Isotopic composition of oxygen and hydrogen in mud-volcanic waters from Taman (Russia) and Kakhetia (Eastern Georgia)

The ¹⁸O and D values in mud-volcanic waters of the Taman Peninsula and Kakhetia vary from +0.7 to +10.0 and from –37 to –13 , respectively. These values increase as the Greater Caucasus is approached. The increase in 18O and D also positively correlates with fluid generation temperatures based on hydrochemical geothermometers. This is accompanied by changes in the chemical composition of waters, in which contents of alkali metals, HCO^– ₃ ion, and boron increase, while the content of halogen ions (Cl, Br, J) decreases. Changes in the isotopic composition of water are also accompanied by the increase of ¹³ in methane and decrease of ¹¹ B in clays. Analysis of formal models of the evolution of isotopic composition of mud-volcanic waters showed that mud volcanoes are recharged by freshened water from the Maikop paleobasin with an inferred isotopic composition of D –40 and ¹⁸ O –6. Based on this assumption, the ¹⁸O and D values observed in mud-volcanic waters can be explained not only by processes of distillation and condensation in a closed system, but also by combined processes of isotopic reequilibration in the water-illite-methane system.Translated from Litologiya i Poleznye Iskopaemye, No. 2, 2005, pp. 143–158.Original Russian Text Copyright © 2005 by Lavrushin, Dubinina, Avdeenko.     

Rb-Sr evidence for the presence of Ordovician gsranites in the deformed basement of the Badajoz-Córdoba belt,SW Spain

A Rb-Sr whole-rock investigation of suites of samples from two orthogneiss bodies in the Almendralejo area of the Oporto-Portalegre-Badajoz-Córdoba belt points to an Ordovician age for the granitic magmatism: about 470 Ma for the Almendralejo Gneiss (peralkaline metagranite) and about 425 Ma for the Ribera del Fresno Gneiss (leucocratic subaluminous metagranite), both with high initial⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios. This points to a post-Ordovician (Hercynian) age for the metamorphism and tectonic deformation that affected the area, including the gneisses, and rules out the alleged Cadomian or even older age.

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Zusammenfassung Die Rb-Sr-Gesamtgesteinsanalysen von Probeserien zweier orthogneisischer Körper der Almendralejo-Region des Oporto-Portalegre-Badajoz-Córdoba-Gürtels weisen auf ein ordovizisches Alter des granitischen Magmas hin: rund 470 Ma für den Almendralejo-Gneis (peralkaliner Metagranit) und rund 425 Ma für den Ribera del Fresno-Gneis (leukokratischer Metagranit), beide bei einem hohen initialen⁸⁷Sr/⁸⁶Sr. Diese Ergebnisse deuten auf ein post-ordovizisches (herzynisches) Alter der Metamorphose und der tektonischen Deformation hin, die das Gebiet, einschließ-lich des Gneises, beeinflußt haben. Sie schließen ein vermeintliches kadomisches oder älteres Alter aus.

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Résumé Une étude par Rb-Sr sur roche totale de séries d'échantillons de deux massifs d'orthogneiss de la région d'Almendralejo, dans la ceinture Oporto-Portalegre-Badajoz-Cordoue, indique un âge ordovicien pour le magmatisme granitique: environ 470 Ma pour le gneiss d'Almendralejo (métagranite peralcalin) et environ 425 Ma pour le gneiss de Ribera del Fresno (métagranite leucocrate subalumineux), tous deux avec des rapports initiaux⁸⁷Sr/⁸⁶Sr élevés. Ces résultats indiquent un âge post-ordovicien (hercynien) pour le métamorphisme et la déformation tectonique qui ont affecté la région, y compris les gneiss, et éliminent l'hypothèse proposée par ailleurs d'un âge cadomien ou même plus ancien.

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— — — Rb/Sr : 425 -- ( ) 470 ( ) ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr . - ( ) , , . , .

     

Zur Ausbildung und Paläogeographie des Mesozoikums in Sizilien

Zusammenfassung Basierend auf einer neuen eigenen Veröffentlichung wird eine kurze paläogeographische Übersicht über die mesozoischen Schichten Siziliens gegeben.

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Based on recent publications of the author, a short paleogeographic survey of Sicilian Mesozoic formations is given.

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Résumé A la base d'une publication récente l'auteur tente de tracer une esquisse paléogéographique du Mésozoique de la Sicile.

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Riassunto Sulla base di una mia recente pubblicazione viene accennato un quadro d'insieme paleogeografico degli strati del Mesozoico Siciliano.

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Die Standortwahl für Kernkraftwerke aus der Sicht der Geologie,der Hydrologie und des Objektschutzes

Zusammenfassung Die wesentlichen Faktoren für die Standortwahl von Kernkraftwerken werden aus der Sicht der Geologie und Hydrologie dargestellt.Die zunehmende Beschränkung bei der Standortwahl infolge des Kühlwasserproblems wird erläutert. Dabei wird die Entwicklungsreihe Durchlaufkühlung — Naßkühlung — Trockenkühlung und die daraus sich ergebende Problematik dargestellt.Die Möglichkeiten einer weitgehenden Trennung der sekundärseitigen Kühlkette der Kernkraftwerke vom übrigen Gewässersystem werden als Alternativlösung diskutiert.Die Überlegungen werden erweitert im Hinblick auf die unterirdische Anordnung von Kernkraftwerken und dadurch erreichbare Verbesserungen zum Schutz gegen äußere Einwirkungen.

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Summary The essential factors of site selection for nuclear power plants will be presented from the point of vue of geology and hydrology.The qestion of the increasing restrictions involved in the selection of sites as a result of thecoolingwater problem will be discussed along with all problems generally linked to cooling technology.Evolution once trough — wet — dry cooling.The possibility of isolating the secondary cooling circuit of the nuclear power plants from the remaining water system is discussed as an alternative solution.The discussion will include underground installation of nuclear power plants and the higher safety and security standards which could be thus reached in view of external impacts.

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Résumé Les critères déterminants pour la sélection des sites des centrales nucléaires seront présentés du point de vue de la géologie et de l'hydrologie.La limitation croissante dans le choix des sites, résultant des problèmes posés par l'eau de refroidissement, sera traitée en rappelant l'évolution des systèmes de refroidissement:à passage unique — par vapeur humide — à sec, et l'ensemble des problèmes qui en découlent.On discutera également, en tant que solution alternative, des possibilités d'isoler au maximum la circulation de refroidissement secondaire des centrales nucléaires du régime des eaux en général.Le débat sera élargi aux possibilités d'aménagement de centrales nucléaires souterraines et par la à l'amélioration de la protection contre les actions extérieures.

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Trends in the Postsvecokarelian development of the Baltic Shield

The Postsvecokarelian development of the Baltic Shield shows a parallel development with tension and dolerite intrusions in the core zone and granite intrusions, compression and crustal shortening in the south-western margin. A crustforming event with calk-alkalic granitoid intrusions which with time moves westwards is followed by remelting and intrusion of alkali-intermediate granites and metamorphism. The south-western margin of the Shield probably was a stable ocean/continent border zone for a very long time. In spite of several attempts, no conclusive testable model for the development can be put forward today.

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Zusammenfassung Die postsvekokarelische Entwicklung des Baltischen Schildes ist von einer zeitgemäßen Parallelität mit Tension und Diabasintrusionen in der östlichen Kernzone und Granitintrusionen, Kompression und Krustenverkürzung in der südwestlichen Marginalzone gekennzeichnet. Eine Phase mit Krustenbildung, die mit der Zeit nach Westen rückt, und wo kalkalkalische Granitoide als wesentlichstes neugebildetes Gestein auftreten, wird von Metamorphose und erneutem Aufschmelzen und Intrusionen alkaliintermediärer Granite gefolgt. Die südwestliche Marginalzone des Schildes war ein stabiler Ozean/Kontinent-Grenzbereich während einer langen Zeitperiode. Ein testbares endgültiges Modell der Entwicklung kann heute trotz mehrerer Versuche nicht aufgestellt werden.

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Résumé Le développement postsvécokarélien du bouclier baltique est caractérisé par un parallélisme dans le temps entre l'extension et l'intrusion de diabases dans la zone centrale de l'Est et par des intrusions granitiques, une compression et un rétrécissement crustal dans la zone marginale du Sud-ouest. Une phase avec formation d'une croûte, qui se propage vers l'ouest, et au cours de laquelle les nouvelles roches formées sont essentiellement des granitoïdes calco-alcalins, est suivie d'un métamorphisme et d'une palingenèse avec intrusions de granites alcalins intermédiaires. La zone marginale du Sud-ouest du bouclier était un domaine-limite océan-continent »stable«, pendant une longue période de temps. Une modélisation controlable du développement ne peut être avancée aujourd'hui malgré plusieurs tentatives.

