehrere Generationen von felsischen und intermediären Gängen sind in die Archaische Abfolge intrudiert.Goldindikationen und -vorkommen sind relativ häufig und treten in allen stratigraphischen Einheiten mit Ausnahme der Granitoide auf. Dabei lassen sich sechs Typen von Goldmineralisationen unterscheiden; diese sind: Gold in BIF, in Scherzonen, in Goldquarzgängen, in klastischen Archaischen Sedimenten, in Alluvionen und in massiven Sulfiden. Vom letztgenannten Typ ist bisher lediglich ein Vorkommen im Untersuchungsgebiet bekannt. Die Position der Goldmineralisation in den BIFs wird von trachitischen Dykes und Sills sowie von Scherzonen im Kontaktbereich zwischen BIF und Tuffeinschaltungen kontrolliert. Die Kontaktbereiche zu den brekziierten Scherzonen und trachytischen Gesteinen sind stark mineralisiert, wobei Pyrit, goldhaltiger Pyrit und Freigold selektiv Magnetitlagen verdrängt und sulfidisiert haben.Der Verdrängungsprozeß Magnetit/Pyrit hat im direkten Kontaktbereich zwischen Trachit bzw. Tuffzwischenlagen und BIF zur Bildung von massiven Pyrit-Lagen geführt. Lateral gehen diese massiv sulfidisierten Bereiche in Lagen von Magnetit mit disseminierter Pyritmineralisation über, weiter distal in vereinzelte Pyritkörner und schließlich in sulphidfreie Oxydfazies-BIF. Außerhalb dieser mineralisierten Kon taktzonen, teilweise in erheblichem Abstand zur Hauptmineralisation, enthalten auch Bereiche erhöhter (tektonischer) Permeabilität, wie z. B. kleine Trümer, Klüfte, Brekzien- und Scherzonen, stellenweise reiche Pyrit/Gold-Mineralisationen.Untersuchungen von Erzverteilung und -texturen sowie Goldanalysen (fire assay) von Geita und Jubilee Reef belegen eine Wanderung der Erzlösungen durch epigenetische Strukturen in die Magnetitlagen des umgebenden Gesteins. Es konnten weder Zeichen für Lateralsekretion — vom umliegenden Gestein in Erzzonen oder Goldquarzgänge — noch eine Alterationszone im stratigraphisch Liegenden festgestellt werden; beide Phänomene wären deutliche Argumente für ein syngenetisches Konzept (mit teilweiser späterer Umverteilung der Mineralisation). Die Verteilungsmuster der Goldgehalte sprechen gegen eine intraformationelle Herkunft des Goldes.Der Hauptausfällungsmechanismus dürfte eine Redoxreaktion der aufsteigenden reduzierten Erzlösungen mit den Magnetitlagen der BIF gewesen sein. Diese Redoxreaktion hatte die Verdrängung des Magnetit durch Pyrit (Sulfidisierung) sowie eine drastische Erhöhung des Eh-Wertes zur Folge und bedingte so die Ausfällung des Goldes zusammen mit dem Pyrit.Ein epigenetischer Mineralisationsprozeß führte zur Bildung reicher Goldvererzungen unterschiedlicher Typen in sämtlichen stratigraphischen Einheiten. Innerhalb der BIF bedingte die spezielle physiko-chemische Falle der Magnetitlagen die Bildung schichtgebundener Pyrit/Goldmineralisation epigenetischen Ursprungs. Die Erzlösungen stammten vermutlich von granitischen Intrusionen wobei die mafischen Vulkanite des tieferen Nyanzian als naheliegende Lieferanten des Goldes in Betracht kommen.

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Résumé Le «Sukumaland Greenstone Belt» (nouveau nom), situé dans le nord-ouest de la Tanzanie, renferme un grand nombre de venues aurifères, d'importances économiques diverses. Au point de vue stratigraphique, l'Archéen comprend un socle ancien de gneiss granitiques (Système de Dodoman), surmonté de volcanites mafiques à ultramafiques auxquelles succèdent des volcanites felsitiques et une formation ferrugineuse rubanée (BIF = banded iron formation) de faciès essentiellement oxydé. L'ensemble des volcanites de la BIF constitue le Système Nyanzien. La partie supérieure de l'Archéen (Système Kavirondien) consiste en conglomérats et quartzites discordants sur les unités plus anciennes. Le tout a été intrudé par des granitoïdes syn- et post-orogéniques et par plusieurs générations de dykes et sills felsitiques et intermédiaires. La minéralisation en or est abondante dans toutes les unités stratigraphiques, à l'exception des roches granitiques. On peut distinguer six types de minéralisations: celles qui sont contenues dans la BIF, celles qui sont associées à des shear-zones, à des veines de quartz, des paléo-placers, des minéralisations alluviales et éluviales et un type à sulfures massifs, ce dernier représenté seulement par un seul exemplaire.L'emplacement des minéralisations contenues dans la BIF est en relation avec la présence de roches trachytiques en sills ou en dykes et avec des shear-zones bréchiées qui jalonnent le contact entre la BIF et des intercalations de tuf. Les rocheshôtes au voisinage de ces trachytes et de ces shear-zones ont été imprégnées de pyrite, de pyrite aurifère et d'or natif, qui ont remplacé sélectivement les lits de magnétite. Il existe tous les intermédiaires entre les lits remplacés massivement aux contacts trachyte/BIF ou tuf/BIF, les lits à pyrites éparses et les lits stériles. En dehors, et même assez loin de ces zones de contact favorables, des concentrations minéralisées se rencontrent en des endroits perméables, tels que veines, fractures, zones bréchiques et shear-zones.Les textures des minerais ainsi que les analyses (fire assay) du «Geita and Jubilee reef» montrent l'envahissement des roches adjacentes par des solutions minéralisantes circulant dans des conduits épigénétiques. On n'a observé ni halos appauvris dans les roches BIF adjacentes, ni zones d'altération dans les roches stratigraphiquement sous-jacentes, phénomènes susceptibles d'être invoqués à l'appui d'un modèle de remplacement syngénétique.Le mécanisme principal de la précipitation a probablement consisté en une réaction d'oxydo-réduction entre la magnétite de la BIF et les fluides minéralisés réducteurs ascendants. Cette réaction a entraîné le remplacement de la magnétite par la pyrite, une augmentation de Eh et la précipitation simultanée de l'or. Les auteurs proposent un processus de minéralisation épigénétique aboutissant à des dépôts de types divers dans chaque unité stratigraphique. Les pièges physico-chimiques que constituaient les niveaux à magnétite ont conduit à des corps minéralisés de pyrite aurifère d'allure généralement stratiforme. L'origine des fluides minéralisateurs aurifères doit probablement être trouvée dans les intrusions granitiques et les volcanites mafiques sous-jacentes. Des raisons structurales rendent peu probable qu'une fraction importante de l'or provienne de la BIF avoisinante.

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Sukumaland'a . , — —, , , . . (BIF). Nyanzian. Kavirondian. . - - , . . 6 : BIF, , , , . . BIF , — . , , . BIF . - , — , , BIF. , , , .: , , , / . , — fire assay — Geita Jubilee . , , . , . . . . , . . BIF - / . , , ; Nyanzian , .

     

Beschleunigung der geomorphologischen Prozesse durch die Wirkung des Menschen

Zusammenfassung Der Verfasser befaßt sich in seinem Artikel mit dem Problem der durch die Tätigkeit des Menschen beschleunigten geomorphologischen. Prozesse. Er führt Beispiele der beschleunigten Bodenerosion aus den mittleren Breiten und der beschleunigten kryogenen Prozesse aus Sibirien an. Er macht besonders auf die Tatsache aufmerksam, daß es durch die intensivere ökonomische Ausnützung der Nordgebiete Kanadas und der UdSSR zu Schwierigkeiten im Zusammenhang mit dem Vorkommen der Thermokarsterscheinungen und der Beschleunigung der Solifluktion kommen kann. In der Schlußfolgerung hebt er die Rolle der Geomorphologie bei managing the man's environment und der Organisation der ästhetischen Kulturlandschaft hervor.

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The author deals in his paper with the problem of the acceleration of geomorphological processes due to man's activities. He quotes examples of the accelerated soil erosion from medium latitudes and of the accelerated cryogene processes from Siberia. He calls the attention especially to the fact that difficulties can arise connected with the occurrence of thermokarst phenomena and accelerated solifluction as consequence of more intensive economic utilization of the northern regions of Canada and the USSR. In conclusion, he stresses the task of geomorphology in the managing the man's environment and in the organization of the aesthetic cultural landscape.

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Résumé L'auteur s'occupe dans son article du problème des procès géomorphologiques accélérés par l'activité de l'homme. Il cite des exemples de l'érosion de sol accélérée des latitudes centrales et des procès cryogènes accélérés de la Sibérie. Il appelle l'attention surtout au fait, que des difficultés peuvent se produire en connexion avec l'existence des phénomènes thermocarstiques et de l'accélération de la solifluction comme conséquence de l'utilisation économique plus intensive des régions septentrionales du Canada et de l'URSS. En conclusion, l'auteur accentue le rôle de la géomorphologie dans « managing the man's environment » et dans l'organisation d'un paysage esthétique et culturel.

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Sedimenttransport im Mündungsgebiet des Alpenrheins

Zusammenfassung In regelmäßigen Abständen wurden dem Alpenrhein am Pegel Lustenau, wenige Kilometer vor seiner Einmündung in den Bodensee, etwa 500 Wasser- und Schwebstoffproben bei verschiedenen Pegelständen entnommen.Die Leitfähigkeit und Härte der Wasserproben nimmt mit steigendem Durchfluß (100–1000 m³/sec) entsprechend der Verdünnung ab, der pH-Wert (8,0 bis 8,8) steigt schwach an. Die Redoxpotientale sind stets positiv.Mit ansteigendem Wasserdurchfluß nimmt die Schwebstoffkonzentration stark zu (50–5000 mg/l).Zur Zeit des Frühsommer-Hochwassers sind bei gleicher Wasserführung die Schwebstoffgehalte bei ansteigendem Hochwasser höher als bei absteigendem Hochwasser. Als Ursache wird die Ausräumung des im Flußbett während des Winters und Frühjahrs bei Niedrigwasser akkumulierten Lockermaterials angesehen.Setzt man die Schwebstoffgehalte in Beziehung zur Fließgeschwindigkeit (1–3 m³/sec), so ergibt sich für den Meßpunkt Lustenau eine Zunahme des Schwebguts (C_s in mg/l) mit der sechsten Potenz der Fließgeschwindigkeit (V): C_s (Alpenrhein Lustenau)=5·V⁶ In einer allgemeinen Beziehung C_s=x·Vy, die für verschiedene Flüsse nach Literaturdaten abgeleitet wurde, scheint der Exponent y ein Maß für die Strömungserosion (abhängig von Form und Neigung des Flußbettes), der Faktor x für die äußeren Einflüsse wie Klima, Vegetation, Stabilität der Flußgeometrie darzustellen. Eine ähnliche Abhängigkeit besteht zwischen der Schwebstoff- und Wasserführung.Die Korngrößenverteilung und Karbonatgehalte sind von den Durchfluß-mengen bzw. Fließgeschwindigkeiten nahezu unabhängig, stehen jedoch in deutlicher Beziehung zu bestimmten Liefergebieten. Eine Häufigkeitsstatistik der mittleren Korngrößen von Flußsanden (Hahn, 1967) und Schwebstoffen (diese Arbeit) zeigt ein auffallendes Minimum bei etwa 0,04 mm. Dieser Wert kann zur Abgrenzung der Schwebstoff- und Flußbettfracht am Meßpunkt Lustenau benutzt werden. Werte für die Sortierung, Schiefe und Kurtosis erweitern die grundlegenden Untersuchungen vonFolk &Ward (1957) nach feineren Korngrößen hin.Im Mittel setzen sich die Schwebstoffe aus 10% Ton, 70% Silt und 20% Sand zusammen. Der Karbonatgehalt beträgt durchschnittlich 37% (26% Calcit, 11% Dolomit). Die Tonfraktion besteht überwiegend aus Illit und Chlorit.

