The clinopyroxene/plagioclase symplectite in retrograde eclogites: A potential geothermobarometer

The retrograde P-T-t path of intermediate and high-temperature eclogites (T 500 ± 50°C) is characterized by the transformation of omphacite into a symplectitic intergrowth of clinopyroxene and plagioclase lamellae. Often, this symplectite shows a two stage microstructural evolution, i.e. a coarse lamellar width symplectite, »S1«, followed by a thinner lamellar width symplectite, »S2«. Each symplectite may also evolve independently into a final globular microstructure, »SG«.According to metallurgical concepts, the phase transition »omphacite clinopyroxene + plagioclase« is classified as a discontinuous precipitation reaction. In discontinuous precipitation reactions, the lamellar spacing (L) depends on temperature (T) according to the growth law log (L) = A-B/T, in which A and B are constants. Therefore thin symplectites characterize low temperatures, where-as coarse symplectites characterize higher temperatures.In order of specify the thermal evolution of continental collision zones, the reliability of the discontinuous precipitation growth law has been tested on eclogites showing contrasted retrograde P-T-t histories in different geological environments, i.e. Alpine, Caledonian and Variscan Belts. Indeed, our investigations reveal that the clinopyroxene/plagioclase symplectite can be used as a potential geothermobarometer in eclogites recording temperatures above 500 ± 50°C. The temperature is obtained by the lamellar spacing and pressure by the Jadeite content of the symplectite clinopyroxene in the presence of plagioclase and quartz.

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Zusammenfassung Der retrograde P-T-t Pfad von intermediären und hochtemperierten Eklogiten (T 500 ±50°C) ist charakterisiert durch die Umformung von Omphazit in symplektitische Verwachsungen von Klinopyroxen und Plagioklas-Lamellen. Häufig zeigt dieser Symplektit eine zweiphasige mikrostrukturelle Entwicklung, das heißt, ein Symplektit mit breiten Lamellen »S1« wird gefolgt von einem Symplektit mit dünneren Lamellen »2«. Jeder Symplektittyp kann sich schließlich selbständig zu einer kugelförmigen MikroStruktur »SG« entwikkeln.Auf Grund von metallurgischen Vorstellungen wir die Phasenumwandlung Omphazit zu Klinopyroxen + Plagioklas als diskontinuierliche Ausfällungsreaktion klassifiziert. In diskontinuierlichen Ausfällungsreaktionen hängt der Lamellenabstand (L) von der Temperatur (T) nach dem Wachstumsgesetz log (L) = A-B/T ab, in dem A und B Konstanten sind. Daher zeigen dünne Symplektite niedrige Temperaturen an, während breite Symplektite höhere Temperaturen anzeigen.Um die thermische Entwicklung von kontinentalen Kollisionszonen zu spezifizieren mußte die Zuververlässigkeit des diskontinuierlichen Ausfällungswachstumsgesetz an Eklogiten getestet werden, die unterschiedlich retrograde P-T-t Geschichten aus verschieden Umgebungen zeigen; das heißt aus alpinen, kaledonischen und variszischen Gebirgszügen. Tatsächlich offenbaren unsere Bemühungen, daß der Klinopyroxen/Plagioklas Symplektit als potentielles Geothermobarometer in Eklogiten benutzt werden kann, die Temperaturen über 500°C ± 50°C erfahren haben. Die Temperatur kann man aus dem Lamellenabstand erhalten; den Druck durch den Jadeitgehalt des symplektitischen Pyroxens, in Anwesenheit von Plagioklas und Quarz.

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Résumé La déstabilisation de l'omphacite, en une symplectite à alternance de lamelles de clinopyroxène et de plagioclase, caractérise l'initiation du trajet rétrograde P-T-t pour les éclogites de température 500 ± 50°C. Cette symplectite présente parfois une évolution microstructurale depuis une symplectite grossière à alternance de lamelles larges, »S1«, relayée par une symplectite à alternance de lamelles fines, »S2«. Chaque symplectite peut aussi évoluer indépendemment en une microstructure globulaire tardive, »Sg«.En accord avec les concepts établis par les métallurgistes, la transformation »omphacite clinopyroxène + plagioclase« est une précipitation discontinue. Pour ce type de transformation, l'espace interlamellaire (L) dépend de la température (T) selon la loi de croissance Log (L) =A-B/T (*), où A et B sont des constantes. Ainsi, une symplectite fine (de type S2) caractérise des températures relativement plus basses qu'une symplectite grossière (de type S1).Afin de préciser l'évolution thermique des zones de collision continentale, nous avons testé la loi de croissance (*) sur des éclogites échantillonnées dans divers contextes géologiques (chaînes alpine, calédonide et varisque), présentant des trajets rétrogrades P-T-t contrastés. Les résultats montrent que la symplectite à clinopyroxène/plagioclase représente un géothermobaromètre potentiel de la rétromorphose des éclogites: la taille de l'espace interlamellaire dépend de la température et la teneur en jadéite des lamelles de clinopyroxène, en présence de quartz et à l'équilibre avec le plagioclase, dépend de la pression.

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. , .. , «S 1», «S 2». «SG». , . (L) () — — log (L) = - /, . , . , , , .: , . , , / , , 500° + 50°. , — , .

     

The significance of the Variscan orogeny in the Świętokrzyskie Mountains (Mid Polish Uplands)

The witokrzyski Horst, created during the Laramide phase, is situated in the central part of the Mid Polish Uplands. It is composed of folded Paleozoic rocks partly covered by Mesozoic sediments. In this area two tectonostratigraphic units can be distinguished: the Kielce Unit to the S and the ysogóry Unit to the N.They are separated by the WNW-ESE trending witokrzyski overthrust, along which the rocks of the ysogóry Unit have been transported towards the south over the Kielce Unit. Thrusting took place after the Early Carboniferous, and before the Permian. As it is concluded from the differences of their stratigraphic and tectonic evolution, these two juxtaposed units of the witokrzyskie Mts were originally set at a considerable distance one from another. The present area of these units developed in two blocks of crust differing in structure, thickness and evolution. It is proposed that the important fault situated north of the witokrzyski overthrust and accompanied by magmatic phenomena could be a reactivation of a Variscan suture zone.

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Zusammenfassung Im Zentrum des Polnischen Mittelgebirges entstand während der laramischen Phase der witokrzyski Horst. Er besteht aus gefalteten Gesteinen, die zum Teil mit mesozoischen Ablagerungen bedeckt sind. Es lassen sich in diesem Gebiet zwei geologische Einheiten unterscheiden, die in Bau und Entwicklung wesentliche Unterschiede aufweisen: die Kielce-Einheit im S und die ysogóry-Einheit im N. Diese Einheiten werden von der WNW-OSO vorlaufenden witokrzyski-Überschiebung voneinander getrennt, an der die Gesteine des ysogóry-Einheit nach SW auf die gefalteten Ablagerungen der Kielce-Einheit überschoben worden sind. Dieser Vorgang erfolgte während der variszischen Orogenese, und zwar nach dem Unterkarbon und vor dem Oberen Perm.Die Unterschiede in der stratigraphischen und tektonischen Entwicklung der Kielce-Einheit und der ysogóry-Einheit deuten darauf hin, daß die beiden Einheiten vor der variszischen Gebirgsbildung weit voneinander entfernt gelegen haben: zwischen beiden lag im Unterkarbon ein tiefes Becken. Darauf deuten sowohl die im nördlichen Teil der Kielce-Einheit auftretenden bathypelagischen Ablagerungen aus dem Visé, als auch Spuren vulkanischer Tätigkeit.Die nördlich der witokrzyski-Überschiebung gelegene Störung, an der zahlreiche magmatische und hydrothermale Erscheinungen auftreten, ist wahrscheinlich das Relikt einer während der variszische Orogenese entstandene Suturzone.

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Résumé Le horst de Swietokrzyski, situé dans la partie centrale des «Uplands» de la Pologne moyenne, s'est formé au cours de la phase laramide. Il est constitué de roches paléozoïques plissées partiellement recouvertes de sédiments mésozoïques. Dans cette région, on distingue deux unités tectono-stratigraphiques: l'unité de Kielce au sud et celle de Lysogory au nord. Elles sont séparées par le charriage de Swietokrzyski, d'orientation WNW-ESE, suivant lequel les roches de l'unité de Lysogory ont été transportées vers le SW sur l'unité de Kielce. Ce charriage a eu lieu après le Carbonifère inférieur et avant le Permien. Les différences d'histoires stratigraphiques et tectoniques qui existent entre ces deux unités ainsi juxtaposées indiquent qu'elles devaient se trouver à l'origine à grande distance l'une de l'autre: elles étaient séparées au Carbonifère inférieur par un bassin profond. En témoignent les dépôts bathy-pélagiques viséens, ainsi que des traces d'activité volcanique dans la partie nord de l'unité de Kielce.La faille importante située au nord du charriage, faille jalonée par de multiples manifestations magmatiques et hydrothermales, est probablement la trace d'une zone de suture engendrée au cours de l'orogenèse varisque.

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. , . : , . WNW-ESE, , . . , . , . . . , , , , , .

     

Die tektonische Geschichte der Küstenkordillere Chiles

Zusammenfassung Die schmale Küstenkordillere Chiles wird von einem Sockel präkambrischer und paläozoischer Gesteinsserien aufgebaut. Dieser Unterbau wurde mehrfach und scharf gefaltet sowie durch eine frühe Regionalmetamorphose und jüngere Kontaktmetamorphosen umgeprägt. Seit dem Beginn der Trias wurden in der Küstenkordillere keine nennenswerten Biegungsverformungen mehr angelegt. Die viele Kilometer dicken Vulkanite und Sedimente des mesozoischen Deckgebirges erfuhren vielmehr eine schollenartige Zerstückelung. Die andine Orogenese schuf im Oberbau somit vorwiegend Bruchverformungen. Im Bereich der Pazifik-Küste gibt es Bruchstrukturen, die noch im Holozän angelegt sind.Im Mesozoikum erfolgte in drei Phasen eine Mobilisierung ausgedehnter granitischer und granodioritischer Magmenkörper. Diese Intrusionen stehen in keinem greifbaren Zusammenhang mit tektonischen Paroxysmen.

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The narrow cordillera on the coast of Chile is constructed by a fundament of precambrian and paleozoic rocks. This substratum was strongly folded several times and altered by an early regional-metamorphism and a later contactmetamorphism. Since the beginning of the trias no remarkable bending-deformations in the coastal-cordillera were produced. Those volkanites and sediments of the mesozoic superstructure, many kilometers thick, were rather broken into thrusted blocks. The andine orogenesis produced mainly fracture-deformations in the superstructure. On the Pacific coast there are fracture-structures, dating from the holocene.During the mesozoic time a mobilisation of large granitic and grano-dioritic magmas took place in three phases. These intrusions do not show any visible connection with tektonic paroxysmes.