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The geology of part of an orogenic belt in western Sierra Leone,West Africa

Zusammenfassung Die Sierra Leone unterteilt sich in zwei Haupteinheiten. Die östliche ist ein Teil des festen präkambrischen westafrikanischen Kratons und besteht aus hochgradig metamorphem Gestein und Granitgneisen. Die Strukturen verlaufen in vorherrschend NE-Richtung. Der westliche Teil enthält Elemente eines orogenen Gürtels, nämlich der Rokeliden, die entweder im späten Präkambrium oder frühen Paläozoikum entstanden sind und nach NNW streichen. Die Gesteinsserien, die den orogenen Gürtel bilden, setzen sich aus dem Kasila-System, einer unbenannten Gneisgruppe östlich davon, den Rokel River Series und den Marampa Schists zusammen. Die sich an das Kasila-System, umbenannt in Kasila-Gruppe, anschließenden Gneise und wahrscheinlich auch die Kasila-Gruppe selbst können mit dem Gestein des Kratons verglichen werden, sind jedoch während der Entstehung der Rokeliden neu überprägt worden. Sie bilden die Basis der Mulde, die Sedimente und vulkanisches Gestein aus den Rokel River Series und den Marampa Schists enthält. Die Rokel River Series sind neu benannt und unterteilen sich in die Rokel River Gruppe mit sechs Formationen und in die Taban Formation, die aus nach-orogener Molasse besteht. Die Marampa Schists sind neu benannt in Marampa Formation. Das Ausmaß der Metamorphose steigert sich über die Rokeliden nach WSW, und die Marampa Formation ist der am stärksten metamorphisierte Teil der geosynklinalen Ausfüllung.

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Sierra Leone is divisible into two major structural units. The eastern one is part of the stable Precambrian West African craton and consists of high grade metamorphic rocks and granitic gneisses. The foliation has a dominantly NE trend. The western unit contains the elements of an orogenic belt named the Rokelides, which formed in either late Precambrian or early Palaeozoic, and trends NNW. The rock groups which comprise the orogenic belt are the Kasila System, an unnamed group of gneisses on the east of it, the Rokel River Series and the Marampa Schists. The gneisses adjacent to the Kasila System, renamed Kasila Group, and also, probably, the Kasila Group can be correlated with rocks in the craton, but were refoliated during the Rokelide orogenesis. They constituted the basement to the geosyncline which contained sediments and volcanic rocks of the Rokel River Series and Marampa Schists. The Rokel River Series is renamed, and divided into Rokel River Group which contains six formations, and the Taban Formation which is post-orogenic molasse. The Marampa Schists are renamed the Marampa Formation. The intensity of metamorphism and deformation increases across the Rokelides towards the WSW and the Marampa Formation is the most highly metamorphosed part of the geosynclinal infilling.

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Résumé Le Sierra Leone peut se diviser en deux principales sections structurales. La section orientale fait partie du craton stable précambrien de l'Afrique occidentale, formé de roches métamorphiques de haute qualité et de gneiss de granit. La foliation a principalement une direction NE. La section occidentale contient les éléments d'une ceinture orogénique appelée les Rokelides qui ont été formées soit vers la fin de la période précambrienne, soit au début de la période paléozoique et en direction NNW. Les groupes rocheux qui comprennent la ceinture orogénique sont le Kasila System, un groupe de gneiss sans nom situé à son côté est, la Rokel River Series et les Marampa Schists. Les gneiss avoisinant le Kasila System, renommé Kasila Group et en toute probilité le Kasila Group également peuvent être rattachés aux roches du craton mais auraient été refoliés pendant l'orogenèse Rokelide. Ils ont formé la base du géosynclinal qui contient des sédiments et des roches volcaniques de la Rokel River Series et des Marampa Schists. La Rokel River Series a été renommée et divisée en Rokel River Group qui contient six formations et la Taban Formation qui est la mollasse post-orogénique. Les Marampa Schists ont été renommés la Marampa Formation. L'intensité du métamorphisme et de la déformation augmente vers WSW à travers les Rokelides, et la Marampa Formation est la partie la plus métamorphosée de l'accumulation géosynclinale.

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Active wrench faults of Iran,Afghanistan and Pakistan

The fault pattern of Iran, Afghanistan, and Pakistan has been mapped from air-photo-mosaics. The Herat, Chaman, Shahrud, Doruneh, and Zagros are the five major active faults and are wrench in character. With the exception of the Chaman fault, which lies to the east, the faults or their extensions spiral out from a centre in the Dasht Lut Depression of eastern Iran, the dextral faults spiralling out clockwise and the sinistral faults anticlockwise. The spiral fault pattern is consistent with that expected from a central force, and from the relation between the sense of horizontal displacement and the direction of outspiralling it is inferred that the crustal blocks west of the Chaman fault are moving in towards the Lut Centre. Similar spiral fault patterns can be recognized at many places in the world, and their centres are probably critical for explaining present day tectonics.-- , , , . — , , , — . , , , .

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Zusammenfassung Auf einer beigegebenen Karte wird der Verlauf von aktiven und von vermutlichen Hauptverwerfungen in Afghanistan, Pakistan und im Iran gezeigt, wie er anhand von Luftbild-Mosaikkarten und Luftaufnahmen bestimmt wurde. Die fünf wichtigsten aktiven Dislokationen sind die Herat-, Chaman-, Sharud-, Doruneh- und die Zagros-Verwerfung.Die deutlich sichtbare Herat-Verwerfung erstreckt sich in ENE-Richtung über 800 km durch den Nordteil Afghanistans zur chinesischen Grenze. Ihre Verschiebung erfolgte rechtsläufig, so daß die nördliche Scholle relativ zur südlichen nach E versetzt wurde.Die etwa 700 km lange nach SSW weisende Chaman-Verwerfung zieht sich in zwei schwach gegensinnig geschwungenen Bögen von der Herat-Verwerfung wenig N Kabul die afghanisch-pakistanische Grenze entlang, um in zahlreiche Zweigverwerfungen aufzuspalten, die in Westpakistan nach W umbiegen. Die Verschiebung erfolgte linksläufig und ist gut sichtbar.Die Sharud-Verwerfung im Iran erstreckt sich nach ENE durch die Achse des Elburs-Gebirges und biegt dann nach SE parallel zur russischen Grenze ab. Die Verwerfung ändert häufig ihre Richtung und ist nur schwer zu verfolgen. Sie hat eine sichere Länge von 800 km und ist linksläufig.Die gut sichtbare Doruneh-Verwerfung verläuft in Kurven 250 km südlich der Sharud-Verwerfung derselben parallel. Nach E spaltet sie sich auf, nach W vereinigt sie sich vermutlich mit der Sharud-Verwerfung. Sie ist 600 km lang und linksläufig.Die Zagros-Verwerfung tritt auf Luftaufnahmen am wenigsten hervor, auf geologischen Karten ist sie jedoch eine Hauptverwerfung. Sie erstreckt sich vom Schnittpunkt der drei Grenzen des Iran, Irak und der Türkei 950 km nach SE bis fast zur pakistanischen Grenze, wo sie wahrscheinlich anfangs nach NW, später nach N umbiegt. Die Verwerfung ist wahrscheinlich rechtsläufig.Die fünf Hauptverwerfungen, zusammen mit vier kleineren Verwerfungen, deren horizontaler Verschiebungssinn bekannt ist, bilden ein relativ einfaches Strukturmuster.Mit Ausnahme der Chaman-Verwerfung, die im E liegt, verlaufen die Verwerfungen oder ihre Ausläufer ausgehend von einem in der Dasht Lut-Senke gelegenen Zentrum in Gestalt einzelner Spiralen sternförmig nach allen Seiten; die in ihrem Verschiebungssinn rechtsläufigen im Uhrzeigersinn gebogen, die linksläufigen in Gegenrichtung gekrümmt. Die übrigen geologischen und morphologischen Hauptlinien zeigen ebenfalls eine derartige Anordnung mit demselbenZentrum. Das damit gegebene Strukturmuster läßt die Einwirkung einer zentralen Kraft vermuten. Aus dem Zusammenhang zwischen horizontalem Verschiebungssinn und der Richtung der einzelnen Spiralen ist zu schließen, daß sich die westlich der Chaman-Verwerfung liegenden Krustenblöcke in Richtung auf das Lut-Zentrum bewegten.Derartige Verwerfungssysteme sternförmig-spiraler Anordnung scheinen kritische Punkte im heutigen tektonischen Bild der Erde zu sein, wobei das Westende der Poebene und die Banda-See zwei der auffallendsten Zentren sind. Ebenso verlaufen die pazifischen Inselbögen in Spiralen, die sich gleichfalls in solchen Zentren treffen könnten.