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500 samples of water and suspended load were taken at different water levels from the Alpenrhein at Lustenau, a few kilometers' distance from its Lake Constance-delta.Conductibility and hardness of the water decrease with increasing water discharge (100–1000 m³/sec) corresponding to the dilution, the pH-values (8.0 to 8.8) weakly increase. The redox-potentials are always positive. With increasing water discharge, the suspended load concentration increases strongly (50 to 5000 mg/l).At the same water levels, the suspended load concentration during early-summer high-water is greater during rising than during falling water level. This may be caused by the loose material (accumulated during winter and spring low waters) being washed out of the river channel.On a double logarithmic scale the relation between flow velocity (V=1–3 m³/sec) and suspended load concentration (C_s in mg/l) can be expressed by a straight line. Its equation is C_s (Alpenrhein at Lustenau)=5· V⁶ In a general equation C_s=x· Vy, for various rivers (data taken from literature), the exponent y seems to be a measure of the erosional forces (depending on cross-section and slope of the river channel); the factor x seems to express outer influences as climate, vegetation, rock erodibility, stability of the channel geometry. A similar relationship exists between the suspended load concentration and the water discharge.Grain-size distribution and carbonate content are almost independent of water discharge and flow velocity respectively. They are, however, clearly related to distinct supply areas. A pronounced frequency minimum exists at about 0.04 mm between the mean sizes of river sands (Hahn, 1967) and that of suspended load (this paper). This value may be used to distinguish suspended load from bedload at Lustenau sampling station. The values for sorting, skewness and kurtosis amplify the results ofFolk &Ward (1957) concerning finer grain sizes.On an average, the suspended load consists of 10% clay (<0.002 mm), 70% silt (0.002–0.063 mm) and 20% sand (>0.063 mm). The mean carbonate content is 37% (26% calcite, 11% dolomite). The clay minerals are mainly illite and chlorite.

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Résumé A des intervalles de temps réguliers, à peu près 500 échantillons d'eau et de matière en suspension ont été prélevés de l'Alpenrhein, à la station de jaugeage de Lustenau, située à quelques kilomètres en amont de son embouchure dans le Lac de Constance.La conductivité et le degré hydrométrique dans les échantillons d'eau décroissent en fonction d'une dilution relative, due à une augmentation du débit (100 à l000m³/sec). Il y a une légère croissance de la valeur du pH (8.0 à 8.8) lorsque le débit augmente. Les potentiels redox sont toujours positifs.La concentration de la matière en suspension augmente rapidement 50 à 5000 mg/l) en fonction de l'augmentation du débit.En temps de crues, au début de l'été, la concentration de la matière en suspension est plus élevée pendant la montée des crues qu'à la descente—le débit étant du même ordre. Ce phénomène est expliqué par un processus de balayage de la matière non consolidée, accumulée au fond du lit de la rivière pendant les périodes d'étiage au cours de l'hiver et au printemps.En établissant une relation entre la concentration de la matière en suspension et la vitesse d'écoulement (1 à 3 m³/sec), on trouve pour la station de jaugeage de Lustenau une augmentation de teneur de la matière en suspension (C_s en mg/l) avec la puissance 6 de la vitesse d'écoulement (V): C_s (Alpenrhein, Lustenau)=5 · V⁶ d'où l'équation générale C_s=x · Vy, qui ressort aussi des études de diverses rivières citées dans la littérature. L'exponent y semble donc pouvoir servir comme règle pour la détermination de l'érosion d'écoulement (qui dépend de la géométrie et de la pente du lit du fleuve), le facteur x reflétant des influences externes comme le climat, la végétation et la stabilité de la géométrie du fleuve. Une relation analogue existe entre la concentration en matière en suspension et le débit.Il n'y a pratiquement pas de relation directe entre la distribution granulométrique, ou les teneurs en carbonates d'une part, et le volume du débit ou la vitesse de l'écoulement d'autre part; or il apparaît une relation intime avec certaines régions d'alimentation. On note un minimum marqué autour de 0.04 mm dans la distribution statistique des grains à diamètre moyen dans les sables des fleuves (Hahn, 1967) et de la matière en suspension (cette étude). A l'aide de cette valeur il est possible de différencier, à la station de jaugeage de Lustenau, la matière transportée au fond du lit de l'Alpenrhein et celle transportée en suspension. Des valeurs pour le classement, l'assymétrie et «l'augulosité» (kurtosis) complètent les recherches de base deFolk &Ward (1957), en ce qui concerne la distribution granulométrique dans la classe des grains les plus fins.Comme constitution moyenne on trouve dans la matière en suspension 10% d'argile, 70% de silt et 20% de sable. La teneur moyenne en carbonates est de 37% (26% de calcite, 10% de dolomie). Dans la fraction des argiles on trouve essentiellement de l'illite et de la chlorite.

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. 500 . (100–1000 ³/); - (8,0–8,8) ; - . . 6. .

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Dem Österreichischen Rheinbauleiter, Herrn Hofrat Dipl.-Ing.Ferdinand Waibel, Bregenz, in Dankbarkeit gewidmet.

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Herrn Dr.Quakernaat sei herzlich für seine freundliche Mithilfe gedankt.     

A diatom maximum horizon in upper quaternary deposits

Diatom maxima have been observed in three sediment cores, two from the Skagerrak/Norwegian Sea area and one from the Fram Strait. The maxima occur between 11.000 B.P. and 9.000 B.P. in the Skagerrak/Norwegian Sea and between about 9.000 B.P. and 4.500 B.P. in the Fram Strait. It is thus likely that high diatom productivity as reflected by the diatom maximum horizons are time transgressive and follow the movements of the oceanic polar front. The occurrence of diatom maximum horizons can therefore be used as a signal indicating the presence of the polar front at the time of deposition. In both the Skagerrak and Norwegian Sea cores the maximum consist of two distinct peaks; the oldest characterized by cold water species (Thalassiosira antarctica), the youngest characterized by temperate species reflecting the present diatom flora.

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Zusammenfassung In drei Sediment-Kernen, zwei davon aus dem Skagerrak-Nordsee-Gebiet und einem von der Fram-Straße, wurden Anhäufungen von Diatomeen beobachtet. Für das erste Gebiet wird das Maximum auf 11.000 bis 9.000 Jahren datiert, während in der Fram-Straße die größte Häufigkeit vor 9.000 bis 4.500 Jahren auftritt. Man kann daher annehmen, daß die erhöhte Produktion von Diatomeen, wie sie aus den Horizonten mit häufigerem Auftreten ersichtlich ist, sich mit der Zeit verschiebt und der Ausbreitung der Polarfront auf dem Meer folgt. So kann die Lage der Polarfront zur Zeit der Sedimentablagerung aus dem Auftreten von Horizonten mit der größten Diatomeenhäufigkeit ersehen werden.In den Proben vom Skagerrak und der Nordsee zeichnet sich das Maximum der Diatomeenhäufigkeit durch zwei Ausschläge aus, wobei der ältere davon vor allem durch die für kälteres Wasser spezifischen Arten (Thalassiosira antarctica), und der jüngere von Warmwasserarten, entsprechend der heutigen Diatomeenflora, geprägt wird.

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Résumé Des maxima de la teneur en diatomées ont été observés dans trois carottes dont deux proviennent de la région Skagerrakmer du Nord et une du détroit de Fram. Ces maxima se présentent entre 11000 et 9000 ans BP au premier site et entre 9000 et 4500 ans BP au second. Il est donc admissible que la production élevée de diatomées reflétée par ces maxima est diachronique et suit le mouvement du front polaire océanique. Un horizon a teneur en diatomées maximale peut être ainsi utilisé comme un indicateur de la présence d'un front polaire au moment du dépôt. Dans les deux carottes du Skagerrak et de la Mer du Nord, le maximum comporte deux pics caractérisés, le plus ancien par des espèces d'eau froide (Thalassiosira antarctica), le plus récent par des espèces d'eau tempérée reflétant la flore des diatomées actuelles.

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, — , . 11000 9000 , — 9000 4500 . , , , . , . : Thalassiosira antarctica, , - , .

     

Die wachsende Bedeutung der Ingenieurgeologie im Zeitalter der Umweltzerstörung

Zusammenfassung Die Entwicklung der Technik führt zu immer größeren Bauprojekten im Bereich des Talsperrenbaus, Verkehrswegebaus, Untertagebaus, Bergbaus und Grundbaus. Diese großen Bauprojekte stellen in vielfacher Hinsicht eine erhebliche Belastung der Natur sowie eine Beeinträchtigung ihres Gleichgewichts dar und rufen teilweise unvorhergesehene Wechselwirkungen von Bauwerk und Baugrund hervor. Die technische Entwicklung überrollte die Natur so stürmisch, daß ihre ökologischen Folgen weder von den Wissenschaftlern noch von den Praktikern erkannt und bedacht wurden. Die Aufgaben, die sich in diesem Rahmen dem Ingenieurgeologen stellen, bestehen nicht nur in der möglichst genauen Erfassung der geologischen Parameter zur Gewährleistung der Sicherheit des Bauwerks, wirtschaftlich vertretbarer Baukosten unter optimaler Berücksichtigung geologischer Gegebenheiten, sondern sie haben auch die Vorhersage der Wechselwirkungen von Bauwerk und Baugrund sowie von Störungen des oft erstaunlich labilen Gleichgewichts von Geo-, Bio- und Atmosphäre einzubeziehen. Dabei spielen oft rezente geologische Vorgänge eine bisher in der Ingenieurgeologie viel zu wenig gewürdigte Rolle. Die Notwendigkeit, die Ingenieurgeologie schon bei der allerersten Planung, beim Entwurf und der Bauwerksüberwachung mitbestimmen zu lassen, wird an einzelnen Projekten erläutert.

