Geologische Beobachtungen an der Küste und auf dem Schelf von Kephallinia (Ionische Inseln)

The largest Ionian island Cephalonia is situated on the edge of the Greek shelf. To the west the slope (20% average) extends to the Ionian fault scarp. This area is characterized by young tectonic activity (last disastrous earthquake in 1953) with dominant N-S and NE-SW fault directions. This paper constitutes the first account of the marine and Quaternary geology of Cephalonia. Late Pleistocene (? Tyrrhen III) red algae-rich limestones - up to 6,5 m thick - with interbedded sand layers transgress steeply folded Plio-Pleistocene and Eocene sediments. In addition, relative sea level changes in Quaternary time are indicated by a submarine platform at ?26 m NN. and 5 elevated shorelines, partly with wave-cut notches and borings, at heights of about 15 m, 45 m, 90 m, 150 m and 190 m, whose correlation with other so-called high-sea-levels of the Mediterranean area is doubtful. Shore- and nearshore sediments mainly consist of eroded coast material and reworked Pliocene which locally crops out on the sea floor, The outer shelf sedimentation is characterized by the deposition of marly foraminiferal ooze which undergoes bioturbation. Because of strong currents the ridge between Cephalonia and Zante is free of recent sediment. A swash mark entirely composed of the tests of sessil foraminiferas (Miniacina miniacea) is described.     

Untersuchungen an spilitischen Gesteinen der variskischen Geosynkline in Nordwestdeutschland

21 samples of spilitic rocks of Devonian to Carboniferous age from NW-Germany have been analyzed for major elements, a large group of minor elements and the modal mineral composition. Their major element and mineral composition is comparable to Recent spilites from oceanic ridges. Major emphasis has been given to the absolute and relative abundance of the lanthanides and yttrium. Their pattern, which is most probably not altered during processes of spilitization is that of tholeiitic basalts occuring on the continents and in oceanic islands.Spilitization of the rocks under investigation is explained as a metamorphic process in a partially open system (loss of Si, Ca, and gain of H₂O, CO₂, Na) in a temperature range from 200° to about 400° C. Most abundant new minerals are: albite and chlorite; basaltic relict minerals are: plagioclase (high in Ca) and diopsidic pyroxene. Minerals typical for the temperature range mentioned are: prehnite, pumpellyite, actinolithe, epidote biotite. Microprobe analyses of several typical minerals are listed.

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Unsere Untersuchungen wurden im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 48 durchgeführt und die Probenpräparation sowie die Spektrenauswertung aus dessen Mitteln finanziert.

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Wir danken den Herren Dr. Alfred Schneider und Dr. Malte Gramse für die Durchführung der quantitativen Mikrosondenanalysen von zahlreichen Spilitmineralen (Tabelle 6).

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Die Herren Professor D. Meischner und Dr. J. Schneider, Göttingen, unterstützten uns bei der Probenauswahl im Kellerwald. Herr Dozent Dr. S. Meisl (Wiesbaden) überließ uns Proben Pumpellyit-führender Spilite für die Mikrosondenanalyse und das Zentrale Geologische Institut, Berlin, stellte die Probe Mellenbach (Gesteinsstandard BM) zur Verfügung.     

Analysis of the climatic signal in the South Dome,Greenland ice core

The purpose of this research was to investigate the statistical relationship between an oxygen isotope chronology from southern Greenland and climatic variables recorded at a coastal village. The response of the oxygen isotope time series to monthly temperature and precipitation data was calculated using a combination of principal components factor analysis and multiple regression analysis. Orthogonal eigenvectors extracted from 35 yr of climatic data reliably explained 59% of the temporal variance in mean annual oxygen isotope values. The response functions demonstrate an apparent seasonal reversal in the relationship between oxygen isotope values and temperature, with the response varying between a positive (direct) relationship in winter, spring, and autumn, and a negative (indirect) relationship in summer. The results, and their implications, are shown to be useful in the historical climatic reconstruction of the South Greenland region.     

