Collapse structures in the Permian of the Saar-Nahe area,Southwest Germany

Volcanic breccias near an intrusive rhyolite dome in the Permian Saar-Nahe trough of southwest Germany have been identified as complex pipe-like subsidence-structures occupying the site and immediate neighbourhood of explosive volcanoes.At the Rödern, at first fine-grained, well-bedded and later coarser-grained and poorly bedded pyroclastic materials were deposited on top of a lava flow that formed the regional surface. Collapse along a ringfault with differential subsidence of 500 to 700 m produced a saucer-shaped structure in which steeply dipping pyroclastic beds still overlie the lava flow on which they were originally deposited. In the actual feeder, large blocks of country-rock subsided individually prior to wholesale subsidence of the entire feeder-content. Intrusion of a high alumina quartz tholeiite into the pyroclastic beds terminated the activity.The Hirschberg structure has essentially the same history, but is more fragmented. Subsidences vary between 150 and 260 m. Intrusion of petrographically and chemically similar basalt took place mainly near the margin of the ringfault.Three smaller structures also contain bedded pyroclastic deposits that subsided approximately 600, 1100, and 1400 m. The surface expressions of these five collapse structures are assumed to have been small collapse-calderas with diameters of several 100 m. to 1.5 km.

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Zusammenfassung Vulkanische Brekzien im Rotliegenden der Umgebung des Donnersberges in der Saar-Nahe-Senke/Pfalz liegen in Einbruchsstrukturen vor, die den ursprünglichen Schlot und seine unmittelbare Umgebung einnehmen.Am Rödern wurden ehemals auf einer Olivin-Basalt-Lava feinkörnige und spÄter grobkörnige Pyroclastica abgelagert. Einbruch an einem Ringbruch und differentielle Absenkung zwischen 500 und 700 m führte zur Anlage der trichterförmigen Struktur der geschichteten Pyroclastica. Trotz der Absenkung liegen sie immer noch mit ungestörtem Kontakt, jedoch nun steil einfallend, dem mitabgesenkten Olivin-Basalt auf.Am ursprünglichen Schlot ist Absenkung einzelner gro\er Nebengesteinsschollen und nachfolgend des gesamten Schlotinhaltes festzustellen. Die vulkanische AktivitÄt wurde durch Intrusion eines high-alumina Quarz-Tholeiites abgeschlossen.Der Hirschberg weist im wesentlichen die gleiche Struktur und Entwicklungsgeschichte auf, ist jedoch in mehrere Schollen untergliedert. Die BetrÄge der differentiellen Absenkung liegen zwischen 150 und 260 m. Infolge der Zerblockung innerhalb des Ringbruches intrudierte Basalt vorwiegend im Bereich der Verwerfungen, also am Ringbruch und zwischen einzelnen Schollen.Drei kleinere Strukturen enthalten ebenfalls geschichtete Pyroclastica und weisen maximale AbsenkungsbetrÄge von 600, 1100 und 1400 m auf.Im Bereich der ursprünglichen ErdoberflÄche müssen infolge der Einbrüche tiefe Krater vorgelegen haben, die als kleine Einbruchscalderen bezeichnet werden können.