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Summary Technical development leads to dams, roads, tunnels, mines and foundations of always larger dimensions. Various aspects of these projects represent a serious encumbrance of nature and an impairment of her equilibrium and can cause unforeseen interactions between structure and the earth. Development has taken place so quickly, that the ecological consequences have not been recognised or considered in many cases — neither by the scientists nor by the practitioners. The tasks, confronting the engineering geologists in this regard, consist not only in an exact investigation of the geological parameters to guarantee the safety of the construction project and to achieve project costs by taking into consideration the geological conditions, but must encompass the recognition of the interactions of construction and the earth as well as the disturbance of the often astonishingly fragile equilibrium of the geo-, bio- and atmosphere. Specifically recent geological processes are often not accounted for, despite their possibly disadvantageous effects. The necessity, that the engineering geologist contributes in all project stages from the first planning, to the design upto the surveillance of the construction, is stressed by giving examples.

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Résumé Le développement technique a conduit à des projets de construction toujour plus grands dans le domain des barrages, des routes, des tunnels, des mines et des fondations. Ces grands projets représentent sous beaucoup d'aspects une immense contreinte pour l'environnement naturel, un préjudice pour son équilibre et conduisent parfois à une interaction imprévue entre la construction et le sol. Le développement fut si rapide que les conséquences écologiques ne furent pas reconnues et prises en compte, ni par la science ni par la pratique. Les taches, qui se présentent au géologue ingénieur sur le terrain, comprennent non seulement l'investigation exacte des paramètres géologiques dans le but d'assurer la securité de la construction pour des frais raisonnables tout en prenant en compte d'une façon optimale les conditions géologiques, mais aussi la prévision de ces interactions entre l'ouvrage et le sol, ainsi que les perturbations de l'équilibre de l'environnement géologique, biologique et atmosphérique, équilibre qui est souvent éxtrêmement fragile.Les phénomènes géologiques récents ne sont que très peu considérés dans ces études. La necessité de la participation du géologue ingénieur dès le début des études pendant la conception et la surveillance de l'ouvrage est illustrée à l'aide de projets particuliers.

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On the relationship between silica and carbonate diagenesis in deep-sea sediments

Silica diagenesis and carbonate diagenesis are interrelated. This is confirmed by observations of DSDP Sites 462, 463, 465, 466, and 577. Carbonate sediments containing chert (1) tend to be more indurated and display more advanced diagenetic alterations, regardless of sub-bottom depth; and (2) microfossil components are more strongly affected (overgrown and/or dissolved), while the amount of micritic particles and larger, euhedral calcite crystals is greater. In addition, mass physical properties, porosity in particular, vary more widely in sediment sections containing chert. Furthermore, in the studied similarly composed sediments recrystallization of biogenic opal is indicated by a significant reduction of the specific surface area, reaching a minimum value when quartz is formed.One possible mechanism involved is the production of «surplus« dissolved carbonate created by the replacement of carbonate material by silica during the process of chert formation and silicification. The «extra« carbonate is then available for precipitation as overgrowths and cement outside the chert nodules and silicified zones. Hence silica diagenesis, if it occurs early enough in the sediment, bears some influence on carbonate diagenesis. It is therefore suggested that silica diagenesis be added to the list of factors included in the «diagenetic potential« equation ofSchlanger &Douglas (1974).

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Zusammenfassung Die Diagenese von biogenem Silikat und Karbonat steht in engem Zusammenhang, wie Beobachtungen an Sedimenten der DSDP Sites 462, 463, 465, 466 und 577 zeigen. Karbonatische Sedimente, die biogenes SiO₂ enthalten, zeichnen sich aus durch (1) größere Verfestigung und stärkere diagenetische Veränderungen — unabhängig von der Tiefe im Sediment, (2) mehr Lösung und Überwuchs an Mikrofossil-Komponenten, (3) höheren Anteil mikritischer Partikel wie auch größerer idiomorpher Kalzitkristalle, (4) stärkere Variation der sedimentphysikalischen Eigenschaften, speziell der Porosität und damit zusammenhängender Parameter.Die Umkristallisation des biogenen SiO₂ führt in ähnlich Zusammengesetzen Sedimenten zu einer drastischen Abnahme der spezifischen Oberfläche. Minimalwerte werden erreicht, wenn sich Quarz bildet.Diagenetisch wichtig ist die Produktion von zusätzlichem Karbonat durch die Silizifizierung von Karbonatschalen. Dieses »Überschuß«-Karbonat wird dann als Überwuchs, Zement oder außen an den »Hornstein«-Aggregaten gefällt. Demzufolge beeinflußt die Diagenese von biogenem SiO₂ auch die Karbonatdiagenese. Daher ist es sinnvoll, die Diagenese von biogenem SiO₂ mit zu den Faktoren zu rechnen, die das »diagenetische Potential« — wie esSchlanger &Douglas (1974) definierten — ausmachen.

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Résumé L'étude de sédiments provenant des sites DSDP 462, 463, 465, 466 et 577 montre qu'il existe une relation entre la diagenèse de la silice et celle du carbonate biogéniques. Les sédiments carbonatés qui renferment de la silice biogémque présentent: 1) une induration plus marquée et des modifications diagénétiques plus poussées — et ce indépendamment de la profondeur sous la surface du fond; 2) une dissolution et/ou un accroissement plus développés des micro-fossiles; 3) une plus grande teneur en particules micritiques et une plus grande taille des calcites idiomorphes; 4) un éventail plus large de leurs propriétés physiques, particulièrement de la porosité et des paramètres qui en dépendent.La cristallisation de l'opale biogénique, dans des sédiments de compositions semblables, se traduit par une réduction drastique de la surface spécifique, qui atteint une valeur minimale lorsque du quartz est formé.Un rôle diagénétique important est joué par l'excès de carbonate dissous engendré par la silicification de coquilles carbonatées; cet excès de carbonate est dès lors disponible pour la précipitation des auréoles d'accroissement et du ciment hors des nodules de chert et des zones silicifiées. Il s'ensuit que la diagenèse du SiO₂ biogénique influence la diagenèse du carbonate. Il conviendrait dès lors d'ajouter la diagenèse de la silice à la liste des facteurs qui interviennent dans l'équation du «potentiel diagénétique» deSchlanger etDouglas (1974).

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462, 463, 465, 466 577, . , , : 1) , ; 2) ; 3) , 4) , . SiO₂ . . . »« , , « ». , .. «, 1974 Schlanger & Douglas.

     

Epeirogeny,orogeny and the tectonic development of the Kaapvaal basin,Southern Africa

The Kaapvaal intrageosyncline, one of the oldest cratonic basins of the Precambrian shield areas, offers an almost complete record of deposition and diastrophism that occurred between c. 1,4 and 3,0 Ga B.P. Its tectonic development started after the consolidation of the Early Archaean crustal structure when sequences such as the Pongola, Dominion Reef and Witwatersrand accumulated in a tectonically stable environment between c. 2,4 and 3,0 Ga B.P. This early epeirogenic or platformal stage was followed by a period of deposition of the Ventersdorp, Transvaal and Waterberg-Matsap sequences between c. 1,4 and 2,4 Ga B.P. Gravity-induced deformation which culminated in post-Matsap folding in the northern Cape and in post-Waterberg faulting in parts of the northern Transvaal and Botswana, affected portions of the basin situated close to the boundary of the craton with surrounding mobile belts. In Late Precambrian times the tectonic activity was either insignificant or it was again confined to the marginal zones of the craton (e. g. partial tectonic reactivation of the Lower Proterozoic sequences in the foreland of the Namaqua Mobile Belt between c. 0,9 and 1,25 Ga B.P.).Although the Kaapvaal basin represents an epeirogenic feature, the structure of its marginal parts displays some of the characteristics of orogenic belts (e. g. the linearity of fold structures in the Matsap synclinorium in the northern Cape and its uniform vergence towards the axis of the Waterberg-Matsap basin). However, the deformation of sequences in the Kaapvaal basin was not associated with magma generation, and the metamorphism operative in the basin during the Lower Proterozoic was only of burial type.The depositional and deformational history of the platform cover in the tectonically labile marginal zones of the Kaapvaal Craton is related to the tectonic evolution of the adjoining mobile belts. This can be shown by the example of the Namaqua Belt and its foreland in the northern Cape where continuity of certain geological units and tectonic structures exists across the front of the mobile belt. This continuity, together with the similar timing of the tectonic events in the mobile belt and on the craton, points to a common cause for the broad movements of uplift and subsidence on the craton, and for the profound deformation in restricted zones along its margin and in adjoining mobile belts.