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Résumé Une carte des failles actives de la Perse, de l'Afghanistan, et de la Pakistan a été dressée d'après des photos-aériennes et des photos-mosaïques. Les ruptures des filets et des rivières montrent que le rejet net est presque horizontal. Cinq failles sont dextrales, et quatre sont sinistrales. Des lignes qui montrent la direction de la maximum contraction horizontale, déterminée par les failles, encerclent la Dasht Lut dépression dans la Perse orientale.

     

Stratigraphy and geology of the welded air-fall tuffs of Pantelleria,Italy

The island of Pantelleria (Channel of Sicily) is well known in the geological literature for its persodic silicic rocks. A succession of welded tuffs previously identified as ignimbrites (the deposits of pyroclastic flows) are now recognized to be airfall deposits for the following reasons: (1) mantle bedding and deposition on steep slopes, (2) internal stratification and distinguishable fall units, (3) non-welded equivalents have depositional and grain size characteristics of air-fall ejecta.Stratigraphic relations of seven welded tuffs have been determined together with two plinian pumice fall deposits, one of which is locally welded in part. Another eight welded tuffs have been identified but are not correlated with the stratigraphy. Two of the welded tuffs mantle the entire island and demonstrate that large areas (ca. 100 km²) can be covered by welded air-fall ejecta.Compaction profiles of some of the welded air-fall tuffs show systematic changes in bulk density, prosity and strain ratio with height, and are broadly similar to simple cooling units of ignimbrites. However, others are characterized by significant fluctuations from this general trend and profiles are irregular. These differences are attributed to vertical variations in the stratified air-fall ejecta and may be one way of distinguishing the mechanism of emplacement of older welded tuffs in the geological record.Several of the welded air-fall tuffs are rheomorphic, that is they show evidence of secondary mass flowage during welding. The peralkaline composition of the welded tuffs favour both welding and rheomorphism.

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Zusammenfassung Die Insel Pantelleria im Mittelmeer ist in der geologischen Literatur wegen ihrer Na-Si-Vulkanite bekannt geworden. Eine Abfolge von Tuffen, die ursprünglich als Ignimbrite identifiziert worden sind, werden nun als Aschefall gedeutet. Die Gründe hierfür liegen in einer mantelartigen Ablagerung auf steilen Hängen, in einer internen Schichtung und unterscheidbaren Einheiten einzelner Aschefälle und in einer charakteristischen Kornform, wie sie in Aschefällen auftritt.Es sind 7 Aschefallagen mit 2 plinianischen Schlacken-Ablagerungen stratigraphisch festgelegt worden; 8 weitere Aschefallagen konnten stratigraphisch nicht korreliert werden. 2 der Aschefallagen umhüllen die gesamte Insel und zeigen, daß große Gebiete von etwa 100 Quadratkilometern durch dieses Auswurfmaterial bedeckt werden können.In einzelnen Profilen kann man einen systematischen Wechsel in Dichte, Porosität und Beanspruchung in Abhängigkeit von der Mächtigkeit der Lagen erkennen. Diese Erscheinungen sind sehr ähnlich wie die, die in Abkühlungseinheiten von Ignimbriten beobachtet werden können. Von diesen Regermäßigkeiten gibt es allerdings auch bedeutende Abweichungen, die auf Unterschiede in der Schichtung der Aschefälle zurückgeführt werden können. Dies mag ein Hinweis auf die Art der Ablagerung in Tuff-Abfolgen der geologischen Überlieferung sein.Mehrere dieser Aschefallagen sind durch Fließstrukturen überprägt, die einen Massentransport nach der Ablagerung zeigen. Die Alkalische Zusammensetzung der Tuffe begünstigt sowohl Verschmelzen als auch sekundäre Fließbewegungen.

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Résumé Lîle de Pantellaria (Détroit de Sicile) est bien connue dans la littérature géologique pour ses roches siliciques persodiques. Une succession de tuffs cimentés, autrefois identifiés comme ignimbrites (les dépôts de coulées pyroclastiques) est aujourd'hui reconnue comme des dépôts résultant d'une chute à l'air libre, et ce, pour les raisons suivantes: 1) dépôt sur de fortes pentes, 2) stratification interne avec possibilité de distinguer des unités de précipitation, 3) dans les équivalents non soudés, caractéristiques propres, quant au dépôt et à la granularité, des produits tombant à l'air libre.Les relations stratigraphiques de sept tuffs soudés ont été déterminées en même temps que deux dépôts de ponce plinienne, dont l'une est localement soudée par parties. Un autre groupe de huit tuffs soudés a été identifié, mais n'a pas été corrélé dans la stratigraphie. Deux d'entre eux recouvrent l'île toute entière et démontrent que de grandes étendues (environ 100 km²) peuvent être recouvertes par ces émissions aériennes soudées.Les profils de compaction de certains de ces tuffs soudés montrent des changements systématiques dans leur densité, leur porosité et leur coefficient mécanique lié à leur hauteur, et sont, dans les grandes lignes, semblables aux unités ignimbritiques résultant du refroidissement. Cependant d'autres sont caractérisé par des fluctuations notables à partir de cette allure générale, et des profils sont irréguliers. Ces différences sont attribuées à des variations, suivant la verticale, dans les produits stratifiés, et peuvent constituer un moyen de distinguer le mécanisme de mise en place de tuffs soudés plus anciens dans la série géologique.Plusieurs de ces tuffs soudés, émis à l'air libre, sont rhéomorphiques, autrement dit ils montrent des écoulements en masse, secondaires, au cours du processus de soudure. La composition peralcaline des tuffs soudés favorise à la fois leur soudure et leur réomorphisme.

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Now at Department of Geology, University of Puerto Rico, Mayaguez, Puerto Rico 00708.     

Paläotemperaturen und Paläoklima in Obertrias und Lias der Alpen

Zusammenfassung Für 172 karbonatische Proben aus Nor bis Mittellias der Alpen wurden Paläotemperaturen nach dem¹⁸O/¹⁶O-Mischungsverhältnis bestimmt. Untersucht wurden vor allem Fossilien, und zwar bevorzugt solche, die primär vorwiegend oder gänzlich aus Calcit bestanden haben; daneben auch Ooide und Gesteine. Um diagenetischen Verschiebungen des¹⁸O/¹⁶O-Verhältnisses aus dem Wege zu gehen, wurde der Diagenese-Grad jeweils optisch und mit der röntgenographischen Phasen-Analyse geprüft; sichtbar rekristallisiertes Material wurde nicht verwertet.Die ermittelten Paläotemperaturen zeigen — nach Alter und Fazies-Gruppen getrennt dargestellt (Abb. 2) — meist deutliche Häufungen, die angesichts der relativ großen Probenzahlen und der unterschiedlichen diagenetischen Bedingungen für die einzelnen Proben den ursprünglichen Wasser-Temperaturen annähernd entsprechen dürften; diese Annahme wird durch Paläotemperaturen aus aragonitischem Material für das Rät bestätigt. Bei der Interpretation der Paläotemperaturen wurden paläogeographische Faktoren (Bathymetrie, Salzgehalt u. a.), soweit bekannt, berücksichtigt. Für die norischen Flachmeer-Proben ergeben sich Temperaturen um 25°C, für die rätischen etwas niedrigere Werte. Einem Temperatur-Minimum im Unterlias folgte im Mittellias eine Erwärmung um mehrere Grade. Demnach dürften die obertriassischen Korallen-Riffe in den Nördlichen Kalkalpen während während des Unterlias aus klimatischen Gründen abgestorben sein.

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172 carbonate samples from the Alps (mainly the Northern Calcareous Alps) ranging from Norian to Middle Liassic age, have been investigated for their¹⁸O/¹⁶O-content. Paleotemperatures have been determined. The analysed samples — fossils, mainly with primary calcitic shells, ooids and carbonatic sediments —were carefully selected by optical and x-ray methods.The results are given in fig. 2. Paleotemperatures are plotted in groups of the same age and equal or similar facies. The maximum of each group is assumed to represent the average water-temperature of that time. The interpretation of the paleotemperatures refers also to paleogeographic factors, e. g. bathymetry and salinity.The Noric shelf-sea paleotemperatures are in the range of about 25° C and show a systematic decrease to the Upper Rhaetian; a minimum temperature during the Lower Liassic (18° C) was followed by a warmer climatic period in the Middle Liassic. It is assumed that the Upper Triassic coral-reefs of the Northern Calcareous Alps died out because of the low temperature.

