A contribution to the petrology of Tutuila,American Samoa

Eight new chemical analyses of rocks of Tutuila Island are given, and 20 new analyses of rocks of the Manu'a Islands will be reported elsewhere. Like the older analyses, all are of alkalic rocks. Tholeiitic rocks have not been found in Samoa, although they may be present in the submerged basal parts of the volcanoes. The differentiation trend of Samoan rocks for the most part closely parallels that of the Hawaiian alkalic suite. In both areas the probable parent magma is oceanitic. Quartz trachytes of Tutuila and rhyolitic obsidians of Easter Island are clearly members of the alkalic suite, although the rhyodacite of Hawaii still appears to be a tholeiitic derivative. Differentiation of alkalic olivine basalt magma to trachyte in some instances and to quartz trachyte or even sodic rhyolite in others may result from differences in the proportion of pyroxene to olivine in the separated material, which may in turn be a function of the depth at which crystallization takes place. In the Samoan Islands caldera formation took place after a considerable period of eruption of alkalic rocks, instead of before the appearance of alkalic rocks as is the case in Hawaii. Thus the details of the Hawaiian pattern cannot be extended to all other oceanic volcanoes.

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Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird über acht neue chemische Analysen von Gesteinsproben der Insel Tutuila berichtet. In einer weiteren Veröffentlichung werden über 20 neue Gesteinsanalysen der Manu'a-Inseln publiziert. Es handelt sich wie bei früheren Analysen um alkalische Vulkanite. Tholeiitische Gesteine wurden in Samoa nicht gefunden; es ist aber möglich, daß solche in den untermeerischen Teilen der Vulkane vorhanden sind. Der Differentiations-Trend der Samoa-Gesteine verlief größtenteils parallel dem der hawaiianischen alkalischen Sippe. In beiden Gebieten ist das wahrscheinliche Ursprungsmagma ozeanitischer Art. Es ist sicher, daß die Quarztrachyte von Tutuila und die rhyolitischen Obsidiane der Osterinsel der alkalischen Sippe angehören, obwohl der Rhyodazit von Oahu, Hawaii, tholeiitischer Herkunft zu sein scheint. Die Differentiation des alkalischen olivinbasaltischen Magmas zu Trachyt einerseits und zu Quarztrachyt oder sogar zu Natrium-Rhyolith andererseits mag aus Unterschieden im Verhältnis von Pyroxen zu Olivin im getrennten Material herrühren. Dies mag wiederum eine Funktion der Tiefe sein in der die Kristallisation stattfindet. Im Gegensatz zu Hawaii fand auf den Samoainseln die Calderabildung nach einer starken Eruptions-Periode alkalischer Gesteine statt. Das bedeutet, daß die Einzelheiten des hawaiianischen Modells nicht auf alle anderen ozeanischen Vulkane anwendbar sind.

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Résumé Huit analyses nouvelles chimiques de roches de l'Île Tutuila sont présentées, et 20 analyses nouvellées de roches des Îles Manu'a sont données ailleurs. Comme les analyses plus anciennes, toutes sont de roches alcalines. Des roches tholeiitiques ne sont pas découvrées à Samoa, quoiqu'il soit possible qu'elles existent dans la partie sous-marine des volcans. La direction de différenciation des roches de Samoa est en majeure partie conforme à celle de la suite alcalique hawaiienne. Dans toutes les régions le magma ancétral est probablement océanitique. Les trachytes à quartz de Tutuila et l'obsidien rhyolitique de l'Île Pâques évidemment sont membres de la suite alcalique, quoique le rhyodacite d'Hawaii semble être encore un dérivé tholeiitique. La différenciation de magma de la composition de basalte à olivine dans quelques circonstances à trachyte et dans d'autres circonstances à trachyte quartzifère ou même rhyolite sodique pourrait résulter des différences dans la proportion de pyroxéne à olivine dans la matière séparée qui à son tour pourrait être une fonction de la profondeur dans laquelle la cristallisation a lieu. Dans les îles Samoa la formation des caldères avait lieu après une période d'éruption des roches alcaliques, au lieu d'avant le début des roches alcaliques, comme dans Hawaii. Donc on ne peut pas appliquer les détails du modèle hawaiien à tous les autres volcans océaniques.

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Tutuila ( ). . . , , Tutuila Weihu , , Oahu (), , .

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Dedicated to Professor Dr. A.Rittmann on the occasion of his 75. birthday

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Hawaii Institute of Geophysics Contribution No. 217.     

The offshore to backshore environments of the Abu Ballas Formation of the SE Dakhla Basin (Western Desert,Egypt)

The Abu Ballas Formation in the Western Desert of Egypt represents a marine intercalation within fluvial, Nubia-type sandstones. These deposits document an extensive transgression of Aptian age flooding the Dakhla Basin from north to south. Due to this first advance of the Tethyan sea during the Cretaceous, sediments of open and marginal marine provenance were accumulated in the SE of the basin.The sedimentary succession of the open marine facies is divided into five lithostratigraphic units which reflect that deposition was largely controlled by one single transgressive-regressive event. The transgressive sequence in the lower part of the formation comprises sandstones of a backshore to foreshore environment (unit 1) which are overlain by offshore claystones (unit 2). The middle portion of the sedimentary succession consists of silty and sandy strata (unit 3) which are attributed to large-scale redepositional processes due to intensified bottom currents during the maximum extension of the sea. These sediments are capped by offshore originated claystones (unit 4) grading upwards into siltstones and sandstones of transition-zone to backshore environments (unit 5), which indicate a gradual regression.This stratigraphic sequence documenting a retrograding-prograding shoreline due to the transgression and regression of the Aptian sea, interfingers with silty and sandy deposits of the marginal marine facies of the Abu Ballas Formation. Comparable to the lithostratigraphic units 1 and 5 these strata represent a variety of sedimentary environments ranging from the backshore to the transition zone. They were accumulated on the western slope of the Kharga Uplift bounding the Dakhla Basin towards the east, which was partially flooded while the sea had its maximum extension.