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Zusammenfassung Die Kaapvaal-Intrageosynkline ist eines der ältesten bekannten kratonischen Becken, und ihre Entwicklungsgeschichte kann über einen Zeitraum von 1,6 Milliarden Jahren verfolgt werden.Das Becken entstand in einem früh-epigenetischen oder Plattform-Stadium, als die Pongola-, Dominion-Reef- und Witwatersrand-Schichten vor ca. 3,0 bis 2,4 Milliarden Jahren auf die konsolidierte frühpräkambrische Kruste abgelagert wurden. In einem weiteren Sedimentationszyklus folgten die Ventersdorp-, Transvaal- und Waterberg-Matsap-Schichten vor 2,4 bis 1,4 Milliarden Jahren. Gravitationsfaltung, die ihren Höhepunkt mit der Matsap-Deformation in der nördlichen Kapprovinz erreichte, und Störungsbewegungen im nördlichen Transvaal und in Botswana haben das Becken randlich im Grenzbereich zwischen Kraton und den umgebenden mobilen Zonen beeinflußt. Tektonische Bewegungen im Spätpräkambrium waren entweder unbedeutend oder sie spielten sich wiederum im Randbereich des Beckens ab (z. B. tektonische Rejuvenation von frühproterozoischen Gesteinen im Vorland des Namaqua-Mobile-Belt von ca 0,9 bis 1,25 Milliarden Jahren).Obwohl das Kaapvaal-Becken epirogenen Charakter aufweist, so zeigen doch die Strukturen in seinem Randbereich oft orogene Züge. Die Deformation im Beckeninneren war jedoch nicht von Magmaintrusionen begleitet, und während des Frühproterozoikums wurde die Beckenfüllung lediglich von einer geringen Versenkungsmetamorphose erfaßt.Die Sedimentations- und Deformationsgeschichte der Plattform-Serien im tektonisch labilen Randbereich des Kaapvaal-Kratons ist eng mit der strukturellen Entwicklung in den benachbarten mobilen Zonen verbunden. Dies wird am Beispiel des Namaqua-Mobile-Belt und seines Vorlandes in der nördlichen Kapprovinz gezeigt, wo bestimmte geologische Einheiten und Strukturen vom mobilen Bereich in den kratonischen Bereich verfolgt werden können. Diese Kontinuität und der zeitliche Zusammenhang zwischen Deformation immobile belt und auf dem Kraton deuten auf eine gemeinsame Ursache für die weitgespannten epirogenetischen Bewegungen im Beckenbereich und die orogene Tektonik am Rande des Kratons hin.Der Unterschied zwischen stabilen und mobilen Bereichen ist wahrscheinlich auf unterschiedliche Krustendicke und -stärke zurückzuführen, so daß die gleichen tektonischen (orogenen) Bewegungen einerseits zu alpinotypen Strukturen führen, während sie in starken (d. h. schon verfestigten) Krustenteilen germanotype Verformung und Epirogenese zur Folge haben. Orogene oder epirogene Bewegungen hängen daher entweder von verschiedenartiger tektonischer Beanspruchung benachbarter Krustenteile während eines bestimmten Zeitraumes ab, oder sie spiegeln fundamentale Veränderungen in einem bestimmten Krustenbereich im Laufe seiner Entwicklungsgeschichte wider.Ein Beispiel für den ersten Fall ist die in vorliegender Arbeit beschriebene unterschiedliche Entwicklung des Kaapvaal-Beckens und des benachbarten Namaqua-Mobile-Belt im Frühproterozoikum, während letzterer Fall durch die spätarchaische Kratonisierung des Kaapvaal-Grundgebirges und die nachfolgende Evolution der Kaapvaal-Plattform charakterisiert ist.

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Résumé Le Kaapvaal intragéosynclinal, un des plus vieux bassins cratoniques connus des boucliers précambriens, apporte un record presque complet de sédimentation et de diastrophisme qui apparut entre 1400 Ma et 3000 Ma. Son développement tectonique commença après la stabilisation tectonique de la croûte de l'Archéen moyen quand des séries telles que le Pongola, le Dominion Reef et le Witwatersrand se furent déposées dans un milieu tectoniquement stable entre 2400 Ma et 3000 Ma. Cette époque épéiro-génique précoce fut suivie par la période de sédimentation des séries du Ventersdorp, du Transvaal et du Waterberg-Matsap, entre 1400 Ma et 2400 Ma. Le plissement par gravitation qui culmina avec la déformation de Matsap dans le Nord de la province du Cap et par le décrochement post-Waterberg dans certaines parties du Nord du Transvaal et du Botswana, influença les parties du bassin placées en bordure entre le craton et les zones mobiles qui l'entouraient.L'activité tectonique entre 1400 Ma et 600 Ma fut ou insignifiquante ou à nouveau se limita aux parties marginales du craton (c'est à dire une réactivation tectonique partielle des séries du Protérozoïque inférieur dans l'avant-pays de la zone mobile du Namaqualand, entre 900 Ma et 1250 Ma).Bien que le bassin de Kaapvaal montre un caractère épirogénique, les structures des parties marginales montrent cependant quelques traits caractéristiques pour les ceintures orogéniques. La déformation des séries de l'intérieur du bassin du Kaapvaal ne fut cependant pas accompagnée d'intrusions magmatiques, et pendant le Protérozoïque ancien le comblement du bassin fut affecté seulement d'un léger métamorphisme d'enfouissement.L'histoire de la sédimentation et de la déformation des séries de plateforme dans le domaine marginal tectoniquement labile du craton du Kaapvaal est mis en relation avec l'évolution structurale des zones mobiles voisines. C'est ce que montre l'exemple du «Namaqua Mobile Belt» et de son avant-pays dans la province septentrionale du Cap où s'établit la continuité entre la zone mobile et le craton. Cette continuité, et aussi la liaison dans le temps entre la déformation dans la zone mobile et dans le craton, indiquent une cause commune pour les grands mouvements de soulèvement et de subsidence dans le domaine du bassin et pour la déformation profonde en bordure du craton.La différence entre les domaines stables et mobiles est à rapporter vraissemblablement à des épaisseurs et à des résistances différentes de la croûte, de sorte que les mêmes mouvements tectoniques (orogéniques) d'une part conduisent à des structures alpinotypes, tandis que d'autre part dans les parties de la croûtes suffisamment fortes (c'est-à-dire déjà consolidées) ils ont pour effet une déformation germanotype et une épirogenèse. Les mouvements orogéniques ou épirogéniques ou bien dépendent de sollicitations tectoniques de type différent entre parties de la croûte voisines pendant une durée déterminée, ou bien ils reflètent des modifications fondamentales dans un domaine déterminé de la croûte au cours de son développement historique.Un exemple du premier cas est donné par le développement différentiel, décrit dans le présent travail du bassin du Kaapvaal et de la Ceinture mobile du Namaque, voisine, au cours du Protérozoïque ancien, tandis que le dernier cas est donné par la cratonisation, à la fin de l'Archéen, du socle du Kaapvaal et par l'évolution de la plateforme du Kaapvaal qui l'a suivie.

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Dispersal and characteristics of pyroclastic fall deposits from Mt. Misery Volcano,West Indies

Mt. Misery volcano, near the northern end of the Lesser Antilles island arc, produced late Quaternary airfall layers that have different dispersal patterns. These are controlled by: a) the style of explosive activity which determined the heights of the eruption columns and b) a layered atmospheric system with contrasted bipolar wind directions at different altitudes. Isopach and isopleth maps are given for 10 eruptions belonging to the Mansion Series (>41, 730–1, 750 yrs. B.P.). Basaltic strombolian-type scoria-fall deposits were dispersed mainly by surface/lower tropospheric winds to the NW and W. In contrast green and brown andesitic sub-plinian and plinian falls with higher eruption columns were dispersed to the SE and E by upper tropospheric winds. Thinly laminated phreatomagmatic ashes within the Mansion Series are again dispersed to the NW and controlled by surface winds.The green andesite layers most commonly contain microvesicular, angular clasts due to some limited interaction of magma and external water which partly drove these eruption columns. These deposits also contain carbonized wood up to 11 km from the vent. Vegetation is thought to have been ignited by large juvenile bombs of dense green and esite which have been measured up to 15 cm at 8 km from the vent.

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Zusammenfassung Der Vulkan Mt. Misery im Norden des Inselbogens der Kleinen Antillen hat im späten Quartär Aschelagen hervorgebracht, die unterschiedliche Verteilungsmuster aufweisen. Diese werden bestimmt durch a) die Art der Explosionen, die die Höhe der Eruptionssäulen bestimmte und b) durch das geschichtete atmosphärische System mit gegenläufigen bipolaren Windrichtung in verschiedenen Windrichtungen. Es werden Isopachen-Isoplethen-Karten für 10 Ausbrüche dargestellt, die zu den Mansion-Serien (>41, 730-1, 750 Jahre B.P.) gehören. Basaltische Schlackenlagen vom Stromboli-Typ wurden hauptsächlich durch Oberflächen- bis untertroposphärische Winde nach Nordwesten und Westen verteilt. Im Gegensatz dazu vertrifteten grüne und braune andisitische subplinische und plinische Aschen aus höheren Eruptionssäulen nach SE und E durch Winde der oberen Troposphäre. Dünn laminierte phreatomagmatische Aschen innerhalb der Mansion-Serie wurden wiederum nach NW ausgebreitet durch oberflächennahe Winde. Die grünen Andesitlagen enthalten besonders häufig schaumige, eckige Komponenten, bedingt durch die Interaktion von Magma und Oberflächenwasser, die teilweise diese Eruptionssäulen beeinflußt hat. Diese Ablagerungen enthalten außerdem verkohltes Holz bis 11 km Entfernung vom Ausbruchszentrum. Es ist anzunehmen, daß die Vegetation durch große juvenile Bomben von dichtem, grünem Andesit verbrannt ist, die bis zu 15 cm ø in 8 km Entfernung vom Ausbruchszentrum beobachtet wurden.

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Résumé Le volcan Misery, situé dans la partie N de l'arc des petites Antilles a donné lieu, au cours du Quaternaire, au dépôt de couches de cendres, dont la dispersion s'est opérée de diverses manières. Cette dispersion est fonction: a) du style de l'activité explosive du volcan, dont dépend la hauteur de la colonne de projections; b) du système stratifié de l'atmosphère caractérisé par des vents dont la direction varie avec l'altitude. Des cartes d'isopaques et d'isoplethes ont été établies pour 10 éruptions de la série Mansion (>41, 790–1, 750 ans B.P.). Des scories basaltiques de type strombolien ont été dispersées principalement vers le NW et l'W par des vents de surface ou de la basse troposphère. Par contre, des produits andésitiques verts et bruns de type plinien et subplinien, provenant de colonnes d'éruption élevées, ont été dispersés vers le SE et l'E par des vents de la troposphère supérieure. Des cendres finement stratifiées, d'origine phréatomagmatique montrent une dispersion vers le NW provoquée par des vents de surface.Les dépôts andésitiques verts renferment couramment des fragments elastiques, microvésiculaires, anguleux, témoins de l'interaction du magma et des eaux de surface, responsable en partie de la hauteur des colonnes d'éruption. Les mêmes dépôts contiennent du bois carbonisé jusqu'à 11 km du cratère. On pense que la végétation a été incendiée par de grosses bombes d'andésite verte de forte densité, dont la dimension atteint encore 15 cm à 8 km du cratère.

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Mt. Misery , . : ) , , ) . - 10- , (>41,7301,750 ..). - . , - . - . , , . 11 . , 15 , 8 .

     

Some phenomenological aspects of carbonate geochemistry. The control effect of transition metals

The dualism in carbonate geochemistry — organic or inorganic production — leads to an erroneous definition of the carbonate system. A different formulation of the chemical mechanism is proposed where traces of transition metals together with organic matter in natural environments play a central role in carbonate production. This approach is verified in a series of experiments using natural and artificial sea water and as chelating agents citric, tartaric, malonic, and oxalic acids with five transition metals: Ni, Co, Fe, Mn and Zn. The final product of carbonate precipitation depends on the type of metal acting as a central atom. In the series Ni, Co, Fe, Mn, Zn the potential for calcium uptake increases from Ni to Zn, while magnesium uptake increases in the opposit direction from Zn to Ni. Dolomite can precipitate from Mg-rich natural waters by the catalytic effect of Fe(II)-chelates. If the waters containing Fe(II)-chelates are exhausted with respect to magnesium carbonate, they will attack dolomite to form calcite.

