Recherche des variations isotopiques naturelles du potassium: Résultats,perspectives et interprétation

Résumé Après mise au point d'une technique permettant la comparaison des rapports isotopiques de potassium extrait de roches variées, à mieux que 0,2% près, on a recherché les variations possibles de l'abondance des isotopes 39 et 41. Certains résultats obtenus sur des roches volcaniques semblent indiquer des variations réelles. Une hypothèse est proposée pour l'interprétation de ces résultats, basée sur des phénomènes de différenciation crustale.

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The relative abundance of 41 and 39 isotopes of potassium has been determined in various rocks. A brief account of experimental technique is given; the reproducibility of measurement is about 0.2%. Most samples do not show significant variations, except some volcanic rocks. A tentative interpretation of these results, based upon crustal differentiation, is given.

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Zusammenfassung Dieser Bericht gibt die Ergebnisse der Isotopenanalysen des Kaliums, die an etwa vierzig verschiedenen Felsen-Probenstücken ausgeführt wurden. Die experimentelle Technik wird hier kurz beschrieben. Die meisten Felsarten, bis auf einige vulkanische Felsen, zeigen keine bedeutenden Veränderungen. Es wird eine Interpretation der Ergebnisse vorgeschlagen, die auf der Theorie der chemischen Differenzierung der Erdkruste beruht.

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Eoalpine and mesoalpine tectonics in the Southern Alps

According to structural and stratigraphic data, eoalpine and mesoalpine tectonics can be clearly recognized in the Southern Alps and distinguished from the better known neoalpine deformation.The eoalpine phase (Late Cretaceous) was generated by N-S compression. It deformed basically the central-western Southern Alps producing overthrusts to the west and flower structures by sinistral transpression in the Giudicarie Belt. Deposition of the coeval flysch successions was controlled by the trend of this belt. This tectonic pattern persisted until Middle Eocene.The mesoalpine phase (Eocene) was generated mainly by a ENE-WSW compression and produced thrust geometries with N-S or NW-SE direction in the eastern part of the Southern Alps. The coeval Eocene Flysch also followed this trend, filling the foredeep basin. This deformation is considered to be the front of the Dinarids, which began to be deformed since Late Cretaceous until at least Early Oligocene.The neoalpine tectonics inherited the eoalpine and mesoalpine structures and produced the major part of the deformation accounting for the present structural framework of the Southern Alps.

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Zusammenfassung Die eo- und mesoalpidische Tektonik in den Südalpen ist strukturell und stratigraphisch erkennbar und von den bekannteren neoalpidischen Bewegungsbildern deutlich zu unterscheiden.Die eoalpidische Phase (Obere Kreide) entspricht einer N-S Kompression, die sich in den zentralen bis westlichen Südalpen bemerkbar macht. Im westlichen Bereich treten Überschiebungen auf, das Judikarische Gebiet wird hingegen durch die von linkslateralen Transpressionen bewirkten Verwerfungsbündel gekennzeichnet, die auch die altersgleichen Flysch-Ablagerungen kontrollieren. Diese tektonische Phase ist bis zum Eozän aktiv.Die mesoalpidische Phase (Eozän) ist auf eine ENE-WSW Kompression zurückzuführen. Sie verursachte in den östlichen Südalpen N-S bis NW-SE gerichtete Überschiebungsbilder. In gleichorientierten vorozeanischen Becken kommt der eozäne Flysch vor. Dieses Deformationsbild kennzeichnet schon in der Oberen Kreide die Dinariden-Front.Die neoalpidische Tektonik vererbte die eo-mesoalpidischen Gefüge-Elemente und verursachte im wesentlichen den gegenwärtig erkennbaren Gefügeplan der Südalpen.

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Résumé Dans les Alpes Méridionales, des données stratigraphiques et structurales permettent de reconnaître les tectoniques éoalpine et mésoalpine et de les distinguer des déformations néoalpines, mieux connues.La phase éoalpine (Crétacé supérieur) a été engendrée par une compression N-S. Celle-ci a affecté surtout la partie centre-occidentale des Alpes Méridionales en produisant des charriages à l'ouest et des structures de décrochement sénestres dans la chaîne des Giudicarie, dont l'orientation a déterminé la sédimentation du flysch concommittant. Cette tectonique s'est poursuivie jusqu' à l'Eocène.La phase mésoalpine a été engendrée surtout par une compression ENE-WSW; elle a produit, dans la partie est des Alpes Méridionales, des charriages de direction N-S à NW-SE. Le flysch éocène a suivi cet alignement structural, en remplissant le bassin de l'avant-fosse. Cette déformation est considérée comme le front des Dinarides, dont la formation a commencé dés le Crétacé supérieur.La tectonique néoalpine a hérité des structures éoalpines et mésoalpines et est responsable de la plus grande part de la structure actuelle des Alpes Méridionales.

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Metamorphic an magmatic events in the Uweinat — Bir Safsaf Uplift (Western Desert/Egypt)

The Uweinat — Bir Safsaf Uplift, Western Desert/Egypt, four episodes of deformation and related metamorphism and anatexis occurred until the final cratonisation during the Late Pan-African event was completed. From that time on, probably six independent (Table 4) magmatic episodes can be recognized up to the Quaternary. This anorogenic type of magmatism is mainly related to a fracture system which originated in the Late Precambrian as a result of intraplate block faulting. Periodical reactivation of these older fracture zones throughout the Phanerozoic gave way to the different types of plutonic and volcanic rock assemblages.

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Zusammenfassung Die Grundgebirgsschwelle zwischen Gebel Uweinat und Bir Safsaf (Western Desert/ Ägypten) war während des Präkambriums durch vier Episoden von Deformation, Metamorphose und Anatexis gekennzeichnet. Die endgültige Kratonisierung erfolgte im Jungproterozoikum im Verlauf eines Pan-Afrikanischen Thermalereignisses. Die während des Jungproterozoikums als Folge großräumiger Intraplattentektonik entstandenen Bruchsysteme wurden während des Phanerozoikums periodisch reaktiviert. Die Platznahme anorogener Magmen erfolgte in mindestens sechs verschiedenen Zeiträumen hauptsächlich entlang dieser Bruchstrukturen.