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Zusammenfassung Die Abu Balks-Formation in der Western Desert Ägyptens stellt eine marine Einschaltung innerhalb von fluviatilen Sandsteinen Nubischen Typs dar. Diese Schichtenfolge dokumentiert eine weitflächige, nach Süden hin in das Dakhla-Becken vorgreifende Transgression aptischen Alters. Im Verlauf dieses ersten Vorstoßes der Tethys während der Kreide wurden im SE des Beckens Sedimente offen und randlich mariner Provenienz abgelagert.Die Ablagerungen der offen marinen Fazies werden in fünf lithostratigraphische Einheiten unterteilt, deren vertikale Abfolge eine Sedimentakkumulation im Rahmen einer Transgression und einer nachfolgenden Regression widerspiegelt. Die transgressive Schichtenfolge im unteren Teil der Formation umfaßt Sandsteine mit Merkmalen einer Strandsedimentation (Einheit 1), die von Peliten eines untiefen Schelfs (Einheit 2) überlagert werden. Höher folgen siltige und sandige Schichten (Einheit 3), die auf großräumige Umlagerungsvorgänge im Becken durch bodennahe Strömungen während der maximalen Ausdehnung des Meeres zurückgeführt werden. Die regressive Entwicklung setzt ein mit einer erneuten Ablagerung von pelitischen Sedimenten eines flachen Schelfmeeres (Einheit 4). Diese gehen zum Hangenden hin über in Siltsteine und Sandsteine (Einheit 5), die zwischen dem Schelf und dem Strandbereich vermitteln und das Ende der Verflachungsphase andeuten.Diese Schichtenfolge, die auf ein anfängliches Zurückweichen und späteres Vorrücken der Küstenlinie im Rahmen von Transgression und anschließender Regression hinweist, verzahnt sich mit siltigen und sandigen Ablagerungen der randlich marinen Fazies der Abu Ballas-Formation. Ähnlich wie die lithostratigraphischen Einheiten 1 und 5 entstammen sie einem Strandbis küstennahen Schelf-Milieu und wurden während der maximalen Ausbreitung des Meeres an der westlichen Flanke des Kharga-Uplifts akkumuliert. Diese Schwellenregion, die das Dakhla-Becken nach Osten begrenzt, war im Apt vermutlich nur teilweise überflutet.

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Résumé La formation Abu Ballas du désert occidental d'Egypte représente une intercalation marine dans les grès fluviatiles de type nubien. Cette séquence illustre une large transgression d'âge aptien pénétrant vers le Sud dans le bassin de Dakhla. Au cours de cette première progression de la Téthys pendant le Crétacé, des sédiments d'origine marine et marginolittorale se sont déposés dans la partie SE du bassin.Les couches de facies marin sont diversées en cinq unités lithostratigraphiques, dont la succession verticale refléte une accumulation de sédiments au cours d'une transgression et d'une régression successives. La série transgressive, dans la partie inférieur de la formation, comprend des grès typiques d'une sédimentaion de haute et de basse plage (unité 1), surmontés par des pélites de plate-forme continentale peu profonde (unité 2). Plus haut viennent des chouches silteuses et sableuses (unité 3) qui sont attribuées à des processus de remaniements dans le bassin par les courants de fond pendant l'extension maximale de la mer. La phase régressive commence par un nouveau dépôt de sédiments pelitiques de mer peu profonde (unité 4). Ceux-ci sont suivis vers le haut par des siltites et des grès (unité 5) déposés dans une zône de transition arrière plage/plateforme continentale et indiquant la fin de la régression.Cette série qui indique un recul puis une avancée de la ligne de rivage, par transgression et régression, est interstratifiée de dépôts silteux et sableux de facies marin marginal de la formation Abu Ballas. Semblables aux unités lithostratigraphiques 1 et 5, ces couches témoignent d'un milieu variant de la basse plage à la partie haute du shelf. Elles se sont accumulés au bord ouest du seuil de Kharga au cours de l'extension maximale de la mer aptienne. A cette époque, cette region élevée limitant le bassin de Dakhla vers l'est, n'était probablement inondée qu'en partie.

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- . , Dakhla. , - . , — — . , , (1- ), (2- ). , (3- ), . , (4- ). (5- ), . , , -. 1 5, , Kharga. , Dakhla , , , .

     

Datations K-Ar de quelques laves du Rift-ouest de l'Afrique Centrale; implications sur l'évolution magmatique et structurale

Résumé Douze nouvelles datations donnent quelques précisions sur l'histoire magmatique et structurale du rift-ouest de l'Afrique Centrale. Elles concernent des intrusions alcalines situées en bordure du rift et des laves du Sud-Kivu, du sud et de l'ouest des Virunga. Les intrusions alcalines sont datées du Cambrien, Permien, Crétacé et Paléocène. Elles sont liées à des grandes cassures crustales empruntées par le rift. Les premières laves, des basaltes sub-alcalins, apparaissent au Sud-Kivu à l'Eocène. Elles sont suivies par des basaltes alcalins, au Miocène puis au Pléistocène inférieur. Plus au nord, des lambeaux de volcanisme ancien sont datés de l'Oligocène supérieur, au Nord-Idjwi, et du Miocène moyen et supérieur, à l'ouest des Virunga. Ce sont des laves alcalines sodiques. Elles sont antérieures au volcanisme potassique, leucitique et néphélinitique des Virunga apparu à la fin du Pliocène, et encore actif. L'évolution chronologique du magmatisme et de la structure est discutée.

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Twelve new datings specify some further details about the magmatic and the structural framework of the Western Rift of Central Africa. They concern alkaline intrusions of the rift border and lavas from Southern Kivu, Southern and Western Virunga. The intrusions have Cambrian, Permian, Cretaceous and Paleocene ages. They are related to the great crustal faults followed by the rift. The early lavas, sub-alkaline basalts, appear in Southern Kivu at the Eocene. They are followed by alkaline basalts, at the Miocene, and then at the lower Pleistocene. To the north, some earlier volcanic remains of alkaline sodic composition have upper Oligocene ages in Northern Idjwi, and middle and upper Miocene ages in Western Virunga. They preceded the potassic, leucitic and nephelinitic volcanism of Virunga which appears at the end of the Pliocene and is still active. We discuss about the chronological magmatic and structural evolution.

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Zusammenfassung Zwölf neue Datierungen bestimmen genauer die magmatische und strukturelle Geschichte des Westrifts von Zentralafrika. Sie betreffen am Rand des Rifts liegende alkalische Intrusionen und Laven in Südkivu, südlich und westlich der Virunga. Die alkalischen Intrusionen datieren vom Kambrium, dem Perm, der Kreidezeit und dem Paläozän. Sie stehen in Beziehung zu den vom Rifting gewählten großen Erdrinderissen. Die ersten Laven, subalkalische Basalte, entstehen im Eozän im Südkivu. Dann kommen alkalische Basalte im Miozän und am Unterpleistozän. Nördlicher datieren ältere Vulkanausbrüche vom Oberoligozän im Nordidjwi und vom mittleren Miozän und höheren Miozän westlich der Virunga. Es sind alkalische Natronlaven. Sie sind älter als der kaliumreiche Vulkanismus mit Leucit und Nephelin des am Ende des Pliozäns entstandenen und noch aktiven Vulkanismus. Die chronologische Entwicklung des Magmatismus und der tektonischen Strukturen wird diskutiert.

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Heterogeneous fluids in high-grade siliceous marbles of Pusula (SW Finland)

Siliceous and magnesia-poor marbles of the small Pusula quarry (50 km NW Helsinki) are situated in the West Uusimaa Charnockite Complex (800°C/4 kbar) of Proterozoic age. Marbles behaved as closed systems during granulite facies metamorphism and organogenic fluids, contrasting in composition and density compared to the surroundings, were preserved. Quartz veins in marble contain, besides H₂O inclusions, extremely heterogeneous gas mixtures of N₂, CO₂, H₂S, CH₄ and accessory higher alkanes. Fluids of predominantly N₂±H₂S and CO₂±CH₄, occur in veinlets of some mm's apart. CO₂ was partly derived from a metamorphic wolllastonite-forming reaction. It is supposed that wollastonite became stable by a low CO₂ activity in the marbles: the CO₂ activity was suppressed not only by the presence of water, but in particular by N₂ and other gas species. The molar volume of gas mixtures in siliceous marbles is 70 cm³/mole and cannot reflect the peak metamorphic pressure and temperature conditions. The fluids were volumetrically and chemically re-equilibrated during retrograde conditions, but the differences in fluid composition were maintained.

