Metasomatic origin of augen gneisses and related mylonitic rocks in the hida metamorphic complex,central Japan

Summary The augen gneisses exposed in the Katakai area, in the north-eastern part of the Hida metamorphic complex, central Japan, are highly metasomatized sheared rocks. They contain K-feldspar megacrysts of nearly maximum ordering, and occur in a narrow zone, 2–3 km wide and 20–25 km long, along the boundary between hornblende gneiss and early Mesozoic granites. The hornblende gneiss, the protolith of augen gneisses, is mylonitized toward the granite, accompanied by significant metasomatism under greenschist facies conditions. The enrichment of SiO₂ and K₂O, and the increase of modal quartz, K-feldspar and hydrous minerals, are well described in terms of the Ml-value [Mylonitization Index: the modal fraction of fine-grained matrix (< 0.2 mm) representing the amount of grain-size reduction in thin section]. The primary plagioclase was albitized and the essential mineral assemblages were changed from oligoclase + hornblende in the protolith to actinolite + chlorite + epidote, and then, into epidote + biotite, along with the increase in MI-value. The mineralogical changes and growth of low microcline were carried out by reaction with and precipitation from fluids which flowed from the granite into the country rocks under shearing.

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Metasomatische Entstehung von Augengneisen und Myloniten im Metamorphen Komplex von Hida, Zentral-Japan

Zusammenfassung Die im Katakai-Gebiet im Nordostteil des metamorphen Komplexes von Hida, ZentralJapan, auftretenden Augengneise sind intensiv metasomatisierte, zerscherte Gesteine. Sie enthalten Megacryste von nahezu maximalem Ordnungszustand, und kommen in einer engen, 2–3 km breiten und 20–25 km langen Zone längs der Grenze zwischen Hornblendegneisen und frühmesozoischen Graniten vor. Der Homblendegneis, als Ausgangsgestein der Augengneise, ist gegen den Granit zunehmend mylonitisiert. Dies wird von signifikanter Metasomatose unter Grünschieferbedingungen begleitet. Die Anreicherng von SiO₂ und K₂O und die Zunahme von modalem Quarz, K-Feldspat und OH-führenden Mineralen sind im Rahmen des MI-Wertes (Mylonitisations-Index) beschrieben. Dieser Index gibt den modalen Anteil feinkörniger Matrix (< 0.2 mm) an und stellt den Betrag der Korngrößen-Reduktion in den Schliffen dar. Der primäre Plagioklas ist albitisiert, und die wichtigsten Mineralassoziationen wurden von Oligoklas + Hornblende im Ursprungsgestein in Aktinolit + Chlorit + Epidot, und dann in Epidot + Biotit umgewandelt; dies ging mit einer Zunahme des MI-Wertes einher. Die mineralogischen Umwandlungen, und das Wachstum von Tief-Mikroklin fanden durch Reaktion mit, und Ausfällung von Fluiden statt, die während der ScherVorgänge von Granit in die Nebengesteine migrierten.

     

The Mgeni granite: an example of the Megacrystic mantled-feldspar granite-charnockite Intrusives in southeastern Africa

Summary Megacrystic granites which form the Oribi Gorge Suite of southern Natal show many features that closely resemble the rapakivi granite—charnockite associations of the northern hemisphere. Detailed studies of the late-kinematic Mgeni batholith indicate that the granitic rocks can be divided into three major groups, characterised by distinctive mafic mineralogy, chemistry and isotopic ratios. The batholith consists of biotite ±garnet granites and of hornblende ± pyroxene granitoids. A high silica, coarse-grained leucogranite, the Nqwadolo granite, intrudes the core of the batholith. Most rocks are garnetiferous and appear to belong to the ilmenite-series of granites. The granites are classified as rapakivi-like granites.

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Der Mgeni Granit—Ein Beispiel megakrystischer feldspatummantelter Granit-Charnokit intrusiva im südöstlichen Afrika

Zusammenfassung Megakrystische Granite aus der Oribi Gorge Suite des südlichen Natal zeigen vielerlei Ähnlichkeiten mit den Rapakivigranit-Charnokitabfolgen der nördlichen Hemisphäre. Detailstudien des spätkinematisch intrudierten Mgeni-Batholiten zeigen, daß diese granitischen Gesteine in drei Hauptgruppen, die durch unterschiedliche mafische Mineralzusammensetzung, Chemismus und Isotopenverhältnissen charakterisiert werden, untergliedert werden können. Der Batholith wird aus Biotit± Granat-Graniten und aus Hornblende ± Pyroxen-Granitoiden aufgebaut. Ein siliziumreicher, grobkörniger Leukogranit, der Nqwaldolo Granit, intrudierte in den Kern des Batholithen. Die meisten Gesteine sind granatführend und scheinen den Graniten der ilmenite series zuzurechnen zu sein. Die Granite sind als Rapakivi-Granite zu klassifizieren.

     

Über das Verhältnis der Gesteinszusammensetzung der Moräne zum Felsgrund in den Gebieten der Kartenblätter von Ylitornio und Rovaniemi im nördlichen Finnland