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Résumé La cordillère étroite sur la côte du Chili est formée d'un socle de séries de roches précambriques et paléozoiques. Cette infrastructure fut fortement pliée à différentes reprises et transformée par un métamorphisme primitif régional et des métamorphismes de contact plus récentes. Depuis le trias il n'y avait plus de nouvelles déformations de tournant d'importance dans la cordillère sur la côte du Chili. Les roches volcaniques et les sédiments de la superstructure mesozoique, ayant une épaisseur de beaucoup de kilomètres, furent morcelés. Dans la superstructure l'orogénèse andine a créé principalement des déformations par rupture. Sur la côte du Pacifique il y a des textures de rupture résultant du holocène.Pendant le mesozoique une mobilisation de vastes magmas granitoides et granodioritiques ent lieu en trois phases. Ces intrusions n'ont aucun rapport saisissable aux paroxysmes tectoniques.

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. . , . , , , . .

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Herrn Prof. Dr. Dr. h. c.Erich Bederke zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Hydrothermal alteration and mineralisation of basalts from the spreading zone of the East Pacific Rise (7°S–23°S)

At the southern part of the East Pacific Rise (EPR), between 6°S and 30°S a survey on volcanic and hydrothermal activity was performed and samples were obtained by means of TV-controlled grab.This paper deals with altered and mineralized basalt sampled between 7°S and 23°S from five sites in a hydrothermal field.These basalts of tholeitic composition are vitreous to holocrystaline. They have suffered pervasive alteration during which rock-forming minerals (pyroxene, plagioclase) have been replaced by kaolinite, chlorite and smectite. As a consequence, strong depletion of Ca, Cr, Ni, Mg, Sr and Al took place, accompanied by an enrichment of Fe, Cu, Co, Mo, Zn, and Pb. The ore mineral assemblage is rather uniform and consists of pyrite, marcasite, wurtzite, sphalerite, chalcopyrite, covellite and goethite.The igneous and hydrothermal activities can be subdivided into different stages: lithification, high-temperature alteration (<400 C), medium to low temperature alteration and two substages of ore formation (250°C – 150°C and <150°C, respectively).This active present-day ore deposition is interpreted in terms of a peripheral zone of a volcanic-hosted ore mineralisation. It may be compared with fossil ophiolite-hosted massive sulfides that formed throughout the Alpine (e.g. Arabia, Cyprus) as well as Caledonian orogeny (e.g. Scandinavia).

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Zusammenfassung Im Südteil des East Pacific Rise (EPR) zwischen 6°S und 30°S wurde eine Übersichtsbeprobung in einem Gebiet starker vulkanischer und hydrothermaler Aktivität durchgeführt. Diese Studie befaßt sich mit alterierten und mineralisierten Basalten die in einem Hyrothermalfeld, an 5 Positionen zwischen 7°S und 23°S genommen wurden. Die tholeiitischen Basalte sind z.T. hyalin. z.T. holokristallin strukturiert. Im Verlauf der sehr starken Alteration wurden die Minerale Pyroxen und Plagioklas in Kaolinit, Chlorit und Smektit ungewandelt. Dieser Verdrängungsprozeß wurde von einer starken Abreicherung an Ca, Cr, Ni, Mg, Sr, Al und einer Anreicherung an Fe, Cu, Co, Mo, Zn und Pb begleitet. Die Vererzung zeigt eine einfache Mineralvergesellschaftung mit Pyrit, Markasit, Wurtzit, Sphalerit, Chalkopyrit, Covellin und Geothit.Die magmatische und hydrothermale Aktivität läßt sich in verschiedene Stadien untergliedern: Basaltentstehung, Hochtemperturalteration (< 400°), Mittelbis Tieftemperaturalteration und Vererzung mit 2 Substadien (250°C–150°C, < 150°C).Diese rezenten Vererzungen lassen sich interpretieren als die Randzone einer vulkanitgebundenen Erzmineralisation. Sie läßt sich mit fossilen Vertretern ophiolit-gebundener massiver Sulfiderze, wie sie im Verlauf den alpidischen (z.B. Arab.-Halbinsel, Zypern) und kaledonischen Orogenese (z.B. Norwegen) entstanden sind, vergleichen.

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Résumé Une étude des activités volcanique et hydrothermale a été effectuée dans la partie sud de l'East Pacific Rise, entre 6° et 30° de latitude sud. Des échantillons y ont été prélevés au moyen d'un engin dirigé par TV.La présente note se rapporte aux basaltes altérés et minéralisés récoltés en cinq points d'un champ hydrothermal, entre 7°S et 23°S.Ces basaltes, de composition tholéiitique sont tantôt vitreux, tantôt holocristallins. Ils ont été le siège d'une forte altération hydrothermale au cours de laquelle les minéraux de la roche (pyroxène, plagioclase) ont été remplacés par de la kaolinite, de la chlorite et de la smectite. Il en est résulté un appauvrissement marqué en Ca, Cr, Ni, Mg, Sr et Al, accompagné d'un enrichissement en Fe, Cu, Co, Mo, Zn et Pb. La minéralisation présente une association simple à pyrite, marcassite, wurtzite, sphalérite, covelline et goethite.On peut distinguer plusieurs stades d'activité magmatique et hydrothermale: formation du basalte, altération de haute température (<400°C), altération de moyenne à basse température avec deux stades de minéralisation (250-150°C; <150°C). Ces dépôts de la nature actuelle peuvent s'interpréter comme la zone périphérique d'une aire de minéralisation volcanogène. On peut les comparer à des gisements fossiles de sulfures massifs liés à des ophiolites, comme il s'en est formé au cours des orogenèses alpine (p. ex.: péninsule arabique, Chypre) et calédonienne (p. ex.: Norvège).

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»East Pacific Rise (EPR)« 6° 30° . , 7° 23° . , . , , . , Cr, Ni, Mg, Sr, Al Fe, u, , Mo, Zn Pb. , , , , , . : , ( 400°), (250°–150°, <150°) . , , . , , (.: , ) (.: ).

     

Deformation and metamorphism at the base of the Helgeland nappe complex,northwest of Grong (Northern Norway)

Pelites, carbonate-silicate rocks and mafic rocks occurring at the base of the Helgeland nappe complex northwest of Grong (N. Norway) were subjected together with the crystalline basement to medium grade metamorphism and threefold deformation during Caledonian times.During the first act of deformation temperature increased and reached a maximum of 600–650°C at 6–7 Kb after the cessation of the first deformation event. At the peak of metamorphism granitic, aplitic and pegmatitic rocks were formed.During the second and third acts of deformation the temperature decreased to 500–400°C. Mylonites, formed during the second act of deformation, indicate that there was nappe movement from NW to SE. Simple shearing with direction of the main elongation parallel to the fold axes was associated with the second deformation. During the third deformation simple shearing also occurred. However, elongation took place oblique to the fold axes and the sense of rotation was opposite to that of the second deformation.

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Zusammenfassung An der Basis des Helgeland-Komplexes nordwestlich von Grong (Nord-Norwegen) wurden pelitische, kalksilikatische und basische Gesteine zusammen mit dem Kristallinen Grundgebirge in kaledonischer Zeit von drei aufeinanderfolgenden Faltungsakten erfaßt. Dabei herrschten amphibolitfazielle Temperaturen.Während der ersten Deformation stieg die Temperatur an. Das Maximum von 600–650°C wurde, bei einem Druck von 6–7 Kb, nach der ersten und vor der zweiten Deformation erreicht. Gleichzeitig intrudierten Granite, Aplite und Pegmatite. Während der zweiten und dritten Deformation sank die Temperatur wieder auf 500–400°C. Im Zuge des zweiten Deformationsaktes entstanden stellenweise Mylonite, die auf Deckenbewegungen von NW nach SE hindeuten. Zweite und dritte Deformation sind beide rotational, während der zweiten liegt die Hauptdehnungsrichtung parallel zu den Faltenachsen, während der dritten aber schräg zu ihnen. Der Rotationssinn der dritten Deformation ist dem der zweiten entgegengesetzt.

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Résumé En Norvège septentrionale, au NW de Grong, la base du complexe d'Helgeland composée de metapélites, de roches calc-silicatiques et de roches mafiques, et le soubassement cristallin de ce complexe ont subi ensemble trois actes de déformation successifs à des températures du faciès amphibolites, pendant les temps calédoniens.Durant le premier acte la température a monté. Le maximum de 600–650° C, sous une pression de 6–7 kbar, a été atteint après la fin de cette déformation et avant la deuxième; des roches granitiques, aplitiques et pegmatitiques se sont formées au cours de ce stade. Durant le deuxième et le troisième acte de déformation, la température diminuait à 500–400° C. Des mylonites, indiquant un transport des nappes du NW vers le SE, ont été formées au cours de la deuxième phase. Celle-ci est caractérisée par un mouvement rotatoire par cisaillement simple, l'élongation étant parallèle aux axes des plis. La troisième phase était égalément une phase de mouvements rotatoires, mais en sens opposé et avec un élongation oblique aux axes.

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( ) , - - , . . . 600– 650° 6 – 7 , . , . 500 – 400°. , . , , — . , .

     

Beiträge zur Geochemie des Kupfers

Zusammenfassung Das Cu kommt in häufigen Eruptivgesteinen nicht wie das Pb und Zn großenteils im Gitter der mineralischen Hauptbestandteile, sondern als Kupferkies vor (Proportionalität zwischen Cu- und S-Werten). Basaltische Gesteine haben wesentlich höhere Kupfergehalte (Mittel: 88 ppm = g/t Cu) als granitische (Mittel: 8 ppm Cu). Das Verhalten des Cu bei der Verwitterung und hydrothermalen Gesteinszersetzung und die Begrenzung des Transports in Gewässern (durch Löslichkeit der Karbonate, Hydroxyde, Sulfide und Adsorption an Tonminerale) wird diskutiert. Kalke enthalten im Mittel 15 ppm Cu, bitumenarme Tone landnaher Ablagerungen: 55 ppm Cu. Über diese Werte hinaus können organogene Rückstände, Sulfidfällung, Kalkauflösung und sehr langsame Sedimentbildung im küstenfernen Tiefseebereich (Pazifiktone 400 ppm Cu) zu Kupferanreicherungen führen.Die abnormen Kupfergehalte in bestimmten Ablagerungsgebieten des Kupferschiefers können nicht aus normalem Meeroder Flußwasser durch Sulfidfällung oder die oben genannten Prozesse erklärt werden. Die Aufarbeitung von Rotliegend-Sedimenten gilt als möglicher Lieferant.

