Primary ‘cut-and-fill’ channels and gravitational diagenetic features

Ore beds with fluorite and sphalerite occur in the Cave-In-Rock fluorite district, Illinois in the upper part of the Mississippian System; in the upper parts of the Fredonia and Joppa Members of the Ste. Genevieve Formation and in the upper part of the Downeys Bluff Formation. Sedimentary structures within the upper two horizons are described and discussed. Primary cut-and-fill channels usually contain broken pieces of dolomite, limestone, shale, sandstone, fluorite and sphalerite. Some of the channels show geopetal features. Horizontal stylolitic seams bend downward and their thicknesses increase while their amplitudes decrease near and along the channel slopes. Another geopetal feature consists of clastic shale fragments which have mechanically filled from above into an open crack formed in the hydroplastic carbonate mud below. A number of features known as collapsed structures prove to be cut-and-fill structures of primary origin. During the compaction, carbonate beds were reduced in thickness by at least 37% through styloitization. The relationships between primary sedimentary channels and fluorite-sphalerite ore rocks suggest that the latter may have been deposited during or after the formation of such sedimentary structures, i. e., during various stages of diagenesis.

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Zusammenfassung Die Fluorit-Zinkblende-Vorkommen des Cave-In-Rock Distrikts von Illinois treten stratigraphisch in den oberen Partien des Mississippian System, speziell in der Fredonia und Joppa Serie der Ste. Genevieve Formation und in der Downeys Bluff Formation auf. Einige sedimentäre Strukturen in diesen beiden oberen Horizonten werden beschrieben und diskutiert. Primäre cut-and-fill channels enthalten im allgemeinen Bruchstücke von Dolomit, Kalk- und Sandstein, Schieferton, Fluorit und Zinkblende. Einige channels zeigen geopetale Gefüge, d. h. horizontale stylolithische Lagen sind mit zunehmender Mächtigkeit und abnehmender Amplitude der Fältelung in der Nähe oder entlang der Flanken der channel Strukturen nach unten durchgebogen. Ein weiteres geopetales Gefüge besteht aus Schieferton-Fragmenten, die mechanisch in eine offene Spalte des darunterliegenden hydroplastischen Karbonatschlammes eingesunken sind. Eine Anzahl von Gefügen, bekannt als collapsed structures scheinen cut-and-fill und slump Strukturen von primär subaquatischer Herkunft zu sein. Während der Diagenese wurden Karbonatbänke durch Stylolithbildung um mindestens 37% der ursprünglichen Mächtigkeit reduziert. Die Beziehungen zwischen den primären sedimentären channels und dem Fluorit-Zinkblende-Erz deuten darauf hin, daß das letztere während oder nach der Bildung der sedimentären Strukturen abgelagert wurde, d. h., während verschiedener Perioden der Diagenese.

     

Der Tektonische Stil der Rocky Mountains in Alberta,Canada

Zusammenfassung Die Canadian Rockies bestehen aus westfallenden, relativ über das Prärie-Becken nach E transportierten Abscher-Decken, deren Gefüge an 3 Beispielen aus Süd-Alberta beschrieben wird. In der Tiefe herrscht Transport, Plättung und a-Längung, nahe der ursprünglichen Oberfläche Einengung und b-Längung. Da das transportierte Material die Grenze zwischen beiden Gefüge-Typen überschreitet, entsteht in der oberen Zone ein Überlagerungs-Gefüge, dessen Erklärung als zweiphasige Verformung bestritten und das als ortskonstanter stoffvariabler Formungsraum (Sander) bezeichnet wird.     

Crystal-chemistry of clinopyroxene from Sunda volcanic arc

Summary The crystal-chemistry of clinopyroxene from a suite of Sunda arc volcanic rocks was investigated by X-ray structure refinement and microprobe analysis. Relationships with clinopyroxene from volcanic rocks of the intraplate environment were highlighted.Sunda clinopyroxenes were distinguished into two groups. The first consists of clinopyroxene from SiO₂-saturated rock types and crystal rim from SiO₂-undersaturated rock types, the second of crystal core from SiO₂-undersaturated rock types. The crystal chemical behaviour of the two groups differs significantly, mainly in the geometrical relationships between M2 and T sites. While in the first group M2-O3 and T-O3 bond lengths shorten and lengthen respectively due to Ca and Al^IV increase, in the second group in which M2 site is almost fully coordinated by Ca, -O3 bond lengths are forced to lengthen in spite of low Al^IV content, in order to mantain the local charge balance around the O3 oxygens.It is noteworthy that Sunda clinopyroxene shows strong analogies with that from basaltic rocks from the Ethiopian plateau and K-rich lavas from the Roman Province respectively, reflecting similarities between the composition and mineralogical assemblages of the host rocks, although they all came from different tectonic environments. A relationship between intracrystalline Mg-Fe 2+ disorder and the explosive character of the volcanism is demonstrated.

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Kristallchemie von Klinopyroxenen aus Gesteinen des Vulkanbogens der Sunda-Inseln

Zusammenfassung Die Kristallchemie von Klinopyroxenen aus einer Serie von vulkanischen Gesteinen des Sunda-Bogens wurde mit Röntgen-Strukturverfeinerungen und Mikrosonden-analysen untersucht. Beziehungen zu Klinopyroxenen vulkanischer Gesteine aus intra-Plattenpositionen werden beleuchtet. Die Sunda-Klinopyroxene wurden in zwei Gruppen eingeteilt. Die erste umfaßt Klinopyroxene SiO₂-gesättigter Gesteinstypen und Kristallsäume SiO₂-untersättigter Gesteinstypen, die zweite Kristallkerne SiO₂-untersättigter Gesteinstypen. Das kristallchemische Verhalten der beiden Gruppen unterscheidet sich beträchtlich, hauptsächlich in den geometrischen Beziehungen zwischen den M2 und T Positionen. Während in der ersten Gruppe die M2-O3 und T-O3 Bindungsldngen durch Zunahme von Ca und Al^IV kleiner bzw. größer werden, sind in der zweiten Gruppe die T-O3 Bindungslängen trotz niedrigen Al^IV Gehaltes zu einer Vergrößerung gezwungen, damit um die O3 Atome der lokale Ladungsausgleich erhalten bleibt.Es ist bemerkenswert, daß die Sunda-Klinopyroxene große Analogien zu denen aus basaltischen Gesteinen des Abessinischen Plateaus und aus K-reichen Laven sowohl der Römischen Provinz als auch des Westafrikanischen Grabens zeigen. Dies spiegelt Ähnlichkeiten zwischen Zusammensetzung und Mineralbestand der Muttergesteine wider, obwohl sie all aus tektonisch unterschiedlichen Positionen kommen.Eine Beziehung zwischen intrakristalliner Mg-Fe²⁺ Unordnung und dem explosiven Charakter des Vulkanismus wird aufgezeigt.