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Résumé Pour 172 échantillons carbonates allant du Norien jusqu'au Lias moyen des Alpes on a déterminé les paleotemperatures d'après le rapport¹⁸O/¹⁶O. Étudiant surtout des fossiles, nous avons préféré ceux qui, dès l'origine, consistaient en grande partie ou totalement en calcite; en outre nous avons utilisé des ooides et des roches. Pour éviter l'altération diagénétique du rapport¹⁸O/¹⁶O, on a examiné le degré de la diagnèse sous le microscope et à l'aide des rayons X; le matériel visiblement récristallisé a été exclu de l'étude.Les températures déterminées — groupées selon l'âge et le faciès (fig. 2) —s'accumulent pour la plupart clairement autour de valeurs qui, vraisemblablement, représentent les températures originales de l'eau de mer — vu le nombre élevé des échantillons et les conditions variées de diagenèse qu'ils ont subi. Cette supposition a été vérifiée par des températures determinées sur de l'aragonite pour le Rhétien (Kaltenegger 1967). En interprétant les paléotempératures on a tenu compte des facteurs de paléogéographie (bathymétrie, salinité etc.).Les échantillons noriens provenant d'une mer peu profonde ont donné des températures d'environ 25° C, les échantillons rhétiens des valeurs un peu plus basses. Un minimum pendant le Lias inférieur a été suivi, pendant le Lias moyen, par un réchauffement de plusieurs degrés. On peut donc penser que les récifs coralliens du Trias supérieur dans les Alpes calcaires septentrionales se sont retirés pour des raisons climatiques au cours du Lias inférieur.

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0¹⁸ / 0¹⁶ 165 . . . , , . 0¹⁸ / 0¹⁶ . , , . , . 25°, — . , . , .

     

Die Hochflächen-Treppe der Nordeifel und ihre Beziehungen zum Tertiär und Quartär der Niederrheinischen Bucht

The tableland of the northern Eifel consists of a whole series of levelling planations which descend like steps to the plain of the Lower Rhine or form broad terraces along the river valleys. A similar staircase structure can be seen in the Cretaceous range of the Aachener Wald. The oldest obliquely situated plateau of the Hohe Venn is a resurrected fossil peneplain which was formed before the Maastricht formation as can be proved by scanty remains of the flinty chalk (Maastricht) which still overlays this peneplain at the present time. Therefore the great elevation of the northern Eifel to heights of 2280 feet above sea-level did not follow until later than Upper Cretaceous.The indentation of this old Cretaceous peneplain presumably resulted in the formation of an older system of plateaus in Oligocene and in a system of young plateaus in Miocene which had the appearance of a staircase. These tableland systems originated in times of slight elevation in which superficial denudation must have predominated under the influence of a damp climate and intensive chemical decomposition of the rocks. During the Lower Miocene and Pliocene epochs considerable elevatory movements occurred which led occasionally to the formation of steep obsequent slopes at the edges of both systems. During the Lower Pleistocene epoch glacial conditions existed and at this time the main period of terrace formation occurred. In the course of this period there was a great gravel accumulation which was linked with lateral erosion and which, whith the aid of its valley terraces and rubble remains, can be traced as far as the foreland. A later, very marked incision of the rivers can be traced back to great elevations of land which occurred after this period. The rhythmic alternation of periods of elevation and inactivity can be seen in the morphological development of the northern Eifel. The individual periods of tableland and terrace formation can be related to corresponding sediments belonging to the Upper Tertiary and the Quaternary periods.

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Résumé Le paysage en plateaux emboîtés du Nord de l'Eifel se compose de toute une série de surfaces de nivellement qui descendent en gradins vers la plaine basse du Rhin inférieur ou constituent de larges terrasses le long des vallées fluviales. Une pareille structure en plateaux étagés est décelable dans la petite montagne crétacée du Aachener Wald. Le plus ancien haut plateau incliné des Hautes Fagnes représente une ancienne pénépleine à nouveau exhumée qui s'est formée avant le Maastrichtien comme on peut le démontrer par des restes peu abondants d'éluvions à silex (pierre à feu) qui lui servait autrefois de couverture. Le fort soulèvement du Nord de l'Eifel jusqu'à des hauteurs de 760 au dessus du niveau de la mer ne s'est produit par conséquent qu'après le crétacé supérieure.Á l'oligocène, un système plus ancien de surfaces applanies étagées et au miocène, un système de surfaces plus jeunes ont été probablement entaillés en gradins dans cette ancienne pénéplaine crétacée. Ces systèmes de plateaux emboîtés ont pris naissance à des époques de faible soulèvement, où l'érosion en surface a dû prédominer sous l'influence d'un climat humide et d'une décomposition chimique intensive de la roche. Au miocène inférieur et au pliocène ils ont chaque fois produit des mouvements de soulèvement assez forts qui ont entraîné la formation de versants à profil plus abrupt au bord des deux systèmes. Dans les conditions glaciaires, du pleistocène ancien, de l'époque des principales terrasses, il se produisit un important remblaiement de cailloutis uni à une érosion latérale et que l'on peut suivre jusque dans les parties avancées du territoire à l'aide de ses terrasses de vallées et de ses restes de cailloutis. Une forte entaille ultérieure des fleuves remonte à de vastes soulèvements de terrain postérieurs à cette époque. C'est ainsi que dans l'évolution morphologique du Nord de l'Eifel s'exprime l'alternance rythmique de périodes de soulèvement et de repos. Les différentes époques de formations de hauts plateaux étagés et de terrasses peuvent être mises en relation avec des sédiments correspondants parallèles du tertiaire supérieur et du quaternaire de la baie du Rhin inférieur.

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Statistische Untersuchungen an Zirkon und Apatit in Anatexiten des südlichen Bayerischen Waldes

Zusammenfassung In die im südlichen Bayerischen Wald weitverbreitete Serie der Perlgneise ist zwischen Deggendorf und Regen ein granodioritischer Gesteinskörper eingelagert. Feldgeologische und mikroskopische Untersuchungen machen eine metamorphe Entstehung dieses Paragranodiorits wahrscheinlich. Zur Gewinnung weiterer gesteinsgenetischer Kriterien werden die morphologische Ausbildung, das Längen-Breiten-Verhältnis, das Korn-in-Kom-Gefüge und die statistische Verteilung der Korngrößen von Zirkon und Apatit in beiden Gesteinen herangezogen. Hieraus ergeben sich zusätzliche Argumente für eine nichtmagmatische Entstehung des Paragranodiorits. Ein Teil dieser Untersuchungen kann nur am Dünnschliff durchgeführt werden.

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A granodioritic rock and its relationship to the surrounding biotite-gneiss in the metamorphic basement complex of northeastern Bavaria (Moldanubikum) was studied. Field work and microscopic investigations show strong evidence for metasomatic origin of the para-granodiorite. A detailed study of zircon and apatite both in the para-granodiorite and the gneiss is made in order to obtain further criteria. Morphology, elongation ratios, and the grain-in-grain fabric of zircon point to non-magmatic origin of both rocks. Size frequency distribution of zircon in gneiss is lognormal and probably due to sedimentary sorting. The skewed distribution curve of zircon in para-granodiorite is explained by metamorphic growth of sedimentary zircons which may have been lognormally distributed. Apatite in para-granodiorite on the other hand shows lognormal distribution of grain size. As crystallization of apatite is posttectonic, it seems that random growth conditions in the metamorphic stage may also produce lognormal size frequency distributions. Thin section study is emphasized as some data cannot be obtained from mounted zircon concentrates.

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Résumé Dans la série du gneiss en forme de perles, fréquent dans la Bayerischer Wald du Sud (Bavière), on peut trouver entre Deggendorf et Regen un interlit de roche granodioritique. Les recherches géologiques sur le terrain et au microscope rendent vraisemblable l'origine métamorphique de cette Paragranodiorite. Pour obtenir d'autres caractéristiques lithogénétiques on a fait appel à la texture morphologique, aux relations de longueur à largeur, à la texture grain-en-grain et à la granulométrie statistique du zircon et de l'apatite. Il se dégage ainsi d'autres arguments pour une origine non-magmatique de la Paragranodiorite.