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In abundant igneous rocks copper does not mainly occur like lead and zinc in the lattice of the mineral constituents but as chalcopyrite (proportionality between Cu- and S-values). The basaltic rocks have substantial higher copper contents (average: 88 ppm Cu) than the granitic rocks (average: 8 ppm Cu). The behavior of Cu during weathering and hydrothermal alteration and the limitation of transport in waters (as a function of the solubility of carbonates, hydroxides, sulfides and the adsorption on clay minerals) is discussed. Calcareous rocks contain in average 15 ppm Cu, clays and shales from nearshore environments low in carbonaceous matter: 55 ppm Cu. Enrichment of copper exceeding these averages may be due to organic residues, environments of sulfide precipitation or limestone dissolution or very slow sediment accumulation in pelagic areas (Pacific clays: 400 ppm Cu).The abnormal high copper contents in special areas of the Kupferschiefer cannot be derived from normal sea- or riverwater by sulfide precipitation or the above mentioned processes. The reworking of Lower Permian sediments represents a possible source.

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Résumé Le cuivre, dans les roches éruptives, ne se présente pas comme le plomb et le zinc en majeure partie dans le réseau des principaux minéraux, mais comme chalcopyrite (proportionnalité entre les pourcentages de cuivre et de soufre). Les roches basaltiques ont une teneur en cuivre considérablement plus élevée (moyenne: 88 ppm = g/t Cu) que les roches granitiques (8 ppm Cu). Le comportement du cuivre au cours de l'altération atmosphérique et lors de la décomposition des roches par voie hydrothermale et la limitation du transport par les eaux (grâce à la solubilité des carbonates, des hydroxydes, des sulfides et à l'adsorption des minéraux argileux) sont discutées. Les calcaires contiennent en moyenne 15 ppm Cu, les argiles pauvres en bitume de dépôts proches du rivage 55 ppm Cu. Des résidus organogènes, des dépôts de sulfures, la dissolution du calcaire et la formation très lente de sédiments dans des zones de mer abyssale éloignées des côtes (argiles du Pacifique: 100 ppm Cu) peuvent conduire à des enrichissements de la teneur en cuivre au-dessus de ces valeurs. Les teneurs en cuivre s'écartant de la normale dans certaines zones de dépôts de schistes cuivreux ne peuvent pas s'expliquer par le dépôt de sulfures provoqué par l'eau de la mer ou des fleuves ou par les processus ci-dessus mentionnés. Le remaniement de sédiments du rotliegend est considéré comme l'agent possible de ces apports.

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, , . . . — , ( , ). (. . 88 = g/t u) (8 ), (15 u) (55 u). , . , . , .

     

Structural aspects of the Middle and the High Atlas (Morocco) phenomena and causalities

Since the beginning of the Mesozoic the structural development of the Middle Atlas and the central High Atlas was controlled by a pre-existent fault pattern, which was reactivated repeatedly in various manners.The fault pattern is characterized by two main directions. The first runs 35–45° and dominates in the Middle Atlas, the second runs 70° and is common in the southern part of the central High Atlas; between these regions both directions overlap. In the Atlas of Demnat, Beni Mellal and El Ksiba at the northern border of the central High Atlas a further direction, the one of 120°, locally gains in significance. Into the gores of the pattern commonly magmatites intruded during the Mesozoic, in the course of the following compressive deformation often a cleavage was formed there.The compressive deformation started in the Oligocene; the directon of the main compressional stress ₁ lay at 160°. Dependant on their orientation to ₁ the pre-existent faults reacted differently on this stress: The 70° faults were reactivated as upthrusts, the 35° ones as sinistral oblique slip reverse faults and those of 120° as dextral oblique slip reverse faults. At the northwestern border of the hinge area between the Middle and the High Atlas this scheme of movements was complicated by an interference with movements along the Transalboran fault system.Because of changes in the style of deformation the so-called B-B fault zone, running ENE from El Ksiba to Aghbala, can be defined as the structural border between the High and the Middle Atlas.

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Zusammenfassung Die strukturelle Entwicklung des Mittleren Atlas und des zentralen Hohen Atlas seit dem Beginn des Mesozoikums wurde durch ein Bruchmuster präexistenter Störungen gesteuert, die sich im Verlauf dieser Zeit wiederholt in verschiedener Weise durchgepaust haben.Das erwähnte Bruchmuster wird durch zwei Hauptrichtungen charakterisiert, deren eine von 35–45° im Mittleren Atlas vorherrscht, während die andere von 70° für den südlichen Teil des zentralen Hohen Atlas bestimmend ist, in einem Zwischenbereich überlappen sich beide Richtungen. Im Atlas von Demnat, Beni Mellal und El Ksiba am Nordrand des Hohen Atlas tritt lokal begrenzt eine weitere Richtung von 120° hinzu. In die Zwikkel des Bruchmusters drangen im Verlauf des Mesozoikums verbreitet Intrusiva ein, während der anschließenden kompressiven Deformation wurde dort häufig eine Schieferung angelegt.Die kompressive Deformation setzte im Oligozän ein, wobei die Richtung der kompressiven Hauptnormalspannung ₁ ca. 160° betrug. Die präexistenten Störungen reagierten auf dieses Stressfeld je nach ihrer Lage zu ₁ unterschiedlich: Die 70°-Störungen wurden als Aufschiebungen reaktiviert, die 35°-Störungen als sinistrale Schrägaufschiebungen und die 120°-Störungen als dextrale Schrägaufschiebungen. Kompliziert wurde dieses Bewegungsschema am Nordwestrand des Scharnierbereiches zwischen Hohem und Mittlerem Atlas durch eine Überlagerung mit Bewegungen entlang des Transalboran-Störungssystems.Als strukturelle Grenze zwischen Hohem und Mittlerem Atlas kann aufgrund von Änderungen im Baustil die sog. B-B-Störungszone, die von El Ksiba Richtung nach ESE bis Aghbala verläuft, angesehen werden.

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Résumé Depuis le début du Mésozoïque, l'histoire structurale du Moyen-Atlas et du Haut Atlas central aété déterminée par un réseau de failles préexistantes qui ont été réactivées à diverses reprises et de diverses manières.Ce réseau de failles est caractérisé par deux directions principales: l'une (35° à 45°) domine dans le Moyen Atlas, l'autre (70°) dans la partie sud du Haut Atlas central. Entre ces deux régions, les deux directions coexistent. Dans l'Atlas de Demnat, de Beni Mellal et d'El Ksiba, à la bordure nord du Haut Atlas central, une troisième direction (120°) présente une importance locale. Pendant le Mésozoïque, des magmas se sont intrudés dans les ouvertures du réseau, tandis qu'une schistosité apparaissait souvent dans les régions en compression.La déformation compressive a débuté à l'Oligocène, avec une contrainte principale ₁ orientée à 160°. Les failles préexistantes ont réagi de manières différentes, selon leur orientation par rapport à ₁: les failles de direction 70° ont été réactivées en chevauchement, les failles à 35° ont donné des failles inverses à jeu oblique sénestre, et les failles à 120° des failles inverses à jeu oblique dextre. Le long de la bordure nord-ouest de la zone charnière entre le Moyen et le Haut Atlas, ce schéma s'est compliqué par interférence avec des mouvements le long de l'accident transalborien.Eu égard aux changements dans le style de la déformation, la zone failleuse dite B-B, qui s'étend en direction ENE de El Ksiba à Aghbala, peut se définir comme la frontière structurale entre le Haut et le Moyen Atlas.

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, . : 35–45° , 70° ; . Demnat, Beni Mellal El Ksiba 120°. , . , , , I₁ 160°. , I₁: 70° , 30° , 120° - . - Transalboran. .. -, E-S Aghbala.

     

Structure,evolution, and dynamics of the Norwegian-Greenland Sea in the Blue Road Geotraverse area

The orogeny of the Scandinavian and Greenland Caledonides is shortly reviewed, and a structural sketch map of the Scandinavian Caledonide part of the Geotraverse is presented. Post-Caledonian rifting episodes prior to the formation of the North Atlantic Ocean are briefly discussed, as well as the opening of the northern North Atlantic Ocean and its spreading rates.Computations of density models carried out on the basis of the Simplex-Algorithm which allows a least-squares solution under certain constraints show clearly a Moho-depression beneath the Caledonides and a comparatively thick oceanic crust in the Norwegian Sea. The transition zone oceanic continental crust has a complex structure, but a continuation of the Lofoten Islands and a part of the Vøring Plateau escarpment can be detected.The residuals of former measurements of tidal gravity in Fennoscandia are explained by oceanic loading tides, and a chart for the M2-loading effect is given. The influence of crustal structure on the residuals is shortly discussed. A finite element model is used to calculate the loading effect for a laterally inhomogeneous structure.

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Zusammenfassung Die Orogenese der skandinavischen und grönländischen Kaledoniden wird kurz beschrieben und die Struktur des skandinavisch-kaledonischen Teils skizziert. Die postkaledonische Dehnungstektonik vor der Bildung des Nordatlantiks sowie die Öffnung des nördlichen Nordatlantiks und die entsprechende Öffnungsrate werden kurz diskutiert.Berechnungen von Dichtemodellen mit Hilfe des Simplex-Algorithmus erlauben die Optimierung unter Berücksichtigung von Randbedingungen. Die Modelle zeigen eine ausgeprägte Depression der Moho unter den Kaledoniden und eine relativ dicke ozeanische Kruste. Die Übergangszone von kontinentaler zu ozeanischer Kruste hat eine äußerst komplizierte Struktur, jedoch lassen sich sowohl die Fortsetzung der Lofoten als auch der Rand des Vøring-PIateaus erkennen.Die Residuen von Schweregezeiten in Fennoskandien lassen sich durch ozeanische Auflasteffekte erklären, und eine Karte des M2-Meeresgezeiteneinflusses wird vorgestellt. Der Einfluß der Krustenstruktur auf die Residuen wird kurz diskutiert. Zur Modellierung lateraler Inhomogenitäten wurde ein finites Elementmodell entwickelt.

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Résumé L'orogenèse des calédonides Scandinaves et groenlandaises sera décrit brièvement et la structure de la partie Scandinave ébauchee.La distension tectonique post-calédonienne avant la formation de l'Atlantique nord ainsi que l'ouverture du nordatlantique septentrional avec le taux d'expansion correspondant sont ensuite brièvement discutés.Des calculs de modèle de densité à l'aide de l'algorithme simplex permettent la détermination optimale sur le principe des moindres carrés, compte tenu des conditions aux limites.Les modèles montrent une dépression prononcée de la Moho sous les calédonides et une croûte océanique relativement épaisse. La zone de transition entre la croûte continentale et la croûtre océanique a une structure extrêmement compliquée; cependant on peut reconnaître la continuation des Lofoten ainsi que la marge du plateau de Vøring.Les résidus des marées terrestres fenno-scandiennes peuvent s'expliquer par des effets de charge océanique, et une carte de l'influence du terme M2 des marées est présentée. L'influence de la structure de la croûte sur les residues est discutée. Pour modeler les homogénéités latérales on a développé un modèle d'éléments finis.

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- . - , , . Simplex-Algorithmus . . , , , . - ; . . , .