     

Bemerkung zu dem „Serpentintalk” aus dem Zechsteinanhydritprofil der Erdgasbohrung Frenswegen 3 im Emsland

Zusammenfassung Im folgenden werden die Röntgendaten — mit Einschränkung auch die Brechungsindizes — des von H.Füchtbauer und H.Goldschmidt untersuchten Serpentintalks den Untersuchungsergebnissen eigener Talksyntheseprodukte gegenübergestellt. Es zeigt sich eine sehr gute Übereinstimmung. Die Talksynthesen wurden im Hinblick auf semisalinare Mineralbildungen in Salzlagerstätten bei milden Metamorphosebedingungen durchgeführt. Ein Vergleich mit den Untersuchungsergebnissen der thermischen Zersetzung und der Differentialthermoanalyse, wie sie von H.Füchtbauer und H.Goldschmidt durchgeführt wurden, war nicht möglich, da die Reaktionsprodukte nicht nach diesen Methoden untersucht werden konnten. Für eine nähere Bestimmung des Serpentintalks wäre eine Gegenüberstellung weiterer Untersuchungsergebnisse sehr wichtig.     

Altersbeziehungen zwischen den Metamorphosezyklen und den orogenen Bewegungen im östlichen Teil des nordrhodesischen Grundgebirges

Zusammenfassung Im Irumiden-Gebirge (E.Ackermann 1950) Nordrhodesiens konnten mit Hilfe von Gefüge-Auswertungen zwei altersverschiedene tektonische Verformungspläne mit jeweils voneinander abweichenden Richtungen herausgestellt werden.Jedem der orogenetischen Abläufe kann ein spezifischer Metamorphose-Zyklus zugeordnet werden.Für die erste Metamorphose ist eine Plagioklas-Blastese mit vermutlicher Natrium- und eventuell auch Kalziumzufuhr, für die letzte eine sehr kräftige Kalizufuhr von größter Bedeutung. Die Plagioklas-reichen Gneise, die Endprodukte der ersten Metamorphose, sind in kleineren reliktischen Komplexen über das gesamte Gebiet verbreitet, während sich die Kalifeldspat-Porphyroblasten-Gneise und Gneis-Granite auf ENE und NE gerichtete und in dieser Richtung vielfach gelängte und durchbewegte Züge verteilen. Zur Sprossung von sehr großen idiomorphen Mikroklinen und zu großen KF-Anreicherungen kommt es zu beiden Seiten der irumidisch-ENE-gerichteten Scheitelzonen (siehe E.Ackermann und A.Forster 1960). Innerhalb dieser hochmetamorphen Gneise und Gneisgranite treten die erstgenannten Plagioklas-betonten Gneise als reliktische, unverdaute Schollen auf. Die Plagioklase und wenigen Kalifeldspäte der älteren Feldspatgeneration werden zusammen mit ihren Biotitsäumen in den bis zu Kinderkopf-großen jüngeren Mikroklinporphyroblasten der sogenannten Mkushi-Gneise eingeschlossen.

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In the Irumide-Mountains of Northern Rhodesia, petrofabric analysis shows two intersecting systems of deformations being of different age. Each orogeny can be traced to a specific cycle of metamorphism. The earlier metamorphism was connected with a blastesis of plagioclase and with probable influx of sodium and calcium, the later-one with a strong addition of potassium. Final products of the first cycle occur (as small relict complexes of plagioclase-gneisses) within the whole area of highly metamorphous gneisses of the second phase. Gneisses containing porphyroblasts of potassium feldspars and granitic gneisses strike ENE and NE. At both flanks of the ENE-striking anticlinoria, blastesis of large euhedral microcline crystals and enrichment of potassium feldspars occur. Plagioclases and potassium feldspars of the older generations are found (as big inclusions) within the porphyroblasts of microcline belonging to the younger generation.

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Résumé Dans le massif des Irumides (E.Ackermann 1950) en Rhodésie du Nord on trouve deux systèmes de déformation d'âge différent avec des directions distinctes et un cycle spécifique de métamorphoses. Pour la première métamorphose on constate une blastèse à plagioclase avec probablement un apport de Na et éventuellement de Ca—pour la dernière un fort apport de K. Les produits finaux du premier cycle, sous la forme de complexes résiduels à base de gneiss plagioclasiques, se rencontrent dans toute le région des gneiss fortement métamorphiques de la seconde phase. Des gneiss à porphyroblastes de feldspath de potasse et des granites gneissiques ont une direction ENE et NE. Une blastèse de grands microclines idiomorphes et de grands enrichissements en feldspath de potasse se sont effectués sur les flancs des zones de crête irumidiques de direction ENE. Les plagioclases avec leurs bordures à biotite de la génération plus ancienne sont entourés par des porphyroblastes à microcline dans les gneiss de Mkushi.

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Beziehungen zwischen Struktur und Bewegung des Untergrundes und der Tektonik des Deckgebirges im Gebiet der Eifel und der Moselmulde (Rheinisches Schiefergebirge)

Zusammenfassung Aus dem Gefüge des Deckgebirges lassen sich Schlüsse auf die Struktur und Verformung des Untergrundes ziehen, vorausgesetzt, da\ sich zwischen Untergrund und Deckgebirge während der Orogenese keine grö\eren Verschiebungen abgespielt haben. Für den bearbeiteten Raum ergibt sich eine Schollenzerlegung des Untergrundes durch etwa 20 streichende Schwächezonen. An diesen Schwächezonen fanden sowohl Horizontal-als auch Vertikalbewegungen statt. Weiterhin zeichnen sich etwa 60 streichende Streifen ab, die durch längere Zeit hindurch eine einseitig gerichtete, vertikale Bewegungstendenz aufwiesen. Die Entstehung der Vergenz wird auf das Wandern der Faltung während der Orogenese zurückgeführt.     

Numerical analyses of deformability tests in jointed rock — “Joint Perturbation” and “No Tension” Finite Element solutions

SummaryNumerical Analyses of Deformability Tests in Jointed Rock — Joint Perturbation and No Tension Finite Element Solutions Sound design of structures in or upon rock requires a thorough knowledge of the rock mass deformability. Field test data interpretation has generally relied upon analytical or Finite Element linear elastic solutions. However, when testing in jointed rock, these can no longer be readily used since the medium cannot resist the tension induced upon loading. Accordingly, other solutions are required. If the discontinuities of the rock mass can all be mapped and their surface properties determined, the Finite Element model will use a Joint Perturbation solution where the joint elements have variable stiffnesses to account for movements along the fractures. If the discontinuities cannot be satisfactorily mapped, a global approach is provided by a No Tension analysis of the stress transfer type. The two techniques are compared in the case of bore hole jack deformability tests and found to agree remarkably well, indicating an appreciable difference from results of linear elasticity.

