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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Über die Möglichkeit von paläomagnetischen Messungen an Gesteinen des Präkambriums

Zusammenfassung Anhand von neuen Untersuchungen über die Tieftemperatur-Oxydation von Titanomagnetiten und die magnetischen Eigenschaften der dabei entstehenden Entmischungsprodukte werden die Möglichkeiten von paläomagnetischen Messungen an präkambrischen Gesteinen kritisch beurteilt. An zwei Beispielen wird gezeigt, daß nur Gesteine aus dem Präkambrium, die schon primär Eisenoxyde der höchsten Oxydationsstufe enthalten (Hämatit) zuverlässige Informationen über das erdmagnetische Feld zur Zeit ihrer Entstehung überliefern können.Die bisherigen Polwanderungs-Kurven für die einzelnen Kontinente wurden aufgrund neuer Daten bis in das Präkambrium hinein erweitert.

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The possibilities of paleomagnetic investigations on precambrian rocks are reviewed with respect to recent measurements of the low temperature oxidation of titanomagnetites and the magnetic properties of their exsolution products. Two examples of paleomagnetic measurements on precambrian rocks are presented showing that only rocks where the primary iron oxides are in the highest possible oxidation state (hematite) are able to furnish reliable informations on the geomagnetic field in the Precambrian.The existing polar wandering curves were extended into the Precambrian on the basis of new available data from precambrian rocks.

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Résumé Les possibilités d'utiliser des roches du précambrien pour des recherches paléomagnétiques sont décrites en tenant compte surtout d'expériments récents d'oxydation des titanomagnétites à basse température et des propriétés magnétiques des produits d'oxydation et d'exsolution. Deux exemples ont été choisis pour montrer que seulement des roches précambriennes contenant des oxydes de fer à l'état d'oxydation le plus élevé (hématite) peuvent donner des informations sur le champ magnétique terrestre au précambrien. — Les trajectoires du pôle, indiquées dans les figures, ont été prolongées jusqu'au précambrien, en utilisant des déterminations récentes de positions du pôle au précambrien.

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Auszüge aus einem Vortrag mit dem Titel: Paläomagnetische Untersuchungen im Bereich der präkambrischen Lagerstätte Iron Mountain, Missouri, USA, am 20. Februar 1971 bei der Tagung der Geologischen Vereinigung in München.     

Über die Bildungsbereiche mediterraner Jurasedimente am Beispiel der Betischen Kordillere (Südost-Spanien)

Zusammenfassung In der Betischen Kordillere sind die Lagerungsbeziehungen der Faziestypen des mediterranen Juras sehr gut erschlossen. Aus Geländebeobachtungen und sedimentologischen Untersuchungen ergab sich die Hypothese, daß das Entstehen derartiger Faziestypen in erster Linie von den morphologischen Verhältnissen am Meeresboden abhängt; die Wassertiefe wirkt sich nur mittelbar aus. Veränderungen der submarinen Land schaft und damit auch Fazieswechsel wurden hauptsächlich durch bruchtektonische Vorgänge hervorgerufen. Eine verhältnismäßig klare paläogeographische Gliederung erhält man im Bereich der pelagischen Schwellen, deren Ablagerungen normalerweise sehr starke diagenetische Veränderungen erfahren haben. Hierbei fällt den roten Knollenkalken (Ammonitico rosso-Fazies) eine Schlüsselrolle zu.

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Due to large scale exposures in the Betic Cordilleras, it is possible there to study the interrelations of mediterranean Jurassic facies types. Field work and sedimentological investigations resulted in the hypothesis, that the origin of a facies type depends in the first place on submarine morphological settings; water depth bears only secondary influence. Changes in submarine morphology were controled by faulting. A detailed paleography can be obtained on the seamont areas, where sediments were normally affected by important diagenetic alterations. A key role, in this connection, must be attributed to red nodular limestones.

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Résumé Dans les Cordillères Bétiques, les relations entre les différents types de facies du Jurassique méditerranéen sont bien exposées. Des investigations sédimentologiques, complétées d'observations de terrain, conduisent à cette hypothèse que ces types de facies dépendent en premier lieu des relations morphologiques au sein du fond marin; la profondeur de l'eau n'a qu'une influence indirecte. Pendant le Jurassique, les changements morphologiques du fond marin, et avec eux les modifications de faciès ont été induits par une tectonique de failles radiales. Généralement, les sédiments des seuils pélagiques sont affectés par des altérations diagénétiques bien marquées, il est donc possible d'en déduire une paléogéographie bien détaillée. Dans ce contexte, on doit attribuer un rôle-clef aux calcaires noduleux rouges (faciès »Ammonitico rosso«).

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Interferierende Kleinfaltensysteme und ihre Bedeutung für den Bau des Tuxer-Joch-Gebietes (Tauernfenster,Tirol)

Zusammenfassung Der komplizierte Decken- und Faltenbau im inneren Tuxertal wurde mit einer hier bislang nicht angewandten Arbeitsmethode zur Analyse interferierender Kleinfaltensysteme untersucht. Dabei wurden gebogene Kleinfaltenachsen imSchmidt'schen Netz nicht — wie sonst praktiziert — durch Punkte, sondern durch Kurven im SinneRamsays dargestellt. Aufgrund detaillierter Geländebeobachtungen und der Auswertung entsprechender Kurvendiagramme konnte eine relativstratigraphische Einstufung und konstruktive Rückformung von Falten in mehrphasig beanspruchten Gesteinen vorgenommen werden. Bisherige Korrelationen zwischen Achsenrichtungen und Achsenaltern müssen aufgegeben werden, weil während ein und derselben Deformationsphase geprägte Achsen aufgrund späterer Deformation beliebige Streichrichtungen aufweisen bzw. verschieden alte Achsen gleich orientiert sein können. — Die angewandte Arbeitsweise führte u. a. zur Entdeckung einer f₂-Schlingentektonik im Tuxertal und ermöglichte eine besser als bisher begründete Abgrenzung zwischen Wolfendorndecke und Glocknerdecke im Tuxer-Joch-Gebiet.

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The complicated nappe and fold structures in the inner Tuxer valley were examined with a new method, analyzing systems of interfering small-scale folds, which up to now has not been used in this area. Connected with this method curved fold axes in theSchmidt net were not depicted by points, as usual, but by curves in the meaning ofRamsay. Based upon detailed field observations and the evaluation of curve diagrams a relative stratigraphic classification and constructive rebound of folds in multiphase deformed rocks could be taken up. Previous correlations between directions and ages of axes must be abandoned, because axes formed during one and the same phase of deformation may show any striking because of later deformation, or axes of different ages may show the same orientation respectively. — The working method used, led to the discovery of a f₂-vortex-tectonics in the Tuxer valley, thus making possible a delimitation between the Wolfendorn nappe and the Glockner nappe in the Tuxer Joch area that proved to be better founded than former attempts.

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Résumé Le style compliqué des nappes et des plis dans la vallée inférieure de Tux (Tuxertal) a été analysé par une méthode de travail non appliquée jusqu'ici pour l'analyse de système de petits plis interférants. On a resprésenté des axes de petits plis incurvés sur un canevas de Schmidt par des courbes au sens de Ramsay, et non par des points comme cese fait d'habitude. A partir d'observations détaillées de terrain et de résultats issus des diagrammes de courbe il a été permis d'aborder l'intégration stratigraphique relative et une reconstitution des plis dans les roches ayant subi plusieurs phases de déformation. Les corrélations acceptées jusqu'aujourd'hui concernant la direction et l'âge des axes doivent être abandonnées pour deux raisons; les axes issus de la même phase de déformation peuvent montrer des sens de direction quelconques à la suite des déformations suivantes, ou bien des axes d'âge différents peuvent prendre la même orientation. La méthode de travail appliquée ici a permis la découverte d'un «Schlingentektonik» dans la vallée de Tux et a favorisé ainsi une meilleure limitation entre la nappe de Wolfendorn et la nappe du Glockner dans la région du Tuxerjoch.

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Structural evidence of orogen-parallel strike slip displacements in the Precordillera of northern Chile

The Chilean Precordillera, situated between the Longitudinal Valley and the Western Cordillera of northern Chile, is made up of several elongate basement ridges following the trend of the Andes. These ridges, which morphologically rise above the Mesozoic-Tertiary cover rocks, are developed as anticlinal cores or as pressure ridges bounded by reverse faults and, thus, show considerable orogennormal shortening. Several nearly vertical faults cut through the Precordillera, parallel or at a very low angle to the mountain ranges. From the following structures it can be inferred that orogen-parallel transcurrent movements took place along the faults: (a) asymmetric en echelon fault arrays, (b) stratigraphic and structural discontinuities across major faults, (c) fabrics in fault rocks, and (d) vertical folds. A dextral displacement of the order of tens of km is probable. The orogen-parallel strikeslip movements as well as the orogen-normal shortening are considered as phenomena of magmatic arc tectonics due to the focussing of central Andean igneous activity on the Precordillera from the Late Cretaceous until the paroxysm of deformation (45-30 Ma). Deformation along the Precordilleran Fault System is related with the development of the large porphyry copper ore deposits of that area. The structural evolution of the Precordillera can be explained by oblique subduction resulting in dextral transpression.