     

The potassic feldspar in metamorphic rocks from the western Hohe Tauern area,eastern Alps

Zusammenfassung Es wurden Kalifeldspäte aus Orthogneisen, Paragneisen und Glimmerschiefern des westlichen Tauemfensters (Hohe Tauern, Tirol) mit optischen und röntgenographischen Methoden im Hinblick auf ihren Strukturzustand untersucht.Es zeigte sich, daß in den Randbereichen des Tauemfensters in Gesteinen der Grünschieferfazies weitgehend geordneter Mikroklin mit einem optischen Achsenwinkel 2 V_x 80°, Auslöschungswinkel Z (010)=15–20°, Doppelbrechung n_z-n_x= 0,0065, Triklinität=0,90-–0,95, ca. 0,88 Al auf T₁O-Position und einem Ab-Gehalt von ca. 5 Gew.% auftritt. Dagegen wurden in Gesteinen der schwachtemperierten Amphibolitfazies des zentralen Bereichs Orthoklase bis intermediäre Mikrokline mit stark schwankenden optischen Eigenschaften, mit Triklinitäten zwischen 0 und 0,7, 0,8 bis 0,9 Al in T₁-Positionen, 0,45–0,8 Al auf T₁O und Ab-Gehalten von ca. 10 Gew.% festgestellt. Die Kalifeldspatkristalle zeigen ungleichmäßige Auslöschung mit Winkeln von Z (010) zwischen 0 und 15°, 2 V_x zwischen 50 und 75° und n_z-n_x=0,005 bis 0,006. Teilweise ist Zonarbau mit geringerer Triklinität am Kornrande erkennbar. Diese undulös auslöschenden Kalifeldspäte enthalten einzelne schmale Lamellen von maximal triklinem Mikroklin mit Z (010)=15–20° und n_z-n_x= 0,006–0,007.Die Grenze zwischen dem Verbreitungsgebiet von maximalem Mikroklin einerseits und Orthoklas bis intermediärem Mikroklin andererseits verläuft in den westlichen Hohen Tauern ungefähr konform mit der Albit-Oligoklas-Grenze (Morteani &Raase, 1974) und mit der aus Sauerstoff-Isotopen-Untersuchungen bestimmten 500° C-Isotherme (Hoernes &Friedrichsen, 1974).

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The potassic feldspar in orthogneisses, paragneisses, and mica schists from the western Tauernfenster (Hohe Tauern, Tyrol) were studied by optical and X-ray methods with regard to their structural state and in relation to grade of metamorphism.In the peripheral region of the Tauernfenster in greenschist-facies rocks highly triclinic microcline occurs with an optic angle 2 V_x of about 80°, extinction angle Z (010) =15–20°, birefringence n_z-n_x=0.0065, triclinicity=0.90–0.95, approx. 0.88 Al in T₁O-site, and an Ab-content of about 5 wt.%. In the central area with rocks of the low-grade amphibolite facies, on the other hand, orthoclase to intermediate microcline with highly variable optical properties, triclinicities in the range of 0–0.7, 0.8–0.9 Al in T₁-sites, 0.45–0.8 Al in T₁O-site, and an Ab-content of about 10 wt.% was recognized. The K-feldspar grains have nonuniform extinction Z (010) scattering in the range of 0–15°, 2 V_x in the range of 50–75°, and n_z-n_x= 0.005–0.006. Sometimes a zonal structure with lower triclinicity exists at the rim. These undulatory K-feldspar grains usually contain small lamellae of highly triclinic microcline with Z (010) =15–20° and n_z-n_x=0.006–0.007.From the occurrence of maximum microcline and of orthoclase to intermediate microcline in the Hohe Tauern area an isograd was defined that is approximately conformable with the albite-oligoclase isograd (Morteani &Raase, 1974) and with the 500° C isotherm based on oxygen isotope analyses (Hoernes &Friedrïchsen, 1974).

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Résumé Les feldspaths potassiques d'orthogneiss, de paragneiss et de micaschistes de la Fenêtre des Tauern occidental (Hohe Tauern, Tirol) ont été étudiés du point de vue de leur état structural.Dans les roches du faciès schistes verts de la région périphérique de la Fenêtre des Tauern les microclines sont caractérisés par un angle des axes optiques 2 V_p =80°, un angle d'extinction n_g (010)=15–20°, une biréfringence n_g-n_p=0,0065, une triclinicité= 0,90–0,95, 0,88 Al dans le site T₁O et par une teneur en albite d'environ 5%. Au contraire, dans les roches du faciès amphibolite à faible degré de la région centrale, ont été observées des orthoses allant à des microclines intermédiaires avec des propriétés optiques très variables, un degré de triclinicité de 0 à 0,7, 0,8–0,9 Al dans les sites T₁, 0,45–0,8 Al dans T₁O et avec une teneur en albite d'environ 10%.Les cristaux de feldspath montrent une extinction irrégulière avec des angles Z (010) variable de 0 à 15°, 2 V_p de 50 à 75° et n_g-n_p=0,005–0,006.On peut voir quelquefois une structure zonée avec une triclinicité moindre au bord des cristaux. Ces feldspaths potassiques contiennent de minces lamelles de microcline à triclinicité maximum, avec n_g (010)=15–20° et n_g-n_p 0,006–0,007.La limite entre les régions à microcline maximum d'une part, et à orthose ou microcline intermédiaire d'autre part, suit, dans les Hohe Tauern, sensiblement l'isograde albite-oligoclase (Morteani &Raase, 1974) et, l'isotherme de 500° C telle qu'elle fut determinée les isotopes de l'oxygène (Hoernes &Friedrichsen, 1974).

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, ( , ) ., 2 V_x80°, Z (010)=15–20°, n_z–n_x=0,0065, =0,90–0,95, 0,88 l T₁O Ab 5 .-%. , 0 0,7, 0,8-0,9 1 T₁ l 10 .-%. Z V (010) 0 15°, 2 V_x 50 75° n_z–n_x=0,005–0,006. . Z V (010) =15-20° n_z–n_x=0,006–0,007. , Morteani & Raase (1974) 500° , Hoernes & Friedrichsen (1974).

     

Trondhjemites in the Badajoz-Cordoba belt,Sw Spain. Geochemical interpretations and geological implications

Several banded bodies of the Valencia de las Torres Formation in the Azuaga Group (Badajoz-Cordoba axis) are defined as trondhjemites. Principal component analysis of major elements shows that the chemical variability of the samples is compatible with a single differentiation process. Systematic study of their petrography and chemistry points to trondhjemite-tonalite series belonging to high grade metamorphic belts and their generation is postulated as being due to partial melting of a tholeite in a subduction zone, for which a hercynian age is suggested.

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Zusammenfassung Mehrere gebänderte Gesteinskörper innerhalb der Valencia de las Torres-Formation der Azuaga Gruppe (Badajoz-Cordoba-Achse) werden als Trondheimite interpretiert. Eine chemische Analyse der wichtigsten Elemente der Proben bestätigt, daß die Variabilität im Chemismus mit einem einzigen Differentiationsvorgang erklärbar ist. Die systematische petrographische und chemische Analyse deutet auf eine Trondheimite-Tonalität Abfolge, die hochmetamorphen Gürteln zugeordnet wird. Ihre Entstehung wird auf teilweises Schmelzen eines Tholeites in einer Subduktionszone herzynischen Alters zurückgeführt.

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Résumén Diversos cuerpos bandeados de la Formación Valencia de las Torres en el Grupo de Azuaga (Eje Badajoz-Córdoba) se definen como trondhjemitas. Del Anâlisis de Componentes Principales sobre elementos mayores se desprende que la variabilidad química de las muestras es compatible con un sólo proceso de diferenciación. El estudio sistemâtico de sus caracteres petrográficos y químicos pone de manifiesto su relación con series trondhjemítico-tonalíticas propias de cinturones metamórficos de alto grado y, coherentemente, se postula su generación por fusión parcial de una tholeta en una zona de subducción, para la cual, de acuerdo con los datos geocronológicos disponibles se sugiere una edad hercínica.

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Valencia de la Torres Azuaga ( Badajoz-Cordoba) , . , . , , , - . .

     

Metallogenetic evolution of the East Alpine Paleozoic basement

Paleo-metallogenetic sketch maps of the East Alpine area are presented for the Ordovician/Silurian, the Devonian/Lower Carboniferous, and the Upper Carboniferous/Permian. Mineralization and tectonic evolution are then discussed in the frame of a plate tectonic model compatible with recent results in Western Europe.A group of microcontinents originally dispersed in an ocean north of Gondwana, comprising in the investigated area a Bohemian, Penninic and a South/Austro-Alpine microcontinent was sutured after earlier localized orogenies to a Central European continent during the Devonian resulting from a general northward drift from the Cambrian onwards. This was followed by the development of a new destructive plate margin in the South with a northerly dipping subduction zone, enabling the consumption of the Proto-Tethys ocean. Mainland Gondwana then collided with the newly formed continent during the Carboniferous.Contrary to the generally convergent tectonic pattern most mineralizations in the South/Austro-Alpine area appear associated with crustal extension and related volcanism continuing into the Lower Carboniferous. Especially in the Upper Ordovician this conforms well with the concept of a back arc extensional cratonic basin setting. Metal zoning similar to the Andean/Cordilleran situation cannot be observed. Notably different, however, is the orogenic setting of the Penninic area during the Lower Paleozoic, with an economic scheelite-mineralization and associated trace elements reflecting mainly crustal affinities.The Upper Carboniferous calc-alcaline magmatism of the South/Austro-Alpine-Penninic area with its Cu-Pb-Zn-Ag-F mineralisation in the South and anomalous Be-Bi-F-Li-Mo-W-U contents further North displays many features of a back arc magmatic belt. The orogenetic stage is followed in the Upper Carboniferous-Permian by molasse with sandstone type U, graphite (coal) and acidic volcanism giving rise to (Ba-F-) Cu-Pb-Zn-U ores. A renewed tensional regime accompanied by marine transgression during the higher Permian produced evaporite deposits and minor epigenetic mineralization dominated by Fe in the Austro-Alpine area.