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Zusammenfassung Die Gegensätzlichkeit der Geochemie der Karbonate — organische oder anorganische Produktion — führte zu einer widersprüchlichen Definition des Karbonatsystems. Es wird hier eine abweichende Formulierung der chemischen Mechanismen vorgeschlagen, wobei Spuren von Ubergangsmetallen zusammen mit organischen Substanzen in natürlicher Umgebung eine zentrale Rolle bei der Karbonatproduktion spielen. Dieser Ansatz läßt sich in Experimenten nachweisen, wobei in natürlichem und künstlichem Meereswasser chelatbildende Substanzen wie Zitronensäure, Weinsäure, Apfelsäure und Oxalsäure mit 5 Übergangsmetallen Ni, Co, Fe, Mn und Zn zusammengebracht werden. Das Endprodukt einer Karbonatfällung hängt von dem Metall ab, das als zentrales Atom in den Komplexen wirkt. In der Serie Ni, Co, Fe, Mn und Zn nimmt das Potential zur Kalziumaufnahme von Ni nach Zn zu, während die Magnesiumaufnahme in entgegengesetzter Richtung, nämlich von Zn nach Ni zunimmt. Dolomit kann man aus natürlichen Wässern unter Zuhilfenahme des katalytischen Effekts von Fe(II)-chelaten fällen, während man in eisenchelathaltigen Wässern mit einem Unterschuß an Magnesiumkarbonat den Dolomit in Kalzit umwandeln kann.

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Résumé En géochimie des carbonates, la dualité — production organique ou inorganique — conduit à une définition erronée du système carbonate. Les auteurs proposent un modèle différent du mécanisme chimique, dans lequel des métaux de transition en traces, ainsi que des substances organiques de l'environnement naturel jouent un rôle prépondérant dans la genèse des carbonates. Cette approche est vérifiée par une série d'expériences dans lesquelles on ajoute à de l'eau de mer naturelle ou artificielle: d'une part 5 métaux de transition: Ni, Co, Fe, Mn, Zn; d'autre part des agents chélatants tels que: acide citrique, tartrique, malonique ou oxalique. Le produit final d'une précipitation carbonatée dépend du métal qui constitue l'atome central du complexe. Dans la série Ni, Co, Fe, Mn, Zn, le potentiel de fixation du Ca augmente du Ni au Zn, tandis que celui du Mg augmente dans l'autre sens, du Zn au Ni. Il est possible de précipiter de la dolomite dans des eaux naturelles, à l'aide de l'effet catalytique de chelates de Fe¹¹, tandis que si du carbonate de Mg est soustrait à des eaux contenant du chélate de F¹¹, on peut transformer la dolomite en calcite.

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Comparative organic petrology of interlayered sandstones,siltstones, mudstones and coals in the Upper Carboniferous Ruhr basin,Northwest Germany,and their thermal history and methane generation

In the coal-mining Ruhr-area, Upper Carboniferous rocks (ca. 4000 m) consist of interlayered sandstones, siltstones, mudstones and coals. They were deposited in a tropical, paralic environment where alternating fluvial sedimentation, occasional marine ingressions, and swamp growth resulted in an irregular cyclic succession. The total sedimentary package contains on an average 6 Vol.-% of organic matter. About 70 Vol.-% of the organic matter occurs in coal seams, the rest as dispersed organic matter in clastic rocks. The organic matter is autochthonous in the coals and allochthonous in associated sandstones and siltstones. It consists of about 70% vitrinite, 20% inertinite, and 10% liptinite. The overall maceral group composition is the same for coals and dispersed organic matter. This surprising similarity is caused by a nearly exclusive input of land-plant derived organic matter to swamps and fluvial systems and a similar degree of preservation. Highest average liptinite contents (% of total macerals) were found in unrooted mudstones, highest average inertinite contents in coarse-grained siltstones and highest average vitrinite percentages in sandstones.Maturities of the sediments studied are well within the hydrocarbon generation window, e. g. vitrinite reflectivities range from 0.6% to 1.6%. Reflectivities measured on dispersed particles in clastic rocks are similar to those measured in coal seams. Calculations of the amount of methane generated indicate that coal seams contributed more to the total hydrocarbon generation than dispersed organic matter.

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Zusammenfassung Das Oberkarbon des Ruhrgebietes besteht aus ca. 4000 Metern wechsellagernder Sandsteine, Siltsteine und Kohleflöze. Der Ablagerungsraum der Sedimente war eine Region mit tropischem Klima, genauer ein paralisches Environment mit unregelmäßig alternierenden Folgen von fluviatilen Sedimenten, marinen Transgressionen und verbreiteten Sumpfablagerungen. Der Anteil organischer Substanzen an der gesamten Sedimentmenge beträgt durchschnittlich 6%. 70% dieser organischen Masse ist in Kohleflözen angereichert, der Rest liegt verteilt in den klastischen Gesteinen vor. Die Herkunft der organischen Substanz in den Kohleflözen ist autochthon, die in den benachbarten Sand- und Siltsteinen allochton. Die Zusammensetzung des organischen Materials ist 70% Vitrinit, 20% Inertinit und 10% Liptinit. Die allgemeine Zusammensetzung nach Mazeral-Gruppen ist für die Kohleflöze und das verteilte Material in den Nachbargesteinen identisch. Diese Ähnlichkeit beruht auf der gemeinsamen Herkunft der organischen Substanz in Sümpfen und Flußsystemen, die fast ausschließlich von Landpflanzen bestimmt wird, und einer sich entsprechenden Konservierung.Der Reifegrad der analysierten Sedimente liegt innerhalb des Kohlenwasserstoff-Bildungsbereiches (die Vitrinit-Reflexionen reichen von 0,6–1,6%). Dabei entsprechen die in den klastischen Gesteinen beobachteten Reflexionswerte weitgehend denen der Kohleflöze. Anhand der Menge des erzeugten Methans läßt sich erkennen, daß der Anteil der Kohleflöze an der Kohlenwasserstoff-Produktion höher ist als der Anteil, den disperse organische Substanzen der Klastika beisteuern.

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Résumé Dans la région minière de la Ruhr, le Carbonifère supérieur constitue une succession, épaisse de 4.000 m environ, de grès, de siltites et de charbon. Leur dépôt, dans un milieu paralique tropical, a été marqué par des alternances de sédimentation fluiviale, de transgressions marines occasionnelles, et d'épisodes marécageux; il en résulte une disposition cyclique irrégulière. La série sédimentaire contient dans l'ensemble 6% de matière organique en moyenne. Environ 70% de cette matière organique se trouve dans les couches de charbon où elle est autochtone; le reste est allochtone et dispersé dans les grès et siltites. La matière organique se répartit approximativement en 70% de vitrinite, 20% d'inertinite et 10% de liptinite. La composition moyenne du groupe «macéral» est la même pour les charbons et la matière organique dispersée. Cette identité surprenante est l'expression d'une alimentation provenant exclusivement de plantes terrestres et d'un même degré de conservation.La maturité des sédiments étudiés se situe à l'intérieur du domaine de genèse des hydrocarbures: le pouvoir réflecteur de la vitrinite s'échelonne entre 0,6% et 1,6%. Les gradients du pouvoir réflecteur observés dans les roches détritiques et dans les couches de charbon sont analogues. Le calcul de la quantité de méthane engendré indique que la contribution des couches de charbon à la production totale d'hydrocarbure est supérieur à celle de la matière organique dispersée.

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Mica beards in three slates: Morphology,formation and bearing on the strain history

Beards are intergrowths of mica, chlorite and quartz or feldspar on detrital grains in weakly metamorphosed sedimentary rocks. The three samples studied contain beards of mica and quartz (or feldspar). Their internal morphology shows a variation in mica orientation related to the external foliation (matrix). Formation occurred during foliation development with a syntaxial growth history. In three dimensions, the beards have oblate shapes, so that they are present in all planes cut parallel to the shortening direction. This indicates flattening strain conditions around the detrital grains during the beard formation.Bulk inhomogeneous shortening, resulting in an anastomosing foliation, can explain the local extension within the plane containing the fold axis and the shortening direction. Concurrently, an approximately constant lenght in the direction of the fold axis is maintained on a regional scale (plane strain). Volume loss probably plays an important role during the formation history.

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Zusammenfassung Glimmerbärte in schwach metamorphen Sedimenten sind syntektonische Verwachsungen von Glimmer, Chlorit, Quarz oder Feldspat auf detritischen Körnern. Die drei hier untersuchten Proben enthalten Bärte aus Hellglimmer und Quarz (oder Feldspat). Die Glimmerorientierung zeigt Variationen in Relation zum umgebenden Schieferungsgefüge (Matrix). Die Bildung der Bärte fand mit syntaxialem Wachstum während der Schieferung statt. Dreidimensional haben die Bärte eine abgeplattete Gestalt, so daß sie in allen Schnittlagen parallel zur Verkürzungsrichtung zu beobachten sind. Dies weist auf plättende Verformung um detritische Körner während der Bildung der Bärte hin.Bulk inhomogeneous shortening führt zu einem linsigen Schieferungsgefüge und kann bei gleichzeitiger Annahme einer nicht volumenkonstanten Deformation als Erklärung für die im Korngefüge beobachtete Dehnung parallel zur Faltenachse herangezogen werden. Im regionalen Maßstab wird aber eine konstante Länge in Richtung der Faltenachse und damit ebene Deformation angenommen.

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Résumé Les barbes de mica sont des intercroissances de quartz (ou feldspath) et de mica sur des grains détritiques dans les roches sédimentaires peu métamorphisées. Elles ont été étudiées dans trois échantillons. Leur morphologie interne montre une variation dans l'orientation du mica en relation avec la schistosité externe (matrice). Leur formation s'est produite pendant le développement de la schistosité, avec une histoire de croissance «syntaxiale». Les barbes ont une forme oblongue en trois dimensions, de sorte qu'elles sont visibles dans toutes les sections parallèles à la direction de raccourcissement. Cela indique, pendant la formation des barbes, l'existence d'un aplatissement autour des grains détritiques.Le raccourcissement non homogène, qui entraîne une foliation anastomosée peut être invoqué, conjointement à une déformation avec perte de volume, pour expliquer l'allongement que présente localement la microstructure parallèlement à l'axe des plis. A l'échelle régionale, toutefois, on admet la constance de la longuer selon la direction des axes et, partant, le caractère plan de la déformation.