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Résumé Aux alentours du «Donnersberg» dans la «Saar-Nahe-Senke» (Palatinat, Sudouest de l'Allemagne) des brèches volcaniques du Permien inférieur sont conservées à l'intérieur de structures d'effondrement. Celles-ci se trouvent au lieu mÊme de la cheminée originale et à ses alentours immédiats.Une de ces structures, le «Rödern», est caractérisée par des dépÔts pyroclastiques — fins à la base et plus grenus vers le sommet — couvrant des laves basaltiques à olivine. L'effondrement à l'intérieur d'une faille annulaire et une subsidence différentielle de 500 à 700 m ont eu comme résultat une structure rappelant un entonnoir. Les dépÔts pyroclastiques stratifiés reposent, quoiqu'avec un pendage fort, toujours en superposition normale et non faillés sur les basaltes à olivine qui eux aussi ont été affectés par la subsidence.A la cheminée mÊme on constate l'affaissement de grands panneaux de roches encaissantes suivi de l'effondrement de tout le remplissage de cheminée. L'activité s'achève par des venues d'une «high-alumina Quarz-Tholeiite».Le «Hirschberg», dont la structure et l'évolution ressemblent à celles du «Rödern», est caractérisé par une fragmentation du bloc effondré. L'affaissement de différents panneaux varie entre 150 et 260 m. Suite à la fragmentation de nouvelles venues basaltiques prennent place, soit le long de la faille annulaire, soit le long des failles entre les differents panneaux.Des dépÔts pyroclastiques stratifiés sont conservés encore dans trois autres structures plus petites. L'affaissement à l'intérieur de ces structures est de 600, 1100 et 1400 m au maximumQuant à la morphologie de la région après l'effondrement, on peut supposer qu'elle était caractérisée par l'existence de cratères profonds (caldères d'effondrement).

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, Donnersberg ( -, ) , . - Rödern - , . - 500–700 , . , .- , . . - Hirschberg, , , . 150–260 . , . . . - ; 600, 1100 1400 . - , , , , .

     

Mitteilungen der Österreichischen Mineralogischen Gesellschaft

Ohne Zusammenfassung     

Orogene Schollentektonik und granitoide Mobilisation im Westteil der Böhmischen Masse

Zusammenfassung Im vorwiegend bayerischen Westteil der Böhmischen Masse lassen sich Zusammenhänge zwischen dem Schollenbau und der orogen-tektonischen Verformung des saxothuringischen Varistikums erarbeiten. Dabei gewinnt die Schollentektonik im rigiden Rückland des Orogens, die Schollengruppe des moldanubischen Blockes als Kraton, ihre besondere Bedeutung durch die Ausbildung mächtiger, planarer Scherzonen im Grenzbereich zwischen Ober- und Unterkruste. Diese planaren Scherzonen vorwiegend migmatischer Ausbildung stellen den wichtigsten Bereich granitoider Mobilisation im kratonen Rückland von Orogenen dar. Als Ursache der granitoiden Mobilisation wird die Umsetzung von mechanischer Energie in Wärme bei der Scherung (Reibungswärme) angesehen. Am Beispiel der geotektonisch gut einstufbaren Verhältnisse in Scherzonen epizonalen Niveaus wird die Verbindung von planarer Schertektonik und granitoider Gesteinsbildung auf eine breitere Basis gestellt (Beispiel der Epigneise u. a. Orthogneise des Fichtelgebirges). Dabei läßt sich zeigen, daß mit der Tiefenlage einer planaren Scherzone das Ausmaß granitoider Mobilisation zunimmt. Von den mächtigen planaren Scherzonen kann eine regionale Thermometamorphose (Regionalmetamorphose) ausgehen.Die dargestellten Zusammenhänge zeichnen ein neues Modell für Orogene, deren Einengung auf den Tangentialschub angrenzender und von ihrer Unterlage abgescherter Kraton-Schollen beruht. Dieses Modell erlaubt nicht nur die Synthese von orogenen Einengungsbewegungen mit der kratonen Schollentektonik, sondern auch die Verknüpfung der Faltungsphasen mit den synorogenen granitoiden Prozessen weit im Rückland eines Orogens.