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Zusammenfassung Die nordchilenische Präkordillere, zwischen Längstal und Westkordillere gelegen, ist aus mehreren langgestreckten prämesozoischen Grundgebirgsrücken aufgebaut, die sich als Antiklinalkerne oder als aus diesen hervorgegangene, durch Aufschiebungen begrenzte Rücken über das mesozoisch-tertiäre Deckgebirge erheben. Das Gebiet ist durchzogen von einem System steiler, parallel oder in spitzem Winkel zu diesen Einengungsstrukturen verlaufenden Störungen. Folgende Strukturen zeigen, daß es an diesen Störungen Seitenverschiebungen gegeben hat: (a) asymmetrische en-echelon-Störungsanordnungen, (b) stratigraphische und strukturelle Diskontinuitäten an Störungen, (c) Gefüge der Störungsgesteine und (d) Schlingen. Ein dextraler Versatz von mehreren Zehnern von km ist wahrscheinlich. Orogenparallele Seitenverschiebungen und Orogen-normale Einengung können als Phänomene der Magmatic-Arc-Tektonik gesehen werden, da von der höchsten Oberkreide bis zum Höhepunkt der Deformation (45-30 Ma) die magmatische Aktivität der Anden in der Präkordillere lag. In diesem Zusammenhang stehen auch die Vererzungen der großen porphyry-copper-Lagerstätten des Gebietes. Schiefe, zu dextraler Transpression führende Subduktion wird für die Strukturbildung der Präkordillere verantwortlich gemacht.

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Resumen La Precordillera del norte chileno, situada entre el Valle Longitudinal y la Cordillera Occidental, esta constituida de uno o más dorsales de basamento, los que forman núcleos de grandes anticlinales o pilares en compresión que se elevan morfologicamente sobre las rocas mesozóicas y terciarias de su cobertura. Varias fallas más o menos verticales cortan a la Precordillera paralelamente o con angulo agudo a su rumbo. Las siguientes estructuras permiten deducir que se produjeron movimientos transcurrientes paralelos al orogeno en las fallas: (a) juegos asimétricos escalonados de fallas, (b) discontinuidades estratigráficas y estructurales ligados a la falla, (c) fábricas de las rocas de falla y (d) pliegues con ejes verticales. Un desplazamiento dextral de decinas de kilométras es probable. Las fallas de desplazamiento en el rumbo paralelas al orógeno asi como el acortamiento normal al orógeno se consideran como fenomenos de la tectónica de arco magmático, puesto que desde el Cretácico superior hasta el tiempo de la deformatión (45-30 Ma), la actividad magmática de los Andes Centrales estuvo ubicada en la Precordillera. La deformación en el sistema de fallas de la Precordillera está tambien relacionada con la mineralizatión de los grandes yacimientos de pórfidos cupriferos de la zona. La evolutión tectónica de la Precordillera puede haber sido originada por subductión oblicua produciendo transpresión dextral.

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Clay mineral assemblages of Mesozoic pelagic and flysch sediments of the Lombardian Basin (Southern Alps): implications for palaeotectonics,palaeoclimate and diagenesis

Clay mineral assemblages determined by X-ray diffraction, in the Jurassic to Lower Cretaceous hemipelagic/pelagic sediments and in the Upper Cretaceous flysch sequences of the Lombardian Basin (Southern Alps) record tectonic and possibly climatic changes in the source areas and to a lesser extent, alterations during burial diagenesis.In the hemipelagic/pelagic sediments exposed in the Breggia valley in southern Switzerland, the clay fraction is dominated by illite and smectite and seems not to be altered much by burial diagenesis. The varied clay mineral assemblages of the Liassic sediments result from intense erosion of emergent source areas exposed during early rifting phases. A distinction between smectite-rich limestones and illite-rich marls in these syn-rift to early post-rift sediments could reflect short-term climatic fluctuations or, alternatively, a preferential replacement of smectite by illite during incipient burial diagenesis in the marls. The predominantly smectitic composition of the clay fraction in the upper Middle Jurassic to Lower Cretaceous sediments documents gentle erosion of smectite-rich soils developing under a warm and seasonally humid climate on a relatively stable distant source area.In the Aptian, an increase in illite in the clay fraction of the hemipelagic Scaglia Lombarda Group points to an increased detrital influx from emergent source areas. This influx is related to the onset of orogenic movements along the Austroalpine/South Pennine active margin, resulting in Middle Cretaceous flysch sedimentation in the Austroalpine realm.Increasing influx from emergent continental crust is reflected by the high amounts of illite and chlorite in the Upper Cretaceous flysch sequences of the eastern Brianza area. However, the high amounts of chlorite in limestone turbidites in the lower part of the flysch sequence (Pontida Formation, Turonian) suggest transformation of smectite to chlorite under conditions of burial diagenesis. In the younger flysch deposits (Bergamo Flysch, Upper Santonian-Campanian) detrital clay minerals are preserved. The occurrence of kaolinite and smectite beside illite and minor chlorite suggests intense weathering and less relief during deposition of the Bergamo Flysch.

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Zusammenfassung Röntgendiffraktometrisch bestimmte Tonmineral-Assoziationen in den jurassisch-unterkretazischen hemipelagischen und pelagischen Sedimenten sowie in den Oberkreide-Flyschen des Lombardischen Beckens der Südalpen erlauben wichtige Rückschlüsse über tektonische und eventuell klimatische Änderungen in den Liefergebieten sowie, in etwas geringerem Maße, über Veränderungen während der Uberlagerungs-Diagenese.Die vorwiegend illitisch-smektitische Tonfraktion der hemipelagisch/pelagischen Sedimente der Breggia-Schlucht (Tessin, Süd-Schweiz) scheint wenig verändert durch die Überlagerungs-Diagenese. Die stark variable Zusammensetzung der Tonfraktion der liassischen Sedimente deutet auf eine intensive Erosion der während des frühen Riftings herausgehobenen Liefergebiete. Eine Differenzierung zwischen Smektit-reichen Kalken und Illitreichen Mergeln in den syn- und frühen post-rift-Sedimenten des Lias deutet auf kurzfristige klimatische Fluktuationen (Milankovitch-Zyklen) oder auf einen Ersatz von Smektit durch Illit während der beginnenden Überlagerungs-Diagenese in den Mergeln. Die hauptsächlich smektitische Zusammensetzung der Tonfraktion in den mittel-jurassischen bis unter-kretazischen Sedimenten weist auf eine weniger intensive Erosion Smektit-reicher Böden in relativ stabilen, weit entfernten Liefergebieten mit einem warmen und saisonal humiden Klima.Eine deutliche Zunahme der Sedimentationsraten und des Illits in der Tonfraktion der hemipelagischen Scaglia Lombarda belegt einen zunehmenden detritischen Einfluß vom Aptian an. Dieser detritische Einfluß läßt sich mit dem Einsetzen orogener Heraushebung längs des aktiven Kontinentalrandes an der Süd-Penninikum/Ostalpin-Grenze in Verbindung bringen, da er mit Flysch-Ablagerungen in Süd-Penninikum und Ostalpin zeitlich zusammenfällt.Eine zunehmend detritische Schüttung aus kontinentalen kristallinen Liefergebieten läßt sich in den Illit- und Chlorit-reichen Tonmineral-Assoziationen der Oberkreide-Flysche der östlichen Brianza (Provinz Como, Nord-Italien) erkennen. Die hohen Chlorit-Konzentrationen in Kalk-Turbiditen im unteren Teil der Flysch-Abfolge (Pontida-Formation, Turonian) lassen hingegen eher eine diagenetische Umwandlung von Smektit in Chlorit vermuten. In den jüngeren Flysch-Ablagerungen (Bergamo-Flysch, Oberes Santonian bis Campanian) läßt sich die ursprüngliche detritische Tonmineral-Vergesellschaftung noch erkennen. In dieser Formation deutet das Vorkommen von Kaolinit und Smektit neben Illit und wenig Chlorit auf eine intensive Verwitterung und ein kleineres Relief im Hinterland.