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Lateritic concentrations of manganese oxyhydroxides and oxides

Latentes result from the weathering of a variety of rocks under humid tropical conditions. When developed at the expenses of Mn²⁺-bearing parent rocks, laterite consists of a thick mantle made up of manganese oxides and hydroxides. Two main examples are described from tropical Africa. The first example displays a lateritic profile on metamorphic rock; the second example deals with lateritic profiles developed on a Precambrian sedimentary rock. From the base to the top of the studied profiles, different Mn hydroxide and oxide sequences have differentiated. Their composition depends on (i) the constitutive parent minerals with vary ing weathering rates, (ii) the intensity of weathering which progresses towards the profile top permitting pseudomorphic replacement of Mn⁴⁺ oxides for early formed Mn³⁺ hydroxides. Most of the manganese ore result from a relative accumulation. However, Mn can also be mobilized in different places of weathering profiles leading to accumulations in other places, mainly at the base of weathering profiles. That absolute accumulation can occur in non-Mn-bearing weathering horizons (kaolinitic horizons) to form Mn nodules in which kaolinite is dissolved. This process provides Al which combines to Mn³⁺ forming Al-Mn hydroxides (lithiophorite).From these petrographical observations, stability field diagrams are proposed to explain the general evolution of Mn components under chemical lateritic conditions. These diagrams illustrate interactions between ions and manganese species.

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Zusammenfassung Latente entstehen durch Verwitterung verschiedener Gesteine in tropisch-feuchten Klimaten. Bildet sich Laterit aus Mn²⁺-führenden Ausgangsgestein, so besteht er aus einer dicken Schicht von Mangan-Oxiden und -Hydroxiden. Hier sollen zwei Beispiele aus tropischen Regionen Afrikas beschrieben werden:Das erste Beispiel ist ein Lateritprofil, daß das Hangende von Metamorphiten bildet; das zweite Laterite, die sich auf einem präkambrischen Sedimentgestein entwickelt haben. Von der Basis bis zu dem Top der jeweiligen Profile haben sich unterschiedliche Mangan-Hydroxid und -Oxid-Sequenzen herausgebildet. Die Zusammensetzung hängt ab von:(i) Den wesentlichen Ausgangsmineralien unter wechselnden Verwitterungspenoden und (ii) der Verwitterungsintensität, die zum Top des Profils zunimmt und damit die pseudomorphe Substitution von Mn³⁺-Hydroxiden zu Mn⁴⁺-Oxiden ermöglicht. Der Hauptanteil der Manganlagerstätte resultiert aus einer relativen Anreicherung. Allerdings kann Mn auch in verschiedenen Teilen des Verwitterungsprofiles mobilisiert werden, was zu einer Anreicherung in anderen Bereichen führt und zwar hauptsächlich an der Basis eines Profiles. Diese absolute Anreicherung kann in Mangan-freien Verwitterungshorizonten (Kaolinithorizonte) zur Bildung von Mangankonkretionen führen, in denen Kaolinit gelöst wird. Bei diesem Vorgang wird Al frei, das sich mit Mn³⁺ verbindet, um Al-Mn-Hydroxide (Lithiophorite) zu bilden.Mit Hilfe dieser petrographischen Beobachtungen werden Stabilitäts-Diagramme erstellt, die die allgemeine Entwicklung der Mn-Komponenten unter lateritischen Bedingungen zu erklären versuchen. Diese Diagramme erleutern die zwischen Ionen und Mangan stattfindenen Reaktionen.

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Résumé Les latérites résultent de l'altération chimique de roches de types variés, sous conditions tropicales humides. Les latérites se développent sur roches-mères à minéraux manganésifères à Mn²⁺ sous forme de cuirasses épaisses constituées d'oxydes et d'hydroxydes de manganèse. Deux exemples d'Afrique tropicale sont étudiés. Le premier exemple montre un profil d'altération latéritique développé sur roche métamorphique; le deuxième exemple traite de profils latéritiques développés sur une roche sédimentaire précambrienne. De la base vers le sommet des profils étudiés, se différencient des séquences d'oxydes et hydroxydes de manganèse. Elles sont fonction (1) des minéraux primaires dont les vitesses d'altération varient d'une phase à une autre, (2) de l'intensité de l'altération qui est d'autant plus forte que l'on monte dans le profil et qui permet le remplacement pseudomorphique d'hydroxydes à Mn³⁺ formés précocement par des oxydes à Mn⁴⁺. La plupart des gisements de manganèse résultent d'une accumulation relative; cependant, Mn peut être mobile à différents niveaux dans les profils d'altération et s'accumuler de manière absolue à d'autres, et en particulier à la base des profils. Cette accumulation absolue peut se produire dans des horizons non manganésifères (horizons kaolinitiques) et former des nodules de manganèse dans lesquels la kaolinite est dissoute libérant de l'aluminium qui se combine avec Mn³⁺ pour former un hydroxyde alumineux et manganésifère: la lithiophorite.A partir de ces observations pétrographiques, et après les avoir comparées avec celles d'autres gisements africains et brésiliens, des diagrammes de champs de stabilité sont proposés pour expliquer l'évolution générale des phases manganésifères sous conditions d'altération latéritique. Ces diagrammes illustrent les interactions entre ions en solution et minéraux manganésifères.

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Provenance and accumulation rates of Pliocene and Quaternary sediments from the western Coral Sea

Seven sediment cores were investigated from areas in the western Coral Sea where a thin sediment cover above acoustic basement, or above marked unconformities, was visible in reflection seismic records, implying low accumulation rates. Consequently in five of the cores Pliocene strata were reached in less than 4 meters depth subbottom. The remaining cores reached Pleistocene strata at similar shallow depths.Cores from the Queensland Plateau and the Coral Sea Abyssal Plain are composed of mainly calcareous nannofossil and foraminiferal oozes, indicating a calcareous biological primary production in the western Coral Sea at least since the Pliocene. The younger Quaternary sections of two cores from the northeastern slope of the Queensland Plateau show a high abundance of siliceous microfossils resulting from the influence of silica-rich seawater of the eastern Coral Sea.Sediments cored in the Moresby Canyon are terrigenous muds. The carbonate content of the Quaternary sediments depends strongly on the waterdepth and on the input of terrigenous material. The Quaternary calcium carbonate compensation depth of the western Coral Sea was estimated to be at 4600 m, which is close to that of the equatorial Pacific Ocean.The sediments from the Moresby Canyon, the Coral Sea Abyssal Plain, and the northeastern slope of the Queensland Plateau have received their terrigenous components, mainly quartz, feldspar, chlorite and muscovite-illite from mainland New Guinea.The western slope of the Queensland Plateau and the western Coral Sea Abyssal Plain very likely have received terrigenous components also from mainland Australia as indicated by admixed kaolinite.The frequent fine-grained volcanic glass in the sediments probably was provided by drift-pumice rafts, which derived from volcanic eruptions in the southwestern Pacific region.

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Zusammenfassung Sieben Sedimentkerne wurden von Gebieten in der westlichen Korallensee untersucht, in denen in reflexionsseismischen Aufzeichnungen eine geringmächtige Sedimentauflage über dem akustischen Grundgebirge (Basement) oder über deutlichen Diskordanzen sichtbar waren, was auf niedrige Akkumulationsraten hinweist. Konsequenterweise wurden in fünf Kernen pliozäne Schichten in weniger als 4 m Tiefe unter dem Meeresboden erreicht. Die übrigen Kerne erreichten pleistozäne Schichten in ähnlich geringer Tiefe.Kerne vom Queensland-Plateau und von der Korallensee-Tiefsee-Ebene bestehen überwiegend aus kalkigen Nannofossil- und Foraminiferenschlämmen und zeigen eine kalkige biologische Primärproduktion in der westlichen Korallensee mindestens seit dem Pliozän an. Die jüngeren quartären Sektionen von zwei Kernen vom nordöstlichen Hang des Queensland-Plateaus zeigen eine hohe Häufigkeit von kieseligen Mikrofossilien, die von einem Einfluß kieselsäurehaltigen Meerwassers in der östlichen Korallensee zeugen.Sedimente, die im Moresby-Cañon gekernt wurden, bestehen aus terrigenem Schlamm. Der Kalzium-Karbonatgehalt der quartären Sedimente hängt stark von den Wassertiefen und dem Anteil an terrigenem Material ab. Die quartäre Kalziumkarbonatkompensationstiefe der westlichen Korallensee wird auf 4600 m geschätzt und entspricht damit der für den äquatorialen Pazifischen Ozean.Die Sedimente vom Moresby-Cañon, der Korallensee-Tiefsee-Ebene und vom nordöstlichen Hang des Queensland-Plateaus haben ihre terrigenen Komponenten, in der Hauptsache Quarz, Feldspat, Chlorit und Muskovit-Illit, von Neu-Guinea erhalten.Der westliche Hang des Queensland-Plateaus und die westliche Korallensee-Tiefsee-Ebene haben sehr wahrscheinlich auch von Australien terrigene Komponenten erhalten, wie aus beigemischtem Kaolinit erkennbar ist.Das häufig auftretende feinkörnige vulkanische Glas in den Sedimentenkernen ist wahrscheinlich aus »Bimsstein-Flößen« hervorgegangen, welche von vulkanischen Eruptionen in der Südwestpazifik-Region stammen.