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Les laves spilitiques et leurs gîtes minéraux

Résumé Le texte qui suit présente tout d'abord, un résumé du problème des spilites extrait du chapitre faisant partie du « Basalt-volume », édité en anglais par H.Hess (Wiley, New York, 1967). Le problème de la genèse des spilites est abordé par son côté géométrique. L'auteur montre que les structures primaires ne peuvent pas permettre de conclure à une origine secondaire des spilites, et que « les spilites » à structures dynamométamorphiques conduisent rarement à une interprétation claire.On voit que l'enrichissement en Na des spilites n'est généralement pas réel, mais dû à des erreurs d'échantillonages liées à la différentiation des spilites et des kératophyres. Il ne faut donc pas seulement considérer les compositions chimique et minéralogique, mais on doit également étudier l'ensemble de la structure microscopique, macroscopique et surtout le contexte stratigraphique et paléogéographique.Il est encore plus important de considérer le contexte géologique complet quand on étudie les gîtes minéraux liés aux spilites.Leur association est fréquente et logique puisque la formation des spilites est elle-même un processus qui consiste en une accumulation de la phase volatile dans laquelle les oligoélements sont souvent concentrés.

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After a review of the spilite problem (as such a continuation of the corresponding article in the Basalt-Volume, Wiley, New York, 1967), the following aspects are emphasized:If the fabric relations are considered, it is evident that many spilites and keratophyres must be primary, because, no secondary diffusion process is able to numerically reproduce a primary process. Each independant physical process has its own symmetry. In some metamorphic spilites the primary texture and composition, however, is so much blurred that a separation of primary and secondary properties is difficult if not impossible.The Na-enrichment is considered to be, in general, an illusion caused by a widespread sampling error. In a genetic study the whole of the context has to be considered, including the paleogeography and geotectonic position. It is not enough to consider compositional differences; the mega- and microfabric is just as important.This is even more true in regard to the mineral deposits associated with spilites and keratophyres. This frequent coincidence is but logic because the accumulation of a volatile fraction is by itself often an ore forming process. The spilite-variety of the classicalNiggli-diagram is given, and also an ample tabulation of spilite-theories and a bibliography.

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Zusammenfassung Es wird zuerst versucht, eine Übersicht über das Spilitproblem zu geben, in Weiterführung der kürzlich veröffentlichten Darstellungen im Basalt-Volume (Wiley, New York 1967).Das Problem wird in erster Linie von der geometrischen Seite her beleuchtet und es wird gezeigt, daß viele Primärgefüge kaum eine metasomatische Erklärung zulassen, da ja später (neosomatische) Diffusionsvorgänge stets Verteilungssymmetrien zeigen, die sich von denjenigen des Frühbestandes (Paläosoms) unterscheiden. Dagegen sind die leicht bis stark metamorphen Spilite mehrdeutig und lassen oft eine Zuordnung des Gefüges und des Mineralbestandes zu Primäroder Sekundärvorgängen nicht zu.Insbesondere wird ausgeführt, daß der angebliche Na-Reichtum im allgemeinen nicht real ist, sondern auf einer Fehlbemusterung beruht, die natürlich mit der spilitischen Differentiation (in Albit-, oder Chloritoder Carbonat-reiche Partien) zusammenhängt. Es ist somit wichtig, nicht allein die chemische und mineralogische Zusammensetzung zu betrachten, sondern man muß auch die Gesamtheit des Vorkommens, insbesondere auch das Klein- und Großgefüge betrachten, einschließlich der stratigraphischen, paläographischen und geotektonischen Lage.Die gesamtheitliche Betrachtung ist noch wichtiger, wenn man die mit Spiliten und Keratophyren verbundenen Erzlagerstätten betrachtet. Die Vergesellschaftung ist häufig, was logisch leicht verständlich ist, da sowohl die Spilitbildung wie die Erzbildung mit der Anreicherung leichtflüchtiger Bestandteile zusammenhängt. Mit tabellarischen Übersichten und einem ausgiebigen Literaturverzeichnis wird auf die bestehenden Lehrmeinungen und Arbeiten hingewiesen.

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Dédié au Professeur Dr. A.Rittmann à l'occasion de son 75ème anniversaire     

U/Pb radiochronology of two granitic plutons from the eastern Cordillera (Peru) — Extent of Permian magmatic activity and consequences

Two granitic bodies of the eastern Cordillera (Peru) have been dated by U/Pb method on zircons: 257±3 my and 238±11 my ages are respectively obtained for P 438 Quillabamba and P 381 Coasa granites. P 381 zircon fractions show a degree of discordancy which can be related to their quite high uranium contents (continuous lead loss model, with variable diffusion coefficient Wasserburg, 1963). Recent data and these new radiochronological results allow to define in the eastern Cordillera an extensive magmatic province of nearly 1000 km in length. This activity should be related to a distension phase. Consequently kinematic Hercynian and Andean intrusives are only present in minor proportion in Peruvian eastern Cordillera.

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Zusammenfassung Zwei Granitkörper wurden in der östlichen Kordillere von Peru mit Hilfe der U/Pb-Methode an Zirkonen datiert. 257±3 mill. Jahre wurden für den P 438 Quillamba Granit und 238±11 mill. Jahre für den P 381 Coasa Granit ermittelt. Die P 381 Zirkon Werte zeigen eine Diskordanz, die auf einen erhöhten Urangehalt zurückgeführt werden kann (nach dem Modell für kontinuierlichen Bleiverlust mit variablem Diffusionskoeffizienten, Wasserburg 1963). Zusammen mit weiteren Datierungen kann man in der östlichen Kordillere eine magmatische Provinz von einer Länge bis zu 1000 km definieren. Diese Aktivität sollte im Zusammenhang mit einer Dehnungsphase stehen. Daraus folgt, daß herzynische und andin Intrusionen in der östlichen Kordillere von Peru nur von untergeordneter Bedeutung sind.

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Resume Deux massifs de granite appartenant à un vaste cortège magmatique de la Cordillère orientale du Pérou ont été daté par la méthode U/Pb sur zircons; des âges de 257 ± 3 m.A. et de 238 ± 11 mA ont été ainsi déterminés respectivement pour les granites de Quillabamba (P 438) et de Coasa (P 381). Le notable degré de discordance des échantillons P 381 parait être dû à leurs relativement hautes teneurs en uranium (modèle de perte continue, à coefficient de diffusion variable de Wasserburg, 1963). Des travaux récents et ces nouvelles données radiochronologiques permettent de définir dans la Cordillère orientale du Pérou une province magmatique permienne d'environ 1000 km de long, dont la mise en place serait dûe à une phase de distension. Les instrusions hercyniennes et andines ne représentent qu'une proportion mineure des massifs granitoïdes de la Cordillère orientale.

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- . Quilamba 438 257 ±3 , Coasa 381 — 238±11 . 381 , ( : , Wasserburg, 1963). 1000 . . , .

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Contribution C.G.G. n^o 222.     

Zur Morphogenese im Ostteil der Süddeutschen Scholle

Zusammenfassung Die epirogenetischen Bewegungen scheinen gegenüber der klimatischen Prägung große Bedeutung zu haben. In vielen Teilgebieten ist die Variabilität der epirogenen Bewegungen der Motor der Morphogenese, die ab der Jura-Kreide-Wende einsetzt und noch die jüngste Talgeschichte beeinflußt. Die süddeutsche Schichtstufenlandschaft trägt sehr verschieden alte Formenelemente: Karst seit der Unterkreide, im Westen Schichtstufen und z. T. enge Täler des Tertiärs (Oligozän bis Pliozän) und in der Nördlichen Frankenalb mittelbis jungpleistozäne Engtäler neben ganz jung exhumiertem Kreidekarst.Sedimentation, germanotype Tektonik und Morphogenese scheinen von epirogenen Bewegungen gleicher Größenordnung oder Geschwindigkeit gesteuert zu sein. Die heutige Deckgebirgsverteilung folgt Struktur-Elementen, die seit der tiefen Trias in der Sedimentation kenntlich sind und auf Blöcke des variskischen Unterbaues zurückgehen.

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It seems that Mesozoic and Neozoic sedimentation, germanotype orogenesis and morphogenesis depend on similiar epirogenetic movements. The recent distribution of the sedimentary cover in the eastern part of the South German Platform is connected with structures, which influence the sedimentation since the Triassic time.In many regions the variabilities of epirogenetic movements had greater influence than climatic effects.Morphogenesis started in the Jurassic time. The recent cuesta landscape shows landforms of different ages: karst of the Lower Cretaceous, cuestas and valleys of Tertiary time (Lower Oligocene to Pliocene) and narrow valleys (Franconian Alb) of the Middle and Younger Pleistocene.

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Résumé A part de la morphogénèse par le climat il paraît que les mouvements épirogéniques ont de grande importance. A la plupart des régions la variabilité tectonique était le moteur de la morphogénèse. La morphogénèse commence à la fin du Jura. La région des couches alternantes d'Allemagne du Sud montre à tout près des éléments du Jura (karst), de l'ère tertiaire (vallée vieille) et de l'ère quaternaire (vallée étroite).La sédimentation, l'orogénèse saxonienne et la morphogénèse sont limitées par des mouvements épirogéniques du même volume à peu près. La distribution des strates de couverture d'aujourd'hui suit à des éléments qui sont à reconnaître dans la sédimentation depuis l'ère triassique.

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Paläotemperaturen und Paläoklima in Obertrias und Lias der Alpen

Zusammenfassung Für 172 karbonatische Proben aus Nor bis Mittellias der Alpen wurden Paläotemperaturen nach dem¹⁸O/¹⁶O-Mischungsverhältnis bestimmt. Untersucht wurden vor allem Fossilien, und zwar bevorzugt solche, die primär vorwiegend oder gänzlich aus Calcit bestanden haben; daneben auch Ooide und Gesteine. Um diagenetischen Verschiebungen des¹⁸O/¹⁶O-Verhältnisses aus dem Wege zu gehen, wurde der Diagenese-Grad jeweils optisch und mit der röntgenographischen Phasen-Analyse geprüft; sichtbar rekristallisiertes Material wurde nicht verwertet.Die ermittelten Paläotemperaturen zeigen — nach Alter und Fazies-Gruppen getrennt dargestellt (Abb. 2) — meist deutliche Häufungen, die angesichts der relativ großen Probenzahlen und der unterschiedlichen diagenetischen Bedingungen für die einzelnen Proben den ursprünglichen Wasser-Temperaturen annähernd entsprechen dürften; diese Annahme wird durch Paläotemperaturen aus aragonitischem Material für das Rät bestätigt. Bei der Interpretation der Paläotemperaturen wurden paläogeographische Faktoren (Bathymetrie, Salzgehalt u. a.), soweit bekannt, berücksichtigt. Für die norischen Flachmeer-Proben ergeben sich Temperaturen um 25°C, für die rätischen etwas niedrigere Werte. Einem Temperatur-Minimum im Unterlias folgte im Mittellias eine Erwärmung um mehrere Grade. Demnach dürften die obertriassischen Korallen-Riffe in den Nördlichen Kalkalpen während während des Unterlias aus klimatischen Gründen abgestorben sein.