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In the western Bavarian part of the Bohemian Massif, block tectonics are genetically related to the orogenic folding of the Variscan Saxothuringicum. Within the rigid hinterland of the German Variscan (Moldanubicum) planar shearing zones occur, which coincide with the lower boundary of the crustal blocks moved. These planar shearing zones of predominantly migmatic development belong to the broad borderzone between upper and lower crust. They represent the most important realm of granitoid mobilization within the rigid hinterland of orogens. This type of anatectic mobilization is supposed to be caused by transformation of mechanical energy into heat by shearing (friction).An example of anatectic mobilization by friction is found in the so-called epigneisses of the Fichtelgebirge (north-eastern Bavaria). These rocks are identical with planar shearing zones in crustal levels of epizonal facies. Granitic orthogneisses of planar form and structure are supposed to be anatectic products of friction in some deeper crustal levels. The quantity of granitoid mobilization increases with depth and thickness of the shearing zones. Planar shearing zones of orthogneiss character may cause regional thermo-metamorphism (regional metamorphism). The relations demonstrated provide a new model for orogeny whose compression is caused by tangential movement of adjoining rigid crustal blocks. This model not only relates compressional tectonics of the orogen to block tectonics of the craton, but also explains the temporal coincidence of folding within the orogen and granitic magmatism far in the hinterland of an orogen.

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Résumé La partie ouest bavaroise du massif de Bohême présente une structure de glaçons en connexion avec la déformation orogène tectonique du «Varisticum» saxo-thuringique. La signification particulière de la tectonique des glaçons à l'arrière de l'orogène — groupe des glaçons du bouclier moldanoubique — repose sur la formation de vastes zones planes de cisaillement, régions limitrophes des croûtes, inférieure d'une part et supérieure d'autre part. Ces zones, en grande partie d'origine migmatique, représentent les plus importantes mobilisations granitiques à l'arrière de l'orogène. La mobilisation granitique aurait été causée par la transformation de l'énergie mécanique en énergie calorifique grâce aux forces de frottement.De par ses conditions géotectoniques bien classées dans des zones de cisaillement — au niveau de l'épizone — un exemple démontre le lien entre la tectonique des zones planes de cisaillement et la formation du granite (exemple de l'Epigneiss: Orthogneiss du «Fichtelgebirge»). L'auteur écrit que l'étendue de la mobilisation granitique augmente avec la profondeur de la zone plane de cisaillement. D'immenses zones de cisaillement peuvent donner naissance à un métamorphisme régional.La connexion décrite présente un nouveau modèle pour l'orogène dont le resserrement est dû à la poussée tangentielle des glaçons cratogènes limitrophes ayant glissé de leur socle.

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Griquait mit rhombischem Pyroxen (Granatwebsterit) von Borek bei Stupná bei Křemže (Krems) in Böhmen

Zusammenfassung Es wird das Vorkommen von Griquait mit rhombischem Pyroxen (Granatwebsterit) von einem Feld am Borekwald, kaum 1 km westlich von der Gemeinde Stupná bei Keme südöstlich von eské Budjovice (Böhm. Budweis), beschrieben. Den Mineralgehalt des untersuchten Gesteines bilden Enstatit, Endiopsid, Pyrop, Amphibol, Spinell, Plagioklas und ein Mineralgemengteil in Form von Kelyphit oder Symplektit. Das Gestein fällt durch seinen hohen Gehalt an Magnesium auf. Es wird für saures Äquivalent der Peridotite gehalten.

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Griquaite with orthorhombic pyroxene (Garnetic Websterite) from Borek at Stupná near Keme in Bohemia

Summary The occurrence of griquaite with orthorhombic pyroxene (garnetic websterite) is described; it lies in a field near the Borek forest, scarcely 1 km west of the village Stupná near Keme, SE of eské Budjovice (South Bohemia). The mineral content of the rock studied consists of enstatite, endiopside, pyrope, amphibole, spinel, plagioclase and a mixture of minerals in the form of kelyphite or symplectite. The rock is interesting because of its high magnesium content. It is considered to be an acid equivalent of peridotite.

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Mit 1 Abbildung     

Ariégite,Spinell-Peridotite und Phlogopit-Klinopyroxenite aus dem Tuff von Tobaj im südlichen Burgenland

Zusammenfassung Der nephelinbasanitische Tuff von Tobaj im südlichen Burgenland führt Einschlüsse von Ariégiten, Spinell-Peridotiten und Phlogopit-Klinopyroxeniten. Chemische Untersuchungen an den Gesteinen und ihren koexistierenden Mineralphasen führen zu der Annahme, daß die Spinell-Peridotite und Ariégite in Bereichen des oberen Erdmantels im Zusammenhang mit der Bildung basischer Schmelzen entstanden sind. Die Bildung der Phlogopit-Klinopyroxenite fand dagegen unter Bedingungen, die tieferen Krustenbereichen entsprechen, statt.