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Zusammenfassung Kieselige, magnesiumarme Marmore aus dem kleinen Steinbruch Pusula (50 km NW' Helsinki) gehören zum West Uusimaa-Charnockit-Komplex (800°C/4 kbar) proterozoischen Alters. Die Marmore wirkten während der Granulitfazies-Metamorphose als geschlossenes System. Dadurch konnten sich organogene Flüssigkeiten erhalten, die sich in Zusammensetzung und Dichte von ihrer Umgebung unterscheiden. Quarzgänge im Marmor enthalten neben H₂O Einschlüssen extrem heterogene Gasmischungen von N₂, CO₂, H₂S, CH₄ und Beimengungen höherer Alkane. Flüssigkeiten, hauptsächlich von N₂±H₂S und CO₂±CH₄ kommen in kleinen Gängen vor, die einige mm voneinander entfernt sind. Das CO₂ stammt teilweise von den metamorphen Wollastonit-formenden Reaktionen. Es wird angenommen, daß Wollastonit bei kleinen CO₂-Aktivitäten im Marmor stabil wurde. Die CO₂-Aktivität wurde nicht nur von der Anwesenheit des Wassers unterdrückt, sondern besonders von N₂ und anderen Gasarten. Das molare Volumen von Gasgemischen in kieseligen Marmoren beträgt 70 cm³/mol und kann nicht die metamorphen Spitzendruck- und temperaturbedingungen wiederspiegeln. Während der retrograden Metamorphose sind die Flüssigkeiten volumenmäßig und chemisch wieder ins Gleichgewicht gekommen, aber die Unterschiede in der Flüssigkeitszusammensetzung sind beibehalten worden.

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Résumé Les marbres siliceux pauvres en Mg de la petite carrière de Pusula (50 Km au nord-ouest d'Helsinki) sont situés dans le complexe charnockitique de West-Uusimaa (800°C/4 Kbar) d'âge protérozoïque. Ces marbres se sont comportés en système fermé au cours du métamorphisme granulitique, ce qui y a permis la conservation des fluides organogènes dont la composition et la densité contrastent avec ceux des roches environnantes. Les veines de quartz du marbre renferment, à côté d'inclusions de H₂O, des mélanges très hétérogènes de N₂, CO₂, H₂S, CH₄ et d'alcanes supérieurs en quantités subordonnées. Des fluides riches en N₂ ± H₂S et en CO₂ ± CH₄ s'observent dans des veinules distantes des quelques mm. Le CO₂ provient en partie de la réaction métamorphique de formation de la wollastonite. Celle-ci a dû se stabiliser dans des conditions de faible activité de CO₂: l'activité du CO₂ a été réduite non seulement par la présence d'eau, mais aussi par celle de N₂ et d'autres gaz. Le volume molaire des mélanges gazeux dans les marbres siliceux est de 70 cm³/mole, valeur qui ne reflète pas les conditions (p,t) du pic du métamorphisme. Les fluides ont été rééquilibrés volumétriquement et chimiquement dans les conditions de rétromorphose, mais les différences dans leurs compositions se sont maintenues.

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, (50 - ) (800° 4 ) . . , , , . , , , , , , . , , , . ₂ , . , ₂. , ₂. 70³/ , . , , , .

     

Paleogeography and paleomagnetism of the Nubian Sandstone Eastern Desert of Egypt

The present work gives the results of the paleomagnetic investigations carried out on the Cretaceous Nubian Sandstone and associated volcanics and hematitic oolitic iron ores in the Eastern Desert of Egypt. The paleogeography of the Nubian Sandstone especially for the Eastern Desert is discussed in the light of the various geological data as well as the paleomagnetic results, both of which point to certain conceptions. The position of the paleoequator and paleolatitude 20° S were derived from the paleomagnetic data indicating that the Nubian Sandstone was originally deposited in the paleoequatorial to subequatorial zone. The paleomagnetic results corroborate previous African data that there has been no polar wandering and continental drift for Africa during 210 to 110 million years and extend this period to 85 million years.It is concluded that the Nubian Sandstone is deposited under tropical to subtropical climate and that it is formed under various continental conditions excluding eolian merging intermittently into shallow marine.

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Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit ist das Ergebnis paläomagnetischer Untersuchungen, die in kretazischer Nubischer Serie und zugehörigen vulkanischen Gesteinen sowie in hämatitischoolithischen Eisenerzen in der östlichen Wüste in Ägypten durchgeführt wurden. Es wird die Paläogeographie der Nubischen Serie, besonders der östlichen Wüste, diskutiert, einmal anhand verschiedener geologischer Beobachtungen und darüber hinaus anhand der paläomagnetischen Daten; beides weist auf ähnliche Deutungen hin. Die Lage des Paläoäquators und des Paläobreitenkreises 20° S zeigt an, daß die Nubische Serie in der Umgebung des damaligen Äquators abgelagert wurde. Die paläomagnetischen Ergebnisse bestätigen frühere afrikanische Daten, nach denen keine Kontinentaldrift für diesen Raum zwischen 210 und 110 Mill. Jahren stattfand, und erweitern diese Periode bis 85 Mill. Jahre. Es wird angenommen, daß die Nubische Serie in tropischem bis subtropischem Klima abgelagert wurde, und zwar unter den verschiedensten kontinentalen Ablagerungsbedingungen.

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Résumé Le présent travail est le résultat des recherches paléomagnétiques effectuées sur le grès nubien crétacé, les volcanites associées et les minerais de fer hématitiques et oolithiques dans le désert oriental de l'Egypte. La paléogéographie du grès nubien, surtout celui du désert oriental, est discutée à la lumière des différentes observations géologiques variées et, en outre, des données paléomagnétiques; toutes deux concluent a la même signification. La position du paléoéquateur et de la paléolatitude 20° S montre que la série nubienne a été déposée dans le domaine proche de l'équateur relatif à cette époque.Les résultats paléomagnétiques corroborent les données africaines antérieures d'après lesquelles il n'y aurait pas eu, pour ces régions, de dérive continentale entre 210 à 110 millions d'années; ils prorogent cette période jusqu'à 85 millions d'années.On admet que le grès nbien fut déposé sous le climat tropical à sub-tropical et effectivement sous les différentes conditions de dépôt continentales.

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, , - . , , . . 20° , . , 210–110 , 85 . , .