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ZusammenfassungNumerische Analyse von Verformungsversuchen in geklüfteten Fels — Lösungen mittels Kluft-Perturbation und No Tension Analysis auf Grund der Methode der Finiten Elemente Der Entwurf von Bauwerken in oder auf Fels erfordert eine genaue Kenntnis des Formänderungsverhaltens der Felsmasse. Im allgemeinen basiert die Interpretation der Ergebnisse von Feldversuchen auf den Lösungen des zugehörigen Randwertproblems der linearen Elastostatik mittels klassischer analytischer Methoden oder der Methode der Finiten Elemente. Wenn die Versuche aber in geklüftetem Fels durchgeführt werden, müssen die theoretischen Methoden modifiziert werden, da das Medium keine Zugspannungen aufnehmen kann. Zwei Fälle können unterschieden werden. Erstens: die Kluftflächen der Felsmasse können geometrisch erfaßt und ihre Oberflächeneigenschaften können bestimmt werden; in diesem Falle kann die Finite-Elemente-Lösung eine Kluft-Perturbations-Methode verwenden, in welcher spezielle Kluft-Elemente verschiedener Steifigkeiten normal und tangential zu den Kluftflächen die Bewegungen entlang derselben bestimmen. Zweitens: die Diskontinuitäten der Felsmasse können nicht hinreichend beschrieben werden; für diesen Fall ist vorgekehrt durch die Finite-Element-Analyse vom Typ der Spannungsumlagerung unter Ausschaltung der Zugspannungen (No Tension Analysis), um das globale Verhalten der geklüfteten Felsmasse zu erfassen. Die Lösungen dieser beiden Methoden wurden für den Fall der Bohrloch-Verformungs-Tests verglichen; der Vergleich zeigt ausgezeichnete Übereinstimmung, im Gegensatz zu den Lösungen als lineares Elastizitätsproblem.

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RésuméLa méthode des Eléments Finis appliquée aux résultats d'essais de vérins cylindriques dans les roches fissurées — solutions dites Joint Pertubé et Sans Traction La construction de structures sur ou dans des roches nécessite une connaissance approfendie de la déformabilité du massif rocheux. L'analyse des résultats d'essais en place se fait généralement à l'aide de solutions analytiques ou par Eléments Finis, qui supposent une élasticité linéaire du milieu. De fait, dans les roches fissurées, ces solutions sont inadéquates puisque le milieu ne peut résister aux sollicitations de traction. Il s'agit donc d'utiliser d'autres méthodes d'analyse. Lors qu'il est possible de déterminer la géométrie et les propriétés de toutes les discontinuités, l'on pourra utiliser une solution par Eléments Finis, dite Joint Perturbé dans laquelle la rigidité de surface du joint (ou fissure) peut varier lorsque des movements prennent place au niveau du joint. Si cela est impossible, il faudra utiliser une approche globale dite Sans Traction qui redistribue les contraintes de traction et les dissipe. On compare ces deux types de solutions dans le cas des essais de vérins cylindriques unidirectionnels. Leurs résultats sont identiques et ont nettement différents de ceux obtenus avec une solution élastique linéaire.

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Research supported by the National Aeronautics and Space Administration — Contract NAS 8-21432.

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With 8 Figures     

Zur Darstellung des Regelungsgrades eines Gefüges

Zusammenfassung Es wird eine Methode zur vergleichenden Darstellung des Regelungsgrades eines Gefüges—bzw. einer Kornart—entwickelt. Der Regelungsgrad wird definiert als das Verhältnis der Größe der Flächen gleicher Besetzungsdichte (Flächenklassen) eines Diagramms zur Größe seiner Projektionsfläche, wie es aus jedem Dichteplan einer Kornart entnommen werden kann.Hiezu werden die Flächen gleicher Besetzungsdichte eines Diagramms ausplanimetriert. Zur vergleichsweisen Darstellung werden sie wiederum auf einer flächentreuen azimutalen Projektion eingetragen, bei der die Inhalte der Kleinkreise als Funktion des Winkelabstandes vom Projektionszentrum erscheinen (Abb. 1).Ein derartiger Flächenplan erlaubt bereits eine übersichtliche Vergleichung der Flächengrößen. Da jedoch geringe Unterschiede in den Flächengrö\en nicht sogleich in Erscheinung treten, wird außerdem eine kurvenmäßige Darstellung verwendet, bei welcher die in Prozenten ausgedrückten Flächengrößen auf dem N–S-Durchmesser der Projektion als Lote in dem die Flächenklasse repräsentierenden Winkelabstand vom Projektionszentrum aufgetragen sind (Abb. 5). Ein die Lote verbindender Polygonzug erlaubt nunmehr eine schnelle Orientierung über die Größe der Flächen in den einzelnen Flächenklassen. Auftretende Rückschläge im Kurvenzug erwiesen sich in allen bisher untersuchten Fällen alspersistente Gefügeeigenschaften. Einige Deutungsmöglichkeiten dieser Rückschläge werden erörtert.Mit 14 Textabbildungen.     

Upright folding of varying intensity on isoclinal folds of diverse orientation: A study from the early Precambrians of Western India

In the Early Precambrian Banded Gneissic Complex between Amet and Lawa Sardargarh in central Rajasthan, India, open to isoclinal upright folds with NNE-striking axial planes have affected westerly plunging isoclinal folds of reclined, inclined and rare upright attitudes. Interference patterns of diverse shapes ranging in scale from inches to miles have been caused by variable angle between the axes and axial planes of the early folds, angular variation in the attitudes of the two fold systems, and spatial variation in the tightness of the later folding.

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Zusammenfassung In dem früh-präkambrischen gebänderten Gneißkomplex zwischen Amet und Lawa Sardargarh in Mittel-Rajasthan, Indien, haben offene bis isoklinale, senkrechte Falten mit NNE-streichenden Axialflächen nach Westen abtauchende isoklinale Falten überprägt, die selbst eine geneigte, überkippte oder seltener senkrechte Lage aufweisen. Überlagerungsmuster von unterschiedlicher Form und Größe (von Zoll bis zu Meilen) wurden verursacht durch 1. verschiedene Winkel zwischen den Achsen und den Axialflächen früherer Falten, 2. Winkelveränderungen in der Anordnung der zwei Faltensysteme und 3. räumliche Veränderungen in der Dichte der späteren Faltung.

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Résumé Dans l'ensemble de gneiss zoné du Précambrien inférieur entre Amet et Lawa Sardargarh, à Rajasthan central aux Indes, des plissements ouverts à isoclinaux, de direction NNE, ont affecté des plissements isoclinaux reclinés, inclinés ou rarement verticaux, plongeant vers l'ouest. Des patrons d'interférence de formes diverses, à l'extension d'un centimètre au kilomètre, ont été causés par des angles variables entre les axes et les surfaces axiales des premiers plissements, des variations angulaires dans la disposition des deux systèmes de plissement, et des variations d'espace des plissements postérieurs.

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Rare earth element fractionation in metamorphogenic hydrothermal calcite,magnesite and siderite

Summary Normalized REE patterns of aqueous solutions and their precipitates bear information on the physico-chemical environments a fluid experienced during REE mobilization, fluid migration and minerogenesis. Positive Eu and Yb anomalies indicate REE mobilization by a F^–-, OH^–- and CO₃ ^2–-poor fluid in a high-temperature regime, but are only retained by a precipitating mineral if precipitation occurs in a low-temperature environment. Negative Ce anomalies are typical of oxidizing conditions and are unlikely to develop during siderite precipitation. LREE/HREE fractionation is controlled by fluid composition and mineralogical control. REE patterns of Ca minerals allow to class the reacting fluids in normal (Ca/ligand 1) and ligand-enriched (Ca/ligand 1), the latter being characteristic for remobilization processes.The Radenthein magnesite and Hüttenberg siderite deposits, both Carinthia, Austria, are discussed and shown to be of non-sedimentary, non-metamorphic, but metamorphogenic metasomatic origin.