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Résumé Le massif soulevé compris entre le Gebel Uweinat et Bir Safsaf, dans le Désert occidental de l'Egypte, a été le siège de 4 épisodes de déformations avec métamorphisme et anatexie jusqu'à sa cratonisation finale au cours de la Phase Pan-africaine tardive. A partir de ce moment, probablement six épisodes magmatiques indépendants peuvent être reconnus jusqu'au Quaternaire. Ce type anorogénique de magmatisme est principalement en relation avec un système de fractures qui a pris naissance au Précambrien supérieur comme le résultat d'une régime de fracturation intraplaque. La réactivation périodique des ces zones de fractures anciennes durant le Phanérozoïque a conduit à la formation de ces différents types d'associations de roches volcaniques et plutoniques.

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Gebei Uweinat Bir Safsaf ( . ) 4 , . . , , . . , - , .

     

Die fazielle und paläogeographische Entwicklung der infrakambrischen bis ordovizischen Sedimente im Mittleren Antiatlas um Agdz (S-Marokko)

Zusammenfassung Die Entwicklung des Adoudounien (Infrakambrium) und Géorgien (Unterkambrium) ist im Mittleren Antiatlas durch einen Wechsel von marinen und kontinentalen Sedimenten gekennzeichnet. Wildbachablagerungen an der Basis und an den Beckenrändern werden von marin-marginalen stromatolithischen Karbonaten abgelöst. Ignimbrite belegen wiederholte terrestrische Sedimentation.Mit fluviatilen Sanden und wiederum Stromatolithen und lagunären Karbonaten (mit ersten Trilobiten!) setzt ein zweiter transgressiver Großzyklus ein, der an der Wende Infra-/Unter-Kambrium einen ersten Höhepunkt erreicht. Durch regressive Kleinzyklen charakterisierte Abfolgen leiten zu Sandsteinen über, die als Ablagerungen eines Deltas gedeutet werden.Vom Mittelkambrium bis Ordovizium dominiert marine Schelfsedimentation.

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The formations of Adoudounien (Infra Cambrian) and Géorgien (Lower Cambrian) of the middle Anti-Atlas are characterized by an alternation of marine and continental sediments. Torrent conglomerates at the base and the margins of the basin took turns to marine-marginal stromatolitic carbonates. Ignimbrites prove repeated terrestrial sedimentation.A second transgressiv megasequence begins with fluviatil sands and goes on with stromatolites and lagoon carbonates (first Trilobites). This transgression reachs his first culmination at the Infra-/Lower-Cambrian boundary. Typical regressiv cycles form a transition to sandstones, which are interpreted as sediments of a delta.Marine shelf environment dominates from Middle Cambrian to Ordovician beds.

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Résumé Dans le moyen Anti-Atlas, l'évolution de l'Adoudounien et du Géorgien est caractérisée par un changement des sédiments marins et continentaux. Les dépôts des torrents à la base et dans la bordure du bassin font place à des carbonates marins marginaux stromatolithiques. Les ignimbrites marquent le retour fréquent à la sédimentation terrestre.Une deuxième mégaséquence transgressive débute avec des sables fluviatiles, des stromatolithes et des carbonates lagunaires (premiers trilobites). La transgression atteint une première phase culminante à la transition de l'Adoudounien au Géorgien. Des séquences caractérisées par de petits cycles régressifs conduisent à des grès qui pourraient être interpré tés comme des sédiments deltaïques.A partir du Cambrien moyen jusqu'à l'Ordovicien prédomine un milieu de plate-forme externe.

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Adoudounien — — Géorgien — — . — — . , - , , . , , . .

     

The preservation of scleractinian corals by calcite in the corallian beds (Oxfordian) of southern England

Corals in the Oxfordian barrier-reef complex of southern England show great variations in the style and quality of preservation. Preservation was influenced by differences in the structure and chemical composition of the skeleton and by diagenetic effects such as the production of fibrous aragonite overgrowths and micrite cement. In all cases, however, the aragonite dissolved. Calcite usually precipitated in the resultant voids.

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Zusammenfassung Die Korallen des Oxford-Barriere-Riffkomplexes in Südengland unterscheiden sich wesentlich in Wuchsform und Erhaltungszustand. Der Erhaltungszustand wird durch die primären Strukturunterschiede und die chemische Zusammensetzung des Skelettes sowie durch frühdiagenetische Veränderung — wie Aragonitnadel- oder Mikrit-Zemenet — bestimmt. Der primäre Aragonit des Skelettes hat sich in jedem Fall aufgelöst, und in den dabei entstandenen Hohlräumen wird Kalzit gefällt.

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Résumé Les coraux du complexe de récif en barrière Oxfordienne d'Angleterre du sud montrent les grandes variations dans le style et la qualité de l'état de conservation. Cet état a été influencé par les différences de construction et de composition chimique du squelette et par les effets du premier stade de la diagenèse tels que la production des surcroissances de l'aragonite fibreuse et le ciment micritique. Cependant, dans tous les cas l'originale aragonite s'est dissoute, et la calcite a été précipitée dans les espaces vides résultants.

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Structural evolution of the Simla klippe in the lower Himalayas

The rocks of the Jutogh Series in the Simla area have been involved in folding of three generations and metamorphism in two phases. The earliest structures are isoclinal, recumbent/reclined folds (F₁) with a shallow plunge toward east or west where least reoriented. The axial surfaces of these folds have been folded coaxially into open, upright antiforms and synforms (F₂), which become tight to isoclinal in the northern part, causing local involution. The F₁ and F₂ folds have been affected by conjugate and chevron folding (F₃) with an overall NS strike of axial planes, resulting in axial culminations and depressions of the early folds. Axial plane foliation related to F₁ folding and transposition schistosities parallel to the axial planes of the F₂ and F₃ folds are the planar deformation structures that have developed. Cross stratification at one contact of two rock-units suggests that the structure of the Jutogh Series in the largest scale is a recumbent syncline, the peaks of Taradevi, Jutogh and Prospect Hill representing the inverted limb.The Jutogh rocks are surrounded and structurally underlain by the rocks of the Chail Series. The open, synformal nature of the Jutogh-Chail boundary in contrast with the complex fold-geometry within the Jutogh Series, tearing-off of the largescale early folds and sharp break in the first metamorphism at the Jutogh-Chail contact, and widespread cataclasis all along the border prove that the Jutogh Series has been thrust over the Chail Series forming a klippe in the Simla area. Continuation of the second metamorphism and the third folding across the Jutogh thrust indicates that the thrusting preceded F₃ and was broadly coeval with the F₂ movement.An unrestricted southward transport could generate the F₁ recumbent folds. The F₂ folds point to a flattening in the waning phase of the overthrust movement in broadly the same plan of deformation. The F₃ folds indicate a compression in an EW direction in the last phase of deformation.