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Ariégites, spinel-peridotites, and phlogopite-clinopyroxenites from the Tuff of Tobaj, southern Burgenland, Austria

Summary Nephelinbasanitic tuffs near Tobaj, Burgenland (Austria), contain inclusions of ariégites, spinel-peridotites, and phlogopite-clinopyroxenites. The chemical compositions of the rocks and of their coexisting minerals are indications for a probable formation from a basic magma of both the ariégites and the spinel-peridotites in the upper earth mantle. The phlogopiteclinopyroxenites were formed in the deeper part of the earth crust.

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Mit 3 Abbildungen

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Herrn Prof. DDr.H. Wieseneder zum 65. Geburtstag gewidmet.     

Cyanit und Sillimanit in moldanubischen Granuliten

Zusammenfassung Der Cyanit tritt immer nur in biotitfreien Granuliten auf; in den biotitreicheren kommt Sillimanit vor. Der Cyanit gehört einer frühen Kristallisationsphase im polymetamorphen Ablauf der Granulitgenese an und ist immer älter als der Sillimanit. Cyanit kann sich direkt in Sillimanit umwandeln, meistens jedoch wächst der Sillimanit unabhängig von Cyanit. Die Fe-Gehalte beider Aluminiumsilikate werden angegeben und die Granulitgenese kurz diskutiert.

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Kyanite and sillimanite in moldanubian granulites

Summary Kyanite always occurs in granulites free from any biotite; in micaceous granulite kyanite is replaced by sillimanite. Kyanite belongs to an early phase of crystallization with in the polymetamorphic genesis of the granulite complexes, and is therefore older than sillimanite. Sillimanite may grow directly out of kyanite, in most cases, however, sillimanite appears to grow independently from kyanite. The iron-contents of both aluminium-silicates are indicated and the genesis of the granulites is shortly discussed.

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Mit 8 Abbildungen

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Herrn Prof. DDr.H. Wieseneder zum 65. Geburtstag gewidmet.     

The crystal structure of Ca5(PO4)2SiO4 (Silico-Carnotite)

Summary The crystal structure of Ca₅(PO₄)₂SiO₄ (silico-carnotite) has been determined from 3358 x-ray diffraction data collected by a counter method and has been refined toR _w =0.038,R=0.045, in space group Pnma. The unit cell parameters area=6.737 (1) Å,b=15.508 (2) Å andc=10.132 (1) Å at 24°C;Z=4. The observed density is 3.06 and the calculated density is 3.03 g · cm^–3. The crystal contains about 2.5% V₂O₅ as an impurity. The bond lengths within the tetrahedral anions suggest that substitution or disorder of PO₄ ^3–, SiO₄ ^4– and possibly VO₄ ^3– occurs among the anion sites. The structure has some relationship to that of Ca₅(PO₄)₃OH, the predominant inorganic phase in the human body, but suggests that the Ca₅(PO₄)₃OH type structure may not be stable without some of the OH positions being filled. Ca₅(PO₄)₂SiO₄ is more closely related to K₃Na(SO₄)₂ (glaserite) if it is considered that there are systematic cation vacancies in Ca₅(PO₄)₂SiO₄.This type of structure is consistent with the view that cation vacancies in the glaserite-type structure account for solid solutions between Ca₂SiO₄ and Ca₃(PO₄)₂ and between Ca₃(PO₄)₂ and CaNaPO₄.

