Alkaline and ultramafic carbonate lamprophyres in Central Bohemian carboniferous basins,Czech Republic

Summary Dykes of alkaline and ultramafic carbonate lamprophyres (monchiquite-ouachitite and aillikite) intrude the Carboniferous sediments of Central Bohemia. Their characteristic feature is the presence of substantial amounts of a sodalite group mineral (presumably haüyne), carbonate and barite. Isotopic compositions of ¹³C (–3.4 to –6.2) and ¹⁸O ( + 13.5 to + 15.9) indicate that the carbonate is of primary magmatic origin and that fluids were formed at temperatures of 500 to 350°C. High contents of CO₂ (3.6 to 17.6 wt.%) and incompatible elements, high LREE/HREE ratios (30.0 to 57.7), and low Rb/Sr (0.025 to 0.078) and⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (0.7038 to 0.7042) ratios suggest the ultramafic lamprophyres are related to deep-seated carbonated magmas of mantle origin. Low degree of partial melting ( < 1%) of the mantle peridotite is envisaged, with additional transport of fluids rich in incompatible elements into the crustal chamber. Alkaline lamprophyres are fractionated derivatives which originated from the same source. Magma intrusion from different levels of a magma chamber into fracture zones under horizontal tension without a central intrusion could result in variability in lamprophyre composition (cumulates or evolved derivatives).

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Alkalische und ultramafische Karbonat-Lamprophyre der zentralen böhmischen Karbonbecken, Tschische Republik

Zusammenfassung Alkalische und ultramafische Karbonat-Lamprophyrgänge (Monchiquit-Ouachitit und Aillikit) intrudieren in karbonische Sedimente Zentralböhmens. Sie sind charakterisiert durch das Auftreten von beträchtlichen Mengen an Mineralen der Sodalith-Gruppe (v.a. Haüyn), Karbonaten und Baryt. Ihre Isotopenzusammensetzung von ¹³C (–3.4 bis –6.2) und ¹⁸O (13.5 bis 15.9) zeigt, daß die Karbonate primär magmatischen Ursprungs sind und daß assoziierte Fluide in einem Temperaturbereich von 350 bis 500°C gebildet wurden. Hohe Gehalte an CO₂ (3.6 bis 17.6 Gew. %), inkompatiblen Elementen, hohe LREE/HREE-Verhältnisse (30.0 bis 57.7), sowie niedrige Rb/Sr—(0.025 bis 0.078) und⁸⁷Sr/⁸⁶Sr-(0.7038 bis 0.7042) Verhältnisse lassen vermuten, daß die ultramafischen Lamprophyre mit karbonatischen Magmen des Mantels in Beziehung stehen. Eine niedrige Aufschmelzungsrate ( < 1%) von Mantelperidotit mit zusätzlichem Transport von, an inkompatiblen Elementen angereicherten Fluiden, in die krustale Magmenkammer wird diskutiert. Alkalische Lamprophyre sind als stärker fraktionierte Magmen, die derselben Quelle entstammen, zu verstehen. Die Intrusion der aus verschiedenen Bereichen der Magmenkammer stammenden Magmen in durch horizontale Dehnung verursachte Störungszonen könnte das Fehlen eines zentralen Intrusionskörpers und die unterschiedliche Zusammensetzung der Lamprophyre (Kumulate oder entwickelte Derivate) erklären.

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With 8 Figures     

The structure of the eastern border of the Andes in north-western Argentina

In the eastern border area of the Andes of north-western Argentina two structural units are represented: the Cordillera Oriental and the Sierras Subandinas.The Cordillera Oriental represents a structural unit of faulted blocks strongly uplifted in relation to the Sierras Subandinas. In the Cordillera Oriental, the metamorphic basement has been partially folded together with the sedimentary cover. In some cases the cover has been detached away from its substratum and folded independently of it.It was generally accepted that the Sierras Subandinas coincide with big asymmetrical anticlines produced in the cover rocks by tilting of rigid basement blocks. The detailed geological mapping of the region situated between the parallels 24° 45 and 26° latitude south and the meridians 64° 30 and 66° west has provided data that permit to modify considerably this scheme.The existence of important strike-slip faults running highly oblique to the main regional structural pattern and controlling the shape of the Sierras Subandinas folds has been verified. These highly oblique faults with strike-slip movements, that affect the whole region, are probably ancient lineaments reactivated during Andean diastrophism in Upper Pliocene to Early Pleistocene time.