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Zusammenfassung Die Gesteine der Jutogh-Serie im Gebiet von Simla wurden von drei Faltungs- und zwei Metamorphosephasen betroffen. Die ältesten Strukturen sind isoklinale, liegende bis geneigte Falten (F₁) mit flachem Achsentauchen nach E oder W in den am wenigsten überprägten Bereichen. Die Achsenflächen dieser Falten wurden koaxial zu offenen, aufrechten Anti- und Synformen verbogen (F₂). Im nördlichen Teil werden diese eng bis isoklinal, was zu lokaler Involution führt. Die F₂- und F₂-Falten wurden durch paarige Knicksowie Zickzackfalten (F₃) mit generell N-S-streichenden Achsenflächen überprägt, wodurch in den älteren Falten Achsenkulminationen und -depressionen entstanden. An den Achsenflächen von F₁ ausgerichtete Spaltbarkeit und Umformungsschieferang parallel zu den Achsenflächen von F₂ und F₃ haben sich als planare Deformationsstrukturen entwickelt. Aus der Schrägschichtung am Kontakt zweier Gesteinseinheiten ist zu schließen, daß die Jutogh-Serie im ganzen eine liegende Synklinale bildet. Die Gipfel von Taradevi, Jutogh und Prospect Hill liegen in deren überlapptem Schenkel.Gesteine der Chail-Serie umgeben und unterlagern die Jutogh-Gesteine. Die offene, synformale Grenze zwischen Jutogh und Chail im Gegensatz zu der komplexen Faltengeometrie innerhalb der Jutogh-Serie, das Abreißen großmaßstäblicher alter Falten sowie das scharfe Absetzen der ersten Metamorphosephase am Jutogh-Chail-Kontakt und die verbreitete Kataklase überall an der Grenze beweisen, daß die Jutogh-Serie auf die Chail-Serie überschoben wurde und im Gebiet von Simla eine Klippe bildet. Die Auswirkungen der zweiten Metamorphosephase und der dritten Faltung über die Basis des Jutogh hinweg zeigen an, daß die Überschiebung vor F₃ und annähernd gleichzeitig mit den F₂-Bewegungen einzustufen ist.Die liegenden F₁-Falten konnten durch eine unbehinderte Verschiebung nach Süden entstehen. Die F₂-Falten weisen auf eine Pressung in der Spätphase der Überschiebungsbewegungen mit etwa gleichem Deformationsplan hin. Die F₃-Falten zeigen einen ost-westlichen Zusammenschub während der letzten Deformationsphase an.

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Résumé Les roches de la série Jutogh dans la région de Simla ont subi trois phases de plissement et deux phases de métamorphisme. Les plus anciennes structures sont des plis isoclinaux couchés à déversés (F₁), à faible plongement d'axe vers l'E et l'W dans les parties les moins remaniées. Les surfaces axiales de ces plis ont été reployés suivant les mêmes axes en plis antiformes et synformes, droits et ouverts (F₂). Dans la partie N, ces derniers se resserrent jusqu'à devenir isoclinaux, ce qui conduit à des involutions locales. Les plissements F₁ et F₂ sont remaniés par des plis en chevrons ou en zigzag (F₃) à surface axiale de direction Nord-Sud; il naît de la sorte dans les plis anciens des culminations et des dépressions d'axes. Une fissilité suivant les surfaces axiales de F₁ et une schistosité parallèle aux surfaces axiales de F₂ et F₃ se sont développées en tant que structures planaires de déformation. La stratification entrecroisée au contact des unités lithologiques permet de dire que la Série de Jutogh dans son ensemble constitue un synclinal couché. Les sommets Taradevi, Jutogh et Prospect Hill se trouvent sur le flanc renversé.Les roches de la Série de Chail entourent et forment le substratum des roches de Jutogh. L'allure synforme et ouverte dessinée par la limite entre les Séries de Jutogh et de Chail opposée à la géométrie plissée complexe de l'intérieur de la Série de Jutogh, l'étirement à grande échelle des plis anciens comme aussi la diminution nette de la première phase de métamorphisme au contact Jutogh-Chail et la cataclase générale à leur limite, démontrent que la série de Jutogh a été charriée sur la série de Chail et qu'elle forme un lambeau dans la région de Simla. Les effets de la 2ème phase de métamorphisme et du troisième plissement à partir de la base de la série de Jutogh montrent que le charriage est intervenu avant les mouvements F₃ et à peu près en même temps que les mouvements F₂.Les plis couchés F₁ purent se produire grâce à une poussée sans opposition vers le Sud. Les plis F₂ indiquent un écaillage au cours de la phase tardive des mouvements de charriage suivant le même plan de la déformation. Les plis F₃ montrent une compression Est-Ouest pendant la dernière phase de déformation.

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Jutogh Simla 3 2 . —, , (F₁) E, W . (F₂). , , . F₁ F₂ , (F₃), N-S , . , F₁ F₂ F₃, . , Jutogh . Taradevi, Jutogh Prospect Hill . Chail Jutogh. Jutogh Chail Jutogh, Jutogh/Chail , Jutogh Chail Simla Klippe. Jutogh , , F₃, , F₂. F₁ . F₂ . F₃ , - .