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Résumé Les minéraux argileux des formations jurassiques et crétacées du Bassin Lombard (Alpes méridionales) sont étudiés par diffraction des rayons X. Les variations des cortèges argileux des sédiments pélagiques et des flyschs du Crétacé supérieur résultent de modifications tectoniques, climatiques et dans une moindre mesure d'évolutions diagénétiques liées à l'enfouissement.L'illite et la smectite dominent très largement les assemblages minéralogiques dans les sédiments pélagiques et hémipélagiques étudiés dans les gorges de la Breggia (Tessin, Suisse méridionale). L'influence de la diagenèse d'enfouissement paraît modérée et les assemblages argileux très diversifiés des formations liasiques reflètent une érosion active des zones continentales au début du rifting. Dans les formations syn-rift alternantes calcaire-marne, la fraction argileuse des marnes est systématiquement enrichie en illite par rapport à celle des calcaires. Ces relations entre minéralogie des argiles et lithologie résultent soit de fluctuations climatiques, soit d'une illitisation préférentielle des smectites dans les intervalles marneux.A partir du Jurassique moyen et supérieur et jusqu'au Barrémien inclus, la fraction argileuse des sédiments est très smectitique. Elle reflète l'érosion superficielle de sols riches en smectites développés sous climat chaud à humidité saisonnière contrastée sur des domaines continentaux aplanis et probablement très éloignés. A l'Aptien, les apports illitiques importants traduisent, le long de la marge active Austroalpine/Sud Pennique, le début de mouvements orogéniques responsables du dépôt des flyschs dans le domaine Austro-alpin.Dans les faciès flysch du Crétacé supérieur de la Brianza orientale, les apports d'illites et de chlorites s'accordent avec l'augmentation de l'érosion sur les domaines continentaux. Cependant, l'influence d'une diagenèse d'enfouissement est attestée en particulier par les très fortes proportions de chlorites présentes dans les turbidites calcaires (Pontida formation, Turonien). Dans les dépôts de flysch plus récents (Bergamo flysch, Santonien-Campanien), les minéraux argileux détritiques sont mieux préservés. La présence systématique de kaolinite et de smectite suggère le développement d'une altération continentale importante sur des reliefs moins marqués par rapport aux périodes plus anciennes du Crétacé supérieur.

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Jurassic and Cretaceous rhyncholites (Cephalopod jaws) from the North Atlantic Ocean (Deep Sea Drilling Project Leg 1–79) and their European Counterparts

Well-established species of non-nautilid jaws (Rhynchoteuthis, Palaeoteuthis, andLeptocheilus) from the European Continent and North Africa have been found in Pliensbachian and Oxfordian to Barremian beds of the North Atlantic Ocean (Deep Sea Drilling Project boreholes 1-547B). The rhyncholites from DSDP cores demonstrate stratigraphic condensation, redeposition, and changing palaeoceanographical conditions during the late Jurassic. Being characteristic Tethyan organisms such rhyncholites can also be used as index fossils and indicators for palaeobiogeography, palaeobathymetry, and palaeoclimate. Most likely the rhyncholites described here could be calcified upper jaws of Phylloceratid or Lytoceratid ammonites.

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Zusammenfassung In den DSDP-Bohrungen 1-547B im Nordatlantik sind nicht-nautilide Cephalopoden-Oberkiefer bekannter Arten des europäischen Festlands (Rhynchoteuthis, Palaeoteuthis, Palaeotheutis, undLeptocheilus) im Pliensbachium und vom Oxfordium bis Barremium verbreitet. Die DSDP-Rhyncholithenfunde zeigen stratigraphische Kondensation, Umlagerung und einen Wechsel in den Faziesbedingungen während des Oberen Jura an. Ebenso können solche Rhyncholithen als charakteristische Tethys-Elemente für Aussagen über die Biostratigraphie, Paläobiogeographie und als Paläoklima-Indikatoren verwendet werden. Höchstwahrscheinlich stellen die hier beschriebenen Rhyncholithen karbonatische Oberkiefer von Phylloceraten und Lytoceraten dar.

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Résumé Les couches du Pliensbachien et de l'Oxfordien-Barrémien de l'Atlantique nord (site DSDP 1-547B) renferment des machoires de céphalopodes non nautiloïdes appartenant à des espèces connues sur les continents européen et nord-africain (Rhynchoteuthis, Palaeoteuthis, Palaeotheutis etLeptocheilus). Ces fossiles témoignent d'une condensation stratigraphique, d'un remaniement et d'un changement des conditions de facies au cours du Jurassique supérieur. Comme ces rhyncholites sont des organismes caractéristiques de la Téthys, ils peuvent être utilisés comme des indicateurs de paléobiogéographie, de paléobathymétrie et des paléoclimats. Selon toute vraisemblance, les rhyncholites en question ici sont des machoires supérieures calcifiées de phylloceratides ou de lytoceratides.

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1–547 DSDP , (Rhynchoteuthis, Palaeoteuthis, Palaeotheutis Leptocheilui) . , . . . , , , . , .

     

Form und Schichtungsgefüge periodischer Sandkörper im Strömungsfeld des Außenelbewatts

Zusammenfassung Periodisch gescharte Sandkörper auf den Sandwattflächen (große Rippeln und- hier besonders - Sandwellen) geben durch ihre im Luftbild erkennbare Asymmetrie Indizien für den Sandtransport. Diese Sandwellen sind, im Gegensatz zu Groß- und Riesenrippeln, aus einer Kreuzschichtung aufgebaut, die durch wandernde Kleinrippeln entstanden ist. Dadurch entsteht auch die Asymmetrie der Großformen. Die aus der Luftbildanalyse resultierende Richtungsverteilung stimmt mit einer Stromvektorenkarte (Göhren), die von normalen Tideverhältnissen abgeleitet ist, gut überein.Die Gesamtheit der auftretenden Strömungen spiegelt sich in der Schichtung nicht wider, sondern es dominiert diejenige Strömung, die am häufigsten mit einer relativ großen Geschwindigkeit eintritt. Extreme Bedingungen haben so geringere Chancen, im Sediment dokumentiert zu werden.

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The asymmetric character of periodic sedimentary sand bodies found on tidal flats (largescale ripples and here particularly sand waves) can be mapped on aerial photographs to give an indication of sand transport directions. These sand waves, in contrast to largescale and giant ripples, exhibit cross-lamination which formed from migrating smallscale ripples. The asymmetry of the large form is established through the migration of the smallscale ripples. The vector distributions obtained from aerial photograph analyses show good agreement with a map of current vectors (Göhren) based on normal tidal conditions.Not every current is reflected in the sediment; dominant are the frequently occurring currents having a moderately high velocity. Extreme conditions (which are infrequent) have a smaller chance to be recorded in the sediment.

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Résumé Dans la zone intertidale, on trouve des mégarides et d'autres crêtes sableuses, groupées periodiquement, qui sont appelées ici «Sandwellen» (vagues de sable). L'asymmetrie de ces formes, bien reconnaissable sur les photographies aériennes, donne des indications sur le mouvement du sable. Les vagues de sable montrent, au contraire des mégarides ordinaires, une stratification croisée de rides à l'intérieur. La migration de ces rides cause l'asymmetrie. La distribution des directions concorde avec une carte des vecteurs de courants (Göhren) dérivée des conditions ordinaires de marée.La totalité des courants présents dans la zone intertidale n'est pas réflétée dans la stratification, mais ce sont les courants, qui ont lieu le plus fréquemment avec des vélocités relativement fortes qui dominent. Les conditions extrêmes n'ont pas une grande chance d'être fossilisées.

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Relation of selected mineral deposits to the mass/age distribution of Phanerozoic sediments

The global mass/age distribution of Phanerozoic sediment shows maxima in the Middle Paleozoic, at the Paleozoic-Mesozoic boundary, and in the Late Mesozoic. All of these total sediment mass maxima are also maxima of masses of volcanogenic sediment and non-marine sediment, and represent times of maximum sediment flux on the surface of the earth. The Middle Paleozoic and Late Mesozoic maxima correspond to the great marine inundations of the continents, and the Late Paleozoic-Early Mesozoic maximum to the time of transfer of a large number of terranes across the Tethys from Gondwanaland to Eurasia. All three maxima of sedimentary mass correspond to times of rapid sea-floor spreading and orogeny.Organic carbon in dispersed form is enriched in sediments forming hydrocarbons during the sediment flux maxima of the Middle Paleozoic and Late Mesozoic (Jurassic-Cretaceous), but is preserved as coal during sediment flux minima of the Carboniferous and Early Cenozoic. Sedimentary iron deposits and phosphorite deposition are most widespread when the global sedimentary flux is minimal. Potassium salts were deposited at times of sediment flux

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Zusammenfassung Die globale Verteilung der Sedimentmassen nach ihrem Alter zeigt Massenmaxima im Mittel-Paläozoikum, an der Grenze Paläozoikum-Mesozoikum und im Spät-Mesozoikum, sowie Massenminima dazwischen. Die Maxima der gesamten Sedimentmasse sind auch Maxima der vulkanogenen und terrestrischen Sedimente; sie fallen in Zeiten maximaler Erosion, Umlagerung und Sedimentation. Die mittel-paläozoischen und spät-mesozoischen Maxima sind zeitlich mit den größten Überflutungen der Kontinenten verbunden. An der Wende vom Paläozoikum zum Mesozoikum, an der es keinen Hochstand des Meeresspiegels gab, überwucherten viele kleinere Kontinentschollen die Tethys von Gondwana nach Asien. Vermutlich waren alle drei Maxima auch Zeiten maximalen Sea-floor Spreadings und der Orogenese.Organischer Kohlenstoff wurde während der Sedimentations-Maxima im mittleren Paläozoikum und späteren Mesozoikum (Jura-Kreide) in marinen Sedimenten angereichert aber während der Sedimentationsminima im Spät-Paläozoikum und im frühen Känozoikum als Kohle abgelagert. Eisenoolite und Phosphorite finden ihre weiteste Verbreitung zu Zeiten der Sedimentationsminima. Kalisalze wurden zu den Zeiten der Sedimentationsmaxima ausgeschieden.