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Zusammenfassung Im östlichen Grenzgebiet der Anden im nordwestlichen Argentinien liegen zwei strukturell unterschiedliche Einheiten vor, die Cordillera Oriental und die subandinen Sierren (Sierras Subandinas).Die Cordillera Oriental besteht aus Leistenschollen eines leicht metamorphisierten Sockels. Sie ist als Ganzes im Verhältnis zu den subandinen Sierren stark herausgehoben worden. In der Cordillera Oriental wurde dieser Sockel zum Teil zusammen mit seinen sedimentären Deckschichten verfaltet, zum Teil wurden sie aber auch von ihrem Unterlager abgeschert und unabhängig von ihm gefaltet.Bisher wurde allgemein angenommen, daß die subandinen Sierren aus großen assymmetrischen Falten aufgebaut werden, die in den Deckschichten durch Kippung starrer Blöcke im tieferen Untergrund hervorgerufen wurden. Die genaue geokartographische Aufnahme eines Gebietes zwischen den Breitenkreisen 24° 45 und 26° südl. Breite und den Längenkreisen 64° 30 und 66° westl. Länge erbrachte Daten, die es erlauben, diese Vorstellung erheblich zu modifizieren.Weit durchhaltende Seitenverschiebungen, die die übergeordneten Strukturen des gesamten Gebietes schräg durchziehen und die Gestalt der Falten in den Sierren erheblich beeinflussen, wurden nachgewiesen. Sie stellen wahrscheinlich alte, präandine Lineamente dar, die während der Anden-Orogenese im Jungtertiär bis Altpleistozän reaktiviert Wurden.

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Resumen En el borde oriental de los Andes del Noroeste Argentino están representadas dos unidades estructurales: la Cordillera Oriental y las Sierras Subandinas.La Cordillera Oriental es una unidad constituida por bloques fallados y, en conjunto, elevada con respecto a las Sierras Subandinas. En la Cordillera Oriental el basamento metamórfico ha sido parcialmente plegado junto con la cobertura sedimentaria. En algunos casos lo cobertura ha sido despegada de su substrato y plegada independientemente.En general se aceptaba que las Sierras Subandinas coincidian con grandes anticlinales asimétricos producidos en la cobertura sedimentaria por el basculamiento de bloques rígidos de basamento situados en el subsuelo. La cartografía geológica-estructural detallada de la región comprendida por los paralelos 24° 45 y 26° S y los meridianos 64° 30 y 66° W ha proporcionado datos que permiten modificar considerablemente este esquema.Se ha comprobado la existencia de importantes fallas transcurrentes, fuertemente oblicuas con respecto a la estructura regional, que han tenido profunda influencia sobre la forma de los pliegues subandinos. Estas fallas oblicuas son probablemente lineamientos antiguos en los que el diastrofismo Andico (Plioceno-Pleistoceno) ha producido considerables desplazamientos paralelos al rumbo de los mismos.

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Résumé Dans la bordure orientale des Andes du Nord-ouest de l'Argentine, deux unités structurales différentes sont présentes: les Sierras subandines et la Cordillère orientale.La Cordillère orientale est composée d'un socle faiblement métamorphique faillé en blocs fortement surélevés par rapport aux Sierras subandines. Dans la Cordillère orientale, ce socle métamorphique a été en partie plissé avec sa couverture sédimentaire; mais parfois celle-ci a été décolée de son substratum et plissé indépendentement.Jusqu'à présent, on admettait que les Sierras subandines sont constituées de grands anticlinaux assymétriques produits dans la couverture par l'ascension de blocs faillés du socle. La cartographie géologico-structurale detaillée de la région comprise entre les parallèles 24° 45 et 26° de latitude sud et les méridiens 64° 30 et 60° ouest conduit à modifier considérablement ce schéma.D'importants décrochements très obliques par rapport à la direction de la structure régionale et qui ont fortement influencé la forme des plis subandins sont probablement des accidents anciens rajeunis pendant le diastrophisme andin au cours du Pliocène supérieur et du Pléistocène inférieur.