Zusammenfassung Die Abtragung durch den Gletscher ist im Untersuchungsgebiet so gering gewesen, daß ihr Einfluß im Relief des Felsgrundes nicht zu spüren ist. Die frühere Bewegungsrichtung des Eises verläuft von NW nach SO und die letzte, in den Schrammen häufiger zu erkennende, von W nach O sowie weiter nördlich von WNW nach OSO. Im nördlichen Teil des Untersuchungsgebietes ist der Eisrand noch im Abschmelzstadium aktiv gewesen.Die Wirkung der früheren Bewegungsrichtung zeigt sich in der Blockzusammensetzung der Moräne im nördlichen Teil des Untersuchungsgebietes, wo der Oberflächenteil der Moräne einige Prozent des Materials umfaßt, das aus außerhalb des Kartenblattes gelegenem Gebiet aus nordwestlicher Richtung über eine weite Strecke gekommen ist. Sein Hauptteil besteht im allgemeinen überall aus vom eigenen Felsgrund herrührendem Material, das durch das Eis in der durch die letzten Schrammen bezeichneten Richtung verschoben worden ist. Im nordwestlichen Teil des Untersuchungsgebietes hat der aktive Eisrand mehr Moräne verfrachtet und vom Muttergestein weiter verschoben als im südlicheren, wo die Steine der oberen Moränenschicht großenteils von dem sie unterlagernden Felsgrund stammen, wie die Steinzählungen auf basischem und dolomitischem Felsgrund erweisen. Je größer das der Moräne als Unterlage dienende, aus gleichem Gestein bestehende Felsgrundgebiet ist, in um so größerer Menge sind die von ihm ausgegangenen Steine in der örtlichen Moräne anzutreffen. In den Gebieten der verschiedenen Gesteine wechselt die Steinhäufigkeit je nach der Beschaffenheit derselben. Granit und Gneis haben am meisten, Glimmerschiefer am wenigsten Steine an die Moräne abgegeben. Die Menge des letzteren ist im feinen Material der örtlichen Moräne größer als unter den Steinen, deren Betrag bald in der Bewegungsrichtung des Gletschers abnimmt. Als bei der Bearbeitung widerstandsfähiges Gestein im Untersuchungsgebiet erweist sich der Quarzit, dessen Steine in der Oberflächenmoräne weither gekommenes Material vertreten.     

Amphiboles and biotites of the hornblende gneisses in an area to the North-East of the fjord Qagssit,Frederikshåb district,South-West Greenland

Summary The chemical characteristics of coexisting biotites and hornblendes and host rocks are examined and discussed. The field data indicate that biotite derives from hornblende at decreasing metamorphism. A chemical equilibrium has been reached for Fe²⁺, Mg and Mn and approached, but not reached, for tetrahedral ions, Fe³⁺, Al^vi and Ti. The disequilibrium is mainly dependent on biotite and is tentatively ascribed to the oxidizing conditions of the environment, at the time of biotite crystallization. The composition of biotite is thus partly related to that of hornblende and partly to the environment, while intracrystalline variations of hornblende are related to the chemical composition of the host rock and to varying metamorphic grade.

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Amphibole und Biotite der Hornblendegneise in einem Gebiet nordöstlich des Qagssit-Fjordes, Frederikshåb-Distrikt, Südwest-Grönland

Zusammenfassung Der Chemismus koexistierender Biotite und Hornblenden sowie von deren Muttergesteinen wird untersucht und diskutiert. Die Felddaten weisen darauf hin, daß der Biotit aus Hornblende bei abnehmender Metamorphose entsteht. Ein chemisches Gleichgewicht wurde für Fe²⁺, Mg und Mn erreicht; für die tetraedrisch koordinierten Ionen sowie Fe³⁺, Al^vi und Ti fand eine Annäherung in seine Richtung statt, es wurde aber nicht erreicht. Das Ungleichgewicht hängt im wesentlichen mit dem Biotitgehalt zusammen, und es wird versuchsweise den Oxidationsbedingungen der Umgebung bei der Biotitkristallisation zugeschrieben. Die Zusammensetzung des Biotits hängt folglich teilweise mit jener der Hornblende und teilweise mit der Umgebung zusammen, während die intrakristallinen Variationen der Hornblende von der chemischen Zusammensetzung des Muttergesteins und dem variierenden Metamorphosegrad abhängen.

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With 7 Figures     

Cummingtonite in the amphibolites of the South-Alpine basement complex (upper Lake Como region,Italy): Its relationships with hornblende

Summary Cummingtonite and hornblende occur together in metamorphosed basic rocks interlayered with lower-amphibolite facies sillimanite-muscovite-bearing schists and gneisses in the upper Lake Como region, South-Alpine basement complex of the Alps. Textural, chemical and spectroscopic studies indicate that they do not represent equilibrium pairs, but that hornblende was overgrown by cummingtonite during a late stage of either temperature increase or, more likely, of isothermal pressure release, by a continuous reaction which also produced the reverse zoning of plagioclase.

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Cummingtonit in den Amphiboliten des südalpinen Grundgebirges (oberes Comosee-Gebiet, Italien): seine Beziehungen mit Hornblende

Zusammenfassung Im Gebiet des oberen Como-Sees, im südalpinen Basement-Komplex, kommen Cummingtonit und Hornblende zusammen in metamorphen, basischen Gesteinen mit Zwischenlagen von Sillimanit-Muskovit-führenden Schiefern und Gneisen der unteren Amphibolit-Fazies vor. Untersuchung der Texturen, der chemischen Zusammensetzung und Infrarot-Spektroskopie zeigen, daß diese nicht Gleichgewichts-Paare darstellen, sondern daß Hornblende während eines späten Stadiums, entweder bei zunehmender Temperatur, oder eher während isothermalen Druck-Nachlasses durch eine kontinuierliche Reaktion von Cummingtonit überwachsen wurde, die auch für die reverse Zonierung der Plagioklase verantwortlich ist.