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Résumé Au cours du Phanérozoïque, la répartition a l'échelle globale de la masse des sédiments déposés en fonction de leur âge présente des maxima au Paléozoïque moyen, à la limite Paléozoïque-Mésozoïque et au Mésozoïque supérieur; elle présente des minima aux autres périodes. Tous ces maxima de la masse totale des sédiments sont aussi des maxima des sédiments volcanoclastiques et des sédiments continentaux; ils représentent les périodes oú les transports sédimentaires étaient les plus importants à la surface du globe. Les maxima du Paléozoïque supérieur correspondent aux grandes invasions marines des continents, tandis que le maximum paléozoïque-mésozoïque correspond au transfert à travers la Téthys d'un grand nombre de «terranes» du Gondwana vers l'Eurasie. Les trois maxima correspondent également à des périodes d'expansion océanique rapide et d'orogenèse active.Le carbone organique s'est déposé sous forme dispersée dans les sédiments marins (roches-mères des hydrocarburse) lors des maxima du Paléozoïque moyen et du Mésozoïque supérieur, tandis qu'il a été conservé sous forme de charbon lors des minima du Carbonifère et du Cénozoïque inférieur. Les dépôts de minerais de fer sédimentaires oolitiques et de phosphate présentent leur plus grande extension au cours des périodes de sédimentation globale minimale. Les sels potassiques se sont déposés pendant les périodes de sédimentation maximale.

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The role of tectonic grain size reduction in the rheological stratification of the lithosphere

With the aid of published constitutive flow laws for common crustal and upper mantle rock types, it is possible to construct curves showing variation of rock strength with depth in the continental lithosphere, assuming a particular crustal stratification of rock types and a particular geothermal gradient. Such exercises lead to the conclusion that marked changes in strength can occur at major petrological interfaces, such as the Moho discontinuity, which are therefore likely to be associated with a tendency for major, sub-horizontal detachments to form. Constitutive flow laws used for such purposes are usually assumed to represent steady-state flow, at constant rock microstructure.We argue that perhaps the most significant tectonic displacements of rock masses occur across major, localized shear zones, characterized by intense grain-size reduction, and illustrate this by reference to deformation in the metabasic and ultrabasic rocks of the lower part of the Ivrea Zone of northern Italy, which is believed to provide a section through what was once part of the deep continental crust. Calculations of the variation of the flow strength with depth of rocks should therefore use flow laws which include provision for strain dependent variations of strength, arising from strain dependent microstructural changes.We use the results of recent studies of grain-size dependent flow of olivine to estimate strain dependent variations in the flow strength of the sub-continental upper mantle, arising from dynamic recrystallization. From this we argue that after an initial period of flow at high stress, parts of the upper mantle can become very weak, if grain size is sufficiently reduced. Under favourable circumstances, flow can be concentrated immediately below the Moho, or in a band below the Moho. Such behaviour is consistent with our observations of the behaviour of dunites in the Ivrea Zone, and with some interpretations of upper mantle seismic reflectors.

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Zusammenfassung Mit Hilfe von veröffentlichten wesentlichen Fließgesetzen für die meisten Krusten- und oberen Mantelgesteinstypen ist es möglich Kurven zu konstruieren, die Variationen in der Gesteinsfestigkeit in Abhängigkeit von der Tiefe innerhalb der kontinentalen Kruste zeigen. Dies unter der Annahme einer bestimmten krustalen Schichtung der Gesteinstypen sowie einem bestimmten geothermischen Gradienten. Derartige Untersuchungen führen zu dem Schluß, daß deutliche Unterschiede in der Gesteinsfestigkeit an markanten petrologischen Grenzflächen auftreten können, wie z. B an der Moho-Diskontinuität. Derartige Grenzflächen haben somit wahrscheinlich die Tendenz subhorizontale Ablösungsflächen auszubilden. Die allgemeinen Fließgesetze, die für diese Berechnungen angewandt wurden, repräsentieren gewöhnlich bei unverändertem Gesteinsmikrogefüge den »steady-state«Zustand. Es ist anzunehmen, daß die bedeutendsten tektonischen Verschiebungen in den Gesteinsmassen entlang großer, definierter Scherzonen stattfinden, die durch intensive Korngrößenreduktion charakterisiert werden. Belegt wird dies anhand der Deformation in den metabasischen und ultrabasischen Gesteinen des tieferen Teiles der Ivrea-Zone in Norditalien, von der angenommen wird, daß sie einen Schnitt durch denjenigen Teil darstellt, der ehemals dem tieferen Abschnitt der kontinentalen Kruste angehörte.Berechnungen der Variation der Fließfähigkeit von Gesteinen in Abhängigkeit von der Tiefe sollten daher Fließgesetze verwenden, die deformationsabhängige Variationen im Festigkeitsverhalten, das sich aus dem deformationsabhängigen Gefügewechsel ergibt, berücksichtigen.Wir benutzen die Ergebnisse neuerer Untersuchungen über korngrößenabhängiges Fließen von Olivin, um die Deformationsabhängigen Variationen im Fließverhalten des subkontinentalen oberen Mantels, das aus der dynamischen Rekristallisation entsteht, abzuschätzen. Hieraus läßt sich schließen, daß nach einer anfänglichen Periode des Fließens bei hohem Streß Teile des oberen Mantels sehr weich werden können, sofern nur die Korngröße genügend reduziert wird. Unter günstigen Bedingungen kann sich das Fließen direkt unter, zumindest aber in einem Bereich unter der Moho konzentrieren. Ein derartiges Verhalten steht in Übereinstimmung mit den Beobachtungen des Verhaltens der Dunite in der Ivrea-Zone sowie mit Interpretationen von seismischen Reflektoren des oberen Mantels.

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Résumé En utilisant les lois de fluage fournies par la littérature à propos des roches courantes de la croûte et du manteau supérieur, il est possible de construire des courbes montrant la variation de la rigidité des roches en fonction de la profondeur dans la lithosphére continentale, ceci pour un gradient géothermique déterminé et pour une superposition déterminée des divers types de roches dans la croûte. De telles recherches conduisent à la conclusion que des changements brusques de rigidité peuvent se produire aux interfaces pétrologiques majeures, telle la discontinuité Moho; ces interfaces apparaissent de la sorte comme des endroits favorables à la production de décollements subhorizontaux importants. Les lois de fluage utilisées sont généralement supposées s'appliquer à la déformation plastique d'une roche à microstructure constante.Les auteurs pensent que les déplacements tectoniques les plus significatifs des masses rocheuses s'opèrent le long de shear zones localisées, caractérisées par une forte réduction de la taille des grains. Cette conception est illustrée par la déformation des roches basiques et ultrabasiques de la partie inférieure de la zone d'Ivrée (Italie du Nord), considérée comme une coupe à travers une partie d'une ancienne croûte continentale profonde. Les calculs de la variation de la ductilité des roches en fonction de la profondeur devraient donc utiliser des lois de fluage qui tiennent compte des variations de rigidité résultant des modifications microstructurales induites par la déformation.Les auteurs ont utilisé les résultats d'études récentes relatives aux relations entre le fluage de l'olivine et sa granularité; ils ont appliqué ces données à l'estimation de la manière dont varie la ductilité en fonction de la déformation dans le manteau supérieur sub-continental, dont les roches résultent de la recristallisation dynamique. Il en concluent qu'après une période initiale de flux sous haute contrainte, certaines parties du manteau supérieur peuvent devenir très déformables si leur grain a été suffisamment réduit. Dans des circonstances favorables, le flux peut se concentrer immédiatement sous Moho, ou se répartir dans une zone située sous Moho. Un tel comportement est en accord avec celui des dunites de la zone d'Ivrée, ainsi qu'avec l'interprétation des réflecteurs sismiques du manteau supérieur.

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Die Bruchtektonik in den Ostalpen

Zusammenfassung Es wird eine Kurzübersicht über die bruchtektonischen Strukturen der Ostalpen aus der Zeit des alpidischen geosynklinalen, orogenen und kratogenen Stadiums gegeben. Der Überblick läßt erkennen, daß hier eine Bruchtektonik herrscht, die in enger kausaler und zeitlicher Beziehung zur alpinotypen Transversal-Tektonik im Orogen steht. Aufgrund des Studiums der Bruchtektonik der Ostalpen läßt sich durch Abstraktion eine genetische bruchtektonische Zyklenabfolge für das Orogen schlechthin ableiten.

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The author gives a short survey of the fault-systems of the Eastern Alps, which were formed during the geosynclinal, the orogenic and the cratogenic stage of the alpidic era. This review shows that the origin of this fault-system is in a close causative and temporal connection with the formation of the great transversal tectonic structures of alpinotype style during all the phases of the evolution of the orogene. Finally, as a result of the study of the characteristic succession of different fault-systems within the Eastern Alps, it is possible to deduce the general principle of the typical succession of cycles of fault-systems for the orogen.