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- : Cordillera Oriental Sierras Subandinas. . . ; . , , . 24°45 26° 64°30 66° . , , . , , , , .

     

Effects of groundwater flow on mineral diagenesis, with emphasis on carbonate aquifers

 This article provides a critical synopsis of the effects of groundwater flow on mineral diagenesis. Emphasis is placed on those aspects and processes that change porosity and permeability in carbonate aquifers, because they are of particular importance to human societies as sources of supplies of water for human consumption (drinking, irrigation) and of crude oil and natural gas. Diagenetic settings in carbonates as well as clastics are generally ill defined. This paper proposes a new comprehensive classification of diagenetic settings into near-surface, shallow-, intermediate-, and deep-burial diagenetic settings; hydrocarbon-contaminated plumes; and fractures. These settings are defined on the basis of mineralogy, petroleum, hydrogeochemistry, and hydrogeology. This classification is applicable to all sedimentary basins. Diagenesis is governed by various intrinsic and extrinsic factors that include thermodynamic and kinetic constraints, as well as microstructural factors that may override the others. These factors govern diagenetic processes, such as dissolution, compaction, recrystallization, replacement, and sulfate–hydrocarbon redox-reactions. Processes such as cementation, dissolution, and dolomitization require significant flow of groundwater driven by an externally imposed hydraulic gradient. Other processes, such as stylolitization and thermochemical sulfate reduction, commonly take place without significant groundwater flow in hydrologically nearly or completely stagnant systems that are geochemically "closed." Two major effects of groundwater flow on mineral diagenesis are enhancement and reduction of porosity and permeability, although groundwater flow can also leave these rock properties essentially unchanged. In extreme cases, an aquifer or hydrocarbon reservoir rock can have highly enhanced porosity and permeability due to extensive mineral dissolution, or it can be plugged up due to extensive mineral precipitation. Received, April 1998 · Revised, July 1998 · Accepted, September 1998     

Geochemistry of newly discovered quaternary Shiribeshi Volcano,Northeast Japan Sea

Summary Shiribeshi Seamount is located to the east of the Okushiri Ridge, in the northeast Japan Sea. Whole rock K-Ar age of olivine-augite andesite dredged from the Seamount was determined to be 0.9 ± 0.2 Ma (Tsuchiya et al., 1989), indicating that Shiribeshi Seamount is a Quaternary volcano in the back-arc region off the junction of the Northeast Japan and Kurile arcs. Shiribeshi volcano is composed of basalt to rhyolite, which show a typical island arc calc-alkaline nature on the basis of petrographical characteristics of 95 samples dredged from four sites. Abundances of incompatible elements including K, Rb, Sr, Nb, P, Ti, Y and Zr in 16 representative rocks are discussed, together with those in the Quaternary volcanic rocks from the NE Japan and Kurile arcs in terms of compositional variation across the arcs. The estimated composition of the primary magma of Shiribeshi volcano is characterized by higher incompatible element contents and a higher Zr/Y ratio than primary magmas in the volcanic front side. Based on HFS element concentrations the degree of partial melting for three primary magmas of Oshima-Oshima, Shiribeshi and Rishiri volcanoes in the northeast Japan Sea may decrease gradually with increasing distance from the volcanic front. However, LIL element contents, especially K and Rb are lower in the primary magma of Rishiri volcano located far from the volcanic front than in the remaining two primary magmas, which would imply that LIL/HFS ratios (or degree of contribution of LIL elements originating from the subducted oceanic crust) become minimal at Rishiri volcano. One basalt and three andesites from Shiribeshi volcano have the restricted range of low⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios of 0.70297–0.70300, which indicates that the magma source for Shiribeshi volcano may be slightly more enriched in Sr isotopic compositions than theN-type MORB source.