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172 carbonate samples from the Alps (mainly the Northern Calcareous Alps) ranging from Norian to Middle Liassic age, have been investigated for their¹⁸O/¹⁶O-content. Paleotemperatures have been determined. The analysed samples — fossils, mainly with primary calcitic shells, ooids and carbonatic sediments —were carefully selected by optical and x-ray methods.The results are given in fig. 2. Paleotemperatures are plotted in groups of the same age and equal or similar facies. The maximum of each group is assumed to represent the average water-temperature of that time. The interpretation of the paleotemperatures refers also to paleogeographic factors, e. g. bathymetry and salinity.The Noric shelf-sea paleotemperatures are in the range of about 25° C and show a systematic decrease to the Upper Rhaetian; a minimum temperature during the Lower Liassic (18° C) was followed by a warmer climatic period in the Middle Liassic. It is assumed that the Upper Triassic coral-reefs of the Northern Calcareous Alps died out because of the low temperature.

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Résumé Pour 172 échantillons carbonates allant du Norien jusqu'au Lias moyen des Alpes on a déterminé les paleotemperatures d'après le rapport¹⁸O/¹⁶O. Étudiant surtout des fossiles, nous avons préféré ceux qui, dès l'origine, consistaient en grande partie ou totalement en calcite; en outre nous avons utilisé des ooides et des roches. Pour éviter l'altération diagénétique du rapport¹⁸O/¹⁶O, on a examiné le degré de la diagnèse sous le microscope et à l'aide des rayons X; le matériel visiblement récristallisé a été exclu de l'étude.Les températures déterminées — groupées selon l'âge et le faciès (fig. 2) —s'accumulent pour la plupart clairement autour de valeurs qui, vraisemblablement, représentent les températures originales de l'eau de mer — vu le nombre élevé des échantillons et les conditions variées de diagenèse qu'ils ont subi. Cette supposition a été vérifiée par des températures determinées sur de l'aragonite pour le Rhétien (Kaltenegger 1967). En interprétant les paléotempératures on a tenu compte des facteurs de paléogéographie (bathymétrie, salinité etc.).Les échantillons noriens provenant d'une mer peu profonde ont donné des températures d'environ 25° C, les échantillons rhétiens des valeurs un peu plus basses. Un minimum pendant le Lias inférieur a été suivi, pendant le Lias moyen, par un réchauffement de plusieurs degrés. On peut donc penser que les récifs coralliens du Trias supérieur dans les Alpes calcaires septentrionales se sont retirés pour des raisons climatiques au cours du Lias inférieur.

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Genesis of magnesite deposits — models and trends

Magnesite is relatively frequent as a mineral, there are, however, only two types of economically important deposits:The world's largest reserves are found in deposits of theVeitsch type. These are strata-bound lensoid and nearly monomineralic bodies consisting of coarsely crystalline »spar« magnesite hosted by marine platform sediments. Conspicuous are sedimentary and diagenetic features of the magnesite bearing suites, which indicate formation within a subtidal, evaporitic environment closely associated with sabkhas, mudbars or other inter- to supratidal highs. The coarse crystallinity of these magnesites is a product of diagenesis.As spar magnesites as a rock are mainly characterized by diagenetic features it is now often concluded that the main phase of magnesium concentration would also have taken place during late diagenesis or early metamorphism from fluids formed by these processes. In that case, their origin would be by hydrothermal replacement.Contrary to this trend it is here concluded by integrating important data that Veitsch type magnesites are essentially ofsyngenetic origin. A genetic model is presented, which stresses their kinship with shallow water marine chloride type evaporites.Deposits of cryptocrystalline magnesite of theKraubath type are much smaller and less frequent than spar magnesites, although they are quite important because of their high quality product. Deposits include veins and stockworks of snow-white magnesite in ultramafic country rocks.Genetic models of Kraubath type magnesites include the extremes of supergene alteration versus hypogene-hydrothermal formation. In this paper, arguments are discussed which favour the second interpretation, illustrated by a model asSynearsurface epithermal deposits.

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Zusammenfassung Magnesit ist zwar ein relativ häufiges Mineral, seine wirtschaftlich bedeutenden Lagerstätten erscheinen aber nur in zwei Typen:Die größten bergbaulichen Reserven liegen imVeitsch Typ vor, das sind schichtgebundene, linsige Körper von nahezu monomineralischem, grobkristallinem »Spatmagnesit« in marinen Plattformsedimenten. Besonders auffällig sind charakteristische sedimentäre und diagenetische Merkmale dieser Lagerstätten und ihrer Nebengesteine, welche insgesamt auf Bildung in einem subtidalen, evaporitischen Milieu in enger Nachbarschaft zu naheliegenden Sabkhas oder Schlammbänken und anderen inter- bis supratidalen Hochzonen verweisen.Daß Spatmagnesite ihre Hauptprägung offenbar während der Diagenese erfahren führt dazu, daß heute auch die erstmalige Konzentration des Mg in den Lagerstätten in diese Phase verlegt wird. Daraus ergäbe sich eine hydrothermal-metasomatische Entstehung durch Fluide, deren Herkunft zur Zeit meist in Zusammenhang mit diagenetischen oder metamorphen Prozessen gebracht wird.Im Gegensatz zu diesem Trend wird hier auf Grund einer Zusammenschau aller wesentlichen Daten zu diesen Lagerstätten eine im wesentlichensyngenetische Entstehung der Spatmagnesite vertreten. Es wird ein Modell vorgestellt, in dem die Ähnlichkeit mit chloridischen Seichtwasserevaporiten betont ist.Ogerstätten von kryptokristallinem Magnesit desKraubath Typs sind seltener und relativ klein, doch infolge der Rohstoffqualität besonders gesucht. Es sind Gänge und oberflächennahe Stockwerkkörper von schneeweißem Magnesit in ultramafischen Nebengesteinen, der oft kolloforme, selten auch faserige Texturen zeigt.Genetische Modelle der Bildung solcher Magnesitlagerstätten liegen zwischen den unvereinbaren Extremen einer supergenen Entstehung durch Verwitterung und einer hypogen-hydrothermalen Bildung. Es werden Argumente für das zweitgenannte Modell angeführt, wobei auffällige Parallelen zuoberflächennahen, epithermalen Lagerstätten festgestellt werden.

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Résumé Bien que la magnésite soit un minéral relativement fréquent, elle ne constitue que deux types de gisements d'importance économique:Le premier est le type Veitsch dont les gisements comportent les plus grandes réserves de magnésite du monde. Il s'agit de corps lenticulaires «strata-bounds», formés de magnésite grossière («spathique») presque monominérale et contenus dans des sédiments marins de plate-forme. Diverses structures sédimentaires et diagénétiques dans les roches de ces séries indiquent une formation dans un milieu sub-évaporitique, en association étroite avec des sabkhas, des «mud bars» et d'autres milieux inter- à supratidaux. La cristallinité grossière de ces magnésites est d'origine diagénétique. Comme ces magnésites spathiques portent surtout l'empreinte du stade diagénétique, on tend aujourd'hui à rapporter aussi à ce stade la phase principale de concentration du Mg. Ceci impliquerait une formation par métasomatose hydrothermale de carbonates pré-existants, les fluides responsables de ce métasomatisme étant d'origine diagénétique ou métamorphique.Contrairement à ce modèle courant, et se basant sur une revue de l'ensemble de données actuelles, on conclut ici que les magnésites du type Veitsch sont essentiellement d'origine sédimentaire. L'auteur présente un modèle génétique qui fait appel à une relation étroite avec des évaporites marines du type chloruré.La deuxième source économique de magnésite est représentée par les gisements du type Kraubath, dont les réserves sont beaucoup moins importantes mais la qualité supérieure comparées à celles des magnésites spathiques. Il s'agit de filons et Stockwerks de magnésite d'un blanc de neige dans des roches ultramafiques.Les interprétations génétiques avancées pour les gisements du type Kraubath comportent des modèles extrêmes: origine par altération supergène d'une part et formation à partir des fluides hydrothermaux d'autre part. Les arguments discutés dans la présente note sont en faveur de la deuxième interprétation; ils sont illustrés par un modèle de gisements épithermaux peu profonds.

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Zur Ausbildung und Paläogeographie des Mesozoikums in Sizilien

Zusammenfassung Basierend auf einer neuen eigenen Veröffentlichung wird eine kurze paläogeographische Übersicht über die mesozoischen Schichten Siziliens gegeben.

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Based on recent publications of the author, a short paleogeographic survey of Sicilian Mesozoic formations is given.

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Résumé A la base d'une publication récente l'auteur tente de tracer une esquisse paléogéographique du Mésozoique de la Sicile.

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Riassunto Sulla base di una mia recente pubblicazione viene accennato un quadro d'insieme paleogeografico degli strati del Mesozoico Siciliano.

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Le Batholite de San Ramon,Cordillère Orientale du Pérou Central

Résumè Le batholite de San Ramon est constitue par un granite à gros grains ou porphyroïde, à biotite et parfois hornblende, de teinte rouge à grise. Il s'étend sur 90 km du Nord au Sud à la bordure est de la Cordillère Orientale du Pérou Central. Il recoupe des terrains carbonifères et on le retrouve en galets dans des conglomérats rouges sous-jacents aux calcaires triasico-liasiques. Son âge est précisé par une isochrone Rb/Sr en roches totales qui le fixe à 238±10 MA. Il s'agit donc d'un granite d'âge permien supérieur à trias inférieur en partie contemporain du volcanisme rhyolitique à andésitique qui accompagne le dépôt des molasses rouges Mitu post-léonardiennes et pré-ladiniennes. Avec d'autre granitoïdes tardi-hercyniens de la Cordillère Orientale, il témoigne de l'importance insuffisamment reconnue jusqu'alors du plutonisme associé à ce volcanisme »permo-triasique«.

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The batholith of San Ramon is made of a coarse-grained to porphyritic granite that bears biotite and also hornblende at some places. It extends over 90 km from north to south along the eastern boundary of the Eastern Cordillera of Central Peru. It intrudes Carboniferous and Lower Permian strata and is included as cobbles into the red conglomerates that underlie Triassic to Liassic carbonates. A Rb/Sr whole-rock isochron gives a Late Permian to Early Triassic age of 238±10 m. y. Thus the San Ramon granite appears to be in part coeval with the andesite to rhyolitic volcanism associated to the red Mitu molasses, that as a whole were deposited after the Late Leonardian and before the Lower Ladinian. Some other radiometric ages from the Eastern Cordillera granitoïds stress the extension of this Late Variscan plutonism.