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Résumé L'auteur donne un aperçu du système des failles des Alpes orientales, formé pendant l'époque géosynclinale, orogénique et cratogénique de l'ère alpidique. Cette revue montre que la génèse de ce système de failles a des rapports étroits causaux et temporels avec la génèse des structures tectoniques transversales de style alpinotype pendant toutes les phases de l'évolution de l'orogène. Enfin, l'étude de cette succession génétique des differents systèmes de failles dans les Alpes orientales permet de déduire une succession caractéristique des cycles de failles typiques, valable pour l'orogène en général.

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Die Schlüsselstellung des Malm-Schichtkammes der Hilsmulde in der Morphologie des nordwestdeutschen Berglandes

Zusammenfassung Der Malm der Ith-Hils-Mulde wird am. SE-Ende des Ith diskordant von Unterkreide überlagert, und im Innern der Mulde sind in einer Umgebung von Jura und Wealden Schichten des Neokom und des Tertiär erhalten, die durch Ablaugung auf dem Salzstock von Weenzen versenkt worden sind. Aus diesen Lagerungsverhältnissen ergibt sich folgende Vorstellung von der Entstehung des Malm-Schichtkammes der Ith-Hils-Mulde:Die Malm- und Wealdenschichten des Ith-Hils-Gebietes sind während ihrer Ablagerung eingemuldet worden; die Mulde ist nach Einebnung ihrer Ränder von den Schichten der marinen Kreide überlagert worden und hat bis zum Ende der Oligozänzeit unter Kreide- und Tertiärschichten gelegen. Soweit diese Schichten infolge einer nacholigozänen Hebung wieder abgetragen worden sind, wurden die Kalke des Unteren und Mittleren Malm in jungtertiärer Zeit als Schichtkamm herausgearbeitet.Der Malm-Schichtkamm der Ith-Hils-Mulde ist insofern ein Schlüssel zur Morphologie des nordwestdeutschen Berglandes, als seine morphologische Entwicklung in allen wesentlichen Phasen aus dem geologischen Befund abgeleitet werden und damit auch für andere Teile dieses Berglandes, deren geologische Überlieferung weniger vollständig ist, als Beispiel gelten kann.

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At the south-east spur of the secondary chain of mountains of the Ith situated between the valleys of the Rivers Weser and Leine the Malm of the Ith-Hils Trough is unconformably overlain by the Lower Cretaceous. In the interior of this trough, strata of the Neocomian and of the Tertiary have been preserved in a surrounding of Jurassic and Wealden. Salt dissolution and evacuation have caused these strata to subside on top of the salt dome of Weenzen. From these circumstances of stratification the following concept ensues regarding the formation of the Malm stratum ridge of the Ith-Hils Trough:During strata deposition the Malm and Wealden strata of the Ith-Hils region have been subjected to trough formation. After levelling of its rims the trough has been overlain by strata of the Cretaceous, and, until the end of the Oligocene, it had been situated underneath Cretaceous and Tertiary strata. Insofar as these latter strata have been destroyed again in consequence of a post-oligocene uplift, the limestones of the Lower and Middle Malm have been shaped out as the stratum ridge in the late Tertiary epoch.The Malm stratum ridge of the Ith-Hils Trough represents a key to the explanation of the morphological conditions of the mountainous country of north-western Germany, as the morphological development of the same can be derived from the geological findings in all its essential phases. Thereby the Malm stratum ridge of the Ith-Hils Trough can be set as a validated example for other parts of this stretch of mountainous country, whose structural aspect is less complete.

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Résumé Au contrefort sud-est de la chaîne de montagnes de l'Ith située entre les vallées des rivières Weser et Leine, le Malm (Jurassique Supérieur) du synclinal de l'Ith-Hils est couvert par le Crétacé Inférieur sous forme d'une discordance de stratification. A l'intérieur de ce synclinal des strates du Néocomien et du Tertiaire se sont conservées dans un entourage du Jurassique et du Wealdien. Au-dessus du dôme de sel de Weenzen la dissolution et l'écoulement des sels ont causé que ces strates se soient enfoncées. De ces circonstances de stratification le concept suivant s'ensuit en ce qui concerne la formation de la crête de strate du Malm du synclinal de I'Ith-Hils:Pendant le processus de stratification les strates du Malm et du Wealdien de la région de l'Ith-Hils ont subi une formation de synclinal. A la fin du processus de nivellement de ses bords le synclinal a été couvert par les strates du Crétacé (marin), et, jusqu'à la fin de l'Oligocène, il a été situé au-dessous des strates du Crétacé et du Tertiaire. En tant que ces dernières strates ont été enlevées à nouveau en conséquence d'un soulèvement post-oligocène, les calcaires des strates de Malm inférieur et moyen ont été façonnés en qualité de crête de strate à l'époque du Néogène.La crête de strate du Malm du synclinal de l'Ith-Hils représente une explication fondamentale des conditions morphologiques du pays de montagnes de l'Allemagne du nord-ouest jusqu'à un tel point que le développement morphologique de ce pays peut être dérivé des constatations géologiques de l'état récent dans toutes ses phases essentielles. De cette manière la crête de strate du Malm peut servir d'exemple corroboré à d'autres parties de cette région de pays de montagnes, dont l'aspect structurel est moins complet.

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Ith-Hilo Ith . , . : , . . . , , .

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Vortrag, gehalten auf der 58. Jahrestagung der Geologischen Vereinigung in Göttingen am 19. 2. 1968.     

Analyse der Bewegungen an der Umbiegung der „Peridriatischen Naht“ (Insubrische Linie/Pusterer Linie) in der Umgebung von Mauls (Südtirol)

Zusammenfassung Untersuchungen der magnetischen Suszeptibilitätsanisotropie an der Judikarien/Pusterer-Linie ergaben, daß an der Judikarien Linie und an der östlichen Pusterer Linie kompressionelle Vorgänge nachweisbar sind. Im W-Teil der Pusterer Linie (E Mauls) war die Kompression wesentlich schwächer. Diese Ergebnisse werden mit einer Bewegungsanalyse in Zusammenhang gebracht, die auf plattentektonischen Modellen, die diesen Raum betreffen, beruht. Demnach ist eine Gegenuhrzeigersinnrotation einer Platte, die die Periadriatische Naht beinhaltet, mit anschließender Kollision mit der Briançonischen Platte (Frisch 1977) für die Aktivierung (oder Reaktivierung) verantwortlich. Die gesamte Energie dieser Vorgänge entlädt sich an der Judikarien Linie und der östlichen Pusterer Linie.Schlüsselwörter: Suszeptibilitätsanisotropie; Magnetic Fabric; Brixener Granit; ostalpines Altkristallin; Periadriatische Naht; Plattentektonik.

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Magnetic fabric analyses on samples from the junction of the Pusterer Line with the Judicarian Line in South Tyrol have been carried out to determine a model for the compressions, movements and dynamics of the Periadriatic Line (P. L.). The results have been incorporated into a plate-tectonic model whereby the P. L. was activated (or reactivated) by a collision of a plate containing the P. L. against the Briançonic Platform (Frisch 1977). The energy of the collision appears to have been dissipated in compression along the Judicarian Line and movement along the Pusterer Line.

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Résumé Les analyses de texture d'échantillons magnétiques à la jonction de la ligne Judicarienne avec la ligne de Pusterer prouvent que sur la ligne Judicarienne et sur la ligne Est de Pusterer des phénomènes de compression sont démonstrables. Dans la partie Ouest de la ligne de Pusterer (E Mauls), la compression était considérablement plus faible. Ces résultats sont mis en relation avec une analyse de mouvements qui repose sur des modèles de plaques tectoniques qui concernent cet espace. Par conséquent, une rotation dans le sens inverse de l'aiguille d'une montre d'une plaque qui comporte la ligne Périadriatique et qui a une collision reliée à la plaque briançonique est responsable de l'activation (ou de la réactivation), (Frisch, 1977).Toute l'énergie de ces phénomènes se décharge sur la ligne Judicarienne et sur la ligne Est de Pusterer.

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/ . (. ) . , . , ( ) , , (Frisch 1977). .

     

Die Ötztaler Masse — ein präkambrisches Element in den Ostalpen?

Zusammenfassung Das Ötztalkristallin hat voralpidisch eine mehrphasige Entwicklung durchlaufen (Faltung, Metamorphose, Migmatitbildung, Intrusion). Die (abgesehen von der Eklogitbildung) älteste Metamorphose ist hochgradig und mit Migmatitbildung und komplizierter Verfaltung (Schlingen) verknüpft. Aus gesteinsmechanischen Gründen werden die Schlingen als Fließfalten gedeutet. Vor und während der jüngeren, mittelgradigen Metamorphose wurde das Kristallin verschiefert. Mit einem Metamorphosesprung folgt über dem Altkristallin der Phyllit, der Infrakambrium und/oder Altpaläozoikum vertritt. Aus der petrogenetischen Übereinstimmung mit dem Kristallin in Böhmen und in den Vogesen wird auch für das Ötztalkristallin präriphäisches Alter angenommen (mehr als 1200 Millionen Jahre).