     

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

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

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

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

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

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

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

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

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Prof. R.Brinkmann zum 83. Geburtstag gewidmet

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

     

Paläogeographie des ostalpinen oberen Perms,Paläomagnetismus und Seitenverschiebungen

Zusammenfassung Es wird eine neue paläogeographische Rekonstruktion der Verbreitung der oberpermischen Ablagerungen in den Ostalpen zur Diskussion gestellt, die beruht auf der Annahme einer großen Seitenverschiebung entlang der Periadriatischen Linie. Aus paläomagnetischen Daten müßte man schließen, daß möglicherweise eine postherzynische Verschiebung Nord-Italiens in bezug auf Europa über einen Abstand von etwa 4000 km stattgefunden hat. Es gibt jedoch einige indirekte Einwände gegen die Deutung der bisherigen paläomagnetischen Daten Nord-Italiens mittels Kontinentwanderung. Der Periadriatische Bruch könnte eine der Seitenverschiebungen in einer Scherzone zwischen Europa und Nord-Italien (Afrika) sein.

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Summary A new reconstruction of the paleogeography of the upper permian deposits in the eastern Alps is proposed. For it a horizontal movement along the periadriatic fault (Alpine-dinaric boundary) is assumed. Such a movement is in accordance with the continental drift of northern Italy with respect to Europe over a distance of 4000 km, required to explain the aberrative paleomagnetic data found in northern Italy. Some objections against this interpretation are mentioned too.

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Résumé Une nouvelle reconstruction de la paléogéographie des sédiments permiens dans les Alpes orientales est proposée. Pour cela, il est nécessaire de supposer un mouvement horizontal le long de la faille périadriatique (décrochement). Un tel mouvement s'accorde avec la dérive des continents d'Italie septentrionale sur une distance de 4000 km, qui est nécessaire pour expliquer les données paléomagnétiques anormales, mesurées en Italie septentrionale. On mentionne aussi quelques objections contre cette hypothèse.

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. 4000 .

     

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

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

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

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

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. , .

     

Continental drift: What driving mechanism?

A subducting oceanic lithospheric slab acts as an efficient heat sink which strongly influences the convection pattern in the neighbouring sub-continental mantle. Laboratory convection experiments show that this thermal coupling induces a roll about 5 times broader than deep underneath the continental lithosphere. The experiments are performed in a tank with imposed top and bottom temperature, and with, in addition, one cooled side wall. The convective pattern is observed by differential interferometry. For upper mantle convection one predicts rolls extending 3000 to 4000 km into the continental domain, parallel to the active margin. We show that, for Gondwana prior to the break-up, this simple convection pattern can explain the tensional state of the crust leading to the emission of flood basalts (Karroo, Parana and Antarctica). The thermal and mechanical effect of the large roll also provides a mechanism for the break-up itself and subsequent drift of the continental fragments. This motion of the continental plate leads finally to the closure of existing marginal basins along the Pacific coast of Gondwana. The laboratory experiments throw some light into another phenomenon of possible geodynamical relevance: within the large convection roll a smaller scale circulation is observed in the form of diapiric upwelling produced by thermal instabilities in the boundary layer. This dynamics may apply to hot spot volcanicity.

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Zusammenfassung Die subduzierte ozeanische Lithosphäre beeinflußt die Konvektion unterhalb der kontinentalen Lithosphäre, weil sie die Rolle einer Wärmepumpe spielt. Experimentelle Versuche zeigen, daß diese thermische Kopplung flache Konvektionsrollen im kontinentalen Mantel erzeugt, mit horizontalen Dimensionen zwischen 3000 und 4000 km. Diese flachen Zellen werden als Ursache der Dehnungstektonik in Gondwana vorgeschlagen (Karroo, Parana, Antarktika). Ihre thermische und mechanische Wirkung führt letztlich zum Zerbrechen des Superkontinents. Die Versuche im Laboratorium zeigen auch Instabilitäten kleinerer Dimensionen, welche thermische Diapire erzeugen, ähnlich den sogenannten hot spots.

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Résumé La lithosphere océanique en subduction constitue un puits de chaleur qui influence la convection dans le manteau sous-continental voisin. Des expériences de laboratoire montrent que ce refroidissement latéral crèe des rouleaux convectifs sous la lithosphere continentale de 3000 à 4000 km d'extension horizontale pour une convection limitée au manteau supérieur. Appliqué au Gondwana, ceci explique la tectonique en extension accompagnée d'épanchements basaltiques (Karroo, Parana, Antarctique) précédant l'ouverture Atlantique et Indienne. Cette ouverture est elle-même provoquée par l'action thermique et mécanique des grands rouleaux convectifs. Les expériences de laboratoire font également apparaître des instabilités à petite échelle, semblables aux diapirs que l'on pense être à l'origine du volcanisme intraplaque.

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, .. . , 3000 4000 , (Karoo, , ). . , , .. (Hot spots) .

     

Floodfan sedimentation and gravitational anomalies in the Salar de Punta Negra,Northern Chile

The Upper Tertiary inter-andean tectonic trough of the Salar de Punta Negra is being filled mainly through sporadic flash-floods by denudation products from the East (Andes). Borehole records up to 430 m deep suggest depositional conditions similar to the actual ones.Block tectonic movements with N-S and NNE-SSW directions from Upper Tertiary through Pleistocene affected the normal morphology of the fans.Gravity survey has corfirmed a tectonic origin of the basin. East of the Salar, a buried graben with an alluvial fill of 550–750 m thickness was found, which may contain a groundwater reservoir.

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Zusammenfassung Der jungtertiäre intra-andine Graben des Salars Punta Negra wurde durch sporadische Flutfächer vorwiegend aus dem Osten (Hochkordillere) gefüllt. Bohrungen bis 430 m Tiefe zeigen ähnliche Fanglomerate, wie sie heute entstehen.Verwerfungen mit N-S- und NNE-SSW-Richtungen zwischen Jungtertiär und Pleistozän beeinflussen die Morphologie der Schuttfächer.Gravimetrische Messungen ergaben, daß die Depression tektonisch angelegt ist. Östlich des heutigen Salars liegt ein verschütteter Graben mit einer alluvialen Füllung von mindestens 550–750 m Dicke. Hier könnte ein Grundwasser-Reservoir liegen.

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Resumen El graben intra-andino del Salar de Punta Negra de edad Terciario Superior ha sido esporádicamente rellenado por conos aluviales. Estos vienen principalmente del este desde la Alta Cordillera. Perforaciones que han llegado hasta 430 m de profundidad muestran fanglomerados semejantes a los que se forman actualmente.Una tectónica de bloques de dirección N-S y NNE-SSW entre el Terciario Superior y el Pleistoceno afectan la morfología de los conos aluviales.Mediciones gravimétricas permiten concluir que la depresión tiene origen tectónico. Al oriente del Salar aparece un graben relleno de materiales aluviales con una potencia entre 550–750 m. Este graben puede contener acuíferos profundos de utilidad local.