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Résumé Sept carottes de sédiments ont été étudiées, qui proviennent de divers endroits de la Mer de Corail occidentale; dans cette mer la sismique-réflexion montre qu'une mince couche de sédiments recouvre un socle «acoustique» ou une discordance, ce qui implique un taux d'accumulation réduit. En conséquence, dans cinq forages les couches pliocènes furent atteintes à moins de 4m sous le fond de la mer; les deux autres forages ont atteint les couches pléistocènes à une profondeur aussi faible.Les carottes du Plateau du Queensland et de la plaine abyssale de la Mer de Corail sont constituées principalement de boues à nannofossiles calcaires et à foraminifères, ce qui indique une production primaire de calcaire biologique dans la Mer de Corail occidentale, au moins depuis le Pliocène. Les sections quaternaires, plus jeunes, de deux carottes prélevées sur le versant nord-est du Plateau du Queensland montrent une grande quantité de microfossiles siliceux, qui témoignent de l'influence d'eaux de mer riches en silice dans la Mer de Corail orientale.Les sédiments carottés dans le Cañon de Moresby sont des boues terrigènes. Le contenu en carbonate des sédiments quaternaires dépend étroitement de la profondeur de la mer et de l'apport terrigène. La profondeur de compensation des carbonates au Quaternaire dans la Mer de Corail occidentale a été estimée à 4.600m, valeur proche de celle de l'Océan Pacifique.Les sédiments du Cañon de Moresby, de la plaine abyssale de la Mer de Corail et du versant nord-est du Plateau du Queensland ont reçu leurs composants terrigènes (principalement: quartz, feldspath, chlorite et muscovite-illite) de Nouvelle Guinée).Le versant ouest du Plateau du Queensland et la partie occidentale de la plaine abyssale de la Mer de Corail ont très probablement reçu aussi des composants terrigènes venant d'Australie, comme l'indique la présence de de kaolinite.Les petits fragments de verre volcanique, fréquents dans les sédiments, ont probablement été amenés par la dérive de «radeaux de ponces» provenant d'éruptions volcaniques dans le Pacifique sud-occidental.

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Metallogenese präkambrischer Goldvorkommen in den vulkano-sedimentären Gesteinskomplexen (greenstone belts) der Swaziland-Sequenz in Südafrika

Zusammenfassung In den präkambrischen vulkano-sedimentären Gesteinskomplexen, den sogenanntengreenstone belts des Kaapvaal-Kratons in Südafrika können drei Typen von Goldvorkommen unterschieden werden: a) sulfidführende Goldquarzgänge; b) stratiforme massive Sulfiderze; und c) komplexe Sulfidimprägnationen in Porphyrstöcken. Als primäre Hauptquellen des Goldes werden in erster Linie die primitiven peridotitischen und basaltischen Komatiite der Onverwacht-Gruppe angenommen. Sie bilden die Basis der Swaziland-Sequenz und führen durchschnittlich bis zu viermal mehr Gold (0,02 ppm) als besser entwickelte äquivalente, jüngere Gesteine. In drei oder vier Schritten wurden die anfänglich geringen Goldkonzentrationen der Onverwacbt-Gesteine von verschiedenen sedimentären und metamorphen Umlagerungsprozessen angereichert und schließlich die teilweise abbauwürdigen Goldlagerstätten dergreenstone belts gebildet, welche die Primärerze der Witwatersrand-Goldseifen sind.Ultrabasische und basische Gesteine von der Art der Komatiite des Barberton Mountain Land haben aufgrund ihrer Zusammensetzung erhöhte Goldgehalte und sind daher als die Hauptbringer von Gold aus dem Bereich des wahrscheinlich noch wenig differenzierten Erdmantels zu betrachten. Die enge Verknüpfung solcher primitiver, potentiell goldreicher Gesteinsvergesellschaftungen als Repräsentanten der frühesten petrogenetischen und metallogenetischen Prozesse mit der Entwicklung der archaischen Erdkruste ist in dengreenstone belts Südafrikas evident und könnte daher eine Erklärung für die globale Anhäufung von Goldlagerstätten im Präkambrium sein.

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The early Precambrium volcano-sedimentary rock assemblages — greenstone belts of the Kaapvaal Craton, South Africa, contain three different types of gold mineralizations: a) sulfide-bearing gold-quartz veins, b) conformable, massive sulfide ores, and c) disseminated complex sulfide ores in porphyry bodies. It is suggested that the ultimate source of the gold in the vein-deposits has to be sought in the primitive peridotitic and basaltic komatiites of the Onverwacht Group rather than in the intruding granites. The komatiites which form the base of the Swaziland Sequence contain up to four times more gold (0,02 ppm) than younger, less primitive equivalent rock types. The initially minute gold contents of the Onverwacht rocks have been reconstituted and concentrated in three to four stages by a number of sedimentary and metamorphic processes to form sub-economic to economic gold deposits. These deposits, in turn, are the primary ores for the giant Witwatersrand gold placers.Ultramafic and mafic rocks of similar composition as the komatiites of the Onverwacht Group are potentially enriched in gold and, therefore, could be the principal transporters of gold from the mantle, which was probably only little differentiated at these times. The close association of such primitive rock assemblages, which are manifestations of the earliest petrogenic and metallogenic processes, with the formation of the Archean crust is evident in the greenstone belts of South Africa and could explain the global abundance of gold deposits in Precambrian rocks.

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Résumé Dans les séries précambriennes volcano-sédimentaires, connues sous le nom degreenstone belts, du craton du Kaapvaal en Afrique du Sud, on peut distinguer trois types de gisements aurifères: a) des filons de quartz aurifères à sulfures; b) des minerais sulfurés massifs stratiformes; et c) des imprégnations à sulfures complexes dans des pitons de porphyre. On considère les komatiites péridotitiques et basaltiques «primitives »du Groupe inférieur de l'Onverwacht comme la source primaire principale de l'or. Ces roches forment la base de la série du Swaziland et ont une teneur moyen en or jusqu'à quatre fois (0,02 ppm) plus élevée que les roches équivalentes plus jeunes, mieux dévéloppées. Des processus sédimentaires et métamorphiques ont enrichi en trois ou quatre étapes les concentrations en or originalement très faibles des roches de l'Onverwacht pour former les gisements aurifères partiellement exploitables desgreenstone belts, qui représentent les minerais primaires des alluvions aurifères du Witwatersrand.Des roches ultrabasiques et basiques du type des komatiites du Barberton Mountain Land ont, vu leur composition, des teneurs élevées en or, et sont à considérer comme les principaux fournisseurs d'or, en provenance du manteau, dans un stade probablement encore peu différencié. La liaison étroite, avec le développement de la croûte terrestre archéenne, de ces associations de roches «primitives»potentiellement riches en or, produits de processus pétrogénétiques et métallogéniques les plus anciens, est évidente dans lesgreenstone belts de l'Afrique du Sud, et pourrait fournir une explication à l'accumulation mondiale des gisements aurifères dans le Précambrien.

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Mein Dank richtet sich in erster Linie an meine Kollegen und Freunde in Johannesburg, Dr. C. R.Anhaeusser, Dr. M. J.Viljoen und Dr. R. P.Viljoen, für viele gemeinsame Feldbefahrungen und interessante Diskussionen. Für die kritische Durchsicht des Manuskriptes und für wertvolle Hinweise sei Herrn Prof. Dr. G. C.Amstutz, Heidelberg, herzlich gedankt. Die Arbeit wurde im Rahmen eines Habilitandenstipendiums der Deutschen Forschungsgemeinschaft zusammengestellt.     

Askja 1875, Skye 56 Ma: Basalt-triggered,Plinian, mixed-magma eruptions during the emplacement of the Western Redhills granites,Isle-of-Skye,Scotland

Recently published accounts of the chronology of various Plinian explosive eruptions, notably that of Askja, Iceland, in 1875, have stressed the role of basic magma injected into the lower parts of stagnant semi-crystalline magma reservoirs as triggers for the violent surface activity and caldera formation. The evidence for mixing of acid and intermediate magmas at two stages during the emplacement of the Eocene granite sequence of the Western Redhills, Skye, Scotland, is interpreted in a similar manner. Within the British Tertiary Igneous Province as a whole, there is evidence for repeated refusion and partial hybridisation during the evolution and upward penetration of the acid magmas to the crustal levels where they now form plutons. The repetitive operation of such processes may explain why geochemical studies of these granites, seeking to discover their origins in terms of simple one-stage processes (such as partial fusion of sialic crust or fractional crystallisation of basic magma), give conflicting results.