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Zusammenfassung Paläometallogenetische Skizzen des Ostalpenraumes werden für die Zeitabschnitte Ordoviz/Silur, Devon/Unterkarbon und Oberkarbon/Perm vorgestellt. Mineralisation und tektonische Entwicklung werden im Rahmen eines plattentektonischen Modelles diskutiert, welches mit neueren Ergebnissen aus dem westlichen Europa kompatibel ist:Eine Gruppe von Mikrokontinenten, welche ursprünglich in einem Ozean nördlich von Gondwana verstreut lag, und welche im hier untersuchten Bereich einen böhmischen, penninischen und süd-/ostalpinen Mikrokontinent umfaßte, driftete seit dem Kambrium nach Norden und war nach räumlich begrenzten Orogenesen im Devon zu einem Mitteleuropäischen Kontinent verschweißt. Darauf entstand südlich davon ein neuer destruktiver Plattenrand mit einer nördlich abtauchenden Subduktionszone, wodurch die Proto-Tethys konsumiert wurde. Im Karbon kollidierte schließlich die Hauptmasse Gondwanas mit dem neu gebildeten Kontinent entlang einer heute im Mediterran-Raum gelegenen Sutur.Im Gegensatz zur generell konvergenten Tektonik erscheinen die meisten Mineralisationen der Süd- und Ostalpinen Einheiten an Krustendehnung und damit auftretenden Vulkanismus gebunden, welche bis ins Unterkarbon anhielten. Besonders im Ordoviz entspricht dies gut einem back arc extensional cratonic basin. Eine metallogenetische Zonierung in Abhängigkeit vom Abtauchen einer Subduktionszone nach dem Anden/Kordilleren-Modell ist nicht zu beobachten. Davon sehr verschieden ist die orogene Situation im Penninikum während des Alt-Paläozoikums, wo die wirtschaftlich wichtige Scheelitvererzung mit ihren Begleitelementen starke Krustenaffinität anzeigt.Der oberkarbone kalkalkalische Magmatismus des Süd- und Ostalpins sowie des Pennins mit Cu-Pb-Zn-Ag-F-Mineralisation im Süden und erhöhten Be-Bi-F-Li-Mo-W-U-Ge-halten weiter nördlich hat viele Züge eines back arc magmatic belt.Dem orogenen Stadium folgte im Oberkarbon-Perm Molassesedimentation mit U-Vorkommen und Graphit (Kohle), sowie mit saurem Vulkanismus verknüpften (Ba-F-) Cu-Pb-Zn-U-Vererzungen. Erneuerte Zerrung und marine Transgression im obersten Perm führten zur Bildung von Evaporit-Lagerstätten und einer unbedeutenden epigenetischen Fe-betonten Mineralisation im Ostalpinen Raum.

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Résumé Trois esquisses paléométallogéniques de la région des Alpes orientales sont présentées pour les périodes suivantes: Ordovicien et Silurien, Dévonien et Carbonifère inférieur, Carbonifère supérieur et Permien. Sur cette base, les minéralisations respectives et l'évolution tectonique sont discutées dans le cadre d'un modèle de tectonique de plaques, lequel est compatible avec les résultats récents des recherches en Europe occidentale.Il s'agit d'un groupe de microcontinents, à l'origine dispersés dans un océan au Nord du Gondwana, comprenant les microcontinents moldanubien, penninique et austroalpin et qui dériva vers le Nord à partir du Cambrien pour se souder, après une orogenèse limitée durant le Dévonien, et former le continent de la « Paléoeurope centrale ». Ensuite s'installa, au Sud, une nouvelle marge de plaque destructive avec une zone de subduction inclinée vers le Nord, résultant dans la résorption de la Proto-Téthys. Au Carbonifère, le Gondwana entra finalement en collision avec ce continet nouvellement formé le long d'une suture aujourd'hui située dans le domaine de la Méditerranée.En opposition avec la tectonique de convergence, les minéralisation de la région sudaustroalpine sont apparemment liées à une extension de la croûte continentale accompagnée d'un volcanisme bimodal jusqu'au Carbonifère inférieur. Surtout pendant l'Ordovicien supérieur, ceci est comparable à un bassin cratonique extensionnel d'arrière-arc. Une zonation métallogénique dans la dépendance du prolongement d'une zone de subduction, semblable à la situation observée dans les cordillères occidentales des deux Amérique n'est pas évidente. Notablement différent cependant est l'environnement orogénique du Penninique au Paléozoïque inférieur, avec sa minéralisation importante de schéélite et éléments associés qui indiquent une forte affinité avec une croûte continentale.Le magmatisme calco-alcalin d'âge carbonifère supérieur du Sud-austroalpin et du Penninique, avec une minéralisation de Cu, Pb, Zn, Ag, F au Sud, et des eneurs élevées an Be, Bi, F, Li, Mo, W, U plus au Nord, présente de nombreux traits d'une zone magmatique d'un arrière-arc. Ce stade orogénique fut suivi d'une molasse avec des occurrences de U en roches gréseuses, de graphite (houille), et un volcanisme acide associé à des minéralisations de (Ba-F), Cu-Pb-Zn-U. Un nouveau régime extensionnel accompagné d'une transgression marine produisit au Permien supérieur des dépôts évaporitiques et une minéralisation épigéné tique insignifiante dominée par Fe, dans l'Austroalpin.

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/, / . , , . , - , , - , , , , . , , , . , . , , . back arc extensional cratonic basin. / . . - , u, Pb, Zn, Ag F Be, Bi, F, Li, Mo, W, U , back arc magmatic belt. / /, (, F) Cu, Pb, Zn U. .

     

Das Permokarbon bei Zudáñez (Bolivien) und eine Übersicht des Jungpaläozoikums im zentralen Teil der Anden

Zusammenfassung Das ostbolivianische Bergland wird von altpaläozoischen Sedimenten aufgebaut, denen stellenweise jüngere Gesteine auflagern. So ist südlich von Zudáñez (Depto. Chuquisaca) ein jungpaläozoischer Muldenrest erhalten geblieben: auf einer Sandstein-Folge des Permokarbon (450 m mächtig; kontinental im Liegenden, marin beeinflußt im Hangenden) ruhen 20 m mächtige marine Kalke des Unterperm (Formation Copacabana/Wolfcampian), die noch von einer bis zu 20 m mächtigen Silt- und Tonstein-Folge überlagert werden. Aus der Kartierung des Vorkommens, nach sedimentologischen Untersuchungen und Fossilbestimmungen ergeben sich einige neue fazielle Hinweise und paläogeographische Ansätze.In einer Übersicht werden alle bisher bekannten Vorkommen von Jungpaläozoikum im zentralen Teil der Anden (zwischen 13° und 24° südlicher Breite) zusammengestellt und verglichen. Die Reichweite der karbonischen Gondwana-Eisbedeckung nach Westen sowie die Ostgrenze des marinen Ablagerungsraumes zur Permzeit werden diskutiert.

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The Eastern Cordillera of Bolivia is composed of Early Paleozoic sedimentary rocks, which locally are overlain by younger ones. South of Zudáñez (Depto. Chuquisaca) a Late Paleozoic syncline has been preserved which consists of the following units: 1. At the base, sandstones of Permo-Carboniferous age (450 m), of which the lower portion exhibits terrestrial, and the upper portion marine characteristics; 2. marine carbonates (20 m) of Early Permian age (Copacabana Formation of Wolfcampian age); 3. siltstones and shales (up to 20 m). On the basis of field work as well as sedimentological and paleontological investigations new concepts on facies distributions and paleogeography of this area have been developed.The sequences of Early Paleozoic sedimentary rocks known from the central part of the Andes (13°-24° S) are presented in a synopsis and compared. The westward extent of the Carboniferous Gondwana glaciation and the eastern boundary of the Permian basin of marine deposition are discussed.

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Resumen Las cordilleras orientales de Bolivia están constituidas por rocas del Paleozóico Inferior las que en algunas áreas están cubiertas por estratos más modernos. Así se ha mantenido en el sur de Zudáñez (Depto. Chuquisaca) un sinclinal rudimentario de sedimentos del Paleozóico Superior con la siguiente seccion estratigráfica: (1) areniscas permo-carboníferas de unos 450 mts. de espesor en la base (en las partes inferiores terrestres, en las superiores marinas); (2) carbonatos fosilíferos marinos del Pérmico Inferior (Formación Copacabana de la edad wolfcampiana) con un espesor de 20 mts. aproximadamente; (3) siltitas y lutitas pérmicas, hasta 20 mts. de espesor. Las investigaciones del campo, los datos sedimentológicos y paleontológicos suministraron algunas nuevas informaciones respecto a la fácies y a la paleogeografía de esta región.Presenta una sinopsis comparando todas las secuencias rocosas del Paleozóico Superior de la parte central de los Andes (entre los grados 13 y 24 de latitud sur). Se trata de los límites occidentales de la glaciación gondwánica del Carbonífero y el alcance oriental de los depósitos marinos del Pérmico.

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- , . Zudáñez ( Chuquisaca) - : ( 450 : , ) , 20 ( Copacabana/Wolfcampian), 20 . , . ( 10° 24° ). , .

     

Application of Markov chain and entropy analysis to lithologic successions: An example from the Cretaceous of the Benue trough (Nigeria)

Zusammenfassung Eine Markov'sche Kettenanalyse wird in der Untersuchung von zwei stratigraphischen Ausschnitten aus der Kreide des Benue-Troges in Nigeria eingesetzt. Vier Faziesabschnitte bestehend aus grobkörnigem, mittelkörnigem und feinem Sandstein sowie Tonstein, lassen sich trennen. Matrizen zu den Faziesübergängen werden nach einem eingeschlossenen und einem mehrstufigen Markovmodell gebildet. Daraus lassen sich unabhängige Probematrizen ableiten. Bei einem Vergleich dieser zwei Serien von Matrizen und der Anwendung von zwei statistischen Tests zu diesen Matrizen stellt man fest, daß die untersuchten Formationsausschnitte Markov'sche Eigenschaften aufweisen, die eine nach oben feiner werdende Zyklizität repräsentieren. Der Fazieszyklus läßt sich als eine Faziesabfolge von Flußrinnen, Gleithängen und Überflutungsebenen eines Flußsystems interpretieren. Mit der Methode einer Fazieszählung läßt sich die Zusammensetzung eines Modalzyklus ermitteln; eine übergeordnete Matrize zeigt wichtige Zusammenhänge auf, die in der eingeschlossenen Matrize nicht sichtbar sind. Im allgemeinen nehmen die Chi-Quadratzahlen bei der Abnahme der Zahl der Nullen in der Ubergangsmatrize zu. Deshalb hat die Wahl der Zählmethode Einfluß auf die Chi-Quadratzahlen. Die Zufälligkeit im Auftreten eines Faziestypes innerhalb eines Zyklus wird durch die Entropie ausgedrückt, die von den Markovmatrizen abgeleitet werden kann. Zwei Arten von Entropien werden für jede Fazies berechnet: die Entropie nach der Ablagerung und vor der Ablagerung bilden zusammen eine Entropieserie. Die Entropie des Gesamtsystems läßt sich ebenfalls berechnen. Diese Werte werden graphisch dargestellt und mit den idialisierten Diagrammen von Hattori verglichen, wobei sich zeigt, daß es sich hier im wesentlichen um einen abgeschnittenen, asymmetrischen Zyklus (Typ A-4 von Hattory) handelt, der in einem Flußsystem abgelagert wurde. Die Untersuchung zeigt weiterhin, daß die Anwendung der Entropiefunktion zusammen mit der Markov'schen Kettenanalyse charakteristische Züge einer Sedimentserie erkennen läßt, die als diagnostischer Hinweis bei der Bewertung von Ablagerungsbedingungen in einer stratigraphischen Serie gewertet werden können.AbstractMarkov chain analysis is used in the study of two composite stratigraphic sections from the Cretaceous of the Benue trough of Nigeria. Four facies states, consisting of coarse sandstone, medium sandstone, fine sandstone and shale, are recognized in the sections. Faciès transition matrices are structured on embedded Markov and multistory Markov model, from which independent trials matrices are derived. By comparing these two sets of matrices, and applying two statistical tests to the matrices, it is established that the stratigraphic sections examined exhibit a Markovian property with a fining-upward cyclicity. The cycle is interpreted in terms of in-channel, point-bar and overbank facies association in a fluvial system. Methods of faciès count determine the composition of the modal cycle in a succession; multistory matrix reveals important relationships between facies states that are not apparent in the embedded matrix. Generally, Chi-square values increase with decrease in the number of zeros in the transition matrix; therefore, choice of count method has an effect on Chi-square value. The randomness in the occurrence of facies within a cycle is evaluated in terms of entropy which can be calculated from the Markov matrices. Two types of entropies are calculated for every facies state: entropy after deposition and entropy before deposition, which together form an entropy set; the entropy for the whole system is also calculated. These values are plotted and compared withHattori's idealized plots which indicate that the sequence is essentially a truncated asymmetric cycle (type A-4 ofHattori), and was deposited in a fluvial environment. The study further suggests that use of the entropy function together with Markov chain analysis reveals some characteristic features in a succession which can be used as diagnostic evidence in evaluating depositional environment of a stratigraphic sequence.