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Résumé Le graben intra-andin Cénozoïque Supérieur du Salar de Punta Negra se comble par des courants torrentueux sporadiques de produits de dénudation venant surtout de l'Est (Haute Cordillère). Des forages atteignant 430 m de profondeur suggèrent des conditions de dépôt similaires aux actuelles.Des failles N-S et NNE-SSW actives depuis le Cénozoïque Supérieur jusqu'au Pléistocène ont affecté la morphologie des cônes de déjection.Les mesures gravimétriques confirment l'origine tectonique du bassin de Punta Negra. A l'Est du Salar est situé un graben totalement enfoui de dépôts alluviaux d'une puissance d'environ 550–750 m, où des nappes aquifères exploitables sont susceptibles d'exister à grande profondeur.

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- Salars Punta Negra , . 430 , . - -- — -- . , , . Salars , 550–750 . .

     

The rheology of polymineralic rocks — an approach

Deduced from empirical and theoretical work, a model is proposed for the rheology of bi- and polyphase rocks based on the rheology of the components, their volume fractions, and their geometrical distribution. The model is formulated for the common case where some minerals deform by crystall plasticity at steady state and others, stronger ones, deform in the vincinity of the brittle-ductile transition.The model results from a combination of a load-carrying framework model and a two-block model. The first model is valid for the field, where stress is mainly accommodated by interconnecting stronger phases. The second model describes the case where strain is concentrated mainly within the weaker phase. The transition-point from one partial-model to the other depends on the material properties of the minerals involved. With increasing strain, it shifts first to higher then to lower contents of weaker materials, due to an increase of contrast in competence and to the development of a mechanically induced compositional foliation. Finally, the rheology of the resulting well foliated rock is dominated by the rheology of the weakest component.

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Zusammenfassung Basierend auf empirischen und theoretischen Arbeiten wird ein Modell für zwei- und mehrphasige Gesteine vorgestellt, mit dem die Gesamt-Rheologie als Funktion der Rheologien der einzelnen Phasen, ihren volumenmäßigen Anteilen am Gesamtgestein und ihrer geometrischen Verteilung formuliert werden kann.Das Modell entsteht durch die Verbindung zweier Teil-Modelle. Das eine nimmt ein tragendes Gerüst, aufgebaut durch härtere, vorwiegend spröd bis kataklastisch deformierende Mineralien an. Das zweite gilt für den Bereich, wo die Verformung vollständig durch weiche Komponenten aufgenommen wird.Der Übergang vom Gültigkeitsbereich des einen in denjenigen des anderen Teilmodells ist eine Funktion der Materialeigenschaften der beteiligten Mineralien. Er verlagert sich mit zunehmender Deformation zuerst in Richtung höherer, dann in Richtung niedrigerer Anteile von weicheren Komponenten, bedingt einerseits durch einen zunehmenden Kompetenzkontrast, andererseits durch die zunehmende, mechanisch bedingte Ausbildung einer Stoffbänderung. Die Rheologie des schlußendlich vollständig gebänderten Gesteins wird weitgehendst von der Rheologie der weichsten Komponente kontrolliert.

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Résumé L'auteur, à partir de données empiriques et de travaux théoriques, présente un modèle de la rhéologie des roches biet poly-phasées, dans lequel cette propriété apparaît comme une fonction de la rhéologie de chacune des phases, des proportions en volume de celles-ci et de leurs relations géométriques. Ce modèle s'applique au cas le plus répandu dans lequel certains minéraux ont un comportement proche de la transition cassant-ductile, tandis que les autres fluent plastiquement à contrainte constante à l'intervention de processus intra-cristallins.Le modèle est la synthèse de deux modèles partiels. Le premier correspond au cas où la phase compétente forme un squelette absorbant la plus grande part de la contrainte («load-carrying framework model»). Le deuxième s'applique au cas où la déformation se concentre presque uniquement dans la phase incompétente («two bock model»). La transition d'un modèle partiel à l'autre dépend des propriétés physiques de ces deux phases. Lors d'une déformation progressive cette transition se déplace dans un premier temps vers les plus grandes teneurs en matériau moins compétent, en raison de l'accroissement de la différence de compétence. Puis elle glisse, au contraire, vers les plus petites teneurs en raison du développement d'un rubanement compositionnel d'origine mécanique. Finalement la rhéologie d'une roche ainsi entièrement rubanée est déterminée essentiellement par la rhéologie du matériau le moins compétent.

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Geologic evolution of the westernmost part of the internal Betic zone (Betic Cordilleras,Southern Spain)

The Serranía de Ronda (western Betic Cordilleras, S-Spain) is formed by different tectonic units of the Betic internal domain. Stratigraphic correlations of the Permo-Triassic and Triassic sedimentary sequences imply that one part of the Mesozoic carbonates of the Rondaides (Dorsale bétique), namely the Cabrilla unit (Dorsale interne), is shearedoff from the frontal part of the Malaguides, and another part (Nieves unit, Dorsale externe) forms the Mesozoic cover of the alpujarride Casares unit. The first alpine compressional phases took place in the Paleogene; post-metamorphic movements followed in the time between the Upper Aquitanian and the Upper Tortonian. From geometrical considerations it can be concluded that the Malaguides originated paleogeographically from a more internal region than the Alpujarrides.

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Zusammenfassung Am Aufbau der Serranía de Ronda (westliche Betische Kordilleren, S-Spanien) nehmen verschiedene Einheiten der betischen Intemzonen teil. Stratigraphische Vergleiche der permotriadischen und triadischen Sedimentserien erlauben den Schluß, daß die mesozoischen Karbonate der Rondaiden (Dorsale bétique) zu einem Teil (Cabrilla-Einheit, Dorsale interne) von der frontalen Partie der Malagiden abglitten und zum anderen Teil (Nieves-Einheit, Dorsale externe) das abgescherte Mesozoikum der alpujarriden Casares-Einheit bilden. Die ersten alpinen Kompressionsphasen sind im Paleogen anzusetzen, da für mesozoische Deckenbewegungen beweiskräftige Argumente fehlen. Zwischen Oberaquitanian und Obertortonian fanden post-metamorphe Überschiebungen statt. Aus geometrischen Gründen wird angenommen, daß die Malagiden paläogeographisch internerer Herkunft sein müssen als die benachbarten Alpujarriden.