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Fraktionierung der seltenen Erd-Elemente in metamorphogenen hydrothermoclen Calciten, Magnesiten und Sideriten

Zusammenfassung Normierte Lanthaniden-Verteilungsmuster wässeriger Lösungen und deren Präzipitate enthalten Informationen über die verschiedenen physiko-chemischen Bedingungen, denen die Fluidphase während der Mobilisierung der Lanthaniden, der Migration und der Minerogenese ausgesetzt war. Positive Eu- und Yb-Anomalien weisen auf eine Mobilisierung der Lanthaniden bei erhöhten Temperaturen durch eine F^–-, OH^–-und CO₃ ^2–-arme Lösung. Die positiven Anomalien der Lösung werden jedoch nur dann auf ein Mineral übertragen, wenn dessen Präzipitation in einem niedrigen Temperaturbereich erfolgt. Negative Ce-Anomalien sind Indikatoren oxischer Bedingungen, weshalb ihre Entwicklung im Verlauf einer Siderit-Präzipitation weitgehend ausgeschlossen werden kann. Die Fraktionierung von leichten und schweren Lanthaniden wird von der chemischen Zusammensetzung der Fluidphase und der mineralogischen Kontrolle bestimmt. Die Lanthaniden-Verteilungsmuster von Ca-Mineralen erlauben es, deren Mutter-Lösungen in normal (Ca/Liganil 1) und Liganden-reich (Ca/Liganil 1) zu untergliedern, wobei letztere für Remobilisierungsprozesse typisch sind.Verschiedene minerogenetische Modelle für Spatmagnesite aus der Lagerstätte Radenthein und Siderite aus der Lagerstätte Hüttenberg, beide Kärnten, Österreich, werden vor dem Hintergrund deren Lanthaniden-Verteilung diskutiert. Es wird gezeigt, daß sowohl für die Radenthein-Magnesite als auch für die Hüttenberg-Siderite nur ein nicht-sedimentäres, nicht-metamorphes, wohl aber metamorphogen-metasomatisches minerogenetisches Modell mit der Lanthaniden-Verteilung kompatibel ist.

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This paper was presented at the IGCP 291 Project Symposium Metamorphic Fluids and Mineral Deposits, ETH Zürich, March 2I–23,1991.     

Über Neue Ergebnisse Kleintektonischer Untersuchungen im Rheinischen Schiefergebirge

Zusammenfassung Zunächst wird die offenbar überragende Bedeutung der Diagonal-Störungen in den untersuchten Dachschiefer-Gruben dargelegt. Es ergeben sich ferner sehr spitzwinklig zum tektonischen Streichen verlaufende Drehverschiebungen, die zur gleichartigen Verformung führen, wie auch die örtlich festgestellten Auf- und Überschiebungen sowie Schieferung und Faltung (gleiche Deformationsellipse). — Die Schieferung führt in extremen Fällen zu einer fast völligen Umschichtung (tektonische Mischung).In einem Querprofil des Faltenspiegels zwischen Hunsrück und SE-Eifel kommt besonders die Moselmulde (Form und Schichtmächtigkeiten) zur Darstellung.     

Stellung des Experimentes im Rahmen tektonischer Forschung

Zusammenfassung Die Genese tektonischer Strukturen ist nicht direkt beobachtbar. Unsere einzige Arbeitsgrundlage sind die Spuren der Deformation im Fels, also das tektonische Gefüge. Im Gegensatz zu den meisten anderen naturwissenschaftlichen und technischen Fächern ist in der Tektonik ein Vergleich der Vorgänge im Experiment mit denen im Objekt im allgemeinen nicht möglich. Hieraus erklärt sich, daß das Experiment in der Tektonik bisher nur eine geringe Bedeutung erlangt hat. Jede tektonische Deutung ist aber ein Analogieschluß, bei dem Erfahrungen aus dem täglichen Leben oder die anderer Naturwissenschaften eingesetzt werden. Dieses Vorgehen muß durch ein exakteres, nämlich durch den Einsatz gezielter Experimente, abgelöst werden.Da aus dem obengenannten Grunde die Rückkopplung zwischen Experiment und Natur nur unvollkommen durchzuführen ist, besteht der Sinn tektonischer Experimente nicht darin, eine bestimmte natürliche Struktur nachzubilden, sondern darin, die Reaktionsmöglichkeiten von Festkörpern bei Deformation kennenzulernen. Experimente und Naturbeobachtung zeigen, daß es nur eine begrenzte Zahl von Reaktionsarten festen Materials bei Deformationen gibt. Diese Reaktionsarten unterscheiden sich nach der Art der Gefügeelemente, die bei der Deformation ausgebildet werden (Abb. 1). Bei den hier besprochenen Gefügeelementen handelt es sich um Trennbrüche (Spalten), Verschiebungsbrüche, Knickzonen und Normalfalten. Die Faltenachsenfläche der Knickzonen liegt einer Ebene größter Scherung etwa parallel, die der Normalfalten senkrecht zur Richtung größter Einengung.Die einzelnen Gefügeelemente treten in verschiedenen räumlichen Anordnungen auf, die als Gefügetypen bezeichnet werden. Die folgenden Ausführungen beschränken sich auf Gefügetypen mit rhombischer und monokliner Symmetrie.Die Abb. 1 stellt einen Ausschnitt aus einem System der Gefügetypen dar, in dem die einzelnen Gefügetypen entsprechend ihrer gegenseitigen Verwandtschaft angeordnet sind. Dieses System erlaubt es uns, die bisherigen tektonischen Experimente zu ordnen und auf Lücken unserer experimentellen Erfahrung hinzuweisen.

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Because the formation of tectonic structures cannot be observed directly, the study of such structures is restricted to an investigation of the traces of deformation within the rock itself, i.e. the tectonic fabric. In contrast to most other fields of research in science and technology the study of tectonics does not allow a direct comparison between experimental and natural processes, and for this reason, experimentation has until now played only a minor role in tectonic research. All tectonic interpretations, however, are based on analogies with observations made in everyday life or phenomena in related scientific fields. Clearly this procedure should be replaced by more accurate methods, which include objective experiments.Since the link between experiment and nature is at best incomplete, the goal of tectonic experimentation is not to simulate specific natural structures, but to investigate the different ways by which solids may react to deformations. Experiments and observations show that solid material may undergo only a limited number of such reactions. These reactions differ due to the form of fabric elements formed during deformation (Fig. 1).The discussion below is restricted to the following fabric elements: tension fissures, faults, kink-bands, and normal folds. The axial plane of kink-bands nearly parallels the plane of maximum shearing strain. The axial plane of normal folds is normal to the direction of maximum shortening.The various fabric elements are found in different spatial arrangements called fabric types. The discussion below is restricted to fabric types with orthorhombic and monoclinic symmetry.Fig. 1 illustrates part of a fabric type system in which the different fabric types are arranged according to their reciprocal relationship. This system allows the ordering of previous tectonic experiments and indicates the gaps in our experimental knowledge.