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Zusammenfassung Einige explosive plinische Eruptionen (z. B. Askja, Island. 1875) sind in neuerer Literatur beschrieben worden. Explosive Tätigkeit an der Erdoberfläche sowie die Entstehung einer Caldera sind als eine Folge der Injizierung basischer Magmen in die unteren Teile von semi-schmelzflüssigen Magmakammern anzusehen. Die Eocänen Granite von Western Redhills, Skye, Schottland, weisen auf eine zweimalige Mischung von sauren und intermediären Magmen während der Intrusion hin. In der gesamten britischen Magmenprovinz des Tertiärs gibt es Nachweis für mehrmalige Wiederaufschmelzung und Teilhybridisierung während des Aufstiegs von saurem Magma zum Niveau der heutigen Plutone. Geochemische Studien an solchen Graniten, die zunächst eine einfacherere Entstehungsweise vermuten lassen (z. B. Partialschmelzen von der sialischen Erdkruste oder fraktionierte Kristallisation), führen oft zu widersprechenden Ergebnissen. Eine Erklärung dafür liegt mit der wahrscheinlich mehrmals wiederholten Magmenhybridiesierung.

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Résumé Des comptes-rendus récemment publiés concernant la chronologie de différentes éruptions explosives de type plinien, notamment celle d'Askja, Islande, en 1875, ont souligné le rôle du magma basique qui injecté dans les parties inférieures de réservoirs où stagne du magma semi-cristallin, serait la cause d'une violente activité en surface et de la formation de calderas. On interprête de semblable manière la mélange de magmas acide et intermédiaire en deux stades pendant la mise en place de la série granitiques éocène des Redhills occidentales, Skye, Ecosse. Dans la Province ignée tertiäre de Grande Bretagne, vue dans son ensemble, il y a des preuves d'une refusion répétée et d'une hybridisation partielle durant l'évolution et la pénétration vers le haut des magmas acides vers les niveaux crustaux où ils forment maintenant des plutons. L'opération répétée de tels processus peut expliquer pourquoi des études géochimiques de ces granités cherchant à découvrir leur origine en termes de processus simples à un stade (tels que fusion partielle d'une croûte sialique ou par cristallisation fractionnée d'un magma basique) conduisent à des résultats contradictoires.

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The Permo-Triassic »Paleotethys« in mainland Southeast-Asia and adjacent parts of China

Aspects of the geodynamic evolution of mainland Southeast Asia and China are discussed in consideration of the Permo-Triassic »Paleotethys« problem. It is shown that all sutures in Thailand, Vietnam and Yunnan already closed during the Paleozoic era and that the entire region must be regarded as part of the northern continents. The Permo-Triassic »Paleotethys« must be expected south of Tibet and in Burma.

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Zusammenfassung Aspekte der geodynamischen Entwicklung des südost-asiatischen Subkontinentes und Chinas werden unter besonderer Berücksichtigung des Problems der permotriadischen »Paläotethys« diskutiert. Es wird gezeigt, daß alle Suturen in Thailand, Vietnam und Yünnan bereits im Paläozoikum geschlossen wurden und der ganze Bereich den Nordkontinenten zugerechnet werden muß. Die permotriadische »Paläotethys« muß südlich von Tibet (südlich des Kangdese Orogens) und in Burma gesucht werden.

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Résumé Le développement géodynamique du Sud-Est asiatique continental et de la Chine est discuté, en particulier par rapport au problème de la »Paléotéthys« permotriassique. Toutes les sutures en Thailande, au Vietnam et au Yunnan étaient déjà fermées pendant le Paléozoique, de sorte que la région entière doit être considérée comme une partie des continents du nord. On doit chercher la »Paléotéthys« permotriassique susdite au sud du Thibet (au sud de la région orogénique du Kangdese) et en Birmanie.

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Die Alpin-Mediterrane Metallogenese

Zusammenfassung Die ostmediterrane Erzprovinz, die Kleinasien und die Balkanhalbinsel umfaßt, ist gekennzeichnet durch die enge Bindung ihrer Lagerstätten an die sehr zahlreichen sichtbaren Zentren des alpidischen Magmatismus. In der karpatisch-alpinen Erzprovinz sind die Lagerstätten räumlich, zeitlich und stofflich mit der alpinen Kristallisationsmetamorphose verknüpft. Sie finden sich häufig an Überschiebungsflächen und ihre vorwiegende Form ist die der metasomatischen Lager. In der westmediterranen Erzprovinz, vor allem im Atlas-Gebirge, treten die Lagerstätten an steilen Brüchen und z. T. auch in flachen, selektiv verdrängten oder imprägnierten Schichten auf. Trotz dieser Unterschiede, die durch das regionale geologische Milieu erklärt werden können, zeigen die drei alpin mediterranen Erzprovinzen wichtige Gemeinsamkeiten: gleiches Alter wie der alpine Magmatismus in der ganzen Kette, Vorherrschen der Metalle Cu, Au, Fe (als Siderit) im Nordstamm und der Metalle Pb, Zn, Sb, Cr im Südstamm des Orogens und die Abwesenheit bzw. das Zurücktreten von Co, Ni, U, Sn. Die Vererzungsdichte in den drei Provinzen ist ähnlich, die Lagerstättenformen sind verschieden.

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The Eastern Mediterranean ore province covering Asia and the Balkan-countries is characterized by a direct relation of its deposits to the mostly visible centres of the alpine magmatism. In the Alpine-Carpathian province the deposits are related to the Alpine metamorphism by distribution, age and substantial composition. They frequently occur along overthrust planes and many of them are replacement bodies. The deposits in the Western-Mediterranean province, especially in the Atlas Mountains, are to be found in steep faults- and partially in flat layers being impregnated and selectivity replaced. In spite of such differences which can be understood by the regional geological environment, the three Alpine-Mediterranean metallogenetic provinces show some important common features: they are contemporaneous with the alpine magmatism in the whole belt and Cu, Au, Fe (siderite) predominate in the northern wing, while Pb, Zn, Sb, Cr do so in the southern wing. Co, Ni, U, Sn, are nearly absent. The intensity of the mineralisation in the three provinces is similar whereas the forms of the deposits are different.

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Résumé La province métallogenique de la Mediterranée Orientale qui comprend l'Anatolie et la Peninsule Balkanique, est characterisée par un rapport étroit de ses gisements avec les nombreuses centres d'un magmatisme visible. Dans la province Carpatho-alpine les gisements sont liés par space, par âge et par substance avec le métamorphisme alpin. Ils se trouvent souvent dans les surfaces de charriage et leur forme prépondérante est celle des amas de substitution. Dans la province occidentale, surtout dans la chaine de l'Atlas, les gisements apparaissent dans des failles verticales et aussi dans des couches horizontales, formées par imprégnation et substitution sélective. Malgrès ces differences, qui sont explicables par le milieu géologique regional, les trois provinces métallogeniques ont des traits communs essentiels: Contemporainité avec le magmatisme alpin dans toute la chaine, préponderance de Cu, Au, siderose dans le rameau septentrional du système orogenique, préponderance du Pb, Zn, Sb et Cr dans le rameau méridional et l'absence quasi-totale du Co, Ni, U, Sn. L'intensité de la mineralisation dans les trois provinces se resemble, mais les formes des gisements sont differents.

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Proterozoic tectonic evolution and late Svecokarelian plate deformation of the Central Baltic Shield

The continental crust of the Central Baltic Shield evolved by accretion towards the west during the Svecokarelian orogeny 1700–2200 Ma ago. The following features are consistent with a plate tectonic mechanism involving subduction of oceanic crust below an Archean craton in the east: flysch-sediments with serpentinite masses and pillow lavas, linear high-grade metamorphic zones, island-arc type volcanic belts and late tectonic batholiths with porphyry type Cu-Mo deposits.Semi-consolidated new crust was affected by late Svecokarelian deformation (D_n) after 1850 Ma; NNE-trending folds with crenulation cleavage were overprinted on older structures together with associated NW trending ductile transcurrent shear zones that curve the F_n folds into gentle S and Z shapes. The late tectonic batholiths intruded partly at the same time as and partly after the D_n deformation.