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With 5 Figures     

Mineralogisch-petrographische Untersuchungen an den Sedimenten (Schichtflutfanglomeraten) des Oberrotlieegenden von Schramberg

Zusammenfassung Die Sedimente des Oberrotliegenden von Schramberg bestehen aus Gesteinsbruchstücken und Quarz-, Feldspat- und Glimmerkörnern. Außer bei den selten vorkommenden Sandlagen überwiegen die Gesteinsbruchstücke.Die im Sediment auftretenden Gesteinsarten (Granit, Gneis, Quarzporphyr, Granitporphyr) stimmen mit den heute in der Nähe anstehenden Gesteinsarten des Grundgebirges überein, weshalb die nähere Umgebung als Ursprungsgebiet angesehen werden muß. Die größte Entfernung (ca. 10 km) hat vermutlich der Gneis zurückgelegt. Im Grundgebirge der Schramberger Gegend scheinen während des Oberrotliegenden keine anderen Gesteisarten mehr angestanden zu haben, als heute dort anstehen.Die prozentuale Verteilung und die Kornverteilungen der Minerale in den Gesteinsbruchstücken der Hauptgesteinsart (Granit) und bei den Einzelmineralkörnern stimmen überein. Hieraus ergibt sich, daß Einzelmineralkörner und Gesteinsbruchstücke dem selben Ursprungsort entstammen. Das einzige beobachtete Tonmineral ist aus den Ursprungsgesteinen stammender Muscovit.Hämatit überkrustet fast alle Körner des Sediments. Er kann aus eisenhaltigen Mineralien, und zwar nur bei tief liegendem Grundwasserspiegel und einer mittleren Jahrestemperatur von mehr als 15° C gebildet worden sein.Die frei vorhandenen Schweremineralien stammen aus den gleichen Ursprungsgesteinen wie die anderen Bestandteile des Sediments. Granat ist nur in den Gesteinsbruchstücken, nicht jedoch in Form von freien Körnern erhalten geblieben. Rutil wurde sowohl in Form freier Körner als auch in den Gesteinsbruchstücken überwiegend in Anatas umgewandelt.Die Beobachtungen der Gesteinsschichtung lassen auf Wassertransport in Form von Schichtfluten mit rascher Abnahme von Turbulenz und Geschwindigkeit mit anschließendem vollständigem Versickern schließen.Die Untersuchung von Kugeligkeit und Rundung der Körner ergab zwei Maxima, und zwar bei 0,2–0,6 mm und > 4 mm Korndurchmesser. Das feinkörnige Maximum wird als Folge von Windtransport (wobei nicht Transport in das endgültige Lager gemeint ist), das grobkörnige durch Wassertransport gedeutet. Die Tatsache der Zurundung der Kornklassen > 4 mm schließt Transport in Form von Schlammströmen aus. Ein Vergleich der gemessenen Rundung mit der Rundung eines rezenten Sedimentes ergibt übereinstimmend mit den Ergebnissen der lithologischen Untersuchung einen Transportweg der Größenordnung 10 km.Mit Ausnahme der Sandlagen zeigen die Sedimente bimodale Kornverteilung, die folgendermaßen gedeutet wird: Das Ursprungsgestein (hauptsächlich Granit) unterlag physikalischer Verwitterung. Zusätzlich wurden durch Windeinwirkung kleinere Gesteinsbruchstücke zerstört, sodaß im entsprechenden Korngrößenbereich ein Defizit, und im Korngrößenbereich der Einzelmineralkörner ein Mazimum entstand, da durch Wind an Einzelmineralkörnern keine Zerstörung, sondern nur Abrundung stattfinden kann. Abtransport duch Wasser und vollständige, plötzliche Ablagerung bedingen die Begrenzung der Kornverteilungshistogramme auf der grobkörnigen Seite. Die Transportfähigkeit des Wassers wid demnach durch diese Begrenzung ausgedrückt.Ws wird die zusammenfassende genetische Bezeichnung Schichtflutfanglomerate vorgeschlagen.Die vorliegenden Untersuchungen bestätigen die bisherige Ansicht über die Entstehung der Sedimente des Oberrotliegenden im Schwarzwald.     

Ergebnisse aus dem Ostalpenorogen mit Ausblicken auf östlich anschliessende Räume

Zusammenfassung Folgende Gesichtspunkte werden bei der Weiterentwicklung des Orogenbegriffes in den Ostalpen im Auge zu behalten sein:Die heutige Endausgestaltung des Alpen-Karpaten-Außenaufschiebungsrandes ist als ein zeitlich und räumlich gerichteter Vorgang über einen Horizontalabstand von mehr als 500 km in annähernd 10 Mill. Jahren abgerollt. Die tektonische Konsolidierung der Alpen-Nordrandüberschiebung in der heute vorliegenden Form ist demnach als langsam von W nach NE fortschreitende Welle in einem Tempo von rund 50 km pro 1 Million Jahre vor sich gegangen (Abschnitt I).Die Absatzbereiche der nördlichen und nordöstlichen Kalkalpen dürften jenen der ungarischen Mesozoikumtröge und der nördlichen Südalpen vor der tektonischen Raumverengung engstens benachbart gewesen sein (Abschnitt II).Sollten Olivineinschlüsse von der Sohle der Kruste oder den oberen Teilen des Erdmantels abzuleiten sein, so werden die ostalpinen und ungarischen Vulkanite in ihrer Anordnung im Orogen als wichtiges in die Tiefen weisendes Element zu werten sein (Abschnitt III).Die tektonische Aktivität nach den oberkretazischen und alttertiären Hauptgeschehnissen im Orogen folgt nicht unbedingt der räumlichen Vorzeichnung dieser Großereignisse, sondern greift vielleicht sogar unabhängig von diesen in die inneren Teile des Orogens ein (Abschnitt IV).     

High-pressure marble at Yangguantun,Rongcheng County,Shandong Province,eastern China

Summary Four generations of minerals have been confirmed in an eclogite-bearing impure marble located at Yangguantun, Rongcheng county, eastern Shandong province, China in the eastern part of the collision zone between the Sino-Korean and Yangtze cratons.(1) Early stage: high-Al-P-F titanite, pure zoisite and jadeite-bearing diopside occur as rounded aggregates surrounded by main stage amphiboles and titanites. (2) The main stage assemblage is characterized by hornblende (I), titanite (II), calcite, dolomite and phlogopite; they are intergrown with each other or occur as corona around the primary diopside, zoisite or titanite. (3) Earlier retrogression stage: hornblende (I) is replaced by hornblende (II) which occurs around hornblende (I). (4) Later retrogression stage: hornblende (II) is replaced by tremolite, chlorite and albite.The early stage is correlated with the eclogitic facies, but the main, earlier retrogression and later retrogression stages reflect retrogressions of eclogitic marble at different depth during decompression. The high pressure evidence and the metamorphic evolution of the marble studied, whose precursor was of crustal sedimentary affinity, indicate that the marble was subducted from the surface to great depth and then uplifted into the country rock gneiss, together with ultra-high-pressure eclogite and ultramafic rocks.