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Résumé La genèse des structures tectoniques n'est pas directement observable. Nos seules bases de travail sont les traces de la déformation dans les roches, autrement dit la texture tectonique. A l'opposé de la plupart des autres branches des sciences naturelles et des branches techniques, on ne peut généralement pas comparer, en tectonique, les processus fournis par l'expérimentation avec ceux qui en font l'objet. Ce qui explique que jusqu'à présent, l'expérimentation en tectonique n'a eu qu'une portée médiocre. Chaque interprétation tectonique est en fait liée à une finalité analogique tirée de comportements dans la vie quotidienne ou dans d'autres sciences naturelles. Ce procédé doit faire place à un autre, plus exact, principalement par la mise en oeuvre d'expériences bien orientées.Comme, pour les raisons citées plus haut, le couplage entre l'expérimentation et la nature ne peut être réalisé que de façon imparfaite, il faut que le sens de l'expérimentation tectonique consiste, non pas à reproduire une structure naturelle donnée, mais à reconnaître quelles sont les possibilités de réaction des corps solides à la déformation. L'expérimentation et l'observation de la nature montrent que les modalités réactionelles des matériaux solides vis-à-vis de la déformation existent seulement en nombre limité. Ces modalités différent selon les éléments structuraux impliqués dans la déformation. Les éléments texturaux discutés ici sont les fissures, les plans de glissement, les zones en chevron et les plis normaux. Le plan axial des zones en chevrons es parallèle à un plan de fort cisaillement; celui des plis normaux est perpendiculaire à la direction de plus grand resserrement.Chacun des éléments texturaux répond à différentes dispositions spatiales dont la signification est celle de types texturaux. Les déductions qui suivent se limitent à des types texturaux à symétrie rhombique et monoclinique.La fig. 1 représente une coupe dans un système de types texturaux dans lequel chacun de ceux-ci a été rangé conformément à leur parenté réciproque. Ce système nous permet de mettre de l'ordre dans les expériences tectoniques poursuivies jusqu'à ce jour, et de mettre en évidence les lacunes dans notre pratique expérimentale.

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Aus dem SFB 77 - Felsmechanik - Karlsruhe.

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Die Untersuchungen über Gefügetypen im Gelände und im Experiment wurden dankenswerterweise von der Deutschen Forschungsgemeinschaft, seit 1970 im Rahmen des Sonderforschungsbereichs Felsmechanik, unterstützt. Meinen Mitarbeitern, Herrn Dipl.-Phys. H.Mischke, Herrn Dipl.-Ing.Klaus Müller und Herrn Dr. G.Schäfer danke ich für ihre Hilfe bei der Abfassung des Manuskriptes.     

Präkambrische tillit-ähnliche Gesteine der Sowjetunion

Zusammenfassung Tillit-ähnliche präkambrische Gesteine kommen in der Sowjetunion relativ häufig vor (vgl. Abb. 1). Sie sind vom Proterozoikum aufwärts aus allen Zeitabschnitten des Präkambriums bekannt geworden und treten möglicherweise sogar noch im Kambrium auf. Am weitesten verbreitet sind sie im obersten Teil des Präkambriums, im Vend (Sokolow, B. S.,Keller, B. M.) bzw. im Eokambrium s. str. (Holtedahl, O. u. a.). In den übrigen Zeitabschnitten des Präkambriums tauchen sie nur sporadisch auf und haben keine gro\e flächenhafte Verbreitung.Aus dem Studium einiger Merkmale (paläogeographische und paläostrukturelle Lage, Paragenese und Gesteinstextur, Form, Zusammensetzung des Gesteinsmaterials und Beschaffenheit des Untergrundes) lä\t sich die Schlu\folgerung ziehen, da\ viele tillit-ähnliche Gesteine in der Sowjetunion durch Rutschungen entstanden sind und deshalb als Pseudotillite aufgefa\t werden müssen. Die Genese der übrigen tillit-ähnlichen Gesteine lä\t sich zur Zeit wegen mangelhafter Aufschlu\verhältnisse, schlechter Erhaltung und noch ungenügender Bearbeitung nur schwierig beurteilen.

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Summary Precambrian rocks of till-like appearance are relatively abundant in Soviet Russia (compare Fig. 1). Such sediments have been recorded from all Precambrian periods and may even occur in Cambrian time. These rocks do find their maximum distribution in the uppermost part of the Precambrian sequence, which is the Vendian (Sokolow, B. S.,Keller, B. M.) the Eocambrian s. s. (Holtedahl, O. a. o.) or respectively. During the rest of Precambrian time till-like rocks appear only just occassionally and their regional distribution is restricted.Some of the connected features (such as paleogeographical and paleostructural position; paragenesis and rock textures, shape of the boulders composition of rock assemblages and substratal characters) lead to the conclusíon, that a great deal of these Russian rocks of till-like appearance have been formed by slumping. They should be understood as pseudotillites. The remaining till-like rocks are not easily discussed when regarding their formation. This is due to unsatisfying outcrops, bad preservation or poor study.

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Die übersetzung des russischen Manuskripts und die Umzeichnungen der Abbildungen 2–6 besorgte dankenswerterweise Dr. G.Schultz (Köln).     

Diastrophisme et sédimentation dans le Bassin de PetroŞeni (Roumanie)

Résumé Les faunes de Mollusques découvertes pendant les dix dernières années, auxquelles s'ajoutent des arguments d'ordre paléoclimatique, tectonique et paléogéographique, prouvent que les dépÔts de ce bassin, que l'on attribuait à l'Oligocène et à tout le Miocène presque, appartiennent en réalité au Tortonien supérieur. La sédimentation a commencé pendant les derniers mouvements de la phase styrienne pour s'achever au début des mouvements de la phase moldave. à l'époque relativement calme qui sépare ces deux phases se sont formées les quelques 27 couches de charbon à épaisseurs, par endroit, remarquables.

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So far the Petroeni Basin has been investigated only on a local scale without taking into account either the numerous and important advances related to the knowledge of some large areas belonging to Carpathian regions, or the evolution of the adjacent Neogene basins. The Oligocene and Aquitanian ages were assigned to these deposits by the first geologists without sufficient consideration of the palaeontological basis. These ages have been accepted for many years. The field work of the last years yielded the discovery of a rich Tortonian fauna. Palaeontological, palaeoclimatic and tectonical data suggest, for the time being, that the entire series of sediments in the basin represents a sole stage — the Tortonian. This stage cannot be considered complete but is represented only by its upper part. The assumption that all the deposits of the basin are Tortonian in age can be supported only with difficulty, but it is the only age which accounts for all geological observations. The large thickness of the deposits is considered the result of intense subsidence, during the Upper Styrian movements of ruptural character, which led to formation of a relatively small-sized graben. The exclusive presence of the Upper Tortonian tallies with the importance of the transgression which took place at the end of the Middle Miocene over large areas of the Carpathian regions.