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Resumen La Serranía de Ronda (Cordilleras béticas occidentales, Prov. Málaga) está formado por diferentes unidades del conjunto bético interno. Correlaciones estratigráficas del Permo-Triásico y del Triásico de los diferentes unidades permiten la conclusión que los Rondáides (Dorsal bética) está por una parte (unidad de Cabrilla, Dorsal interna) el revestimiento mesozóico de la parte frontal de los mantos maláguides, y por otra parte (unidad de las Nievas, Dorsal externa) la parte mesozóica de la unidad alpujárride de Casares. Las primeras fases alpinas de compresión deben ser situadas en el Paleógeno. Las traslaciones post-metamórficas de mantos son de edad aquitaniense superior hasta pre-tortoniense superior. Con argumentación geométrica se puede concluir que los Maláguides son de un orígen paleográfico más interno que los Alpujárrides.

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( , . « » , (Dorsale bétique) ( , Dorsale interne) , ( , Dorsale externe) . .. , . - . , , .

     

Tectonic ideas derived from the Valley and Ridge Province of the Appalachin Mountains

In the late 1830's and 1840's, the brothersWilliam andHenry Rogers (1843) explored the extraordinarily regular fold system of the Central Appalachian Valley and Ridge Province, the first such system to be accurately described, and showed that all the folds formed together within a single, tangential field of force. Their (hand-colored) cross sections, made with no vertical exaggeration and published in 1844, are of astonishing accuracy even today.William Rogers (1884) discovered several of the parallel thrust faults farther south in the province, although he interpreted them as steep upthrusts.Henry Rogers (1845) showed that slaty cleavage has the same trend as the associated folds and formed in the same force field, and he correctly interpreted an angular discordance between Ordovician and Silurian strata as evidence for an earlier period of deformation, although the importance of such precocious orogenies was not then understood. Somewhat later,James Hall (1859, 1883) recognized that the belt of folding was prefigured by a belt of exceptionally thick sediments, andJames D. Dana (1873) called the latter geosynclinal, attributing both belts to lateral compression caused by contraction of the Earth's crust over a cooling and shrinking interior.Late in the 19th century, studies in the Southern Appalachians produced several additional concepts, roughly contemporaneous with similar ideas in Europe: erosion thrusts (Hayes, 1891), underthrusting (Smith, 1893), competence and incompetence of deforming strata, and prefiguring of folds during sedimentation (Willis, 1893). In our own century, John L. Rich's article on the Pine Mountain (Cumberland) thrust sheet established the principle that much folding results from the stepping (ramping) of thrust faults from one incompetent layer to another.

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Zusammenfassung In den dreißiger und vierziger Jahren des neunzehnten Jahrhunderts erkundeten die BrüderWilliam undHenry Rogers (1843) das außerordentlich regelmäßige Faltensystem der Valley and Ridge Provinz der Zentralappalachen. Es war das erste genau beschriebene System dieser Art. Die Brüder Rogers zeigten, daß alle Falten zusammen in einem einzigen tangentialen Kraftfeld erzeugt worden waren. Ihre nicht überhöhten, handgefärbten Profile, 1844 veröffentlicht, sind selbst heute noch von erstaunlicher Genauigkeit.William Rogers (1884) entdeckte mehrere der parallelen Überschiebungen weiter südlich in der Provinz, deutete sie jedoch als steile Aufschiebungen.Henry Rogers (1845) zeigte, daß die Schieferung das gleiche Streichen, wie die verwandten Falten hat, und in dem gleichen Kraftfeld entstanden sind. Richtig deutete er eine Winkeldiskordanz zwischen ordovizischen und silurischen Lagen als Zeugen einer früheren Deformationsepisode, obwohl die Bedeutung solcher vorlaufenden Gebirgsbildungen damals noch nicht erkannt war. Etwas später erkannteJames Hall (1859, 1883), daß der Faltengürtel von einer Zone außerordentlich mächtiger Sedimentablagerungen vorgezeichnet war; J. D.Dana (1873) nannte diese Geosynklinale, indem er beide lateraler Kompression zuschrieb, verursacht durch Kontraktion der Erdkruste über einem abkühlenden und schrumpfenden Erdinneren.Im späten 19. Jahrhundert zeugten Forschungen in den Südappalachen mehrere weitere Konzepte, ungefähr gleichzeitig mit ähnlichen Ideen in Europa: Reliefüberschiebungen (Hayes, 1891); Unterschiebung (Smith, 1893); Kompetenz und Inkompetenz bei der Deformation von Schichtgesteinen; und Vorzeichnung von Falten während der Sedimentation (Willis, 1893). In unserem Jahrhundert hat J. L. Rich in seiner Arbeit über die Pine Mountain (Cumberland) Überschiebungsdecke den Grundsatz festgelegt, daß ein großer Anteil der Faltung durch stufenartiges Aufsteigen (ramping) von Überschiebungen von einer inkompetenten Lage zur nächsten entsteht.