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Hochdruck-Marmore in Yangguantun, Rongcheng, Shangdong Provinz, Ostchina

Zusammenfassung Vier Mineralgenerationen werden in unreinen, Eklogit-führenden Marmoren aus Yangguantun, Rongcheng, in der östlichen Shangdong Provinz Chinas unterschieden. Diese Gesteine sind im östlichen Teil der Kollisionszone zwischen dem Sino- koreanischen und dem Yangtze Kraton aufgeschlossen.(1) Frühes Metamorphosestadium: Hoch-Al-P-F-Titanit, reiner Zoisit und Jadeitführender Diopsid kommen als rundliche Aggregate, die von Amphibolen der Hauptphase und Titanit umwachsen werden, vor. (2) Die Paragenese der metamorphen Hauptphase ist durch Hornblende (I), Titanit (II), Calcit, Dolomit und Phlogopit charakterisiert. Diese Minerale sind eng miteinander verwachsen und bilden Koronartexturen um primären Diopsid, Zoisit und Titanit. (3) Frühes retrogrades Metamorphosestadium: Hornblende (I) wird von Hornblende (II), die sich um Hornblende (I) ausbildet, verdrängt. (4) Spätes retrogrades Metamorphosestadium: Hornblende (II) wird durch Tremolit, Chlorit und Albit verdrängt.Das frühe Stadium wird mit der Eklogitfazies, das Haupt- und die anschließenden retrograden Stadien werden mit der retrograden Metamorphose dieser eklogitischen Marmore in unterschiedlichen Tiefen infolge von Dekompression korreliert. Die hohen Drucke und die Entwicklungsgeschichte der untersuchten Marmore, die sich von krustalem sedimentären Material ableiten, belegen, daß die Subduktion dieses Materials von der Oberfläche in große Tiefen und der anschließende Uplift in die umgebenden Gneise, gemeinsam mit der Ultra-Hochdruckmetamorphose der Eklogite und ultramafischer Gesteine erfolgt sein muß.

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With 6 Figures     

Pleistocene Shore-lines

Zusammenfassung Die Arbeit bringt eine kritische Übersicht über neuere Untersuchungen an quartären Küstenlinien. Methoden der Bestimmung des ursprünglichen Meeresspiegels, der Einfluß tektonischer Bewegungen und die Bildungsart besonderer Typen quartärer Strandlinien werden erörtert. Nach Ausschaltung offensichtlich gestörter Gebiete und solcher, in denen die bisherigen Beobachtungen ungenau oder unzureichend sind, bleibt eine verhältnismäßig große Zahl von Gebieten übrig, in denen die Höhenlagen der quartären Meeresspiegel einigermaßen verläßlich bekannt sind. Diese zeigen eine Regelmäßigkeit der Abfolge, die kaum als zufällig angesehen werden kann; gewisse Niveaus können daher gewissen Phasen des Quartärs zugeordnet werden, wie aus anliegender Tafel zu ersehen ist. Es ergibt sich, daß der Meeresspiegel in den ältesten Interglazialen und im Prä-Pleistozän höher lag als später. Dies kann nicht durch glaziale Eustasie erklärt werden, vielmehr sind die eustatischen Schwankungen einem viel großartigeren Prozeß des langsamen Absinkens des Niveaus des Ozeans überlagert.     

Strukturen im Untergrund eines interkratonischen Doppel-Orogens (Irumiden,Nordrhodesien)

Zusammenfassung Das Irumiden-Orogen wurde so tief abgetragen, daß der Untergrund der einstigen Geosynklinale angeschnitten ist. Hier sind die aus dem Rahmen heranstreichenden präirumidischen Meridional- und West-Ost-Strukturen noch im Groß- und Kleinbereich als Teilstücke und Komponenten der irumidischen SW-NE-Richtung erhalten und mit dieser vergittert.Die in den oberen Stockwerken anderer Orogene nur über kurze Erstreckung sichtbaren Narben sind im hier freigelegten Narben-Stockwerk bis 450 km Länge kontinuierlich nachgewiesen. Der unsymmetrische Bau der Narben ist in den Depressionsgebieten durch den unterschiedlichen Metamorphosegrad der Narbenflanke auffällig ausgeprägt. Der Nachweis von eingequetschten irumidischen Gesteinspaketen bestätigt die Auffassung von Abwärtsverlagerungen in Narbenzonen.Narben des West- und Oststammes vereinigen sich am Nordende der Irumiden und biegen mit mehrfachen Knicken in die W-E-Streichrichtung des angrenzenden Vorlandes ein.     

Die Diorite von Dessau

Zusammenfassung Petrographische und chemische Untersuchungen an Dioriten und Graniten des Kyffhäuser und von Dessau lassen eine Ichor-Metamorphose, d. h. eine Alkali-Metasomatose von den Porenräumen aus, erkennen. In den metamorph-metablastischen Granitabkömmlingen wird die Ichor-Metamorphose deutlich an einer Glomeroblastenbildung und einer erneuten körnigen Texturentwicklung. Diese beweist eine Zufuhr von Albitmolekül. Sie wird in dem metamorph-metablastischen dioritischen Gestein neben der Verdrängung der primären Plagioklase aus der Alkalisierung und Enteisenung der Hornblende ersichtlich. Die magmatischen Ausgangsgesteine: Diorit, Quarzdiorit, Biotitdiorit, Gabbrodiorit (?) und Hornblendegabbro zeigen neben der Alkalisierung eine Muskovitisierung der basischen Plagioklase und eine Biotitisierung der Hornblende, woraus eine Zufuhr an Kali hervorgeht.Diese Stadien der Metamorphose durchlaufen den tektonischen Raum von der Grenze metamorph-nichtmetamorph bis hinab zur Grenze metamorph-magmatisch (Erdmannsdörffer) und rind in der Mitteldeutschen Schwelle zuerst aus dem tiefsten Stockwerk, im Südwesten im Odenwald-Spessart (Erdmannsdörffer) und nunmehr auch aus ihrer äußersten Haube erkannt worden, wo die Schwelle unter die Phyllithülle hinabtaucht.Herrn Professor Dr. O. H.Erdmannsdörffer, dem Senior der deutschen Petrographen, hochachtungsvoll zum 75. Geburtstag gewidmet.     