     

Converging P-T paths of Mesozoic HP-LT metamorphic units (Diego de Almagro Island, Southern Chile): evidence for juxtaposition during late shortening of an active continental margin

Summary On Diego de Almagro Island in Chilean Patagonia (51°30S), a convergent strike slip zone, the Seno Arcabuz shear zone, separates the Diego de Almagro Metamorphic Complex from very low grade metagreywackes in the east, which were intruded by Jurassic granitoids. The Diego de Almagro Metamorphic Complex is composed of a metapsammopelitic sequence containing blueschist intercalations in the west and (garnet) amphibolite lenses in the east. Peak metamorphic conditions (stage I) at 9.5–13.5kbar, 380–450°C in the blueschist and at 11.2–13.2, 460–565°C in the amphibolite indicate subduction and accretion at different positions within the deepest part of the accretionary wedge. A K–Ar age of 117±28Ma of amphibole approximately dates the peak of metamorphism in the amphibolite. The early retrograde stage of metamorphism occurred under static conditions and resulted in localized equilibration (stage II) at 6.3–9.6kbar, 320–385°C in the blueschist and 6.1–8.4kbar, 310–504°C in the amphibolite. Both P-T paths converge within a midcrustal level.In contrast, an orthogneiss of trondhjemitic composition occurring within the Seno Arcabuz shear zone is associated with a garnet mica-schist containing a high temperature/intermediate pressure assemblage formed at 4.9–6.5kbar, 580–690°C. A muscovite K–Ar age of 122.2±4.6Ma dates cooling after this event which is related to a concomitant magmatic arc. These rocks were overprinted by a mylonitic deformation, which is caused by convergent strike slip shearing and ends during formation of a retrograde phengite-chlorite-stilpnomelane assemblage at a minimum pressure of approximately 5.7kbar (at 300°C).Zircon fission track ages from rocks of the Seno Arcabuz shear zone are 64.9±2.7 and 64.9±2.7Ma; they record the end of shearing in the Seno Arcabuz shear zone that juxtaposed all rocks in the middle crust. Zircon fission track ages ranging from 78 to 105Ma in the South Patagonian batholith to the east indicate earlier cooling through 280°C. The rocks of the Diego de Almagro Metamorphic Complex were initially slowly exhumed and resided at a midcrustal level before being emplaced via shearing in the Seno Arcabuz shear zone. Apatite fission track ages (54±8Ma) from the Seno Arcabuz shear zone show that exhumation and cooling rates increased after this event. The incorporation of continental crust within the subduction system was a late process, which modified the Cretaceous accretionary wedge, resulting in considerable shortening of the convergent margin.     

Transport properties of rocks from statistics and percolation

Two simplified microstructural models that account for permeability and conductivity of low-porosity rocks are compared. Both models result from statistics and percolation theory. The first model assumes that transport results from the connection of 1D objects or pipes; the second model assumes that transport results from the connection of 2D objects or cracks. In both cases, statistical methods permit calculation of permeability k and conductivity , which are dependent on three independent microvariables: average pipe (crack) length, average pipe radius (crack aperture), and average pipe (crack) spacing. The degree of connection is one aspect of percolation theory. Results show that use of the mathematical concept of percolation and use of the rock physics concept of tortuosity are equivalent. Percolation is used to discuss k and near the threshold where these parameters vanish. Relations between bulk parameters (permeability, conductivity, porosity) are calculated and discussed in terms of microvariables.     

Comparison between two types of multifractal modeling

The interrelationships between two previously developed multifractal models are discussed. These are the Evertsz-Mandelbrot model developed on the basis of the multifractal spectrum f(), and the Schertzer-Lovejoy model based on the codimension function C() where and represent Hölder exponent and field order, respectively. It is shown how these two models are interrelated: they are identical for values of within the range D–(0)D–_min. where D is the Euclidean dimension. For D–_maxD–(0), however, f() remains a continuous function of whereas C() assumes constant value. In this respect, the fractal spectrum f() can provide more information about the multifractal measure than the codimension function C(). The properties of the two models are illustrated by application to the binomial multiplicative cascade model.     

Problems in Himalayan geology

The Central Crystalline Axis of the Great Himalaya holds clues to the solution of many problems dealing with the crystallines, metamorphics and geological contrasts encountered in the areas to the north and south of the Axis. The problems discussed include criteria for deciphering the stratigraphy in the Himalayan zone to the south of the Crystalline Axis, age of Jutogh and Chail groups, their relationship with each other and with the Crystalline Axis, nature of the Simla Slates, Jaunsar, Blaini, Infra-Krol, and Krol formations, unfossiliferous nature of the Palaeozoic and Mesozoic sediments, relationship between the Lower, Middle and Upper Tertiaries and the age, presence and absence, and also the cause of metamorphism. It has been found that high grade metamorphism is not a Tertiary phenomenon. Very low grade metamorphism in the sedimentaries and the absence of plutonic intrusives from the Palaeozoic, Mesozoic and Tertiary sedimentary rocks indicate that magmatism, regional metamorphism and orogeny are not always mutually associated in space and time. Orogenic and epeirogenic episodes other than Cretaceous-Tertiary hold clues to many problems of Himalayan Geology.

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Zusammenfassung Die zentrale kristalline Achse des Gro\en Himalaya bietet den Schlüssel für die Lösung vieler Probleme für die im Norden und Süden gelegenen Metamorphite und die geologischen GegensÄtze. Neue Daten für die Deutung der Stratigraphie in der Himalaya-Zone südlich der kristallinen Achse, das Alter der Jutogh- und der Chail-Gruppe, ihre Beziehung untereinander und zur kristallinen Achse, die Natur der Simla Slates sowie der Jaunsar-, Blaini-, Infra-Krol- und Krol-Formation, die Fossilleere der palÄozoischen und mesozoischen Sedimente, die Beziehung zwischen unterem, mittlerem und oberem TertiÄr und schlie\lich Alter, Vorkommen und Fehlen sowie die Ursache der Metamorphose werden gegeben. Hochgradige Metamorphose ist nicht an das TertiÄr gebunden. Niedriggradige Metamorphose in den Sedimenten und das Fehlen plutonischer Intrusiva aus palÄozoischen, mesozoischen und tertiÄren Sedimentgesteinen weisen darauf hin, da\ Magmatismus, regionale Metamorphose und Orogenese nicht immer zeitlich und rÄumlich miteinander verknüpft sind. Orogene und epirogene Episoden au\erhalb von Kreide und TertiÄr können wichtig für die Himalaya-Geologie sein.

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Résumé La zone axiale cristalline du Grand Himalaya apporte la clé pour la solution de nombreux problèmes concernant les métamorphites situées au Nord et au Sud, et les contrastes géologiques qu'elles présentent. De nouvelles données sont apportées sur la stratigraphie dans la zone de l'Himalaya au sud de l'axe cristallin, sur l'âge des groupes de Jutogh et de Chail, sur leurs relations mutuelles et avec l'axe cristallin, sur la nature des formations des phyllades de Simla, de Jaunsar, de Blaini, de l'Infrala nature des formations des phyllades de Simla, de Jaunsar, de Blaini, de l'Infra-Krol et de Krol, sur l'absence de fossiles dans les sédiments du PaléozoÏque et du MésozoÏque sur la présence et l'absence du métamorphisme, ainsi que sur sa cause. Le métamorphisme de degré élevé n'est pas lié au Tertiaire. Le métamorphisme de degré faible dans les sédiments et l'absence d'intrusions plutoniques dans les roches sédimentaires paléozoÏques, mésozoÏques et tertiaires montrent que le magmatisme, le métamorphisme régional et l'orogenèse ne sont pas toujours associés dans l'espace et le temps. Les épisodes orogéniques et épeirogéniques survenant en dehors du Crétacique et du Tertiaire peuvent Être importants pour la géologie himalayenne.