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The pre-alpine evolution of the Oetztal crystalline basement (Eastern Alps) is polyphase with regard to folding, metamorphism, migmatization, and intrusion. Besides the eclogite formation, the oldest metamorphism is high-grade and connected with migmatization and flow folding (vortex structures). Shear folding accompanied by a medium-grade metamorphism markes the younger phase. Phyllitic rocks representing infra-cambrium and/or cambro-dinantian overlay the crystalline basement. Petrogenetic correlation with pre-cambrian cores in Bohemia and in the Vosges leads to the assumption of pre-riphaeic age for the Oetztal massive (more than 1,200 m. y.).

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Résumé Le soubassement cristallin d'Oetztal a subi pendant la période préalpine une évolution à plusieurs phases: plissement, métamorphose, formation de migmatite et intrusion. La plus ancienne métamorphose (hormis la formation d'éclogite) est de degré supérieur, elle est associée à la formation de migmatite et au plissement compliqué (tortilles). On interprète ces tortilles, en raison de la mécanique des roches, comme étant des structures ptygmatiques. Le soubassement cristallin a été entaillé avant et pendant la plus récente métamorphose de degré moyen. Les phyllites d'âge infracambrien ou cambrodinantien reposent en discordance sur le soubassement cristallin. En raison de la corrélation pétrogénétique entre le soubassement cristallin en Bohême et dans les Vosges, les auteurs considèrent le soubassement cristallin d'Oetztal comme étant lui aussi de l'âge pré-riphaeique (soit plus de 1200 millions d'années).

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Am Institut für Mineralogie und Lagerstättenlehre der RWTH Aachen untersucht eine Arbeitsgruppe den Gebirgsbau der Ötztaler Masse. Die vorliegende Arbeit ist die erste Veröffentlichung. Eine zweite über die experimentelle Verformung Ötztaler Gesteine wird folgen (Siemes &Bauer). Der Deutschen Forschungsgemeinschaft gilt der Dank für eine Reisebeihilfe und eine Sachbeihilfe zum Aufbau des Hochdruck-Verformungslabors. Die Verfasser danken den Herren Professor Dr.-Ing. H.Siemes und Diplom-Geologe G.BAUER für die Überlassung experimenteller Ergebnisse und für anregende Diskussionen.     

Zur Sedimentologie eines arktischen Deltas (Colville Delta,Nordalaska)

Zusammenfassung Im August 1971 wurden vom Verfasser Feldarbeiten zur Sedimentologie des Colville Deltas, Alaska, durchgeführt. Aus subaquatischen Typlokalitäten wurden Probenkerne gezogen und auf Strukturen, Korngrößen und Mineralogie hin untersucht. Neben konventionellen Labormethoden kamen moderne elektronische Verfahren zum Einsatz (Röntgenradiographie, Röntgendiffraktometrie, Elektronenmikroskopie). Die Arbeiten sind Teil eines Programmes, dessen Gesamtleitung Prof. Dr. H. J. Walker, Baton Rouge, USA, hatte und das unterstützt wurde von: Arctic Program and Geography Programs, Office of Naval Research.

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In August 1971, sedimentological field work was carried out by the author in the Colville River delta, Alaska. Short cores were taken from several deltaic environments and analyzed for structure and composition. Laboratory analysis included both conventional laboratory methods and modern electronic techniques (radiography, X-ray diffractometry, electron microscopy). The research reported is part of a program headed by Prof. Dr. H. J. Walker, Baton Rouge, USA, and was supported by the Arctic Program and Geography Programs, Office of Naval Research.

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Résumé En auguste 1971 l'auteur a étudié sur le terrain la sédimentologie du delta de Colville (Alaska). On a prélevé des échantillons dans des profiles de divers environnements typiques; on en a examiné les structures et la composition par les méthodes traditionelles et électroniques (rayons X, radiographie et diffractométrie, microscope électronique). Ces investigations font partie d'un programme sous la direction du Prof. Dr. H. J. Walker, Baton Rouge, USA, subventionné par »Arctic Program and Geography Programs, Office of Naval Research«.

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1971 . , . , . , - , . , . . H. J. Walker, Baton Rouge, USA Arctic Program, and Geography Programs, Office of Naval Research.

     

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.     

Precambrian crustal evolution and continental drift

One of the major questions of Precambrian research is whether present-day plate tectonic models can be applied to the evolution of the ancient continental crust or whether the tectonic style suggests a unidirectional and therefore non-uniformitarian development in response to gradual changes in the global thermal regime through time.There is no evidence for contemporary plate tectonics in the Archaean although palaeomagnetism indicates that continental drift occurred at least as far back as 2,8 Ga ago. Greenstone belts were most probably deposited in rift-induced large, shallow basins on older sialic crust and were later modified and partly disrupted through tectonicsm and granitoid batholith emplacement. All rock types and associations in greenstones can be explained by a model involving incipient crustal breakup and generation of magmatic rocks through melting in the upper mantle and subsequent further differentiation of dense magmas which did not reach the surface during ascent.In the Proterozoic independent drift of large continental plates defined by the present shields seems established, and the occurrence of collision events along their margins must therefore be assumed and may be documented in a few cases. However, the majority of mobile belts between ca. 2,2 Ga and 1,1 Ga in age appear to be of ensialic origin and the palaeomagnetic record documents a remarkable coherence of individual shields which contain these belts. To account for this evolution not involving large-scale relative motion an ensialic model is presented on the basis of lithospheric delamination and crustal subduction.A nearly complete record for the operation of modern Wilson-cycle tectonics exists in rocks since about 900–1000 Ma ago and signifies the onset of contemporary plate tectonics.The global change in crustal evolution through time is linked to the declining heat flow of the earth and may be a direct response of the growing lithosphere to changes in the convective pattern of the mantle. Therefore, the contrasting tectonic style of Archaean greenstone belts, Proterozoic mobile belts and late Precambrian to Phanerozoic orogenic belts reflects a unidirectional pattern of which the present Wilson-cycle regime is but the latest.

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Zusammenfassung Eine zentrale Frage für die Präkambrium-Forschung bleibt weiterhin, inwieweit plattentektonische Modellvorstellungen, die für die rezente Dynamik der Erde zutreffen, auch auf die Entwicklung der frühen Kruste angewandt werden können.Die bisher über das Archaikum vorliegenden Gesteinsverhältnisse lassen keine Ähnlichkeit mit heutigen Prozessen an Plattenrändern erkennen. Weder wurden überzeugende Anzeichen für laterale Ozeanboden-Bildung (sheeted dykes) noch für Subduktionsprozesse gefunden, und die Anwendung vorwiegend geochemischer Kriterien bei der Erstellung von frühen Krustenmodellen stößt auf zunehmenden Widerstand, da sie oft im Widerspruch zu den Geländebefunden stehen. Paläomagnetische Daten deuten bisher lediglich für die Superior-Provinz Kanadas mögliche Kontinentaldrift im späten Archaikum an.Die verbreitete Grünstein-Granit-Gneis-Assoziation des Archaikums hat bisher viele Deutungen erfahren. Nachdem nunmehr in fast allen Kratonen prä-Grünstein granitoide Gesteine gefunden wurden und die Feldverhältnisse für die Bildung ausgedehnter Flachwasserbecken bei der Grünstein-Ablagerung sprechen, muß die Vorstellung einer ensimatischen inselbogenartigen Entwicklung zugunsten eines sialischen Rift-Modelles aufgegeben werden. Alle Gesteinstypen sowie die Tektonik in Grünstein-Becken können durch Krustendehnung, Grabenbildung und evtl. Zerbrechen mit Bildung kleiner Meeresrinnen vom Typ Rotes Meer gebildet werden. Voraussetzung ist lediglich die Bildung einer Magmenkammer unter dem Rift durch Teilaufschmelzung im oberen Mantel und die weitere Differenzierung dichter mafischer Schmelzen, die den Aufstieg zur Oberfläche nicht schaffen.Mit Beginn des Proterozoikums kann die Existenz großer und wahrscheinlich starrer Platten von kontinentalen Ausmaßen mit großer Sicherheit angenommen werden, und die Paläomagnetik weist auf großräumige Bewegungen hin, wobei es offensichtlich wiederholt zum Auseinanderbrechen einer oder zweier Superkontinente kam. Ob es dabei zu alpinotypen Kollisionsorogenen kam, bleibt weiterhin umstritten, einige Anzeichen sprechen für vereinzelte andinotype Plattenrand-Entwicklung ab dem mittleren Proterozoikum. Die große Mehrzahl der sog. mobile belts folgt einer ensialischen Entwicklung, für die ein neues Modell auf der Basis subkrustaler Mantel-Delamination und Krustensubduktion vorgestellt wird.Moderne Plattentektonik mit komplettem Wilson-Zyklus der Ozeanöffnung und Schließung tritt erstmalig gegen Ende des Proterozoikums auf und löst allmählich die Phase der vorwiegend intrakrustalen Orogenese früherer Zeiten ab.Der globale episodische Wechsel im Mechanismus der Krusten-Bildung und -Deformation ist wahrscheinlich auf den abnehmenden Wärmefluß der Erde und auf damit zusammenhängende Veränderungen der Mantelkonvektion und des vertikalen Lithosphären-Wachstums zurückzuführen. Diese Evolution hat zweifellos im Laufe der Erdgeschichte zu wesentlichen Veränderungen in der Lithosphären-Dynamik geführt und folgt damit nicht dem Prinzip des Aktualismus, wobei das durch den Wilson-Zyklus charakterisierte Phanerozoische Bewegungsmuster der Platten lediglich ein weiteres Zwischenstadium der geodynamischen Erdentwicklung darstellt.