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Résumé Dans les années 1830 á 1850, les frèresHenry etWilliam Rogers (1843) explorèrent le système des plis si réguliers de la province des Vallées et Crêtes dans les Appalaches centrales, le premier système de tels plis qui ait été exactement décrit, et ils montrèrent que tous ces plis se sont formés dans un seul champ de force. Leurs coupes (coloriées à la main), publiées en 1844 sans exagération verticale, possèdent une exactitude étonnante encore de nos jours.William Rogers (1884) découvrit quelques-uns des chevauchements parallèles, plus au sud dans la province, bien qu'il les interprétât comme des failles inverses de soulèvement.Henry Rogers (1845) reconnut que la schistosité (ardoisière) montre la même direction que les plis associés, ayant été formée dans le même champ de forces, et il interpréta correctement une discordance angulaire entre des strates ordoviciennes et siluriennes comme indiquant une période d'orogenèse antérieure, quoique la signification de telles orogenèses précoces ne fût pas comprise à cette époque. Un peu plus tard,James Hall (1859, 1883) reconnut que la zone de plissement appalachienne avait été préfigurée par une zone de sédimentation particulièrement épaisse, et D.Dana (1873) dénomma cette dernière zone «géosynclinale». Il attribua la formation des deux zones à la compression latérale due á la contraction de l'écorce terrestre au-dessus de l'intérieur en voie de refroidissement et de rétrécissement.Vers la fin du 19e siècle, des études dans les Appalaches méridionales aboutirent a des conceptions additionelles, sensiblement au moment de la découverte d'idées semblables en Europe: chevauchements épiglyptiques, (Hayes, 1981), sous-charriages (Smith, 1893), compétence relative des strates en cours de déformation, et anticipation des plis pendant la sédimentation (Willis, 1893). Dans notre siècle, les travaux de L.Rich sur le chevauchement de Pine Mountain (Cumberland) établirent le principe que beaucoup de plis résultent de la montée en rampe des surfaces de chevauchement d'un horizon peu compétent à un autre.

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William Henry Rogers (1843) 30- 40- Vallea Ridge . . , , , 1844 , . William Rogers (1884) , . Henry Rogers (1845) , , . , . James Hall (1859, 1883) , ; J. D. Dane (1873) , , . 19- , : (Hayes, 1891); (Smith, 1893); , , , , (Willis, 1893). J. L. Rich , , , .

     

Late-Precambrian correlation and the relationship between the Damara and Nama Systems of South West Africa

Recent findings about the late-Precambrian stratigraphic succession in the areas between the Orange River and the Klinghardt Mountains and south of Windhoek throw new light on the relationship between the Damara and Nama Systems.In the Orange River area the formations of the Gariep Group are unconformably or pseudo-conformably overlain by the Nama System. In central and northern South West Africa a similar relationship is exhibited by the Nosib Group and overlying Damara System.Pronounced similarities between the sedimentation and deformational history of both Nosib and Gariep indicate a probable correlation of the two groups and this result is also supported by radiometric ages.It follows that Damara and Nama are most likely either completely or partly coeval. The latter may represent a shelf facies of the former geosynclinal succession.The Gariep and Nosib deformation apparently started with the subsidence of their respective troughs and may have lasted from approximately 850 m. y. to 600 m. y. This tectonic event is older than the Damara Orogeny (550 to 450 m. y.) and may be time-equivalent to the Katanga Episode.Two late-Precambrian glaciations were widespread in South West Africa and their sedimentary deposits are important for the correlation of Gariep/Nama with Nosib/Damara.

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Zusammenfassung Neue Ergebnisse über die spätpräkambrische Gesteinsabfolge im Gebiet des Orange-Flusses und im Rehoboth-Distrikt südlich von Windhoek sind von großer Bedeutung für das Altersverhältnis zwischen Damara- und Nama-System.Im Orange-Gebiet werden die Formationen der Gariep-Gruppe diskordant oder pseudo-konkordant vom Nama-System überlagert, während in Zentral- und Nord-Südwest-Afrika das Damara-System ebenfalls diskordant oder pseudokonkordant auf die Nosib-Gruppe folgt. Sedimentations- und deformationsgeschichtliche Ähnlichkeiten deuten auf eine Korrelation zwischen Nosib und Gariep hin, und diese Interpretation wird durch radiometrische Altersbestimmungen unterstützt. Daraus folgt, daß Damara und Nama wahrscheinlich einander entsprechen, wobei die Nama-Sedimente als Plattform-Fazies der geosynklinalen Damara-Serien anzusehen sind.Die Gariep-Deformation begann schon mit dem Einsinken des Gariep-Ablagerungstroges und dürfte von ca 850-600 M. J. angedauert haben, wobei es stellenweise zur Granitisation geeigneter Sedimente und Laven kam. Diese Orogenese ist älter als die von ca. 550-450 M. J. dauernde Damara-Phase und scheint zeitlich der auch im Kaokoveld nachgewiesenen Katanga-Episode zu entsprechen.Zwei spätpräkambrische Vereisungsperioden sind weit verbreitet in Südwest-Afrika, und ihre Glazialablagerungen sind ein wichtiges Hilfsmittel für die Korrelation der Gariep-Nama-Abfolge mit der Nosib-Damara-Stratigraphie.

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Résumé De nouveaux résultats concernant la série de roches du Précambrien récent de la région de l'Orange et du district de Rehoboth au sud de Windhoek se sont révélés de haute importance pour l'étude de relation d'âge entre les systèmes Damara et Nama.Dans la région de l'Orange, le système Nama repose de façon discordante ou pseudo-concordante sur les formations du groupe Gariep; de même, en Afrique Sud-Ouest, centrale et le système Damara prend une position analogue par rapport au groupe Nosib. Des analogies dans l'histoire de la sédimentation et de la déformation permettent de réaliser une corrélation entre le Nosib et le Garieb; des déterminations de l'âge par méthodes radio-électriques appuient cette interprétation. Par conséquent, le Damara et la Nama sont vraisemblablement en rapport de conformité et les sédiments du Nama sont à considérer comme les faciès des séries géosynclinales du Damara.La déformation du groupe Gariep commença déjà avec l'affaissement des auges de dépôt et a probablement duré de 850-600 m. a.; à cette occasion se produisit, par endroit, la granitisation des sédiments et des laves appropriés. Cette orogénèse est plus ancienne que la phase du Damara qui dura de 550-450 m. a. et semble correspondre dans le temps à l'épisode Katanga également dans le Kaokoveld.Deux périodes de glaciation du précambrien récent sont très largement répandues en Afrique du Sud-Ouest et leurs dépôts glacières sont des moyens très importants pour la corrélation de la série Gariep-Nama avec la stratigraphie du Nosib-Damara.

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Damara Nama Rehoboth Windhoek. Gariep , - , , - Damara , Nosib. Nosib Gariep . , Damara Nama, , , Nama , Damara. Gariep Gariep , , 850 600 . . Damara, 550-450 , , , Katanga, Kaokoveld. - Gariep-Nama — Nosib-Damara.

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Expanded and slightly modified English version of a paper read for the author by Prof. H.Martin at the 61st Annual Congress of the Geologische Vereinigung and entitled: Spätpräkambrische Orogenesen und das Verhältnis zwischen Damara und Nama System in Südwest Afrika.     