Genesen von Graniten und Migmatiten auf Grund neuer Experimente

Zusammenfassung Die Genese von Graniten und Migmatiten wird in einem ursächlichen Zusammenhang mit regionaler hochgradiger Metamorphose gesehen. Deshalb wurde experimentell unter 2000 Atm H₂O-Druck die Metamorphose von verschiedenen Sedimentgesteinen durchgeführt, und zwar wurden außer Grauwacken vor allem verschiedene kalkfreie und kalkführende Tone behandelt, bei denen auch z. B. der Adsorption von Na⁺ in der Tiefe Rechnung getragen wurde.Es ergab sich, daß die höchstgradige metamorphe Fazies nur dann erreicht wird, wenn bei 2000 Atm H₂O-Druck die Temperatur größer als 630 ± 30° C gewesen ist. Die höchstgradige Mineralvergesellschaftung bleibt aber nur stabil bis 700 ± 40° C. Sobald diese Temperatur überschritten wird, beginnt der Bereich der Anatexis, d. h. der Metamorphit wird partiell verflüssigt. Das Auftreten einer Schmelzphase ist bei jenen p-t-Bedingungen zwangsläufig, wenn der Metamorphit Quarz und Feldspat enthält.Die zuerst gebildete Schmelze hat aplitische Zusammensetzung. Mit steigender Temperatur vergrößert sich meistens die Menge der Schmelze, und es verändert sich die Schmelzzusammensetzung, bis schließlich ein sogenannter Endzustand der Anatexis erreicht ist. Die Temperatur, bei der dieser Zustand erreicht ist, die Menge der Schmelze und ihre Zusammensetzung sind durch den quantitativen Mineralbestand des hochgradigen Metamorphits bedingt. Die Schmelzmenge beträgt mehr als die Hälfte, oft mehr als 2/3 und bisweilen über 80–90% des Metamorphits. Die weitaus am häufigsten gebildeten anatektischen Schmelzen, nämlich diejenigen, die bei der Anatexis ehemaliger Tonschiefer entstehen, sind granitisch-granodioritisch; Grauwacken liefern granodioritische oder tonalitische Schmelzen.Es geht aus den Experimenten hervor, daß ohne irgendwelche Materialzufuhr oder -abfuhr in der anatektischen Schmelze eine Anreicherung von Si und Alkalien (vor allem von Na) und eine Verarmung an Al, Mg und Ca gegenüber dem Ausgangsgestein eintritt. Letztere Elemente sind im nicht mit aufgeschmolzenen Restkristallin in Form von Cordierit, Biotit, Sillimanit, An-reichem Plagioklas und/oder Granat konzentriert.Es wird gezeigt, daß anatektisch gebildete granitische Schmelzen, wenn sie von dem kristallin gebliebenen Rest-Teil des ehemaligen Metamorphits getrennt sind, also mit ihm nicht mehr reagieren können, um mehr als 100° C überhitzt sein können; sie sind daher intrusionsfähig. Separierung der anatektisch gebildeten Schmelzen von dem kristallinen Rest über größere Bereiche führt zu homogenen granitischen Gesteinen. Konnte die Separierung nur im Bereich von cm und dm erfolgen, dann sind autochthone inhomogene granitische Gesteine oder Migmatite entstanden. Experimentelle Hinweise für das Zustandekommen der Mannigfaltigkeit der Textur bei Migmatiten werden gegeben.     

A window to the operation of microplate tectonics in the Tethys Ocean: the geochemistry of the Samothrace granite,Aegean Sea

Summary The island of Samothrace, northeastern Aegean Sea, consists of five main geological units: (i) A basement unit consisting of low grade metamorphic rocks (metapelites, marbles, metavolcanic rocks, and a metaconglomerate); (ii) an ophiolitic complex with K-Ar hornblende date of 154 ± 7 and 155 ± 7 Ma; (iii) A granite intrusion with biotite K-Ar dates of 14.5 ± 0.3 and 14.5 ± 0.5 Ma, and a contact metamorphic event dated at 40.9 + 2.2 Ma; (iv) a unit of Cenozoic volcanic rocks: orogenic volcanism apparently occurred in two cycles with Upper Eocene tholeiitic to calc-alkaline volcanic rocks and post-Eocene high-K andesites to trachytes. (v) Quaternary clastic sedimentary rocks which occur around the peripheral parts of the island. The granitic intrusion is predominantly a hornblende-biotite granite, granodiorite or quartz monzonite, with porphyritic variants and mafic enclaves. The pluton is cut by granophyre, aplite and rare granodioritic veins. All lithological units of the Samothrace intrusion show smooth and continuous major element trends and similar chondrite- and Ocean Ridge Granite-normalized incompatible element profiles. ORG-normalized incompatible element contents of Hf, Zr, Sm are explained with fractionation close to the normalizing values Y and Yb contents combined with high K/Yb ratios; Rb and Th are significantly enriched relative to Nb and Ta. In Y-Nb and Rb-SiO₂ space most samples of the Samothrace granite, plot in the volcanic arc and the syn-collisional granite fields. In Y + Nb-Rb space they are equally distributed within and transgress these two domains. The geochemical and regional data suggest a subduction or collision environment but biotite mineral data do not support a collisional setting for magma genesis. The Samothrace granite was probaby associated with a post-collisional domain after the closure of the Axios section of the Tethys Ocean.