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Résumé Une question centrale pour la recherche précambrienne reste finalement jusqu'où les modèles de la tectonique de plaques, qui s'appliquent à la dynamique récente de la Terre, peuvent l'être aussi au développement de la croûte ancienne.Les relations se présentant jusqu'à présent dans l'Archéen, entre masses rocheuses, ne permettent pas de reconnaître de similarité avec les processus actuels en bordure des plaques. On n'a trouvé aucun indice convainquant en faveur de la formation de fonds océaniques par voie latérale, ni en faveur de processus de subduction; et l'application de critères principalement géochimiques dans l'établissement des modèles crustaux anciens se heurte à une opposition croissante, étant donné qu'ils se trouvent souvent en contradiction avec les faits de terrain. Les données paléomagnétiques indiquent seulement jusqu'à présent, pour la Province supérieure du Canada, une dérive continentale possible à la fin de l'Archéen.L'association, bien répandue dans l'Archéen, roches vertes-granite-gneiss, a jusqu'à présent reçu de nombreuses significations. Maintenant que, dans presque tous les cratons, on a trouvé des roches granitoïdes antérieures aux roches vertes, et qu'en ce qui concerne le dépôt des roches vertes, les faits de terrain plaident pour leur formation dans des bassins de faible profondeur, il faut abandonner l'idée du développement d'un arc insulaire ensimatique en faveur d'un modèle de rift sialique. Tous les types de roches, ainsi que la tectonique des bassins à roches vertes, peuvent être formés par la voie d'une extension de la croûte avec formation de graben et éventuellement rupture avec formation de sillons marins du type Mer Rouge. Il n'est d'autre supposition que la formation d'une chambre magmatique sous le rift par fusion partielle dans le manteau supérieur, et la différentiation ultérieure de liquides mafiques denses sans montée vers la surface.On peut admettre avec grande certitude l'existence, au commencement du Protérozoïque, de grandes plaques de dimensions continentales, probablement rigides, où le paléomagnétisme indique de vastes mouvements grâce auxquels il en est résulté, de façon répétée, la séparation d'un ou de deux supercontinents. S'il s'en est suivi des orogènes alpinotypes par suite d'une collision, reste encore fortement débattu; quelques indices plaident en faveur d'un certain développement d'une bordure de plaque de type andin à partir du Protérozoïque moyen. La grande majorité des ceintures mobiles fait suite à un développement ensialique pour lequel on présente un nouveau modèle sur la base d'une délamination subcrustale du manteau et d'une subduction de la croûte.L'alternance épisodique globale dans le mécanisme de la formation et de la déformation de la croûte est vraisemblement à rapporter à la diminution du flux de chaleur de la Terre, et, par là, à des changements dans la convection au sein du manteau et dans l'accroissement vertical de la lithosphère. Cette évolution a conduit sans aucun doute, au cours de l'histoire de la Terre, à des changements essentiels dans la dynamique de la lithosphère; elle ne respecte donc pas le principe de l'actualisme suivant lequel le modèle de mouvement des plaques, pour le Phanérozoïque, caractérisé par le cycle de Wilson, n'est qu'un autre stade intermédiaire du développement géodynamique de la Terre.

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- , , . , , - , . (sheeted dykes), , , . . . . , . , - , , . , , , , . , , , . , , , , , , , . , . . . , . . , , . , , , ; .

     

Sediment dispersal and provenance in the Silesian,Dukla and Magura flysch nappes (Outer Carpathians,Poland)

The Polish Outer Carpathians consist of several flysch series of unknown original basement. They were deposited from Late Jurassic to Miocene in a large basin dissected by tectonically uplifted ridges (cordillieras) which acted as source terrains. The actual nappe pile is correlated with palaeogeographic basin realms. From N to S the Skole, Silesian, Dukla and Magura basins are distinguished. Our paper presents a first compilation of heavy mineral data and pebble analysis in the various turbiditic fan systems. It is assumed that the heavy minerals primarily reflect the nature of basement rocks exposed in the source terrains.The individual flysch basins were supplied generally from unmetamorphosed granitic to highgrade metamorphic continental basement series. But staurolite-bearing high-grade metamorphics appear to have been present only in the northernmost provenance area (Silesian and Subsilesian ridges). A few reworked chromian spinel mineral grains in the northern parts of the basin were derived from small Caledonian/Variscan ultrabasic sutures present in the source ridges. Increased chromian spinel contents are revealed in the southern part of the basin (Maastrichtian-Eocene Magura series) and in Cretaceous Pieniny Klippen belt flysch formations. The chromian spinel in the Magura series was derived, either directly from Alpine oceanic crust obducted in the southern part of the Pieniny realm, or from re-eroded Pieniny flysch series. Hence, our heavy mineral data indicate that in the Outer Carpathian basin during Cretaceous convergence no Alpine ophiolitic crust was obducted. Therefore, an ophiolitic basement to the individual basins appears inprobable. The Outer Carpathians presumably occupied, with respect to the internal suture zone, the position of a deep continental basement floored foreland basin.

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Zusammenfassung Die Äußeren Karpathen in Polen bestehen aus mehreren von ihrem Untergrund abgescherten Flysch-Serien, die von oberem Jura bis Miozän in einem Großbecken abgelagert wurden, das durch mehrere tektonisch hochgehobene Rücken (Cordillieren oder Liefergebiete) in Teilbecken gegliedert war. Das ursprüngliche Substrat der verschiedenen Becken ist unbekannt und die heutige Deckenstruktur wird mit der ursprünglichen Beckenanordnung korreliert. Von N nach S werden die Skole-, Silesien-, Duklaund Magura-Becken unterschieden. Die vorliegende Arbeit präsentiert eine erste Zusammenfassung von Schwermineraldaten und Geröllanalysen in den verschiedenen turbiditischen Schüttungssystemen. Dabei wird davon ausgegangen, daß die Schwermineralgehalte der Sandsteine primär die Zusammensetzung des kristallinen Grundgebirges in den Liefergebieten widergeben.Die einzelnen Flyschbecken wurden zumeist von unmetamorphem granitischem bis hochgradig metamorphem kontinentalem Grundgebirge beliefert. Staurolith-führende hochgradige Metamorphite waren jedoch nur in den nördlichst gelegenen Liefergebietsprovinzen (Silesischer und Subsilesischer Rücken) anstehend. Geringe Vorkommen von Chromspinell in den nördlichen Beckenteilen stammen von kleineren caledonisch/variszischen ultrabasischen Einschlüssen (Suturen) in den Cordillieren. Erhöhte Chromspinellgehalte werden nur im südlichen Becken (Maastricht bis Tertiär des Magura-Beckens) und in kretazischen Flyschen der Pieniny-Klippen festgestellt. Der Chromspinell in den Magura-Serien stammt von alpiner ozeanischer Kruste, die während der Kreide im südlichen Pieniny-Raume obduziert wurde oder von neuerlich erodierten Flyschen aus den Pieniny-Becken. Unsere Schwermineraldaten weisen folglich darauf hin, daß während der kretazischen tektonischen Konvergenz im Bereich der Äußeren Karpathen keine alpin gebildete ophiolithische Kruste aufgeschuppt wurde. Die Anwesenheit eines ozeanischen Untergrundes der einzelnen Teilbecken erscheint deshalb unwahrscheinlich. Die Äußeren Karpathen nahmen deshalb vermutlich gegenüber der internen Suturzone die Stellung eines tiefen Foreland-Beckens über kontinentaler Kruste ein.