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. , , Jutogh Chail, , Simla Jaunsar, Blaini, Infra-Kroll & Kroll, , , , . . , , , . .

     

Mineralized hydrothermal solution cavities in the Co-As Aït Ahmane mine (Bou Azzer,Morocco)

In the F53 Aït Ahmane Cobalt-deposit (Bou Azzer, Anti-Atlas, Morocco) a new type of contact mineralization is described. It is carbonate hosted but displays similar depositional sequence and fluid inclusion patterns to the well-known vein mineralization from the same mine. Field studies suggest that such a contact mineralization formed early by infilling solution cavities in formerly calcified serpentinite.     

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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Sediment compaction in large scale systems

The classical partial differential equation for compaction proves to provide a rather singular model, if the deformations caused by overload become reasonably large. An alternative model for compaction is derived by adapting an Eulerian view and by deriving the model equations from integral equations rather than from a priori differentiability assumptions. The result is not — as usual — a single partial differential equation, but an infinite set of differential equations, interesting in both mathematical and geological terms.Although there are still several simplifications and linearizations in the derived model, the model illustrates at least that the classical Terzaghi equation and mathematical models in its vicinity are highly idealized and probably instable, if applied to large scale systems.

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Zusammenfassung Die klassische partielle Differentialgleichung für die Kompaktion stellt ein sehr vereinfachtes Modell dar, zumindest für den Fall, daß die Deformationen infolge Auflast sehr groß werden. Hier wird ein alternatives Modell entwickelt, das nicht von der Voraussetzung der Differenzierbarkeit ausgeht, sondern über Integralgleichungen entwickelt wird, wobei die Eulersche Sicht des Raum-Zeitbezuges zur Anwendung kommt. Das Resultat ist dann nicht mehr eine einfache partielle Differentialgleichung, sondern ein unendliches System solcher Gleichungen.Obwohl auch das entwickelte Modell vereinfachte Annahmen erfordert und stark linearisiert, so verdeutlicht es doch zumindest, daß die klassische Therzaghi Gleichung und modifizierte Modelle, die auf diese Gleichung aufbauen, sehr wahrscheinlich instabil sind, wenn sie auf Systeme mit großen Deformationen angewandt werden.

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Résumé L'équation classique aux dérivées partielles de la compaction fournit un modèle très simplifié, particulièrement dans le cas où les déformations dues à la surcharge deviennent considérables. L'auteur propose en alternative un modèle, adapté des conceptions eulériennes, qui repose sur les équations intégrales plutót que sur la présomption de différenciabilité. Le résultat n'est plus une simple équation aux dérivées partielles, mais un système infini de telles équations.Bien que le modèle présenté implique des hypothèses simplificatrices et des linéarisations, on peut néanmoins en déduire que l'équation classique de Terzaghi, ainsi que les modèles modifiés qui en découlent, sont très probablement instables s'ils sont appliqués à des systèmes à forte déformation.

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U-Pb zircon age and Nd isotopic composition of granitoids,charnockites and supracrustal rocks from Heimefrontfjella,Antarctica

Heimefrontfjella and Mannefallknausane, in Dronning Maud Land, Antarctica, comprise an amphibolite-facies terrain and a granulite terrain, separated by a major mylonite zone. The amphibolite terrain is made up of mafic to felsic metavolcanics and metasediments, intruded by granitoid plutons: the granulite terrain has supracrustal rocks with similar lithologies, intruded by felsic plutonic rocks that crystallized as charnockites.U-Pb zircon ages (conventional and ion microprobe) demonstrate that magmatic activity was confined to a relatively short interval between 1130 and 1045 Ma and was followed in the amphibolite terrain by metamorphism around 1060 Ma. Specific ages are as follows: metarhyolite in the amphibolite terrain, 1093 ± 38 Ma; granitoids in the amphibolite terrain, 1045 ± 9 Ma to 1107 ± 16 Ma, charnockites in the granulite terrain, 1073 ± 8 Ma to 1135 ± 8 Ma, metamorphic zircons in garnet amphibolite and a post-metamorphic pegmatite, both 1060 ± 8 Ma. Older zircons were found only in a metasediment which yielded discordant zircon fractions with²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb ages between 1250 and 1450 Ma, and in a granulite facies metaquartzite, which contained concordant zircons with the following ages: 1104 ± 5 Ma, 1215 ± 15 Ma, 1400 Ma, 1700 Ma, 2000 Ma. The youngest age is interpreted as the age of granulite metamorphism, the older ages as those of detrital zircons.A Sm-Nd mineral isochron age of the garnet amphibolite (960 ± 120 Ma) agrees within error with the U-Pb age of metamorphic zircons (1060 ± 8 Ma). Initial _Nd values (T = 1.1 Ga) for 15 samples range from +4 to–4. The highest came from a metabasalt and two granitoids from Milorgfjella, the northern area; the lowest from the granulite-facies metasediment and from a charnockite, both from Vardeklettane, a nunatak in the south. The positive but subdued values preclude generation directly from depleted MORB-type mantle _Nd + 6 to + 7 at 1.1 Ga) and indicate generation from a source containing older crustal material.

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Zusammenfassung Die Gebiete um Heimefrontfjella und Mannefallknausane in Dronning Maud Land, Antarktis, bestehen aus amphibolith- und granulitfaziellen Grundgebirgskomplexen, die durch eine große Mylonitzone voneinander getrennt sind. Der amphibolithfazielle Komplex besteht aus mafisch bis felsischen Metavulkaniten und Metasedimenten, die von Granitplutonen intrudiert werden. Der Granulitkomplex enthält Suprakrustalgesteine ähnlicher Art, die von Charnockiten intrudiert werden.U-Pb-Alter, die mit der konventionellen Multikorn-Methode und an der Ionen-Mikrosonde an Einzelkörner bestimmt wurden, engen die magmatische Aktivität zwischen 1130 und 1045 Ma ein. Auf diese Periode folgte in dem amphibolithfaziellen Gebiet eine Regionalmetamorphose um 1060 Ma. Die Einzelalter sind wie folgt: in dem amphibolithfaziellen Komplex ergab ein Metarhyolith 1039 ± 38 Ma, während die Granitoide zwischen 1045 ± 9 Ma und 1107 ± 16 Ma variieren. In dem Granulitkomplex wurden die Charnockite auf 1073 ± 8 Ma bis 1135 ± 8 Ma datiert, während metamorphe Zirkone aus einem Granatamphibolith sowie aus einem posttektonischen Pegmatit identische Alter von 1060 ± 8 Ma ergaben. Ältere Komponenten wurden lediglich in einer Metasediment-Probe gefunden, die diskordante Zirkone mit²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb Altern zwischen ca. 1250 und 1450 Ma enthielt, sowie in einem granulitfaziellen Metaquarzit, in dem konkordante Zirkone die folgenden Alter ergaben: 1104 ± 5 Ma, 1215 ± 15 Ma, 1400 Ma, 1700 Ma, 2000 Ma. Das jüngste Zirkonalter aus dem Metaquarzit interpretieren wir als Zeitpunkt der Granulitmetamorphose, während die höheren Alter detritische Komponenten repräsentieren.Eine Sm-Nd Mineralisochrone für einen Granatamphibolith hat ein Alter von 960 ± 120 Ma, das innerhalb der experimentellen Fehler mit einem U-Pb-Alter von 1060 ± 8 Ma für metamorphe Zirkone übereinstimmt. Initiale _Nd-Werte (T = l.1 Ga) für 15 Proben variieren zwischen +4 und -4. Die höchsten Werte wurden für einen Metabasalt und zwei Granitoide von Milorgfjella im nördlichen Arbeitsgebiet bestimmt. Die niedrigsten Werte stammen aus dem granulitfaziellen Metaquarzit und von einem Charnockit, beide aus Vardeklettane, einem Nunatak im Süden. Die leicht positiven Werte lassen eine juvenile Bildung der Wirtsgesteine aus einem MORB-ähnlichen Mantel (_Nd + 6 bis + 7 um 1.1 Ga) nicht zu und deuten ein Ausgangsmaterial mit Komponenten älterer kontinentaler Kruste an.