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Die Kristallstruktur vonCa ₅(PO ₄)₂ SiO ₄ (Silicocarnotit)

Zusammenfassung Die Kristallstruktur von Ca₅(PO₄)₂SiO₄ (Silicocarnotit) wurde aus 3358 Röntgendiffraktometer-Daten bestimmt und in Raumgruppe Pnma aufR _w =0,038,R=0,045 verfeinert. Die Gitterkonstanten (bei 24° C) sind:a=6,737 (1) Å,b=15,508 (2) Å undc=10,132 (1) Å,Z=4; D_obs.=3,06 g · cm^–3, D_exp.=3,03 g · cm^–3. Der Kristall enthält etwa 2,5% V₂O₅ als Verunreinigung. Die Bindungslängen in den tetraedrischen Anionen legen nahe, daß unter den Anionenplätzen gegenseitige Vertretung oder Unordnung von PO₄ ^3–, SiO₄ ^4– und möglicherweise VO₄ ^3– auftritt. Die Struktur zeigt einige Verwandtschaft zu der von Ca₅(PO₄)₃OH, der wichtigsten anorganischen Substanz im menschlichen Körper, weist aber darauf hin, daß eine Struktur vom Ca₅(PO₄)₃OH-Typ ohne Besetzung eines Teiles der OH-Position nicht stabil ist. Ca₅(PO₄)₂SiO₄ zeigt engere Beziehungen zu K₃Na(SO₄)₂ (Glaserit), wenn man berücksichtigt, daß in Ca₅(PO₄)₃SiO₄ systematische Kationen-Leerstellen sind. Dieser Strukturtyp ist mit derAuffassung in Übereinstimmung, daß Kationenleerstellen für die festen Lösungen zwischen Ca₂SiO₄ und Ca₃(PO₄)₂ und zwischen Ca₃(PO₄)₂ und CaNaPO₄ verantwortlich sind.

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With 9 Figures     

Messung des Ultrarot-Pleochroismus von Mineralen. XI. Der pleochroismus der OH-Streckfrequenz in Rutil,Anatas, Brookit und Cassiterit

Zusammenfassung Rutile, Cassiterite und Brookite verschiedener Fundorte enthalten entsprechend einer scharfen Absorptionslinie bei =3 kleine Mengen von Hydroxyl-Gruppen. Die Zuordnung der Absorptionslinie zur OH-Streckschwingung wurde für diese drei Minerale durch die Linienverschiebung bewiesen, die man nach hydrothermaler Deuterierung beobachtet. Die ungefähre Orientierung der OH-Gruppen konnte aus dem Pleochroismus orientierter Kristallplatten abgeleitet werden, wobei polarisierte UR-Strahlung verwendet wurde. Es wird die strukturelle Deutung gebracht. Anatas alpiner Herkunft enthält keine oder nur sehr wenige OH-Gruppen.

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Measurement of the infrared-pleochroism in Minerals. XI. The Pleochroism of the OH-stretching frequency in rutile, anatase, brookite, and cassiterite

Summary Rutile, cassiterite, and brookite from several localities contain small amounts of hydroxyl groups, based on the presence of a sharp absorption line at =3. The attribution of the absorption line to the OH-stretching vibration is proved for the three minerals by the line shift which is caused by hydrothermal deuteration. The approximate orientation of the OH-groups could be derived from the pleochroism as observed in oriented crystal plates with polarized IR-radiation. The structural interpretations are given. Anatase, however, from Alpine fissures contains no or undedectable amounts of OH-groups.

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Mit 8 Abbildungen     

Distribution of nickel,copper and zinc in the volcanic series of Erta'Ale,Ethiopia

NI, Cu and Zn were measured polarographically in 34 samples of volcanic rocks from the chain of Erta'Ale, Ethiopia. In this chain all rock types from picritic basalts to alkaline and peralkaline rhyolites can be found. The series is marked by a considerable iron enrichment in the intermediate stages. The distribution of Ni, Cu and Zn in the series emphasizes the efficiency of the crystal-field theory in accounting for the behaviour of the elements during magmatic fractionation. Nickel shows a regular variation throughout the trend. The variation of copper is similar to that of iron, but the relative rates of enrichment and depletion show that they are not necessarily associated with the same mineral phases. The behaviour of Zn is rather irregular.