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Résumé On utilise une analyse par chaîne de Markov pour étudier deux sections stratigraphiques composites du Crétacé dans l'auge de Benue au Nigeria. Ces sections comportent quatre facies: grès grossier, grès moyen, grès fin et schiste. Les matrices de transition des facies sont structurées d'après un modèle de Markov emboîté et un modèle à étages multiples, à partier de quoi on a dérivé des matrices d'essais indépendantes. En comparant ces deux ensembles de matrices et en appliquant deux tests statistiques à ces matrices, on a établi que les sections stratigraphiques examinées ont une propriété Markovienne avec une cyclicité des matériaux par affinement vers le haut. Le cycle est interprété comme l'association des facies de chenal, de berge (»point-bar«) et de rive (»overbank«) dans un système fluvial. Les méthodes de comptage du facies déterminent la composition du cycle modal dans une séquence. La matrice à étages multiples révêle des relations importantes entre les facies, qui ne sont pas apparentes dans la matrice emboîtée. En général, les valeurs chi-carré augmentent lorsque le nombre de zéros décroît dans la matrice de transition. Par conséquent, le choix de la méthode de comptage a un effet sur la valeur chi-carré. Le caractère plus ou moins aléatoire de l'apparition des facies à l'intérieur d'un cycle s'évalue en termes d'entropie que l'on peut calculer à partir des matrices de Markov. On calcule deux sortes d'entropies pour chaque faciès: l'entropie après dépôt et l'entropie avant dépôt, qui forment ainsi un ensemble d'entropies. On calcule aussi l'entropie du système entier. Ces valeurs sont reportées et comparées avec les tracés idéaux d'Hattori, ce qui indique que la séquence est essentiellement un cycle assymétrique tronqué (type A4 d'Hattori), et qu'elle s'est déposée dans un milieu fluvial. De plus l'étude suggère que l'usage de la fonction d'entropie, conjointement à l'analyse par chaîne de Markov, révèle certains traits caractéristiques dans une succession. Ces traits peuvent être utilisés comme arguments diagnostiques dans la détermination du milieu de dépôt d'une séquence stratigraphique.

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Benue, , . 4 , , . . . , , , . , , . . , . . , . : . . , , Hattory: , — — 4 Hattory —, . , , , .

     

Trace elements in the Singhbhum granite,India

A study of the trace elements in the Singhbhum granite from its northern borders (Saraikela) and the central mass (Chaibasa) reveals that there are differences not only in the limit of concentration but also in their behaviour. It is found that while correlating with the petrographic and also the major elements behaviour, the trace elements always do not mark an increase or decrease during the various stages of the evolution of the Singhbhum granite. The behaviour of the trace-elements as revealed from the previous studies relating to both igneous and metamorphic rocks, is significant in working out the physico-chemical factors involved in the genesis of rocks. In the magmatic rocks, the trace elements obviously follow a trend and go in accordance withGoldschmidt's principles of camouflage, capture and admission. In the present study such uniformities are not found. The present study reveals firstly, the different nature of chemical gradients formed by these elements during different geological environments; secondly, the mutual relationships and the ratio of certain traceelements in the different associations, indicating the original heterogeneity of these rocks and their formation under different geological as well as physico-chemical conditions. It has been concluded (Roonwal, 1968) that the rocks studied here as representing parts of Singhbhum granite do not form one granite series as referred to byRead. In fact they represent rocks formed from material having originally different lithological composition.The trace elements determined for the present study are Va, Cr, Ga, Y, In, Sc, Co, Ni, Cu, Ba, Sr, Sn, Pb and Zr. Among these Ga, Y, In and Sc do not show the normal behaviour viz., Ga should be more in granites but is found to be more in the basic representatives. Y is also more in the basic parts than in the granites. The present granites are very poor in In. Similarly whilst the granites should not normally be rich in Sc, in the present case the distribution of Sc in basic representatives as well as the true granitic parts is more or less uniform. The behaviour of Cu limits the application ofGoldschmidt's rule to magmatic rocks. The behaviour of other elements is normal. Pb shows an antipathic relationship with K⁺ and Ca⁺² and indicates that it has not changed the position due to granitization. An inverse relationship between Zr⁺⁴ and Si⁺⁴ is observed which indicates the formation of zircon and has been in conformity with mineralogy of the rocks.

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Zusammenfassung Eine Untersuchung der Spurenelemente in Gesteinen aus den nördlichen Randgebieten (Saraikela) und der zentralen Masse (Chaibasa) des Singhbhum-Granites zeigte, daß Unterschiede nicht nur hinsichtlich der Konzentrationsgrenzen, sondern auch im Verhalten der Spurenelemente bestehen. Bei einer Korrelation des petrographischen Verhaltens mit dem der Hauptelemente wurde festgestellt, daß die Spurenelemente im allgemeinen keine Zu- oder Abnahme während der verschiedenen Evolutionsstadien aufweisen. Das Verhalten der Spurenelemente, ersichtlich aus früheren Untersuchungen von Intrusiv- und metamorphen Gesteinen, ist bedeutsam für die Feststellung der physiko-chemischen Faktoren, welche bei der Genese der Gesteine mitwirkten. In magmatischen Gesteinen folgen die Spurenelemente offensichtlich dem Trend vonGoldschmidts Regel der Camouflage, capture and admission. Bei der vorliegenden Untersuchung wurde eine solche Übereinstimmung nicht festgestellt. Die Untersuchung enthüllt erstens eine durch diese Elemente während verschiedener geologischer Umweltverhältnisse hervorgerufene verschiedene Natur der chemischen Gradienten und ließ zweitens ein gegenseitiges Verhältnis und das Verhältnis gewisser Spurenelemente in verschiedenen Gesteinsgesellschaften erkennen, was auf die ursprüngliche Heterogenität dieser Gesteine und deren Bildung unter verschiedenen geologischen sowie physiko-chemischen Bedingungen hinweist. Es wurde daraus geschlossen (Roonwal, 1968), daß die untersuchten Gesteine, welche den typischen Singhbhum-Granit repräsentieren sollen, nicht nachRead eine einzige Granitserie bilden, sondern daß sie Gesteine darstellen, welche ursprünglich aus Material verschiedener lithologischer Zusammensetzung stammen.Für diese Untersuchung wurden die folgenden Spurenelemente bestimmt: Va, Cr, Ga, Y, In, Sc, Co, Ni, Cu, Ba, Sr, Sn, Pb, Zr. Von diesen zeigen Ga, In und Sc nicht das normale Verhalten, da Ga eigentlich in größeren Mengen in Graniten auftreten sollte, was jedoch im vorliegenden Falle für die basischen Gesteinsvertreter zutrifft. Ebenfalls ist Y zahlreicher in den letzteren Vertretern vorhanden. Die vorliegenden Granite sind sehr arm an In, während sie andererseits normalerweise auch nicht reich an Sc sein sollten. Hier ist die Verteilung von Sc in den basischen Vertretern sowie auch in den wirklichen Granitanteilen mehr oder weniger gleichmäßig. Das Verhalten von Cu schränkt die Anwendung vonGoldchmidts Regel in bezug auf magmatische Gesteine ein. Das Verhalten anderer Elemente ist normal; Pb zeigt eine antipathische Beziehung zu K⁺¹ und Ca⁺², was darauf hinweist, daß es als Folge der Granitisation seine Position nicht geändert hat. Es wurde ein umgekehrtes Verhältnis zwischen Zr⁺⁴ und Sr⁺⁴ beobachtet, was auch die Bildung von Zirkon beweist und was durchaus der Mineralogie dieser Gesteine entspricht.

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Résumé L'étude des éléments mineurs (traces) des roches de la région septentrionale aux environs de Saraikela et des massifs centraux de Chaibasa révèle une différence, non seulement dans le mode de concentration des éléments, mais également dans leurs caractères. Il apparaît, d'après la corrélation des études pétrographiques et les éléments principaux (major), que les éléments mineurs n'ont subit aucune augmentation ou diminution pendant les différentes phases de l'évolution.Le comportement des éléments mineurs, selon des études antérieurs de roches éruptives et de roches métamorphiques, est significatif dans la détermination des facteurs physico-chimiques qui contribuèrent à la génèse de ces gisements. Quant aux roches d'origine magmatique, les éléments mineurs suivent apparemment la tendance au principe deGoldschmidt « camouflage, envahissement et admission ». Mais l'étude actuelle n'a pas permis d'établir une telle conformité.L'étude de ces éléments révèle: premièrement, les différents caractères d'ordre chimique pendant les époques géologiques; deuxièmement les relations mutuelles et les rapports de certains éléments mineurs dans différentes associations; ceci indique l'hétérogénéité primordiale de ces roches et leur formation sous diverses conditions d'ordre géologique et physico-chimique.En conclusion (Roonwal, 1968), les roches étudiées figurant le granite-type de Singhbhum, ne forment pas la moindre série de granite — comme le ditRead — mais constituent des roches engendrées par les matériaux de différentes compositions lithologiques.De par ces études, il a été déterminé les éléments suivants: Va, Cr, Ga, Y, In, Sc, Co, Ni, Cu, Ba, Sr, Sn, Pb et Zr. Parmi ces éléments, Ga, In et Sc ne se rencontrent pas de façon normale puisque Ga devrait en réalité être plus répandu dans les roches granitiques ce qui pourtant s'avère dans le cas du substitut basique. De même, y se trouve en plus grande quantité dans les derniers substituts. Les granites de la région sont pauvres en In et riches en Sc — bien que le contraire soit attendu en ce qui concerne le Sc. Ici, la distribution de Sc, aussi bien dans les substituts basiques que dans les roches granitiques est plus ou moins régulière. Le comportement du Cu suit l'application de la loi deGoldschmidt sur les roches magnétiques; celui des autres éléments est normal; le plomb montre de l'antipathie pour les ions K⁺ et Ca⁺², ceci indique qu'il n'a pas changé sa position par suite de la granitisation du magma. On observe une relation inverse entre Zr⁺⁴ et Sr⁺⁴, relation indiquant la formation de zircon en concordance avec la minéralogie de ces roches.