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Résumé Les régions de Heimefrontfjella et Mannefallknausane situées dans le Dronning Maud Land en Antartique sont formées par deux zones principales à degrés métamorphiques différents: une à faciès amphibolitique et une autre à faciès granulitiques, séparées par une zone mylonitique. Des roches métavolcaniques à composition variant de basique à felsique ainsi que des roches d'origine sédimentaire composent la zone amphibolitique. Elles sont recoupées par des plutons granitiques. La zone granulitique est formée également par des roches d'origine volcanique et sedimentaire qui sont, elles, recoupées par des charnockites.Les mesures d'U-Pb sur zircons (utilisant la méthode conventionnelle et la microsonde ionique) montrent que l'activité magmatique s'est confinée à une période relativement courte entre 1130 Ma et 1045 Ma. Elle a été suivie par un métamorphisme, il y a 1060 Ma, dans la zone amphibolitique. De façon plus détaillée, les âges sont les suivants: dans la zone amphibolitique, rhyolite datée à 1093 ± 38 Ma, granitoïdes datés à 1045 ± 9 Ma et 1107 ± 16 Ma; dans la zone granulitique, charnockites datées entre 1073 ± 8 Ma et 1135 ± 8 Ma, zircons métamorphiques provenant d'une amphibolite à grenat datés à 1060 ± 8 Ma et pegmatite postmétamorphique datée à 1060 ± 8 Ma. Deux roches ont fourni des zircons donnant des âges plus anciens: un sédiment métamorphisé et un metaquartzite. Les âges²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb obtenus pour les fractions discordantes des zircons du metasediment varient entre 1250 et 1450 Ma alors que le metaquartzite contient des zircons concordants avec les âges suivants: 1104±5 Ma, 1215±15Ma, 1400 Ma, 1700 Ma et 2000 Ma. L'âge le plus jeune obtenu pour le métaquartzite est interprété comme représentant l'âge du métamorphisme granulitique alors que les âges plus anciens représentent les âges de zircons détritiques.Une isochrone Sm-Nd sur minéraux a été obtenue sur une amphibolite à grenat. Elle définit un âge de 960 ± 120 Ma qui correspond, aux erreurs près, à l'âge U-Pb des zircons métamorphiques (1060 ± 8 Ma). Les _Ndinitiaux (T = 1,l Ga) obtenus pour 15 échantillons varient entre +4 et –4. Les valeurs les plus élevées ont été obtenues pour un basalte et deux granitoïdes de Milorgfjella situés dans la partie nord; les valeur _Nd les plus faibles proviennent du métasédiment dans la zone granulitique et d'une charnockite. Ces deux échantillons se situent dans le nunatak Vardeklettane dans le Sud. Les _Nd étant positifs mais toutefois plus faibles que la valeur du manteau appauvri à cette période (entre +6 et +7 à 1,1 Ma), une extraction directe du manteau ne peut être retenue et nous suggérons que la région source contenait du matériau crustal plus ancien.

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Heimfreontfjella Mannefallknausane Dronning Maud, , , . , . , ., , 1130 1045 Ma. 1060 . : — 1093±38 Ma, 1045±9 Ma 1107±16 Ma. 1073±8 Ma 1135±8 Ma, - 1060±8 Ma. , , 1250 1450 Ma. : 1104±5 Ma, 1215±15 Ma, 1400 Ma, 1700 Ma 2000 Ma. , , , . Sm-Nd, -, 960±120 Ma, , - 1060±8 Ma. Nd (T=1,1 ) 15 + 4 — 4. Milogrfjella . , Vardeklettane . , MORB (Nd + 6 + 7, 1,1 ); .

     

Focal mechanisms of the Atlas earthquakes,and tectonic implications

The determination of the focal mechanisms of the strongest shocks in the Atlas chain and the Canary Islands area reveals that the present-day tectonics along this range is a compression reflected either by reverse or dextral strike-slip faulting along the ENE-WSW trends. All the solutions are consistent with: 1. the other focal mechanism solutions determined further north in the Azores-Gibraltar, Alboran, Rif and Tell areas; 2. the NNW to NW trending compression inferred from other methods such as neotectonics,in situ stress field measurements and plate motions.

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Zusammenfassung Die Bestimmung des Erdbebenherdmechanismus der stärksten Beben im Atlasgebirge und des Gebietes der Kanarischen Inseln gibt zu erkennen, daß die aktuellen tektonischen Bewegungen entlang dieses Bereiches kompressiv wirksam sind. Dies zeigt sich entweder anhand von Überschiebungen oder an dextralen Blattverschiebungen. Alle Ergebnisse sind übereinstimmend mit: 1. den anderen Erdbebenherdmechanismen weiter im Norden liegender Regionen (Azoren - Gibraltar, Alboran, Rif und Tell); 2. die nach NNW bis NW wirkende Kompression, welche von anderen Methoden abgeleitet wurde (Neotektonik,in-situ Spannungsmessungen und Plattenkinematik).

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Résumé La détermination des mécanismes au foyer des séismes les plus importants de la chaîne atlasique et des îles Canaries révèle que la situation tectonique actuelle le long de cette chaîne est une compression reflétée par le jeu de failles soit inverses, soit décrochantes dextres le long des accidents ENE-WSW. Toutes les solutions sont compatibles avec: (1) les autres mécanismes déterminés plus au nord, dans les régions d'Açores-Gibraltar, Alboran, Rif et Tell; (2) la compression orientée NNW-SSE à NW-SE déterminée à l'aide d'autres méthodes comme la néotectonique, les mesures de contraintesin situ et la cinématique des plaques.

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, , , , : -. : / , , , , .