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Ein Einblick in das Wirken von Mikroplattentektonik in der Tethys—Die Geochemie des Samothrake Granites, Agäisches Meer

Zusammenfassung Die Insel Samothrake in der nordöstlichen Ägäis besteht aus fünf geologischen Haupteinheiten: (i) einem schwach metamorphen Basement (Metapelite, Marmore, Metavulkanite und Metakonglomerate); (ii) einem ophiolithischem Komplex, der mit K-Ar Datierungen an Hornblende ein Alter von 154 ± 7 und 155 ± 7 Ma ergab; (iii) ein granitischer Intrusionskörper mit K-Ar Altern an Biotit von 14.0 ± 0.3 und 14.5 ± 0.5 Ma und einem kontaktmetamorphen Ereignis, das mit 40.9 ± 2.2 Ma datiert ist; (iv) eine Abfolge känozoischer Vulkanite, wobei der orogene Vulkanismus offensichtlich in zwei Zyklen ablief mit tholeiitischen bis kalkalkalischen Vulkaniten im oberen Eozän und high-K Andesiten bis Trachyten im post-Eozän; (v) quartären klastischen Sedimentgesteinen, die im Randbereich der Insel auftreten. Die Granitintrusion setzt sich hauptsächlich aus Hornblende-Biotitgraniten, Granodioriten oder Quarzmonzoniten mit teilweise porphyrischen und mafischen Enklaven enthaltenden Varietäten zusammen. Der Pluton wird von Granophyren, Apliten und seltener von granodioritischen Gängen durchschlagen. Alle lithologischen Einheiten der Samothrake Intrusion zeigen kontinuierliche Hauptelementtrends und ähnliche Chondrit und ORG-normalisierte inkompatible Elementprofile. Die Gehalte an den inkompatiblen Elementen Hf, Zr, Sm sind sehr ähnlich denen von ozeanischen Graniten (ORG). Die niedrigen Y und Yb-Gehalte und die hohen K/Yb Verhältnisse werden durch Fraktionierung erklärt. Rb und Th sind signifikant angereichert im Vergleich zu Nb und Ta. In Y-Nb und Rb-SiO₂ Diagrammen plotten die meisten Proben des Samothrake Granites im Feld der vulkanischen Inselbogen- und Synkollisionsgranite. Im Y + Nb-Rb Diagramm zeigt sich eine gleichmäßige und überlappende Verteilung. Die geochemischen und regionalen Daten weisen auf einen Subduktions- oder Kollisionsbereich hin, obwohl die Biotitzusammensetzungen nicht für eine Bildung der Magmen in einem Kollisionsbereich sprechen. Die Bildung des Samothrake Granites steht möglicherweise mit post-Kollisionstektonik nach dem Schließen der Axioszone in der Tethys in Zusammenhang.

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With 7 Figures     

Grundlagen Einer Systematik Tektonischer Gefüge

Zusammenfassung Die Art der Deformation von Körpern wird im wesentlichen von den Kräften und den Reaktionen des Materials bestimmt. Da die von den äußeren Kräften im Körper erzeugten Beanspruchungen nur bestimmte Symmetrieeigenschaften haben und die Reaktionsarten des Materials begrenzt sind, ergibt sich aus der Kombination der beiden Faktorengruppen eine verhältnismäßig geringe Zahl von Gefügetypen, die sich nach der Symmetrie und den sie zusammensetzenden Gefügeelementen unterscheiden. Die Vielfalt der tektonischen Formen in der Natur ist auf die Inhomogenität des Materials und die wechselnde Beanspruchung ein und desselben Bereiches in der Zeit zurückzuführen.     

Zu Verkittungsvorgängen an Psammiten

Zusammenfassung Die Sandsteine und Eisenoolithe im Schwäbischen Jura sind im allgemeinen unvollständig verkittet.An der Eisenerzlagerstätte von Geislingen (Steige), einem etwa 2 m mächtigen, langgestreckten Eisenoolithkörper im Oberen Braunen Jura, sind Verkittungserscheinungen besonders auffallend und wurden eingehend untersucht.Die verkitteten Teile können überall im Flözprofil auftreten, insgesamt ist die Verkittung aber oben ausgedehnter als unten. Es wird der Nachweis geführt, daß der Kalkzement primär ± homogen im Profil verteilt war und bei der diagenetischen Mobilisierung vorzugsweise nach oben gewandert ist. Für die Sandsteinhorizonte des Braunen Jura und z. T. des Schwarzen Jura gilt ähnliches.Da der unverkittete Oolith im Korngefüge Setzungserscheinungen zeigt, der verkittete dagegen nicht, läßt sich die Zeit der Verkittung als frühdiagenetisch angeben.Es wird angenommen, daß die Mobilisierung des Kalkzements im Rahmen der Setzungsentwässerung der liegenden Tonschichten erfolgte.Durch Wechsel von Zementation und Erosion ist am Dach des Lagers eine konglomeratische Schicht entstanden. Die Entstehung der konkretionär entstandenen Konglomeratkomponenten wird zu den Verkittungsvorgängen im Flöz in Beziehung gesetzt.     