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Sakaikela Chaibasa Singhbum , , . , , , . , , - , . : Camoflage, capture and admission. . , , -, , , , - , , , - . (Roonwal, 1968), , Singhbum, Read'a , , , . : V, Cr, Ga, Y, In, Sc, Co, Ni, Cu, Ba, Sr, Pb, Zr. Ga, In Sc. , Ga , . . In, , . , , . . — . Pb K Ca, , Pb . Zr⁴⁺ Sr⁴⁺, , .

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For a preliminary account, seeRoonwal (1968). The details of petrology and the major elements are being published elsewhere.     

Convection experiments and the driving mechanism

The problem of mantle convection is discussed in light of laboratory and numerical experiments. Since Wegener's time our knowledge of earth behaviour has increased, so that we are in a better position to explain continental drift. The explanation of this phenomenon must inevitably include mantle convection. The problem has three aspects: the physical laws, the boundary conditions, and the material. We find that a likely model is high-Rayleigh number convection in a medium of temperature, pressure, and stress-dependent rheology; in this model we expect a strong and heavy upper thermal boundary layer and a fluid and light lower boundary layer. The upper one consists of the lithospheric plates which highly organize the large-scale circulation, while the lower one at the core-mantle boundary becomes unstable in the form of diapirs, plumes, or blobs in a fashion rather independent of the large-scale circulation. This model has the potential of reconciling the conflicting views of horizontal and vertical tectonics.

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Zusammenfassung Das Problem der Mantelkonvektion wird im Lichte neuer Laboratoriums- und Computerexperimente diskutiert. Seit Wegener haben wir über das Verhalten des Erdkörpers manches hinzugelernt, so daß wir bessere Aussichten haben, die Kontinentalverschiebung zu erklären. Die Erklärung muß den Aspekt der Konvektion einschließen, ihre Form ist jedoch noch offen. Das Problem ist ein dreifaches: es umfaßt die Lösung physikalischer Gleichungen, es beinhaltet unzureichend bekannte Randbedingungen, und es schließt die von der Lösung beeinflußten — nicht a priori vorhersagbaren — Materialeigenschaften mit ein. Ein heute wahrscheinliches Modell ist Konvektion bei hoher Rayleigh-Zahl in einem Medium mit temperatur-, druck- und spannungsabhängiger Rheologie. Es sind thermische Grenzschichten zu erwarten, deren obere durch die kalten hochviskosen bzw. festen und schweren Lithosphärenplatten gebildet wird, während die untere an der Kern-Mantel-Grenze heiß, flüssig und leicht ist. Die Platten sind gravitativ instabil und üben einen stark ordnenden Einfluß auf die großräumige Mantelströmung aus. Die untere Grenzschicht ist ebenfalls instabil und hat die Tendenz, die großräumige Zirkulation diapirartig zu durchbrechen. Durch dieses Modell kann der Konflikt zwischen Horizontal- und Vertikaltektonik gelöst werden.

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Résumé Le probléme de la convection du manteau est discuté à la lumière de nouvelles expériences de laboratoire et à l'ordinateur. Depuis Wegener nous avons appris bien des choses sur le comportement du corps terrestre ce qui nous donne de meilleurs vues pour expliquer le déplacement des continents. L'explication doit comporter l'aspect de la convection, dont la forme reste encore ouverte. Le problème est triple: il comporte la solution d'équations physiques, il implique les conditions à la limite qui ne sont pas assez connues, ainsi que les proprietés des matériaux, qui, non prévisibles a priori, sont influencées par les solutions. Un modèle probable est la convection, dans le cas d'un nombre de Rayleigh élevé, dans un milieu à rhéologie dépendant de la température, de la pression et de la tension. Il faut s áttendre à l'existence de couches-limites thermiques, dont la supérieure consiste dans les plaques lithosphériques froides et denses, visqueuses, voire «consolidées», tandis que l'inférieure, située à la limite du manteau et du noyau, est chaude, liquide et légère. Les plaques sont instables et exercent une forte influence dans l'ordonnance à grande échelle des courants du manteau. La couche limite inférieure est également instable et possède la tendance de pénétrer diapiriquement dans cette grande circulation. Ce modèle donne la possiblité de régler le conflit entre la tectonique horizontale et verticale.

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The evolution of the Western Ligurian Flysch Units and the role of mud diapirism in ancient accretionary prisms (Maritime Alps,Northwestern Italy)

The Western Ligurian Flysch Units represent an Upper Cretaceous to Paleogene accretionary prism overthrust onto the paleo-European continental margin during the collisional stages of the Alpine orogeny (Eocene). Their precollisional evolution has been reconsidered according to the data collected through extensive field mapping, the study of lowgrade metamorphism and by considering more strictly the processes documented in modern convergent zones.The proposed model involves chaotic facies produced by the flow of muddy sediments along decollement surfaces (diapiric melange) with the growth of mud volcanoes into an accreting wedge progressively shifting toward the European continental margin.

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Zusammenfassung Der westliche Ligurische Flysch repräsentiert die Entwicklung eines Akkretionskeiles während des Kreide-Paleogens, das auf den europäischen Kontinentalrand während der Kollisionsphase der alpidischen Orogenese (Eozän) überschoben wurde. Die Entwicklung vor der Kollision wird neu gedeutet auf der Basis ausgedehnter geologischer Felduntersuchungen, dem Studium der niedrig gradigen Metamorphose und anhand von Vergleichen mit heutigen konvergenten Zonen.Das vorgeschlagene Modell interpretiert das Erscheinen der chaotischen Fazies als Diapirismus von nur teilweise verfestigten Sedimenten und deren Umlagerung nahe Diskontinuitätsflächen im Inneren eines Akkretionprismas, das in Richtung des europäischen Kontinents wandert.

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Résumé Les flyschs de la Ligurie occidentale représentent un prisme d'accrétion du Crétacé-Paléogène charrié sur la marge continentale européenne pendant les phases de collision de l'orogenèse alpine (Eocène). Leur évolution anté-collision est reconsidérée sur la base de nouvelles données provenant du levé de terrain d'une vaste région, de l'étude du métamorphisme de degré faible et de l'application plus rigoureuse des enseignements fournis par les zones de convergence actuelles.Le modèle proposé envisage la production de facies à texture chaotique par flux diapirique de sédiments non consolidés le long de surfaces de décollement, à l'intérieur d'un prisme d'accrétion qui migre progressivement vers la marge continentale européenne.

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Major-element composition of the Åmål granitoids and possible constraints on the growth of the Baltic Shield

The Åmål granitoids in southwest Scandinavia form a calc-alkaline group. Based on 71 major-element analyses their chemical range seems to be constrained to less evolved and somewhat less aluminous compositions than the Svecokarelian synkinematic granitoids. The Åmål granitoids occur in three occurrence types: rather homogeneous massifs, intermingled with other rocks, and as bands in banded gneiss complexes. No statistically confident difference in chemical composition can be proved as a function of occurrence type. The K/K+Na-ratio increases somewhat towards the former Baltic continent. Some of the possible interpretations of this observation are discussed. Most of the chemical variation is due to magmatic differentiation, the mentioned K-Na variation is the most important additional variable. A discussion of geological, isotopic, and paleomagnetic data to the background of ideas on Earth development suggests a nonactualistic model for the generation of the granitoids.

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Zusammenfassung Die südwestskandinavischen Åmål Granitoide stellen eine typische kalkalkalische Reihe dar. Das Resultat von 71 Hauptelementeanalysen ergibt einen Variationsbereich, der im Vergleich mit den svekokarelischen synkinematischen Granitoiden weniger differenziert erscheint. Sie sind im Vergleich mit diesen Gesteinen auch aluminiumärmer. Die Åmål-Granitoide kommen in mehr oder weniger homogenen Massiven vor, aber auch mit anderen Gesteinen vermischt oder als Glieder von Bändergneisen. Es ist nicht möglich, eine statistische Differenz als Funktion des Vorkommens nachzuweisen. Das K/K + Na-Verhältnis erhöht sich etwas gegen den älteren Baltischen Kontinent. Die chemische Variation beruht hauptsächlich auf Differentiation, die genannten K-Na-Variationen sind die wesentlichsten Zusatzvariablen. Eine Diskussion der geologischen, isotopenchemischen und paleomagnetischen Daten im Rahmen der Entwicklung der Erdkruste führt zu einem nichtaktualistischen Modell der Granitoidgenese. Das Modell wird hier nicht weiter erörtert.

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Résumé Les granitoïdes d'Åmål, dans le Sud-Ouest de la Scandinavie, constituent une série calco-alcaline typique. 71 analyses chimiques portant sur les éléments majeurs montrent que l'ampleur de leur variation est moins différenciée que celle des «granitoïdes syncinématiques svécokaréliens»; ils sont aussi plus pauvres en aluminium que ces derniers. Les granitoïdes d'Åmål se présentent en massifs plus ou moins homogènes, et aussi mélangés à d'autres roches ou comme composants des gneiss rubanés. Il n'est pas possible de faire apparaître statitisquement une différence en fonction de leur occurrence. Le rapport K/K+Na croît vers l'ancien continent baltique. Il est possible d'interpréter l'observation de façons différentes. La différenciation explique la majeure partie de la variation chimique; les variations K/Na mentionnées sont les autres variables principales. Les résultats sont discutés dans le cadre des données géologiques, de la chimie des isotopes, et du paléomagnétisme sur la base du développement de l'écorce terrestre, ce qui conduit, pour la genèse des granitöïdes, à un modèle de type non actualiste.

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Åmål - . 71 , « ». . Åmål , , , . , . / + Na . . . . K-Na . , - .