Die Bedeutung der Zone Sestri-voltaggio Als Grenze Zwischen Alpen und Apennin

Zusammenfassung Die Gesteine der Zone Sestri-Voltaggio im Hinterland von Genua stellen die Basis des Ligurikum dar. Diese Basis (Perm bis Oberjura) ist im Nordapennin normalerweise nicht aufgeschlossen. Lediglich in der Zone Sestri-Voltaggio wurde sie durch das Serpentinitmassiv der Gruppe von Voltri angeschleppt. Es lassen sich somit Vergleiche zwischen den mesozoischen Folgen der alpinen Gruppe von Voltri und der ligurischen Zone Sestri-Voltaggio anstellen. Diese Vergleiche zeigen, daß im Raum der Zone Sestri-Voltaggio von der Trias bis zur Kreide eine Faziesgrenze lag, deren Bedeutung durch den Intrusionsrand der Peridotite der Gruppe von Voltri und die Anlage der großen Randstörung der Linie SestriVoltaggio noch erhöht wurde. Die Alpen-Apenningrenze ist durchaus zu Redit in die Zone Sestri-Voltaggio zu legen.

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The zone of Sestri-Voltaggio (near Genoa) represents the base of Liguricum. This Permian to Upper Jurassic base is not disclosed elsewhere in the Northern Apennines. Comparisons of the Mesozoic alpidic sequence of Voltri with the Ligurian zone mentioned above show a facies-boundary lasting from Triassic until Cretaceous times within the Sestri-Voltaggio-zone. This boundary seems to be underlined by the Voltri-peridotite-intrusive-border and by the situation of the border-fault of Sestri-Voltaggio. The boundary between the Alps and Apennines coincides with the Sestri-Voltaggio-zone.

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Résumé Les roches de la zone Sestri-Voltaggio dans l'arrière-pays de Gênes représentent la base du Ligurikum. Cette base (Permien jusqu'au Jurassique supérieur) n'affleure pas normalement dans l'Apennin septentrional. C'est seulement dans la zone Sestri-Voltaggio qu'elle a été entraînée par le massif de Serpentine du groupe de Voltri. On peut ainsi faire des comparaisons entre la série mésozoïque du groupe alpine de Voltri et celle de la zone ligurique de Sestri-Voltaggio. Ces comparaisons montrent que dans le domain de la zone de Sestri-Voltaggio, il existe depuis le Triasique jusqu'au Crétacique une limitation du faciès, dont la signification est encore accentuée par la bordure intrusive de la péridotite du groupe de Voltri et la position de la grande dislocation de bordure de la ligne Sestri-Voltaggio. La limite Alpes-Apennin doit donc d'après cela, avec raison, se situer dans la zone Sestri-Voltaggio.

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Aluminium species distribution during mixing of acid coal and slate mine drainage with neutral stream waters

We measured the spatial variation of aluminium concentrations and computed its species distribution before and during mixing of acid mine drainage containing waters with near neutral receiving waters. Acid mine drainage was collected from the Loquitz Creek, Thuringia, Germany, and Garvey Creek, Westland, New Zealand, which drain slate mine workings and coal mine workings, resp. The acidneutralizing capacity (ANC) of the receiving streams and the mixing with waters having low Al-concentrations cause a decrease of aluminium concentrations below the confluence. Depending on volumes and ANCs involved, the content of free Al and sulphate bound Al decreases after mixing in favour of organic and hydroxide bound Al. In addition, below the junction of the Loquitz Creek and the Aue Creek with its high ANC, we observe the precipitation of aluminium hydroxides and Al hydroxysulphates.

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Zusammenfassung Wir haben die räumliche Änderung der Aluminiumkonzentrationen vor und nach der Mischung von Flußwasser, versauert durch Bergwerksabwässer, mit nahezu neutralem Wasser der Vorfluter gemessen und haben dazu die Speziesverteilung berechnet. Saure Bergwerksabwässer sickern aus Halden eines Schiefertagebaus in Thüringen in die Loquitz ebenso wie aus Halden eines Kohletagebaus in den Garvey Creek, Westland, Neuseeland. Die Säuren-Neutralisierungskapazität der Vorfluter und die Mischung mit Al-armem Wasser bewirken eine Abnahme der Aluminiumkonzentrationen nach dem Zusammenfluß. In Abhängigkeit von beteiligten Abflüssen und Säuren-Neutralisierungskapazitäten nimmt der Gehalt an freiem Aluminium und sulfatgebundenem Aluminium nach der Mischung zugunsten von organisch- und hydroxy-gebundenem Aluminium ab. Ferner beobachten wir unterhalb des Zusammenflusses von Loquitz und Aue, der eine hohe Säuren-Neutralisierungskapazität eigen ist, eine Ausfällung von Aluminiumhydroxyden und Aluminiumhydroxysulfaten.

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Résumé Nous avons mesuré la variation spatiale de la teneur en Al et calculé la distribution de ses différentes formes dans deux cours d'eau différents, qui reçoivent des eaux acides venant de mines situées sur leur cours. Ces mesures ont été faites d'une part sur le cours du Loquitz (Thuringe-Allemagne) qui reçoit des aux acides venant d'une mine d'ardoise et d'autre part sur le cours du Garvey (Westland - Nouvelle Zélande) qui reçoit les eaux d'une mine de charbon. Pour chaque cours d'eau, les mesures ont été faites en amont de la source d'apport, puis en aval, c'est-à-dire après le mélange avec les eaux acides. La capacité de neutralisation des acides (ANC) des eaux des cours d'eau récepteurs et la basse teneur en Al des eaux d'apport provoquent une diminution de la teneur en Al après le mélange. Dans une mesure liée aux volumes en jeu et à l'ANC, la teneur en Al libre et en Al lié au sulfate diminue près le mélange au profit de l'Al lié soit à des substances organiques, soit à des hydroxydes. De plus, en aval du confluent du Loquitz et de l'Aue, rivière à ANC élevé, nous observons la précipitation d'hydroxydes d'Al et d'hydroxisulfates d'Al.

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, , - , . , , Garvey Creek, Westland, . , , , , , , , , , . , , , .