     

Kommt eine neue Eiszeit?

Zusammenfassung Bei einer hypothetischen Extrapolation der Klimaschwankungen der letzten 300 000 Jahre einschließlich der Gegenwart in die Zukunft wäre mit dem Beginn der nächsten Eiszeit schon im nächsten Jahrtausend zu rechnen.Die technische Energieproduktion und ihre klimatischen Folgeerscheinungen (Temperatur-Erhöhung durch Wärmezufuhr sowie durch Anreicherung von Staub, Wasserdampf und Kohlendioxyd), die der Abkühlung der unteren Schichten der Atmosphäre entgegenwirken, werden aber voraussichtlich schon in wenigen Jahrzehnten zu einem spürbaren Einfluß auf den natürlichen Energie- und Wärmehaushalt führen und einen Klimarückschlag zu eiszeitlichen Verhältnissen verhindern. Dabei wird sehr wahrscheinlich die CO₂-Bilanz die größte Rolle spielen.

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Extrapolation of past (300 000 years B. P.) and present climatic variations into the future predicts the beginning of a new Ice Age within the next millenium. Technologically related energy production and its climatic consequences, however, counteract the cooling process of the lower atmospheric layers by temperature increase through increased heat supply and dust, water vapor and carbon dioxide fluxes. These effects, predictably, will have a significant influence on the natural energy and heat budget within the next decades thereby preventing a change in climate of ice-age-dimensions. The single most important factor having such an influence will presumably be the change in the CO₂-balance.

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Résumé L'extrapolation dans l'avenir des variations climatiques durant les 300 000 dernières années compris le présent nous fait supposer le commencement d'une nouvelle glaciation dès le prochain millénaire. La production technique de l'énergie et ses conséquences climatiques (température plus élevée à cause d'un apport de chaleur, d'une augmentation de la teneur en poussière, en vapeur d'eau et en CO₂) qui contrecarrent le refroidissement des couches atmosphériques inférieures, influeront de façon décelable dans quelques décennies, sur le bilan naturel de l'énergie et de la température, empêchant ainsi un retour climatique brusque à des conditions glaciaires. La variation de la teneur en CO₂ y jouera très probablement le rôle prépondérant.

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300 000 , , . , , , , . . , , .

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Erweiterte Fassung eines Vortrages, gehalten auf der 66. Jahrestagung der Geologischen Vereinigung vom 26.-28. Februar 1976 in Hannover.     

Die fazielle und paläogeographische Entwicklung im Perm der Karnischen Alpen und in den Randgebieten

Zusammenfassung Im Unterperm bildet sich mit den küstennahen Innenschelf-Sedimenten der Unteren Pseudoschwagerinen-Kalke (UPK) und über der klastischen Fazies der im hochenergetischen Intertidal-Subtidal-Grenzbereich entstandenen Grenzlandbänke (GB) die Karbonatplattform der Oberen Pseudoschwagerinen-Kalke (OPK) heraus. Ökologische Zonenfolgen, die eine zunehmende Verschiebung zu küstenferneren Bereichen anzeigen, weisen die OPK als Ablagerungen des subtidalen Außenschelf-Bereiches aus.Verschieden alte Schelfrandriffe (Karnische Alpen, Sextener Dolomiten) und die Klastischen Trogkofelschichten als Innenschelfentwicklung im E und SE setzen die Entwicklung der Plattform in der Trogkofelstufe fort.Bodenunruhen mit Brekzienbildungen in den Klastischen Trogkofelschichten gipfeln in einem Zerbrechen der Karbonatplattform an der Wende Unter/Mittelperm und führen zur Ablagerung der Tarviser Brekzie in lokalen Senken.Mit den im W zunächst noch kontinentalen, in den Karnischen Alpen und Westkarawanken aber überwiegend marinen Grödener Schichten und den bei fortschreitender Transgression abgelagerten Bellerophonschichten setzt der alpidische Sedimentationszyklus ein.

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Paleontological and sedimentological data of Permian rocks from the Carnic Alps and its neighbouring areas south of the Periadriatic Lineament could fit to the following paleogeographical patterns:The Untere Pseudoschwagerinen-Kalke (UPK) of the Rattendorfer Schichten were cyclically deposited in the inner-shelf area. During the upper UPK erosive activities and source areas of the clastics were changing. Increasing sedimentation of clastics due to the temporary erosion of metamorphic rocks and acid plutonites characterizes the Grenzland-Bänke (GB), deposited in a near-shore high-energy environment with intertidal to subtidal conditions (mega-ripples). The outer shelf sedimentation pattern of the Obere Pseudoschwagerinen-Kalke (OPK) is indicated by special associations of organisms in subtidal offshore areas.On this carbonate platform some knoll reefs of different age were built up during the Trogkofel stage (Carnic Alps, Sextener Dolomiten). Towards the east and southeast the platform shows again characteristics of the inner shelf (Klastische Trogkofel-Schichten).Synsedimentary tectonic activities during the late Lower Permian are manifested by the carbonate breccias of the Klastische Trogkofel-Schichten (Garnie Alps, Karawanken, Slovenia). The components of these breccias are dated as Middle Carboniferous to late Lower Permian. A further destruction of the platform at the Lower/Middle Permian boundary results in the sedimentation of the Tarviser Brekzie.The alpidic cycle Starts with the sedimentation of the clastic Grödener Schichten which during the first phase of sedimentation were deposited as continental clastics in South Tyrol but as predominately marine sediments in the Carnic Alps and in the Karawanken.The increasing transgression during the Upper Permian results in the deposition of bituminous sediments and basal evaporites of the Bellerophon-Schichten. In the south-western near-coast area the evaporites are dominating (facies fiammaza) whereas in northeastern South Tyrol gypsum with open marine carbonates prevails (facies badiotica). The Bellerophon-Schichten of the Carnic Alps indicate connections with the marine Zazar-Schichten in the Save area and with the limestones and dolomites of the Velebit mountains.

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Résumé L'étude paléontologique et sédimentologique du Permien des Alpes carniques et des régions septentrionales, voisines du linéament périadriatique, a permis d'en tracér une equisse paléogéographique. - Les Untere Pseudoschwagerinen-Kalke (UPK) qui marquent le début des Rattendorfer Schichten, constituent une sédimentation cyclique de nature littorale, à laquelle succède, à la suite d'une activité érosive intense, les Grenzlandbänke (GB) caractérisés par un facies clastique de haute énergie, avec, dans ce dernier, des intervalles où apparaissent des roches métamorphiques et des roches plutoniques acides. Ce milieu, parcouru par des courants instables, nous indique un domaine mitoyen» subtidal-intertidal «(méga-ripples), à labase des marées. Des faunes et flores, variées et abondantes, sont distribuées dans une succession de zones écologiques de plus en plus distantes de la côte. Les Obere Pseudoschwagerinen-Kalke (OPK), déposés ensuite, se sont donc formés sur le plateau continental extérieur à caractère subtidal.Sur cette plate-forme à formations carbonatées, et au cours de l'étage de Trogkofel, des récifs ont pu s'installer, tandis que l'E et le SW de la plate-forme, plus rapprochés de la côte, ont reçu une sédimentation clastique (Klastische Trogkofelschichten). — Les mouvements de la fin du Permien inférieur se sont traduits par des brèches intercalées dans les Klastische Trogkofelschichten; des fragments de roches du Carbonifère moyen (étage de Moscow) sont inclus dans ces brèches. Enfin cette tendance arrive à son comble à la limite Permien inférieur/Permien moyen, lorsque la plateforme se désintègre avec formation de la Taviser Brekzie dans des effondrements local.Le cycle de sédimentation alpin débute par les Grödener Schichten — encore terrestres à l'Ouest, mais surtout marines dans les Alpes carniques et les Karawanken occidentales — et par les Bellerophonschichten marquant une mer en transgression.