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Zusammenfassung Das Petroenier-Becken wurde bis heute nur in einem ganz engen Rahmen untersucht, ohne die zahlreichen und wichtigen Fortschritte über den Weidegang der Karpaten und der benachbarten neogenen Becken zu berücksichtigen. Das oligozäne und aquitanische Alter der Ablagerungen, das von den ersten Forschern postuliert wurde, ist von den meisten Geologen bis ins letzte Jahrzehnt angenommen worden. Es mangelte jedoch an einer vertieften paläontologischen Grundlage. Die reichhaltige Flora hat sich für die eindeutige Bestimmung des Alters als unzureichend erwiesen. Die fünf festgestellten lithologischen und biologischen Fazies wurden irrtümlicherweise als verschiedene Altersstufen des Oligozäns und des Miozäns betrachtet. Die Feldarbeiten im letzten Jahrzehnt haben jedoch eine reiche Molluskenfauna tortonischen Alters erbracht. Paläontologische, paläoklimatische und tektonische Ergebnisse bezeugen heute, daß die meisten Ablagerungen nur einer einzigen Stufe, nämlich dem Torton, angehören. Eine nähere Untersuchung lehrt weiter, daß auch das Torton unvollständig abgelagert wurde, da es nur durch sein letztes Drittel vertreten ist. Die letzten Ablagerungen gehören möglicherweise dem ältesten Sarmatikum an. Der Schluß über das spätmittelmiozäne Alter des ganzen Schichtkomplexes ist der einzige, welcher uns heute erlaubt, sämtliche geologischen Tatsachen zu verstehen. Die etwa 2000 m Mächtigkeit der Schichten ist die Folge einer intensiven Ablagerung in einem tiefen Einbruchsbecken während der mittelmiozänen Bewegungsphasen. Die Ablagerung der Kohlenflöze entspricht der Ruhezeit zwischen den steyerischen und den moldavischen Krustenbewegungen. Das mittelmiozäne Alter der Schichten des Beckens von Petroeni steht mit der weiten mittelmiozänen Meerestransgression in Mittelund Südosteuropa im Einklang.

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Schwefelisotope im marinen Kreislauf und das δ34 S der früheren Meere

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

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

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

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. S³⁴ , , ( 2%); 1,1%. .

     

The precambrian evolution of South America

Zusammenfassung Mit Hilfe von ca. 1500 radiometrischen Zeitmessungen wird eine Synthese der prÄkambrischen Entwicklung Südamerikas aufgestellt. In Abb. 1 wird versucht, die Lage der spÄtprÄkambrischen orogenen Gürtel sowie ihre Plattformen darzustellen.Der grö\te alte Kern des Kontinents umfa\t den Guyana-Schild, das Basement des Amazonas-Sedimentbeckens und den Guaporé-Kraton im Süden, einen Raum von ungefÄhr 4,5 Mio. qkm. Die meisten Gesteine wurden von dem transamazonischen orogenen Zyklus erfa\t, dessen radiometrisches Alter etwa 2000 M. J. betrÄgt. Der etwa gleichaltrige SÃo-Francisco-Kraton in Ostbrasilien umfa\t ungefÄhr 1 Mio. qkm. Kleinere Kerne, die ebenfalls die Ereignisse des transamazonischen Zyklus' widerspiegeln, wurden nahe der Atlantikküste, östlich der Mündung des Amazonasflusses (SÃo-Luis-Kraton-Gebiet) und in der Umgebung des La-Plata-Flusses (Rio de la Plata-Kraton-Gebiet) gefunden.Die Kratone sind getrennt durch metamorphe Gürtel, die zum brasilianischen orogenen Zyklus spÄtprÄkambrischen Alters gehören. Der Caririan-Gürtel und die Sergipe-Geosynklinale liegen in der Nordostecke von Brasilien, und der Ribeira-Gürtel erstreckt sich entlang der Atlantikküste im Süden. Zwei symmetrische geosynklinale Einheiten wurden im zentralen Teil des Kontinents erkannt: der Brasilia- und der Paraguay-Araguaia-Gürtel.In den brasilianischen orogenen Gürteln treten an vielen Stellen transamazonische oder sogar Ältere Serien auf, Anzeichen für aufgearbeitetes altes Basement. Dies scheint zu zeigen, da\ die Sialkruste des südamerikanischen Kontinents vor 2000 M. J. schon eine rÄumliche Ausdehnung von mehr als 10 Mio. qkm hatte.

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A general synthesis of the precambrian evolution of South America has been made with the aid of about 1500 radiometric age determinations. In Fig. 1, the position of the late precambrian orogenic belts, as well as their platforms, is tentatively outlined.The largest ancient core of the continent includes the Guyana Shield, the basement of the Amazon sedimentary basin, and the Guaporé craton, to the south, covering an area of about 4.5 million square kilometers. Most of the rocks were affected by the Trans-Amazonian orogenic cycle, whose radiometric ages are close to 2000 m. y. The SÃo Francisco craton of similar age outcrops over an area of about one million square kilometers, in eastern Brazil. Smaller ancient nucleii, also reflecting the events of the Tranz-Amazonian cycle, were found near the Atlantic coast, east of the mouth of the Amazon river (SÃo Luis cratonic area), and surrounding the La Plata river (Rio de la Plata cratonic area).The old cratonic areas are separated from each other by metamorphic belts which belong to the Brazilian orogenic cycle of late precambrian age. The Caririan belt, and the Sergipe geosyncline, occur at the northeastern corner of Brazil, and the Ribeira belt along the Atlantic coast, to the south. Two symmetrical geosynclinal units were recognized in the central part of the continent: the Brasilia and the Paraguay-Araguaia belts.Within the areas of the Brazilian orogenic belts, in many places Trans-Amazonian or even older ages occur, indicating remobilized ancient basement. This seems to demonstrate that the sialic crust of the South American continent, 2000 m. y. ago, already exhibited an areal extent of more than 10 million square kilometers.

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Résumé Une synthèse générale de l'évolution précambrienne de l'Amérique du Sud a été faite à l'aide de 1500 déterminations d'âge radiométrique. La fig. 1 présente un essai sur la répartition des zones orogéniques du Précambrien supérieur et de leurs platesformes.Le noyau ancien du continent, qui est le plus vaste, comprend le bouclier de la Guyane, le socle du bassin sédimentaire de l'Amazone et le Craton de Guaporé, au Sud, couvrant une aire d'environ 4,5 millions de Km². La plupart des roches ont été affectées par le cycle orogénique Trans-Amazonien dont l'âge radiométrique est d'environ 2000 millions. Le craton de SÃo Francisco d'âge semblable, affleure sur une étendue d'environ 1 million de Km², dans l'Est du Brésil. Des noyaux anciens plus petits, affectés également par le cycle Trans-Amazonien, ont été trouvés près de la cÔte Atlantique, à l'Est de l'embouchure de l'Amazone (région cratonique de SÃo Luis), et aux environs du fleuve la Plata (région cratonique du Rio de la Plata).Les régions cratoniques anciennes sont séparées les unes des autres par des zones métamorphiques appartenant au cycle orogénique brésilien, d'âge Précambrien supérieur. La zone caririenne et le géosynclinal de Sergipe affleurent dans l'extrémité NE du Brésil, et la zone de Ribeira, le long de la cÔte Atlantique au S. Deux unités géosynclinales symétriques ont été reconnues dans la partie centrale du continent: les zones de Brasilia et de Paraguay-Araguaia.Dans les régions occupées par les ceintures orogéniques Brésiliennes, il existe en beaucoup d'endroits des roches d'âge Trans-Amazonien et mÊme plus ancien, indices d'un socle ancien remobilisé. Ceci semble démontrer que la croûte sialique du continent Sud Américain montrait déjà, il y a environ 2000 millions d'années, une étendue de plus de 10 millions de Km².

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1500 . . 1 , , . , Guaporé , . . 4,5 . , 2000 . Sao Francisco 1 . . , , , ( Sao Luis) la Plata ( (Rio de la Plata). , . Caririan Sergipe , Paraiba . : Brasilia Paraguay-Araguaia. , . , , , - , 10 . 2000 .