     

Grundwasservorkommen Mitteleuropas — Grundlagen und Möglichkeiten ihrer Erschließung und Bewirtschaftung

Zusammenfassung Bei einer pauschalen Betrachtung ist das Grundwasserdargebot der Bundesrepublik Deutschland eine durch die Durchlässigkeit der Gesteine und die Grundwasserneubildung begrenzte Größe. In Verbindung mit Uferfiltratgewinnung und künstlicher Grundwasseranreicherung kann auch der künftige Bedarf an qualitativ hochwertigem Grundwasser gedeckt werden. Schwierigkeiten ergeben sich jedoch aus dem Auseinanderfallen von Bedarfs- und Gewinnungsschwerpunkten, aus der Notwendigkeit, bisher wenig genutzte, schwierig zu erschließende Grundwasservorkommen in Festgesteinen zu erschließen, aus dem qualitativen und quantitativen Grundwasserschutz und aus der Konkurrenzsituation der Grundwassernutzung mit der Nutzung anderer Rohstoffe. Die Geowissenschaftler sind aufgerufen, zur Lösung dieser Probleme in interdisziplinärer Zusammenarbeit mit den Ingenieuren, Wasserchemikern und anderen Wasserfachleuten durch ihre speziellen Kenntnisse und Arbeitsmethoden beizutragen.

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In a general survey the groundwater supply of the Federal Republic of Germany is a quantity defined by rock permeability and groundwater recharge. Taking into account bank filtered river water and artificial groundwater recharge the future demand of high quality groundwater will be available. Difficulties arise from areal distances between centres of demand and of supply, from the necessity to explore groundwater in hard rocks which have been rarely used up to this time due to its difficult exploration, from the quantitative and qualitative groundwater protection and from competition of groundwater use with the exploitation of other natural resources. Geoscientists are challenged to contribute to the solution of these problems in interdisciplinary cooperation together with engineers, water chemists and other water experts by using their special knowledges and scientific techniques.

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Résumé D'après une estimation globale, la disponibilité en eau souterraine de la République Fédérale Allemande représente une quantité limité par la perméabilité des roches et par la réalimentation en eau de la nappe. En tenant compte de l'apport à la nappe aquifère par suite de l'infiltration d'eau de rivière et de son enrichessement artificiel, la demande future en eau souterraine de haute qualité peut être couverte. Les difficultés qui se produiront, vont être provoquées par les distancees entre les points de consommation et les points d'alimentation, par l'exploration difficile des eaux souterraines en roches fissurées, et karstifiées, par la protection quantitative et qualitative des eaux souterraines et par la compétition entre l'usage des eaux souterraines et l'exploitation des autres ressources naturelles. Les chercheurs sont appelés, pour resoudre ces problèmes dans un cadre interdisciplinaire, à collaborer avec les ingénieurs, les chimistes et autres éxperts en eaux, chacun avec leurs connaissances spéciales et leurs méthodes de travail.

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Paleogeography as a climatic forcing factor

The cause of warm, equable ice free climates which dominate Phanerozoic earth history and the cause of the transition to glacial epochs are fundamental problems in paleoclimatology. Based on several criteria, paleogeography is one of the most likely mechanisms of climatic change on this time scale. Paleogeography modifies climate by inducing changes in atmospheric and oceanic circulation patterns, and by modifying the global albedo because of the contrasts in the albedo of different surfaces (e. g. ocean, land and snow) and because incoming solar radiation is a strong function of latitude. Using both simple and state-of-the-art planetary albedo models, the importance of this second hypothesis is tested as a mechanism of climatic change. It is concluded that paleogeography, by directly altering the planetary albedo, operates in the correct sense to explain the Tertiary global cooling and close to the correct order of magnitude to explain the contrast between warm, equable Mesozoic climates and the present glacial climates.

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Zusammenfassung Die Ursache des warmen, ausgewogen eisfreien Klimas, das in phanerozoischer Erdgeschichte dominiert, und die Ursache des Übergangs zu glazialen Epochen sind fundamentale Probleme in der Paläoklimatologie. Aufgrund mehrerer Kriterien wird Paläogeographie als einer der wahrscheinlichsten Mechanismen für Klimaänderungen auf dieser Zeitskala angesehen. Paläogeographie verändert das Klima durch Änderungen atmosphärischer und ozeanischer Zirkulationssysteme, durch Modifizierung der weltweiten Albedoverteilung auf Grund unterschiedlicher Albedo über verschiedenen Oberflächen (Ozean, Land, Schnee) sowie durch die starke Abhängigkeit der einfallenden Sonneneinstrahlung von der geographischen Breite.Die Benutzung einfacher und — beim heutigen Stand der Theorie — fortgeschrittener Modelle erlaubt eine Überprüfung der Bedeutung dieser zweiten Hypothese für klimatische Änderungen. Es wird gefolgert, daß Paläogeographie, durch die direkte Modifizierung planetarischer Albedo, den globalen Kühlungstrend im Tertiär vorzeichenrichtig andeutet und größenordnungsmäßig den Unterschied zwischen dem warmen, ausgewogenen mesozoischen Klima und dem derzeitigen glazialen Klima erklärt.

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Résumé La cause de l'existence de climates chauds, dépourvus de fluctuations extrêmes et de glaciations, qui ont dominé l'histoire de la Terre durant le Phanérozoique et la cause de la transition à des périodes glaciaires posent des problèmes fondamentaux à la paléoclimatologie. Basée sur plusieurs évidences, la paléogéographie est un des méchanismes les plus probables qui soit à l'origine des changements climatiques considérés sur cette échelle de temps. La paléogéographie introduit des changements de climat en induisant des perturbations dans les modèles de circulation atmosphérique et océanique et en modifiant l'albedo global à cause des contrastes dans l'albedo des différentes surfaces (ex: océan, continent et neige), et parce que la radiation solaire reçue est en étroite relation avec la latitude. A partir de deux modèles, l'un simple et le second le plus éllaboré à l'heure actuelle, l'importance de la seconde hypothèse est testée comme un méchanisme de changement climatique. On arrive à la conclusion que la paléogéographie, en modifiant d'emblée l'albedo à l'échelle du globe, joue dans le bon sens pour expliquer le refroidissement général durant le Tertiaire, et est très voisin de l'ordre de grandeur correct pour expliquer l'opposition entre les climats chauds, dépourvus d'extrêmes fluctuations durant le Mésozoique, et les climats glaciaires d'aujourd'hui.

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Geology of the volcanic area north of Lake Van (Turkey)

According to the collected Data, two volcanic cycles were stipulated.The first cycle begins during Serravallian and consists of products with calc-alkaline affinity, among which high K-type prevails. It came to an end between 5 and 6 m. y. with largely extended ignimbrite covers. Following this, a second cycle characterised by mainly fissure lava flows with Na-alcaline affinity (ne-normative and hy-normative) took place and continued to recent times, assuming a central character during the Quaternary. In this period the emmitted magma shows beside the continuing alkaline activity a transitional character and tholeiitic affinity.Variations within the volcanological and mineralogical character were found to be consistent with the tectonic evolution of the area. This evolution is characterised by two main tectonic phases that developed during Eocene and at the limit between Miocene and Pliocene respectively. These two phases were found to match with the two main volcanic cycles.The important variations noticed in the evolution of both volcanism and coeval deformation can, however, be explained according to a Geodynamic cycle as resulting from the complex indentation mechanism of the Turkish-Iranian mass by the Arabian plate.Alkaline magma generation as well as the subalkalic and oversaturated character of Quaternary volcanics in the study area could be explained as a result of stress field variation together with a change of the physico-chemical conditions in the mantle.It is, however, concluded that rigid application of models on the nature and evolution of volcanism usually accepted for the lithosphere convergence areas, is largely unsatisfactory in this region.

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Zusammenfassung Zwei vulkanische Zyklen lassen sich in den jungen Vulkaniten des Van-See in der NETürkei erkennen. Der erste Zyklus beginnt im Serravallium und hat Kalkalkali-Vulkanite erbracht, wobei hohe K-Typen überwiegen. Vor 5–6 Millionen Jahren war diese Phase mit ausgedehnten Ignimbrit-Decken zu Ende gegangen. Der zweite Zyklus zeigt vorwiegend Spaltenergüsse mit Na-Alkali-Vulkaniten (ne-normativ und hy-normativ), die bis heute anhalten.Während dieser Periode zeigen die Magmen neben der Alkalivormacht auch einen Übergang zu Tholeiiten.Variationen im Vulkanismus und im mineralogischen Charakter laufen gleichzeitig mit der geotektonischen Evolution des Gebietes. Die Entwicklung wird durch zwei tektonische Phasen markiert: im Eozän und an der Wende Miozän zu Pliozän. Diese tektonischen Beanspruchungen laufen parallel mit dem Vulkanismus.Diese bedeutenden Zeitabschnitte, die in der Tektonik und im Vulkanismus dokumentiert sind, hängen mit der komplexen geotektonischen Geschichte des türkisch-iranischen Blocks und der Arabischen Platte zusammen.Alkali-Magmen, sowie subalkalische Produkte und der übersättigte Charakter des quartären Vulkanismus können auf ein wechselndes Streßfeld der Erdkruste sowie auf den Wechsel der physikalisch-chemischen Bedingungen im Mantel zurückgeführt werden.Es soll jedoch besonders gezeigt werden, daß die starre Anwendung der Modelle auf die Entwicklung des Vulkanismus und der Tektonik in diesem Gebiet zu keinen befriedigenden Ergebnissen führt.

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Résumé Conformément aux données receuillies, deux cycles volcaniques ont été reconnus.Le premier cycle commence pendant le Serravallien et consiste en produits à affinité calco-alcaline, parmi lesquels le type à K élevée prédomine. Il prit fin entre 5 et 6 M. an., avec l'émission de grandes couvertures ignimbritiques. Vint ensuite une second cycle caractérisé par des coulées de lave principalement fissurales, à affinité alcaline Na (normative en ne et normative en hy); il se continua jusque dans les temps récents, prenant un caractère central au cours du Quaternaire. Au cours de cette période, le magma émis montre, en plus d'une activité alcaline persistante, un caractère transitionel et une affinité tholéiitique.Des variations dans le caractère volcanologique et minéralogique se sont montrées consistantes avec l'évolution tectonique de la région. Cette évolution est caractérisée par deux phases tectoniques principales qui se sont développées pendant l'Eocène et à la limite Miocène-Pliocène. Ces deux phases se sont montrées en coïncidence avec les deux cycles volcaniques principaux.Les variations importantes dans l'évolution et dans la déformation concomittante peuvent toutefois être expliquées conformément au cycle géodynamique comme étant le résultat du mécanisme d'intentation complexe du massif turco-iranien par la plaque arabique.La génération du magma alcalin, comme aussi le caractère subalcalin et sursaturé des volcanites quaternaires dans la région étudiée, peut s'expliquer comme le résultat d'une variation dans le champ de forces en même temps que d'un changement des conditions physico-chimiques dans le manteau.On conclut toutefois que l'application rigide de modèles sur la nature et l'évolution du volcanisme, couramment admises pour les aires convergentes de la lithosphère, est loin de donner satisfaction dans cette région.

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2 . - , . 5–6 . . . - — ne-normativ hy-normativ —; . , , . , . , : /. . , , . ; . . . , . ( «Ammonitica rosso»).