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Geochemie des neuentdeckten quartären submarinen Vulkans Shiribeshi im Nordöstlichen Japanischen Meer

Zusammenfassung Der Shiribeshi Seamount liegt östlich des Okushiri Rückens im nordöstlichen Japanischen Meer. Gesamtgesteins K-Ar Alter von Olivin-Augit-Andesiten von diesem Seamount ergeben Werte von 0,9 ± 0,2 Ma (Tsuchiya et al., 1989), und weisen darauf hin, daß Shiribeshi ein quartärer Vulkan im back-arc Bereich nahe dem Kreuzungspunkt des nordostjapanischen und des Kurilen-Inselbogens ist. Er besteht aus Gesteinen, deren Zusammensetzung von Basalt bis Rhyolit reicht. Petrographische Daten von 25 Proben, die von vier submarinen Lokationen durch Dredging aufgesammelt wurden, weisen auf eine typische kalk-alkalische Inselbogenzusammensetzung hin. Die Verbreitung von inkompatiblen Elementen, die unter anderem K, Rb, Sr, Nb, P, Ti, Y und Zr umfassen, in 16 representativen Proben wird zusammen mit denen von quartären vulkanischen Gesteinen aus dem nordöstlichen Japanischen und den Kurilen-Inselbogen diskutiert; dabei wird Variationen der Zusammensetzung über die Bögen hinweg besondere Beachtung geschenkt. Die so ermittelte Zusammensetzung des primären Magmas des Shiribeshi Vulkans wird durch höhere inkompatible Elementgehalte und höhere Zr/Y Verhältnisse charakterisiert, wenn man sie mit primären Magmen an der vulkanischen Stirn des Inselbogens vergleicht. HFS Element-Konzentrationen lassen erkennen, daß der Grad teilweiser Aufschmelzung für drei primäre Magmen von Oshima-Oshima, Shiribeshi und Rishiri im nordöstlichen Japanischen Meer graduell mit zunehmender Entfernung von der vulkanischen Stirm abnimmt. Die Gehalte an LIL Elementen und besonders an K und Rb sind in dem primären Magma des Rishiri Vulkans, der weit von der vulkanischen Front entfernt liegt, höher als in den zwei anderen primären Magmen. Dies weist darauf hin, daß LIL/HFS Verhältnisse (oder der Beitrag von LIL Elementen, die aus subduzierter ozeanischer Kruste stammen) am Rishiri Vulkan ein Minimum erreichen. Ein Basalt und drei Andesite von Shiribeshi zeigen⁸⁷Sr/⁸⁶Sr Verhältnisse von 0,70297 bis 0,70300; dies läßt erkennen, daß die Quelle des Magmas für Shiribeshi etwas mehr an⁸⁷Sr angereichert war, als dieN-Typ Quelle.

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With 7 Figures     

Untersuchungen zur Metamorphose in den westlichen Hohen Tauern (Österreich)

Zusammenfassung In einem metamorphen Gebiet (westliche Hohe Tauern, Österreich), das P-T-Bedingungen von der niedrigen Grünschieferfazies bis zur Amphibolitfazies zeigt, wird die aufsteigende Metamorphose in ehemals pelitischen, mergeligen sowie in basaltischen und ultramafitischen Gesteinen beschrieben.Vergleiche mit experimentell ermittelten Gleichgewichtsdaten erlauben die Abschätzung einer Metamorphose-Temperatur von ca. 400 bis 600°C. Verschiedene Mineralparagenesen deuten auf eine druckbetonte Metamorphose.

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Petrological investigation of metamorphic rocks of the Western part of the Hohe Tauern (Austria)

Summary In the Western part of the Hohe Tauern (Austria) P-T-conditions of metamorphism range from low greenschist facies to amphibolite facies. Progressive metamorphism is demonstrated in rocks of pelitic, calcareous, and basaltic composition and in ultramafic rocks.Comparison with experimental data indicate temperatures of 400 to 600°C. Various mineral parageneses indicate high-pressure metamorphism.