     

Die Strukturen des „Rogenpyrits“ (Kössener Schichten,Rät) als Beitrag zum Problem der „Vererzten Bakterien“

Zusammenfassung Der Rogenpyrit ist die häufigste Form des Pyrits in den Schlämmrückständen der Kössener Mergel des alpinen Rät. Anschliffuntersuchungen ergaben Strukturen, die mit den Vererzten Bakterien eine nahe Verwandtschaft zeigen und mit einem noch höheren Wahrscheinlichkeitsgrad auf organische Abkunft schließen lassen.Der Rogenpyrit tritt in zwei Typen auf, je nach der Größe der Primärkristalle, den kleinsten Bausteinen. Er wird wie die Vererzten Bakterien als pyritisierte farblose Schwefelbakterien bzw. deren Kolonien gedeutet.Der Rogenpyrit ist ein Faziesindikator: Seine Anwesenheit zusammen mit einer benthonischen Mikrofauna in den Kössener Schichten kennzeichnet diese Mergel als Halbfaulschlamm-Fazies.     

The gold fraction of the Witwatersrand conglomerates from the Orange Free State goldfield (South Africa)

An investigation of the gold fraction of the Witwatersrand conglomerates from the Orange Free State goldfield (South Africa) has confirmed that the bulk of this metal is concentrated within the bottom parts of the reefs, mostly near the footwall contacts. This, together with other criteria, suggests that the distribution of the metal was governed by sedimentary processes. On the other hand, the shape of the gold grains, as well as the general fabric of the gold-enriched layers, often lack conspicuous sedimentary characteristics. Subsequent metamorphism has obviously produced marked structural modifications and a limited textural rearrangement of the gold and its host-rock, thus obliterating to a certain degree the primary alluvial character of the metallization. The large-scale reconstitution of the gold fraction was effected either by a mechanical reshaping of the malleable and ductile gold particles, or by an intermediate solution process followed by reprecipitation. These processes took place more or less in situ. Accordingly, the original sedimentary distribution pattern was not profoundly affected, whereas the individual allogenic gold grains were transformed into authigenic ones or sometimes even into major gold aggregates. Electron-probe microanalysis established that the gold contains on the average between 9.9 and 12.4% silver, which is also suggestive of an alluvial origin. In spite of some uncertainties arising from the camouflaging effect of pseudohydrothermal reconstitution processes and from the absence of hydraulic equilibrium between gold and several demonstrably detrital heavy minerals, an integration of all available data strongly supports a modified placer theory for the origin of the Witwatersrand gold.

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Zusammenfassung Eine Untersuchung der Goldführung von Konglomeraten des Oberen Witwatersrand-Systems (Oranje-Freistaat-Goldfeld, Südafrika) zeigt, daß die Verteilung des Metalls eindeutig durch sedimentäre Faktoren gesteuert worden ist, obwohl die Form der einzelnen Goldkörnchen sowie ihre Lagebeziehungen zueinander und zu den übrigen Mineralien nicht in jedem Falle mit gleicher Eindeutigkeit für ein sedimentäres Gefüge sprechen. Für diesen scheinbaren Widerspruch ist die Metamorphose verantwortlich, der die Lagerstätte im Laufe ihrer späteren geologischen Geschichte ausgesetzt war und bei der es zu einer teilweisen Umlagerung der Lagerstättensubstanz kam. Davon wurde auch die Goldfraktion betroffen, die dementsprechend heute kaum noch in ihrer ursprünglichen detritischen Form vorliegt, sondern meist pseudohydrothermale Aggregate bildet. Die Umkristallisation des Goldes erfolgte dabei meist in situ, so daß das ursprüngliche sedimentäre Verteilungsschema ausgezeichnet erhalten geblieben ist. — Der Silbergehalt des Goldes konnte mit 9.8–12.4% bestimmt werden, was gleichfalls für eine detritische Herkunft des Metalls spricht. Berücksichtigt man die späteren Umlagerungsvorgänge, dann bereitet der erzmikroskopische Befund einer Deutung der Konglomerate als Seifen keine Schwierigkeiten, sondern spricht mit überwältigender Wahrscheinlichkeit für eine Seifenumlagerungshypothese.

     

New results on the stratigraphy and structure of the Rhodesian Lomagundides

Results obtained during detailed geological investigations in the Silverside area of the Lomagundi District, Rhodesia, call for certain changes in the stratigraphical sequence of the late Precambrian Lomagundi System. They confirm in principle a new sequence, established by J. B. E.Jacobsen (1962). A basal tillite is followed by a series of carbonatic rocks, partly of stromatolitic nature, which is overlain by an arenaceous series of great thickness. The system rests unconformably on volcanic rocks, for which the retention of the term Deweras System is proposed in contrast to the recently established term Deweras Series as lowermost portion of the Lomagundi System. The System is covered unconformably by much younger sediments, for which the term, Hunyani System is suggested. These sediments were so far included in the Lomagundi System. A correlation between the Lomagundi System and systems of similar age in Zambia and Katanga by J. B. E.Jacobsen (1962) is quoted.Nappe structures, which were observed for the first time in the Lomagundi Folded Belt at the Alaska Mine (J. B. E.Jacobsen, 1962 and 1964), govern the structural pattern at Silverside as a consequence of intense asymmetrical folding. They are deformed by the later phases of this folding period. Subsequent cross warping in an ENE-WSW direction created shallow anti- and synformes. The thrust planes are marked by intense brecciation, silicification and invasion of hydrothermal quartz and copper mineralisation. The latter has produced sporadic, rootless, semi-allochthonous copper occurrences, which occur either as relics of mineralised thrust breccias or as steep ore bodies, formed by the descent of solutions from the breccia into fractured and loosened up structures underneath. The solutions have probably ascended along the root zones of the major thrusts to the West of the area and proceeded along the thrust planes.

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Zusammenfassung Ergebnisse geologischer Detailaufnahmen in der Umgebung der Silverside-Kupfergrube im Lomagundi-Distrikt Rhodesiens machen einige Änderungen in der stratigraphischen Abfolge der spätkambrischen rhodesischen Lomagundi-Formation erforderlich. Sie bestätigen im wesentlichen eine von J. B. E.Jacobsen (1962) aufgestellte Schichtenfolge. Ein basaler Tillit wird von einer Reihe karbonatischer Gesteine von gelegentlich stromatolitischer Natur überlagert. Dieser untere Teil der Formation wird von einem mächtigen Paket sandiger Gesteine bedeckt. Die Formation ruht diskordant auf vulkanischen Gesteinen, für welche die Beibehaltung des älteren Namens Deweras-Formation vorgeschlagen wird (im Gegensatz zum neuerdings erschaffenen Begriff Deweras-Stufe der basalen Lomagundi-Formation). Mit großer zeitlicher und räumlicher Diskordanz liegen auf der Lomagundi-Formation jüngere Sedimente, für die der Name Hunyani-Formation vorgeschlagen wird. Diese Sedimente wurden bisher der Lomagundi-Formation zugerechnet. Ein stratigrapbischer Vergleich zwischen der Lomagundi-Formation und Formationen ähnlichen Alters in Zambia, Katanga und Süd-West-Afrika durch J. B. E.Jacobsen ist wiedergegeben.Deckenüberschiebungen, die in den Lomagundiden zum ersten Male durch J. B. E.Jacobsen (1962 und 1964) von der Alaska-Grube beschrieben wurden, beherrschen das strukturelle Bild in der Silverside-Gegend. Sie haben sich als Folge intensiver, asymmetrischer Faltung in NNE-SSW entwickelt. Ausklingende Phasen der Faltung haben die Decken noch mit erfaßt. Eine viel spätere Querwellung in ENE-WSW schuf eine Verbiegung des älteren Faltensystems in flache Becken und Schwellen. Die Schubflächen der Decken sind durch intensive Brekzienbildung, Verkieselung, wie auch durch Einwanderung von hydrothermalen quarz- und kupferhaltigen Lösungen gekennzeichnet. Diese haben sporadisch wurzellose, semi-allochthone Kupfervorkommen hinterlassen, die sich entweder deszendent durch Auffüllung steiler, aufgelockerter, stark zerbrochener Sattelachsen gebildet haben oder als Reste mineralisierter Dislokationsbrekzien auftreten. Der Ursprung der mineralisierenden Lösungen ist entlang den Deckenwurzelzonen und Überschiebungsbahnen weiter im W zu vermuten.