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Zusammenfassung Der Batholit von San Ramon besteht aus einem grobkörnigen bis porphyrartigen Granit mit Biotiten und bisweilen Hornblenden von rötlicher bis grauer Farbe. Er erstreckt sich über 90 km in N—S-Richtung längs dem Ostrand der östlichen Cordillere von Zentralperu. Er durchschneidet Karbon- und Permablagerungen und findet sich in Gerollen des triadisch-liassische Kalke unterlagernden Konglomerats. Aus der Rb/Sr-Gesamtisochrone ergibt sich ein Alter von 238±10 M. J. Es handelt sich also um einen Granit aus dem Grenzbereich Perm—Trias, der zum Teil gleichaltrig mit dem rhyolitischen bis andesitischen Vulkanismus ist, der die Ablagerung der postleonardischen und praeladinischen roten Molasse Mitubegleitet. Im Verein mit anderen spätvariszischen Granitoïden weist er auf die bisher ungenügend erkannte Bedeutung des diesen permo-triadischen Vulkanismus begleitenden Plutonismus hin.

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Resumen El batolito de San Ramón esta localizado a lo largo del limite este de la Cordillera Oriental en el Perú Central. Esta compuesto por un granito de grano grueso que puede tambien ser porfiroide, contiene biotita y tambien hornablenda y su color varia de rojo a gris. Dicho granito intruye terrenos carboniferos y eo-pérmicos y se le encuentra formando parte de los cantos en los conglomerados rojos infrayacentes a la serie carbonatada triásico-liásica. Una isocrona Rb/Sr en rocas totales le da una edad de 238±10 m. y. es decir del Permico terminal o de la base del Triásico. Por lo tanto, el granito de San Ramón es contemporáneo con parte del volcanismo riolitico a andesítico asociado a la sedimentacion de las molasas rojas del grupo Mitu, la cual ocure entre el Leonardiano superior y el Ladiniano inferior. Junto con otros granitoïdes de la Cordillera oriental, el batolito de San Ramón demuestra la importancia del plutonismo asociado a este volcanismo »permo-triásico«.

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Zur Stratigraphie und Paläogeographie des Perm in Afghanistan

Zusammenfassung In einem Vorbericht werden acht detailliert aufgenommene Profile aus dem marinen Perm Ost- und Zentralafghanistans durch Fusuliniden grob gegliedert und mit der Permfolge Russisch-Mittelasiens parallelisiert. An Hand eigener Geländeaufnahmen und der Literatur wird versucht, die paläogeographische Entwicklung dieses Gebietes zu skizzieren.Unterperm (Karatschatyr-Stufe, Pseudoschwagerina- Zone) tritt in Nordost-und Zentralafghanistan auf. Unterschiedliche Fazies und Faunenführung erschweren den stratigraphischen Vergleich beider Vorkommen. Das untere Mittelperm (Darwas-Stufe, Parafusulina- Zone) ist in Zentral- und Südostafghanistan weit verbreitet. Die Überflutung des südlichen Hindukusch beginnt und wird im oberen Mittelperm (Murghab-Stufe, Neoschwagerina- Zone) offenkundig, dessen gleichförmige Ablagerungen im Westhindukusch weit nach Norden übergreifen. Die Funde von Oberperm (Pamir-Stufe, Codonofusiella- Reichelina- Zone) beschränken sich auf das östliche Zentralafghanistan sowie Südostafghamstan und deuten einen Rückzug der Tethys nach Südosten an.

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Eight sections of the marine Permian of eastern and central Afghanistan have been studied in detail. Preliminarily these sections have been subdivided by means of fusulinids and correlated with the standard section of Permian in Russian Central Asia. The recent fieldwork and literature are evaluated to trace the paleogeographical evolution of this region.Lower Permian (Karatschatyr-stage,zone of Pseudoschwagerina) is present in northeast and central Afghanistan. Stratigraphic correlation of these two localities, separated by the Hindu-Kush, is difficult because of their different faciès and faunal content. The lower middle Permian (Darwas-stage, zone ofParafusulina) is widely distributed in the central and south-eastern parts of the country. In this era starts inundation of the southern Hindu-Kush, which becomes obvious in the upper middle Permian (Murghab-stage, zone ofNeoschwagerina), when uniform sediments are extending wide northward in the western Hindu-Kush. Deposits of upper Permian (Pamir-stage, zone ofCodonofusiella-Reichielina) are only found in the eastern part of central Afghanistan and in the south-eastern Afghanistan. A retreat of the Tethys towards southeast is indicated.

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Résumé Dans un avant-propos, le Permien marin de l'Afghanistan oriental et central est divisé grossement à l'aide des fusulines dans huit coupes, prises bien en détail. Cette série est mise en parallèle aux coupes du Permien dans l'Asie centrale russe.D'après mes recherches en Afghanistan et dans la littérature il est possible de tracer l'évolution paléogéographique de cette région.Le Permien inférieur (étage de Karatschatyr, zone avecPseudoschwagerina) existe dans la région nord-est et central de l'Afghanistan, il manque dans le Hindou-Kouch, séparant les deux régions. La comparaison stratigraphique est rendue difficile, parce que le faciès et les faunes des deux gisements sont de caractère différent. Le Permien moyen inférieur (étage de Darwas, zone ayecParafusulina) est répandu dans l'Afghanistan central et sud-est. Dans cette époque-là l'inondation commence dans le bord méridional du Hindou-Kouch. Pendant le Permien moyen supérieur (étage de Murghab, zone avecNeoschwagerina) elle s'étend avec des sédiments uniformes jusqu'au nord du Hindou-Kouch occidental. Les gisements du Permien supérieur (étage de Pamir, zone avecCodonofusiella etReichelina) se trouvent seulement en Afghanistan central-oriental et en Afghanistan sud-est et indiquent le retrait de la Tethys vers le sud-est.

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Heretical views on mountain building in Europe and North America: Harbingers of modern tectonics

Since Hutton's doctrine of internal dynamics, geologists have striven to find a rationale for the forces that engender mountain ranges. The 19th century vogue in geological opinion came to a consensus of thermal contraction, and ana priori assumption of shrinking of the globe. Outcrop relations were interpreted accordingly. But leading geologists on both sides of the Atlantic soon observed structures not accounted for by the prevailing hypothesis. The Alpine school of mobilism introduced tectonic polarity (Suess, 1875), nappes (Bertrand, 1884), thrust plates (Termier, 1903) and reached its climax with Argand's visionary perception of crustal flux, of closing ocean basins, and of colliding continents. While the nappe theory was being debated in Europe, another controversy with respect to mountain building surfaced in the American West: the derivation of the Basin Ranges (Gilbert, 1876). Just as the early proponents of large-scale crustal shortening felt that they must dissent from established views, so their contemporaries in America paradoxically discovered still another reason for mountain building, namely, that of crustal extension (Russel, 1884;Le Conte, 1889).

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Zusammenfassung ObwohlHutton (1795) die endogene Herkunft der gebirgsbildenden Kräfte bereits erkannt hatte, sind die physikalischen Grundlagen der Orogenese bis heute nicht abgeklärt worden. Im letzten Jahrhundert waren sich die Forscher zwar einig, daß thermale Erdschrumpfung den Faltenschub bewirke; und entsprechende Querschnitte durch die Faltengebirge sind denn auch zu wissenschaftlichem Allgemeingut geworden. Der bekannteste Fall ist wohl die Glarner Doppelfalte in den Zentralpen (Heim, 1878). Im Gefolge fortschreitender Geländeaufnahmen in den Gebirgen Europas und Nordamerikas erschien das Kontraktionsmodell der Orogenese allerdings stets fragwürdiger. Die Alpengeologen insbesondere verwiesen auf die paläogeographische Konsequenz der einseitigen tektonischen Verfrachtung (Suess, 1875), der Gleitdecken (Bertrand, 1884;Schardt, 1893) und Schubdecken (Termier, 1903). Die neue Anschauung über mobile Orogentektonik fand ihren Niederschlag in Argands meisterhaftem Vortrag über den Bau Asiens am Internationalen Geologen Kongreß 1922 (Argand, 1924).Gleichzeitig mit der Zuspitzung der Diskussion über die Deckentheorie der Alpen, spielte sich auch in Nordamerika eine Kontroverse ab. Auch hier drehte sich die Frage um die Entstehung der Gebirge. Zwar ging es nicht um die üblichen Faltengebirge, sondern um den neuen Typ des Blockgebirges, der im Großen Becken der westlichen Vereinigten Staaten als Basin Ranges (Gilbert, 1876) bekannt wurde. Während die Alpengeologen tektonische Schübe von bisher ungeahnter Größe entdeckten und damit weit mehr Verkürzung der Kruste als die Lehrmeinung wahr haben wollte, hatten es die Erforscher des amerikanischen Westens noch schwieriger, da das Blockgebirge des Großen Beckens offensichtlich durch Ausweitung der Kruste entstanden war (Russell, 1884;Le Conte, 1889). So haben in der alten und der neuen Welt gerade diese, der Lehrmeinung abtrünnigen Ansichten, dem heutigen geotektonischen Denken zum Durchbrach verholfen.

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Résumé Bien que Hutton (1795) ait reconnu la dynamique endogène des phénomènes géologiques, leurs fondements physiques ne sont pas, quant à présent, encore clarifiés. L'opinion en voque au 19ème siècle était en faveur de la contraction thermique comme déterminante de la poussée tectonique. Les profils transversaux dans les chaînes plissées devinrent alors de représentation courante. Tel est la cas bien connu du «Double-pli» de Glaris dans les Alpes centrales (Heim, 1878). Mais des géologues des deux côtés de l'Atlantique observèrent bientôt des structures ne concordant pas avec le modèle de la contraction dans l'orogenèse. L'école mobiliste alpine établit les concepts de la polarité tectonique (Suess, 1875), celui des nappes (Bertrand, 1884), celui des grands charriages (Termier, 1903). La nouvelle conception sur le tectogenèse atteignit son apogée avec la conférence magistrale d'Argand sur la Structure de l'Asie au Congrès géologique international de 1922. (Argand, 1924). — Pendant que la théorie des nappes était en pleine discussion en Europe, une autre controverse sur l'orogenèse se développait dans l'Ouest américain: les problèmes des «Basin Ranges» (Gilbert, 1876). De même que les premiers partisans du rétrécissement à grande échelle de l'écorce terrestre durent s'écarter des points de vue établis, leurs contemporains des Etats-Unis découvrirent paradoxalement une autre cause du soulèvement des chaînes de montagnes: l'extension de l'écorce terrestre (Russel, 1884;Le Conte, 1889).

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(1795) , . , ; . (Heim, 1878). . , , (Suess, 1875; Bertrand, 1884; Schardt, 1893; Termier, 1903). , 1922 (, 1924): . , , , Basin Ranges (Gilbert, 1876). , , . . , , , . . (Russel, 1884; Le Conte, 1889). . ., , , .