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Mit 6 Abbildungen     

Petrographische und Kalium-Argon-Untersuchungen an basischen tertiären Vulkaniten zwischen Westerwald und Vogelsberg

Between the upper tertiary volcanic areas of Westerwald and Vogelsberg (central Western Germany) occur more than 40 isolated tertiary volcanic dikes, eroded necks, plugs and domes. Twelve of these volcanic rocks have been investigated petrographically and chemically and classified by means of their modal and chemical composition. Additional modal analyses have been performed on seven other volcanics. On seventeen volcanic occurences K-Ar-whole rock age determinations have been made. The K-Ar age determinations yield- with the exception of an olivine-nephelinite — values between 27 and 15 Ma. Regarding the known intervals of volcanic activities of the Westerwald- and Voge1sberg-areas, most of the examined volcanics can be related genetically with one of the adjacent volcanic areas. There seems to be no geographical overlapping of volcanics showing Westerwaldages and Vogelsberg-ages. A possible influence of excess-Ar-bearing phases (e. g. mantle xenoliths) and an Ar-loss of constituent matter of the groundmass have been estimated by additional age determinations of enriched samples. These influences — partially compensating each other — may shift the K-Ar whole rock age to a maximum of 5 % and thus do not exceed the dimension of the standard deviations. A distinct NNE-SSW-striking fault in the region between Marburg and Gießen is situated parallel with the eastern border of the “Rheinisches Schiefergebirge”. Volcanics showing Westerwald-age and Vogelsberg-age respectively reach this fault, but obviously do not overlap it. Relations between rock-type an rock age, as it has been observed for the volcanics of the northern Hessian Depression (Kreuzer et al. 1973;Wedepohl 1982) cannot be proved certainly. On the other hand, similar to the basaltic rocks of the northern Hessian Depression, the youngest volcanic product is an olivine-nephelinite (9 Ma).     

The southern agglomeration zone of the GDR — Regional structure and development

Agglomeration areas in the GDR are those regions, which are characterized by an above average level of regional concentration of productive forces and their conditions of reproduction. The economic potential concentrated in these regions represents a large part of the national economy. It is possible to describe the territorial structure of these agglomeration areas by general indices (agglomeration core — agglomeration field — agglometation fringe; polycentric node-band-structure), but also the individual features of each one of these regions are to be attended. They are expressed for the first time by several forms of localization of plants and by the structure of settlements and settlement networks. The present main tendencies in the development of the agglomeration regions are:

They succeeded in minimizing the regional disparities of productivity between different agglomeration regions and within them, and in stabilizing the economic position of these regions by systematic measures for investment and rationalization and the hereby influenced structural changes.

At present and up to 1990 the completion of housing programme is of foremost importance by which the main activities will shift from the urban fringe to the centres of the cities; provincial towns and smaller settlements will also participate in this programme.

The main target of these activities is to remove imperfect structures and other burning problems of the agglomeration regions step by step. Geographical Institutes are dealing with the management of these tasks too.     

Coeval argon‐40/argon‐39 ages of moldavites from the Bohemian and Lusatian strewn fields

Abstract— ⁴⁰Ar/³⁹Ar ages of four tektites (moldavites) from southern Bohemia (near ?eské Budějovice, Czech Republic) and a tektite from Lusatia (near Dresden, Germany) have been determined by 11 step‐degassing experiments. The purpose of the study was to enlarge the ⁴⁰Ar/³⁹Ar data base of moldavites and to check the age relations of the Bohemian and Lusatian samples. The mean plateau‐age of the Bohemian samples, which range from 14.42 to 14.70 Ma, is 14.50 ± 0.16 (0.42) (2σ) Ma (errors in parentheses include age error and uncertainty of standard monitor age). The plateau age of the Lusatian sample of 14.38 ± 0.26 (0.44) (2σ) Ma confirms the previously published ⁴⁰Ar/³⁹Ar age of 14.52 ± 0.08 (0.40) (2σ) Ma, and demonstrates that the fall of Lusatian and Bohemian tektites were contemporaneous. Because of their geochemistry and their ages there is no doubt that the Lusatian tektites are moldavites. Accepting that moldavites are ejecta from the Nördlinger Ries impact, the new ages also date the impact event. This age is slightly younger (about 0.2–0.3 Ma) than the age suggested by earlier K‐Ar determinations.