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Résumé Dans les environs de la mine Silverside au Département Lomagundi, Rhodésie, les résultats des investigations géologiques détaillées demandent certaines modifications à l'égard de la succession stratigraphique du Système de Lomagundi du Précambrien supérieur. En essentiel, ils confirment une succession des gîtes, rangée par J. B. E.Jacobsen (1962). Sur un tillite basale il se trouve une série de roches carbonatiques qui sont parfois stromatolitiques. Cette partie d'en bas du système est couverte d'un paquet énorme de roches sablonneux. Le système pose en contact discordant sur des roches volcaniques, pour lesquelles la conservation du premier terme « Système de Deweras » est proposée (contrairement au terme récemment créé pour la partie inférieure du Système de Lomagundi: «Série de Deweras»). Par un considerable discordance temporelle et régionale il y a sur le système de Lomagundi des sédiments plus jeunes, pour lesquels le terme « Système d'Hunyani » est proposé. Jusqu'à présent ces sédiments étaient attribués au Système de Lomagundi. C'était J. B. E.Jacobsen, qui a comparé la stratigraphie du Système de Lomagundi avec des formations d'un âge analogue en Zambia, Katanga et l'Afrique Sud Ouest.Des structures des nappes tout d'abord décrites par J. B. E.Jacobsen (en 1962 et en 1964), gouvernent le dessin structurel aux environs de Silverside. Leur développement résulte d'un plissement intense et asymétrique de NNE à SSW. Les dernières phases de ce plissement ont déformé les nappes préexistantes. Une déformation ondulatoire transversale plûtard (de ENE à WSW) a produit des bassins et des rides secondaires. Les plans du transport des nappes sont marqués par une brêche tectonique énorme, par une silicification et par une invasion des solutions hydrothermales de quartz et de cuivre. Ces solutions ont effectué sporadiquement des depôts détachés et sémi-allochthones de cuivre qui sont formés par des solutions déscendantes et par un remplissage des structures anticlinales éscarpées, ou bien sont trouvés en quilté des réliques des brêches tectoniques minéralisées. L'origine des solutions minéralisantes se trouve probablement le long des zones d'origine des nappes et des plans de transport vers l'ouest de la région.

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Petrochemische und nomenklatorische Revision der Vulkanite des süd-ägäischen Raumes (Griechenland)

Zusammenfassung Alle einwandfreien Gesteinsanalysen der jungen Vulkanite des süd-ägäischen Raumes (insgesamt 181) wurden nach der von A.Rittmann neu entwickelten Berechnungsmethode (Rittmann-AMS) auf ihren quantitativen Mineralbestand berechnet und ausgewertet. Dabei zeigte sich, daß ein Großteil dieser Vulkanite falsch benannt ist. Der Anteil der Andesite ist wesentlich geringer als bisher angenommen. Ebenso sind keine Basalte vertreten. Der Schwerpunkt der Gesteine fällt in das Latitandesitfeld, wobei besonders stark quarzführende Typen dominieren. Ein Teil der alkalirhyolithischen bis latitandesitischen Vulkanite weist einen teilweise beträchtlichen AI-Überschuß auf, der sich im Auftreten von (errechnetem) Cordierit ausdrückt. Die Entstehung der Magmen des untersuchten Gebietes wird durch Anatexis von sialischem Material verschiedener Zusammensetzung erklärt. Dies wird durch AI-Überschuß, den ausgeprägt pazifischen Charakter, das Auftreten von exogenem Quarz und weitere Indizien gestützt. Die lokal vertretenen Vulkanite mit schwacher atlantischer und mediterraner Tendenz werden durch mäßige und lokale pneumatolytische Differentiation (Alkalizufuhr) der sialisch-anatektischen Magmen gedeutet.

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With a new calculation-method for volcanic rocks, recently developed by A.Rittmann (Rittmann-AMS), all available chemical analyses of the young volcanics of the south-aegean Sea (altogether 181) have been calculated. The evaluation proved a wrong denomination for the bulk of these volcanic rocks. More than 50% of the so-called andesites are latitandesites and dacites (nomenclatureStreckeisen, 1965). Likewise no basalts are existing in this area. The latitandesites are mostly quartz-bearing types (on an average between 10 and 15% of free quartz). Many of the alkalirhyolitic to dacitic rocks and some of the latitandesites show a considerable excess of A1₂O₃, which appears in the calculation as cordierite (up to7%). The acid volcanics are explained to have been originated by fusion of sialic material of granitic to granodioritic composition of the upper parts of the crust. The latitandesites and andesites are supposed to be derived by melting of degranitizised sialic material of lower parts of the crust. Characteristics for the sialic origin are: excess of A1₂O₃, the presence of exogenous quartz-relics, the strong calcalcaline serial index and others. In the south-aegean area locally appear volcanics with a weak atlantic or mediterranean serial character. This fact is interpreted by moderate pneumatolytic differentiation (gaseous transfer) of the sialic-anatectic magmas.

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Résumé Toutes les analyses chimiques des jeunes roches volcaniques dans la région de la mer Egée sud (en somme 181) ont été calculées et évaluées à l'aide de la nouvelle méthode de A.Rittmann (Rittmann-AMS). Alors on a constaté qu'un grand nombre des roches volcaniques avait été qualifié incorrectement. Plus de 50 pour cent des « andesites » sont latitandesites et dacites. Il n'y a pas de basaltes. La plupart des latitandesites contiennent du quartz. Beaucoup de roches alcalirhyolitiques à latitandesitiques montrent un excès considérable de Al, ce qui apparaît dans la calculation comme cordierite. On explique la formation des magmas par la fusion de différents matériels sialiques. Quelques indices soutiennent cette théorie: l'excès de Al, le caractère typiquement pacifique, la présence de quartz exogène. La présence de roches volcaniques à caractère faiblement atlantique et méditerranéen est expliquée par la différenciation pneumatolytique modérée des magmas sialiques anatectiques.

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Herrn Professor Dr. Dr. A.Rittmann zum 75. Geburtstag gewidmet