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, , (GB) , ( ) (UPK). , , , , . — , — , -, . . , . . , — — .

     

Was veranlaßte Alfred Wegener zum Studium der Kontinentverschiebung ?

Zusammenfassung Nicht ein Aufsatz vonKeilhack, wie in einer in irrtümlicher Weise abgeänderten Fuß-note angedeutet, sondern ein Sammelreferat vonKrenkel veranlaßteWegener im Herbst 1911 sich mit dem Problem der Kontinentverschiebung zu beschäftigen.

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In a foot-note erroneously changed by the editorial committee, it was suggested that a paper byKeilhack inducedWegener to study the problem of continental displacement in the autum of 1911. In fact it was a review paper byKrenkel on the African Cretaceous that gaveWegener occasion to study this problem.

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Résumé Contrairement à une note infrapaginale (changée par erreur par la Rédaction) suggérant qu'un article de Keilhack aurait amené Wegener à étudier le problème de la dérive des continents au cours de l'automne 1911, c'est en fait une vue d'ensemble de Krenkel sur le Crétacé africain qui, pour Wegener, fut l'occasion de cette étude.

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Keilhack'a, , Krenkel'H 1911 .

     

Deep-sea sediments in the eastern equatorial Atlantic off the African coast and meteorological flow patterns over the Sahel

Deep-sea mineral dust deposits are a powerful tool allowing to deduct atmospheric flow patterns. Here deep-sea sediments from the eastern tropical Atlantic were used to derive climatic conditions over the African continent where in summer the dust is lifted in the transition zone of the Sahara and the Sahel. The meteorological process causing this aeolian dust injection are the squall lines, the rain bearing disturbances of the Sahel. They produce a high surface wind velocity area in their northern vicinity. The deep-sea deposits of sediments and their spatial patterns allowed to conclude that the dust raising mechanism connected with the squall lines were similar for present day conditions and for the time of the last glacial maximum. The Saharan trades and the African monsoon had about the same extension in either time slice coupled with an identical travel belt of the squall lines. However, the intensity and the frequency of the squall lines were lower in glacial times.

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Zusammenfassung Tiefseesedimente liefern interessante und wertvolle Aufschlüsse über atmosphärische Strömungsbedingungen. Hier werden die Sedimente aus dem Gebiet des östlichen tropischen Nordatlantiks verwendet, um klimatische Angaben über die Strömungsverhältnisse über dem afrikanischen Kontinent zu gewinnen, da die Quelle des Staubes auf dem Kontinent im Übergangsbereich zwischen der Sahara und dem Sahel zu suchen ist. Die meteorologische Ursache des systematischen Staubeintrages in die Atmosphäre sind die regenbringenden sommerlichen Störungen des Sahel («>squall lines»<), die in ihrem nördlichen Randbereich ein Gebiet hoher Windgeschwindigkeit am Boden aufweisen, so daß es hier regelmäßig zu Staubaufwirbelungen kommt. Mit Hilfe der räumlichen und zeitlichen Verteilung der Tiefseesedimente konnte schon früher gezeigt werden, daß während der Periode des letzten Hochglazials die Lage der Grenzzone zwischen Passat und afrikanischem Monsun sich im Vergleich zur Gegenwart nicht verändert hat. Hier wird nun zusätzlich deutlich, daß sowohl die Intensität als auch die Frequenz der «>squall lines»< zum Höhepunkt der Vereisung geringer was als heute.

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Résumé Les sédiments amenés par le vent dans les mers profondes fournissent de précieuses indications sur la distribution des courants atmosphériques. Dans cette note, les sédiments de la partie orientale de l'Atlantique tropical sont examinés en vue de déduire les conditions climatiques régnant sur le continent africain, où la source de la poussière est située entre le Sahara et le Sahel. En effet, l'origine météorologique des apports éoliens sont les pertubations pluvieuses (lignes de grains) qui sont accompagnées sur leur bordure nord de vents de grande vitesse au sol. La distribution des sédiments sur le fond océanique a déjà permis de conclure que le mécanisme de transport était, lors de la dernière glaciation (18.000 ans), semblable à ce qu'il est aujourd'hui. Toutefois, l'intensité et la frequence des perturbations étaient plus faibles qu'aujourd'hui.

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. , , , . ("squall lines"), , , . , . , , squall lines .

     

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.     

Zur tektonischen Entwicklung Chiles im Känozoikum

Zusammenfassung Epirogenetische Oszillationen bestimmten nach lithostratigraphischen Befunden in der chilenischen Küstenzone während des Känozoikums zunehmend die tektonische Entwicklung. Unterschiede in der Bewegungsintensität und das Anhalten von Bruchtektonik bis in jüngste Zeit vorwiegend im Süden des Landes deuten eine Zweigliederung an, in der ein mobilerer Bereich südlich von etwa 39° südl. Br. dem stetiger bewegten Mittel- und Nordchile gegenübersteht. Verlauf und Dynamik des submarinen Chile-Rückens bieten hierfür eine Erklärungsmöglichkeit. Die komplexe Regelung der Strukturlinien in ganz Chile kann ebenfalls mit derartigen ozeanischen Einflüssen in Verbindung gebracht werden.

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Growing importance of epeirogenic oscillations during structural development in Cenozoic time is indicated by lithostratigraphic observations in the coastal zone of Chile. Late movements were of unequal intensity in the southern and central-northern parts of the country, effective faulting being continued into the Holocene mainly in the more mobile area south of about 39° S. The region north of this line has developed at a steadier pace since middle Pliocene time. Position and dynamics of the submarine Chile Ridge may explain this. Complexely ordered structural patterns in all of Chile may be related to comparable oceanic influences.

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Resumen Los resultados de unos estudios litoestratigräficos en la zona costera de Chile indican que oscilaciones epirogenéticas aumentaron en importancia como factor del desarrollo estructural durante el Cenozoico. En el carácter de los movimientos tardíos, más intensivos y diferenciados por fallas al sur del paralelo 39° Sur, se basa una subdivision tentativa del pais. Al norte de este limite, el desarrollo tectónico fué más tranquilo ya desde el Plioceno medio. La posición y el dinamismo del Chile Ridge submarino podrian explicar este fenómeno. También parece ser relacionado a influencias oceánicas comparables, el arreglo complejo de Iíneas estructurales en Chile.

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, . - . 39° , , . . .