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Résumé Les Carpathes externes, en Pologne, sont composées de plusieurs séries de flysch d'âge jurassique à miocène déposées dans un grand bassin alimenté par l'érosion de rides tectoniques internes et externes (cordillères). Ces séries de flysch sont préservées en nappes, classiquement corrélées avec différents domaines paléogéographiques du bassin. Le substratum originel de ces bassins individuels n'est pas connu et reste discuté. On distingue, du nord au sud, les bassins de Skole, de Silésie, de Dukla et de Magura. Nous présentons ici les premiers résultats de l'analyse des minéraux lourds et des lithoclastes reconnus dans les principaux éventails turbiditiques sous-marins. Nous partons de l'hypothèse que le contenu des grès en minéraux lourds reflète la nature du socle cristallin qui était à l'affleurement dans les diverses régions-source.D'une manière générale, les bassins de flysch ont été alimentés par des terrains granitiques non métamorphiques et par des formations métamorphiques de moyenne et haute température. Il semble cependant que les terrains métamorphiques de haut degré à staurotide étaient présents seulement dans les sources les plus septentrionales (rides silésienne et subsilésienne). Le spinelle chromifère présent en petite quantité dans la partie nord du bassin peut être expliqué par la présence d'inclusions ultramafiques calédoniennes ou varisques (zones de sutures) dans les cordillères. Une proportion élevée de grains de spinelle chromifère ne s'observe que dans la partie méridionale du bassin des Carpathes externes (séries maastrichtiennes et tertiaires du bassin de Magura) et dans les flyschs crétacés des clippes de Pieniny. Il est suggéré que le spinelle chromifère du bassin de Magura a été fourni par la croûte océanique alpine, obductée au cours du Crétacé dans la partie interne du domaine des clippes de Pieniny, ou par l'érosion secondaire des flyschs de Pieniny.La rareté et l'origine probablement ancienne des spinelles chromifères dans la partie septentrionale indique que lors des mouvements convergents crétacés aucune roche ophiolitique alpine n'était exposée à l'érosion. Par conséquent, la présence de fonds océaniques dans ces bassins individuels semble peu probable. Les Carpathes externes représentent probablement un bassin profond, de type «foreland» par rapport à une zone de suture ophiolitique plus interne.

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, , , . , . : Skole, Silesien, Dukla Magura. . , . , . , , , , , .. . - () . ( ) Pieniny . , Pieniny, . , , . , , . .. , .

     

Vorratsberechnung von Erdöl- und Erdgas-Lagerstätten

Zusammenfassung Als Grundlage für die Berechnung des Öl- und Gasinhalts werden die geologischen Faktoren (Petrophysik, Porosität, Permeabilität, Haftwasser, Porenverteilung, Nettomächtigkeit, Strukturfläche) sowie die Eigenschaften des Poreninhalts (Phasenbeziehungen) beschrieben. Neben den daraus abzuleitenden statischen Methoden sind aber auch dynamische Methoden des Druck- und Förderverhaltens für die Inhaltsberechnung geeignet (Material-Balance-Prinzip). Die vom Poreninhalt gewinnbaren Öl- und Gasmengen werden mittels dynamischer Verfahren und Modellstudien mittels Computer berechnet. Beispiele an Ölfeldern und Ölfeldbereichen der Bundesrepublik erläutern die Auswirkungen der verschiedenen Lagerstätten-Eigenschaften und deren Energie-Verhalten auf die gewinnbaren Reserven, die bei hochviskosen Ölen bei etwa 15–25%, bei niedrigviskosen Ölen bei etwa 30–75%, bei Erdgasen bei etwa 50–80% Entölungs- bzw. Entgasungsgrad liegen. Von besonderer Bedeutung sind dabei technischer Fortschritt und wirtschaftliche Bedingungen. Am Beispiel der Welt wird gezeigt, daß von den etwa 420 Mrd. t Ölinhalt in allen bekannten Ölfeldern zur Zeit etwa 140 Mrd. t gewinnbar sind, die sich um weitere 110 Mrd. t erhöhen lassen, wenn die wirtschaftlichen Bedingungen in Zukunft den Einsatz neuer technischer Verfahren erlauben.

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The geological factors (petrophysics, porosity, permeability, connate water, pore configuration, net pay, productive area) as well as the properties of the pore filling (phase relations) used for determination of the OIP and the GIP are described. Apart from static methods to be derived from these factors, dynamic methods based on the pressure and production behavior can be used for this purpose (principle of material balance). The oil and gas volumes to be recovered from the pore space are calculated by means of dynamic methods and model studies. Oil fields and oil provinces of the Federal Republic of Germany serve as examples to illustrate the effects of the different reservoir charcteristics and the respective energy behavior on the recoverable reserves. The oil or gas recovery factor is about 15–25% with highly viscous oils, about 25–65% with oils of low viscosity and about 50–80% with natural gases. Technical progress and economic factors are of special importance in this connection. It is shown that in addition to the about 140 billion t of oil presently recoverable from worldwide reserves of all known oil fields of about 420 billion t, recovery of another 140 billion t would be possible in future if new technical methods could be applied under the given economic conditions.

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Résumé Sont décrit comme base du calcul de l'huile et du gaz en place les facteurs géologiques (pétrophysique, porosité, perméabilité, eau interstitielle, répartition des pores, épaisseur nette, surface du gisement) ainsi que les propriétés du contenu des pores (relations de phases). Outre les méthodes statiques en dérivées, se prêtent au calcul du contenu en huile ou en gaz aussi des méthodes dynamiques du comportement de pression/production (balance volumétrique). Les quantités de l'huile ou de gaz récoupérables du contenu des pores sont déterminées par des méthodes dynamiques et par des études modèle à l'aide de computer. Des exemples concernant des champs pétrolifères dans la République Fédérale d'Allemagne expliquent les effets des divers propriétés de gisements et leur comportement énergétique sur les ressources récoupérables dont le facteur de récupération de l'huile/du gaz est d'environ 15 à 25% dans le cas des huiles très visqueuses d'environ 25 à 65% dans le cas des huiles de basse viscosité, et d'environ 50 à 80% dans le cas des gaz naturels. A ce propos, le progrès technologique et les conditions économiques sont d'une importance particulière. L'exemple du monde entier montre que de la quantité de 420 milliards de tonnes de l'huile en place dans tous les champs pétrolifères connus, 140 milliards de tonnes environ sont récupérables à présent. Cette quantité pourrait être augmentée encore par 140 milliards de tonnes si les conditions économiques à l'avenir permettent l'emploi de nouvelles techniques.

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: , , , , .., - , . , , . , , - . , , , ; 15–25%, 25–65 % — 50–80 %, . , 420 , 140 . , 140 .

     

The metamorphic evolution of the Muxia-Finisterre region (Galice,NW Spain) during the Hercynian Orogenesis

Mineral chemistry and crystal growth-deformation relationships in metapelites, orthogneises and metabasic rocks from the Muxia-Finisterre region show that this area has been affected by plurifacial regional metamorphism during the Hercynian Orogenesis. Paragenetic evolution seems to be related to a change of the metamorphic gradient towards relatively lower P_s conditions in the mesozone, while this character is less evident in catazonal rocks. In both cases there was a continuous increase in T and decrease in {ie657-02}.The metamorphic climax was reached during the second metamorphic episode (M₂). This event took place during and even after the second deformation phase (P₂). The latter gave rise to the main foliation observed in studied rocks (S₂) which almost practically erased signs of previous schistosity. Relationships between metamorphic evolution and different geotectonic models are discussed.

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Zusammenfassung Mineralchemismus und die Beziehungen Kristallwachstum-Deformation in Metapeliten, Orthogneisen und metabasischen Gesteinen aus der Muxia-Finisterra-Region, zeigen eine Beeinflussung dieses Gebietes durch eine plurifazielle Regionalmetamorphose während der herzynischen Orogenese.Die paragenetische Entwicklung scheint mit einer Veränderung des metamorphen Gradienten in Richtung niedrigerer P_s-Bedingungen in der Mesozone einherzugehen, während dies in katazonalen Gesteinen weniger deutlich ist.In beiden Fällen gab es eine kontinuierliche Zunahme der Temperatur (T) bzw. Abnahme des {ie657-01}.Der Höhepunkt der Metamorphose wurde während der zweiten metamorphen Episode (M₂) erreicht. Dieses Ereignis fand statt während und sogar nach der zweiten Deformationsphase (P₂). Letzteres verursachte die Hauptschieferung (S₂) in den untersuchten Gesteinen, die die Merkmale einer älteren Schieferung nahezu ausgelöscht hat.Beziehungen zwischen metamorpher Entwicklung und verschiedener geotektonischer Modelle werden diskutiert.

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Résumé Les compositions chimiques des minéraux ainsi que leur relation croissance-déformation dans les métapélites, ortho-gneiss et métabasites de la région Muxia-Finisterre, suggèrent que cette secteur a subi un métamorphisme régional plurifacial lors de l'Orogenèse Hercynienne. L'évolution des paragenèses semble être liée à un changement du gradient métamorphique vers des conditions de P_s relativement plus basses dans la mésozone, ceci étant moins évident dans les roches catazonales. Dans les deux cas il y a eu une augmentation continue de la T et une diminution de la {ie657-03}. Le paroxisme du métamorphisme a été atteint lors du deuxième épisode métamorphique (M₂). Cet événement a lieu généralement pendant ou légèrement après la deuxième phase de déformation (P₂). Celle-ci donne la foliation principale de la roche (S₂), laquelle a presque entièrement effacé les marques d'une schistosité pré-existante. Des relations entre l'évolution métamorphique et différents modèles géotectoniques sont discutées.

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, Muxia-Finisterre , . , , , P , , . (), {ie658-01}. (₂) . (₂). (S₂) , . .