Ein Beispiel für Sekundärtektogenese auf Java

Zusammenfassung Für die Analyse eines tektonischen Bewegungsbildes ist das Gebirge nördlich von Bandoeng ein geradezu ideales Objekt, weil die hier stattgehabten Bewegungen sehr jungen Alters sind. Wir dürfen annehmen, daß der ganze Prozeß sich im Holozän, zum Teil wahrscheinlich im Neolithicum abgespielt hat.Bei der geologischen Analyse ergibt sich, daß die Dehnung der Erdschichten infolge der Aufwölbung des vulkanischen Gebirges nördlich von Bandoeng 20–40 mal größer ist als eine Ausdehnung, die nur durch die Aufbiegung selbst hervorgerufen worden wäre.Weiterhin zeigt sich, daß gleichzeitig mit dem Auseinandergleiten des aufgewölbten Gebietes eine Zusammenpressung der Schichten am Nordfuß des Tumors stattgefunden hat.Die Parallelisierung der Aufwölbung und der Bruchbildungen einerseits mit dem Zusammenschub und der Faltung am Fuße der Aufwölbung andererseits beruht hier nicht auf paläontologischer Grundlage, mit deren Hilfe die Grenzen auch im günstigsten Falle nicht genauer als auf etwa 10000 Jahre zu ziehen sind. Das gleichzeitige Nebeneinanderauftreten von Auseinanderschieben und Zusammenpressen kann hier mit viel größerer Genauigkeit bewiesen werden, weil eine unmittelbare Parallelisierung der Bewegungen mit Hilfe der Eruptionsgeschichte des Prahoevulkans möglich ist.Außerdem kann ein unmittelbarer Zusammenhang der Bruchnischen (B II) im zentralen Gebirge mit den Blattverschiebungen am Fuß beobachtet werden.     

Chemistry of Fe-Ti oxide minerals in the Hobenzan granitic complex,SW Japan: Subsolidus reduction in relation to base metal mineralization

Summary The mineralized stock of the Hobenzan granitic complex is composed of tonalite and a continuous differentiation series of biotite-hornblende granodiorite, hornblende biotite granite and biotite granite. Texture and mineral chemistry of the Fe-Ti oxide minerals in the Hobenzan granitic complex exhibit two different processes of magma evolution: one is an oxyexsolution process related to the magmatic and high temperature subsolidus stage, and the other is a reduction process of consecutive subsolidus stage. Rocks distributed in the northern part of the granitic complex preserve well the oxyexsolution process and show higher magnetic susceptibility, whereas those in the southern part of the complex, record the reduction process and show lower magnetic susceptibility.The magnetite-ilmenite geothermometer indicates temperatures of ca. 730°C for the oxide pairs of the early stage. Oxygen fugacity of one to three orders of magnitude higher than the annite-sanidine-magnetite (ASM) univariant curve, and an aqueous sulfur composition,fSO₂/fH₂S, of around 1.0 is indicated. This first stage corresponds to the crystallization of phenocrystic hornblende and plagioclase at depth. At about 700°C crystallization changed to biotite, K-feldspar and quartz, and continued to about 600°C. ThefO₂ during this second stage is buffered by the ASM assemblage. This second stage defines the oxyexsolution process. Below about 600°C, a reduction process, caused by assimilation of carbonaceous matter of country rocks, overprinted the southern part of the complex. Oxide pairs show that thefO₂ is about four orders of magnitude lower than the ASM univariant curve, andfSO₂/fH₂S is 10^–8.0 or less at 550°C for this reduced assemblage. The drastic change in composition of sulfur-bearing aqueous species may be one of the principal factors allowing base metal mineralization.

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Chemismus von Fe-Ti Oxiden des Hobenzan Granitkomplexes, SW Japan: Subsolidus Reduktion und ihre Beziehung zu metallischen Vererzungen

Zusammenfassung Der mineralisierte Hobenzan Granitkomplex setzt sich aus Tonaliten und einer kontinuierlichen Differentiationsserie, bestehend aus Biotit-Hornblende-Granodioriten, Hornblende-Biotit-Graniten und Biotit-Graniten, zusammen. Die Texturen und die Mineralchemie der Fe-Ti Oxide belegen zwei unterschiedliche Prozesse bei der Entwicklung des Hobenzan Granitkomplexes: einerseits einen Oxyexsolution-Prozeß, während des magmatischen und hochtemperierten Subsolidus-Stadiums, andererseits einen Reduktionsprozeß während des tiefertemperierten Subsolidus-Stadiums. Gesteine im nördlichen Hobenzan Komplex belegen vor allem den Oxyexsolution Prozeß und zeigen höhere magnetische Suszeptibilität, während jene im südlichen Teil den Reduktionsprozeß widerspiegeln und niedrigere magnetische Suszeptibilität zeigen.Das Magnetit-Ilmenit Geothermometer ergab Temperaturen von ca. 730°C für Oxidpaare des Frühstadiums. Die Sauerstoff Fugazität liegt um eine bis drei Größenordnungen über der univarianten Reaktionskurve Annit-Sanidin-Magnetit (ASM), und dasfSO₂/fH₂S Verhältnis der wässrigen Schwefelkomplexe bei ca. 1.0. Dieses Frühstadium korrespondiert mit der Kristallisation von Horblende und Plagioklas im Magma in größerer Tiefe. Ab ca. 700°C erfolgt die Kristallisation von Biotit, Alkalifeldspat und Quarz bis etwa 600°C, wobeifO₂ durch die ASM Mineralassoziation gepuffert wird. Dieses zweite Stadium wird als Oxyexsolution Prozeß beschrieben. Unter 600°C erfolgte eine Reduktion durch Assimilation von kohlenstoffreichem Material vor allem im südlichen Teil des Komplexes. Oxidpaare dieses Stadiums belegen, daßfO₂ um etwa vier Größenordnungen unterhalb des ASM Puffers liegt, undfSO₂/fH₂S ist 10^–8 bei 550°C. Die dramatische Änderung in der Zusammensetzung der Schwefelkomplexe in den Lösungen wird als der Hauptfaktor für die Bildung der Erzmineralisationen angesehen.