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Zusammenfassung Die kontinentale Kruste des zentralen Baltischen Schildes entwickelte sich durch nach Westen gerichtetes Anwachsen während der Svecokarelischen Orogenese vor 1700 bis 2200 Ma. Die folgenden Erscheinungsformen lassen sich mit einem plattentektonischen Mechanismus in Einklang bringen, der Subduktion von ozeanischer Kruste unter einen Archaischen Kraton im Osten einschließt: Flysch-Sedimente mit Serpentinit-Massen und Kissenlaven, lineare hochmetamorphe Zonen, vulkanische Gürtel vom Inselbogen-Typ und spättektonische Batholithe mit porphyrischen Cu-Mo-Lagerstätten.Die halbkonsolidierte neue Kruste wurde durch späte Svecokarelische Deformation (D_n) nach 1850 Ma erfaßt; NNE-orientierte Falten mit Krenulationsschieferung wurden älteren Strukturen aufgeprägt in Verbindung mit NW-streichenden, plastischen Transcurrent-Scherzonen, die die F_n-Falten in sanfte S- und Z-Formen verbiegen. Die spättektonischen Batholithe intrudierten teils während, teils nach der D_n-Deformation.

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Résumé La croûte continentale du Boucher baltique central a évolué par voie d'accrétion vers l'ouest durant l'orogénie svécocarélienne 1700–2200 Ma. Les événements suivants sont en accord avec un mécanisme de tectonique de plaques impliquant la subduction d'une croûte océanique sous un craton archéen à l'est: sédiments flyschoïdes avec masses de serpentinite et de laves en coussins, zones linéaires à haut degré de métamorphisme, ceintures volcaniques du type guirlande d'îles et batholithes tectoniques tardifs avec gisements porphyriques de type Cu-Mo.La nouvelle croûte à semi-consolidée fut affectée par une déformation svécocarélienne tardive (D_n) postérieure à 1850 Ma. Des plis de direction NNE avec clivage de crénulation ont été superposés sur des structures plus anciennes, associés à des zones de cisaillement transcurrentes de direction NW qui ont incurvé les plis F_n suivant des formes en S et Z. Le batholithe tectonique tardif s'est mis en place en partie au même moment que, et en partie après, la déformation D_n.

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Mariner Jura im westlichen Hindukusch (Afghanistan)

Zusammenfassung Am Westrand des Hindukusch konnten erstmalig stark gefaltete und geschieferte Gesteine des Oberjura (Tithon) in Geosynklinalfazies nachgewiesen werden. Schwach geneigte Sedimente des transgredierenden Oberkreidemeeres (Cenoman bis Turon) liegen diskordant darüber.Dieser Befund erlaubt es, die mesozoische Faltung im W-Hindukusch auf den Zeitraum zwischen Tithon und tiefe Oberkreide einzuengen. Daraus ergibt sich, daß der NE-Sporn des Zentralafghanischen Blockes (Wirtz, 1964) zumindest im Oberjura in das Geosynklinalgebiet der Tethys einbezogen war.

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Strongly folded and schistose beds of Upper Jurassic (Tithonian) age in géosynclinal facies are demonstrated for the first time in the western Hindukush. They are overlain unconformably by deposits of the transgressive Upper Cretaceous (Cenomanian—Turonian) sea.This discovery allows to date the Mesozoic orogeny in the western Hindukush as being younger than Tithonian but older than Upper Cretaceous. Hence it follows that the northeast prong of the Central Afghanistan block (Wirtz, 1964) was incorporated into the Tethys geosynclinal belt at least during the Upper Jurassic.

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Résumé L'existence du Jurassique supérieur (Tithonique) à faciès géosynclinal au bord occidental de I'Hindou-Kouch est démontrée pour la première fois. Il s'agit de roches fortement plissées et très schisteuses qui sont superposées par le Crétacé supérieur (Cenomanien-Turonien) transgressif faiblement incliné.Ainsi, dans l'Hindou-Kouch occidental, il est possible de situer l'âge du plissement mésozoique entre le Tithonique et le Crétacé supérieur. Donc on peut dire que l'éperon nord-est du Zentralafghanischer Block (Wirtz, 1964) a appartenu au géosynclinal de la tethys au moins pendant le Jurassique supérieur.

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Herrn Professor Dr.Roland Brinkmann zum 70. Geburtstag gewidmet.     

On the relationship between silica and carbonate diagenesis in deep-sea sediments

Silica diagenesis and carbonate diagenesis are interrelated. This is confirmed by observations of DSDP Sites 462, 463, 465, 466, and 577. Carbonate sediments containing chert (1) tend to be more indurated and display more advanced diagenetic alterations, regardless of sub-bottom depth; and (2) microfossil components are more strongly affected (overgrown and/or dissolved), while the amount of micritic particles and larger, euhedral calcite crystals is greater. In addition, mass physical properties, porosity in particular, vary more widely in sediment sections containing chert. Furthermore, in the studied similarly composed sediments recrystallization of biogenic opal is indicated by a significant reduction of the specific surface area, reaching a minimum value when quartz is formed.One possible mechanism involved is the production of «surplus« dissolved carbonate created by the replacement of carbonate material by silica during the process of chert formation and silicification. The «extra« carbonate is then available for precipitation as overgrowths and cement outside the chert nodules and silicified zones. Hence silica diagenesis, if it occurs early enough in the sediment, bears some influence on carbonate diagenesis. It is therefore suggested that silica diagenesis be added to the list of factors included in the «diagenetic potential« equation ofSchlanger &Douglas (1974).

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Zusammenfassung Die Diagenese von biogenem Silikat und Karbonat steht in engem Zusammenhang, wie Beobachtungen an Sedimenten der DSDP Sites 462, 463, 465, 466 und 577 zeigen. Karbonatische Sedimente, die biogenes SiO₂ enthalten, zeichnen sich aus durch (1) größere Verfestigung und stärkere diagenetische Veränderungen — unabhängig von der Tiefe im Sediment, (2) mehr Lösung und Überwuchs an Mikrofossil-Komponenten, (3) höheren Anteil mikritischer Partikel wie auch größerer idiomorpher Kalzitkristalle, (4) stärkere Variation der sedimentphysikalischen Eigenschaften, speziell der Porosität und damit zusammenhängender Parameter.Die Umkristallisation des biogenen SiO₂ führt in ähnlich Zusammengesetzen Sedimenten zu einer drastischen Abnahme der spezifischen Oberfläche. Minimalwerte werden erreicht, wenn sich Quarz bildet.Diagenetisch wichtig ist die Produktion von zusätzlichem Karbonat durch die Silizifizierung von Karbonatschalen. Dieses »Überschuß«-Karbonat wird dann als Überwuchs, Zement oder außen an den »Hornstein«-Aggregaten gefällt. Demzufolge beeinflußt die Diagenese von biogenem SiO₂ auch die Karbonatdiagenese. Daher ist es sinnvoll, die Diagenese von biogenem SiO₂ mit zu den Faktoren zu rechnen, die das »diagenetische Potential« — wie esSchlanger &Douglas (1974) definierten — ausmachen.

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Résumé L'étude de sédiments provenant des sites DSDP 462, 463, 465, 466 et 577 montre qu'il existe une relation entre la diagenèse de la silice et celle du carbonate biogéniques. Les sédiments carbonatés qui renferment de la silice biogémque présentent: 1) une induration plus marquée et des modifications diagénétiques plus poussées — et ce indépendamment de la profondeur sous la surface du fond; 2) une dissolution et/ou un accroissement plus développés des micro-fossiles; 3) une plus grande teneur en particules micritiques et une plus grande taille des calcites idiomorphes; 4) un éventail plus large de leurs propriétés physiques, particulièrement de la porosité et des paramètres qui en dépendent.La cristallisation de l'opale biogénique, dans des sédiments de compositions semblables, se traduit par une réduction drastique de la surface spécifique, qui atteint une valeur minimale lorsque du quartz est formé.Un rôle diagénétique important est joué par l'excès de carbonate dissous engendré par la silicification de coquilles carbonatées; cet excès de carbonate est dès lors disponible pour la précipitation des auréoles d'accroissement et du ciment hors des nodules de chert et des zones silicifiées. Il s'ensuit que la diagenèse du SiO₂ biogénique influence la diagenèse du carbonate. Il conviendrait dès lors d'ajouter la diagenèse de la silice à la liste des facteurs qui interviennent dans l'équation du «potentiel diagénétique» deSchlanger etDouglas (1974).

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462, 463, 465, 466 577, . , , : 1) , ; 2) ; 3) , 4) , . SiO₂ . . . »« , , « ». , .. «, 1974 Schlanger & Douglas.