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With 5 Figures     

Wollastonite formation during variscan post-tectonic cooling in the Schwarzwald, Germany

Summary Metaquartzdioritic plagioclase-biotite-quartz-gneiss at Artenberg, Schwarzwald, Germany, contains up to 10 cm wide calcite veins partially replaced and surrounded by a zoned calcsilicate sequence. The calcsilicate veins consist of two parts: (a) a zoned mineral sequence of reaction products deposited in the vein itself (wollastonite, garnet, clinopyroxene, quartz with relics of calcite) and (b) a zoned alteration sequence in the wall rock gneiss extending from the vein-gneiss contact several cm into the plagioclase-bearing gneiss (hornblende, chlorite). Based on hornblende-plagioclase thermobarometry and on chlorite stability, the P-T conditions of calcsilicate formation are estimated to be about 450 °C at c. 2 kbar.The zoned mineral sequence formed by a bi-metasomatic reaction in an open system of the hydrothermal carbonate with the orthogneiss in the presence of an externally derived fluid. The reaction was started by H₂O and SiO₂ infiltration along the vein-gneiss contact. The stability of wollastonite at the above P-T conditions records an X_{CO 2}, of the fluid phase below 0.05. Chemical potential gradients of Ca, Al, Fe, Mg and probably Si between vein and gneiss resulted in diffusional mass transfer perpendicular to the vein-gneiss contact. The sequence of stable calcsilicate minerals suggests Ca diffusion from vein to gneiss, while Fe, Mg and Al were transported in the opposite direction, from gneiss to vein. It is inferred that the calcsilicates formed during Variscan post-tectonic cooling.

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Die bildung von wollastonit während der variskischen abkühlung im Schwarzwald, Deutschland

Zusammenfassung Metaquarzdioritische Plagioklas-Biotit-Quarz-Gneise vom Steinbruch Artenberg bei Steinach, Schwarzwald, enthalten etwa 10 cm breite Calcit-Gänge, die von einer zonierten Kalksilikat-Vergesellschaftung teilweise ersetzt und umrandet werden. Die Kalksilikat-Gänge bestehen dann aus zwei Teilen: (a) eine zonierte Mineralsequenz aus Reaktionsprodukten im Gang selbst (Wollastonit, Granat, Klinopyroxen, Quarz mit Relikten von Calcit) und (b) eine zonierte Alterationssequenz im Nebengesteins-Gneis, die vom Gang-Gneis-Kontakt einige Zentimeter in den Gneis hinein reicht (Hornblende, Chlorit). Hornblende-Plagioklas-Thermobarometrie und Chlorit-Stabilität zeigen P-T Bedingungen während der Kalksilikat-Bildung von etwa 2 kbar und 450 °C an.Die zonierte Mineralsequenz bildete sich bei der bi-metasomatischen Reaktion in einem offenen System von hydrothermalem Gangkarbonat mit dem Orthogneis in der Anwesenheit eines externen Fluids. Die Reaktion begann durch die Infiltration von H₂O und SiO₂ entlang des Gang-Gneis-Kontaktes. Die Stabilität von Wollastonit bei den obigen P-T-Bedingungen zeigt, daß die Fluidphase weniger als 5 Mol-% CO₂ enthielt. Chemische Potential-Gradienten von Ca, Al, Fe, Mg und möglicherweise Si führten zu diffusivem Elementtransport senkrecht zum Gang-Gneis-Kontakt. Die Abfolge der Kalksilikat-Vergesellschaftungen zeigt, daß Ca vom Gang zum Gneis, Fe, Mg und Al dagegen in umgekehrter Richtung diffundierten. Die Kalksilikate bildeten sich wahrscheinlich während der posttektonischen Abkühlung in der Folge der variskischen Orogenese.

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With 10 Figures     

Das Alter des großen mittelrheinischen Bimssteinausbruchs und sein Verhältnis zu den jüngsten Rheinterrassen

Zusammenfassung In den als Niederterrasse bezeichneten Aufschüttungen des Rheins zwischen Remagen—Unkel und Rheinbrohl sowie in einigen entsprechenden Terrassenflächen des Neuwieder Beckens finden sich Gerölle von Auswürflingen, die jünger sind als der große mittelrheinische Bimssteinausbruch. Wegen der Überlagerung der Magdalenienstation von Andernach in Verbindung mit den Pflanzenfunden im Traß wird jedoch die Altersbestimmung des Bimssteinausbruchs als alluvial bestätigt. Infolgedessen müssen diese Terrassenflächen, die bisher zur jungdiluvialen Niederterrasse gerechnet wurden, trotz annähernd gleicher Höhenlage mit dieser jüngsten Diluvialterrasse ihre Entstehung alluvialen Aufschüttungen bezw. Umlagerungen aus einer Zeit während oder kurz nach der Kiefern-Birkenperiode in Norddeutschland verdanken.     

Der steirische Vulkanbogen als magmatische Provinz

Zusammenfassung Das in jüngster Zeit anläßlich von Bohrungen festgestellte Vulkangebiet Mureck-Retznei schließt eine Lücke im Kranz der vulkanischen Ergüsse, die den Bogen begleiten, an dem die Alpen im Südosten und Osten in die Tiefe sinken. Sicherlich ist das Auftreten des Vulkanismus im steirischen Vulkanbogen nicht beziehungslos zum Niedertauchen der Alpen, sondern vielmehr die Herausstellung eines tektonischen Bereiches, in dem letzten Endes die Wegsamkeit für das Empordringen des Magmas gesucht werden muß. Vom Raume der Drau-Save-Zone und des Bachers erstreckt sich der steirische Vulkanbogen nach Nordosten über Mjreck, Gleichenberg und das Burgenland bis in das Plattenseegebiet. Im südwestlichen Abschnitt konzentriert sich der saure Vulkanismus, der im Raume Gleichenberg in engste räumliche Nachbarschaft zur basaltischen Entfaltung tritt, die die Fortsetzung nach Osten übernimmt. Der steirische Vulkanbogen ist als magmatische Provinz (gemischte Gesteinsprovinz) mit temporaler Dispersion anzusehen.Im steirischen Vulkanbogen hat die Asche den Ursprung, die, über das steirische Tertiär bis in das Grundgebirge verweht, den Stoff für den Aufbau der nicht wenigen Tufflager (u. a. auch verschiedener steirischer Bentonitvorkommen) lieferte. Das Fehlen bauwürdiger Erzlagerstätten im engeren vulkanischen Bereich fällt auf.Mit 1 Übersichtskarte.