Charakter der Verwitterungsresiduen im tropischen Kegelkarst und ihre Beziehung zum Formenschatz

Zusammenfassung Verwitterungsresiduen aus den Kegelkarstgebieten Jamaicas, Südmexicos und Puerto Ricos werden untersucht. Es ergeben sich die unterschiedlichsten Bildungen: von Rendzinen bis zu tropischen Rotlehmen; von Schluffen bis zu reinen Tonen; von kieselsäurereichen siallitischen Verwitterungsresiduen bis zu fast kieselsäurefreien Alliten; von kanditreichen (Kaolinit, Halloysit) Tonen bis zu Gibbsit-Boehmit-Bauxiten.Im Vergleich mit Verwitterungsresiduen aus anderen Karstgebieten zeigte es sich, daß weder Bodentyp noch die Korngrößenzusammensetzung, noch die Tonmineralanalyse, noch die Bauschanalyse spezielle Eigenschaften der Verwitterungsresiduen aus den Kegelkarstgebieten offenbart. Auf die Möglichkeit, mit Hilfe des Molquotienten SiO₂ / Al₂O₃ + Fe₂O₃ (Bestimmung im HCl-Auszug!), der regional variierende Wert zeigt, eine Einordnung vorzunehmen, wird hingewiesen.Der Formenschatz des Kegelkarst wird durch die Verwitterungsresiduen beeinflußt. In die steil in die Tiefe wachsenden Cockpits werden die Verwitterungsresiduen eingeschwemmt. Diese dichten den Boden ab, hemmen das Tiefenwachstum und Seitenkorrosion setzt ein. Die Cockpits breiten sich korrosiv zur Seite aus, an den Kuppen entstehen Fußhöhlen. Bei völliger Abdichtung des Cockpitbodens — im allgemeinen nahe dem Vorfluterniveau — wachsen die Cockpits zusammen und die Karstkegel werden teilweise völlig aufgezehrt — es entsteht ein Reifestadium des Kegelkarst. Solche von Verwitterungsresiduen abgedichtete reife Kegelkarstgebiete können auch hoch über dem Vorfluter beständig sein wie an Beispielen aus Jamaica und Puerto Rico gezeigt wird.

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Weathering residues from the cockpit areas of Jamaica, South Mexico and Puerto Rico were analysed. They are very diverse: from rendzina soils to red soils (Rotlehm); from silt to pure clay; from siallitic (high silica content) residues to allitic (very low silica content) formations; from clays rich in kandite-minerals (kaolinite, halloysite) to bauxites containing gibbsite boehmite.Comparing the weathering residues with such of other limestones areas, it will be obvious that neither the soils, nor the grain-size distribution of the residues, nor the clay mineral-, nor the chemical analyses show typical values for the residues from cockpit karst areas. The author points to the possibility to classify the residues by the molecular content (analysed in a HCl extract) with the quotient SiO₂ / Al₂O₃ + Fe₂O₃.The weathering residues influence the relief in the cockpit karst areas. The residues were washed into the rapidly downward growing cockpits, they obturate the bottom, reduce the strong vertical corrosion, and lateral corrosion starts. We find a corrosive lateral widening of the cockpits and at the feet of the stacks caves (Fußhöhlen). If the residues totaly obturate the bottom — in normal case near the corrosion base level — the cockpits grow together and most of the stacks were put away by lateral corrosion — a late stage of cockpit karst arises.Such late cockpit karst, made tight by weathering residues, may be very constant even high over the corrosion base level as it will be demonstrated in some areas of Jamaica and Puerto Rico.

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Résumé Les résidus de la corrosion dans les régions du «Kegelkarst» de la Jamaïque, du Mexique du Sud et de Porto-Rico sont analysés. On trouve les composition les plus diverses: des rendzines jusqu'à la terre rouge (Rotlehm) tropicale; du Limon à l'argile pure; des résidus siallitiques riches en silice aux allites presque sans silice; des argiles riches en kandite (kaolinite, halloysite) aux bauxites (gibbsite-boehmite).En comparant ces résidus analysés avec ceux provenant d'autres régions karstiques on constate que ni le type de soil, ni la composition de la taille des matériaux, ni l'analyse des minéraux de l'argile, ni une analyse chimique totale révèle des caractères particuliers des résidus qui appartiennent à des régions de «Kegelkarst».On a la possibilité de faire une classification à l'aide du quotient molaire SiO₂ / Al₂O₃ + Fe₂O₃ (Analysé en extract de HCl) dont la valeur varie selon les régions.Les formes du «Kegelkarst» sont influencées par les résidus de la corrosion. Ceux-ci sont charriés dans les «cockpits» qui se creusent profondément. Cet enduit bouche le fond et ralentit ainsi l'accroissement en profendeur et une corrosion latérale commence. Les «cockpits» s'étendent à cause de la corrosion et à la base des Kegel se forment des caves. En cas d'un bouchage absolu du fond du «cockpit» — ce qui arrive en général près du lit des rivières subaériennes — les «cockpits» se joignent en croissant et les «Kegel» du karst sont quelquefois complètement consumés — ainsi commence une période de maturité du «Kegelkarst». De telles régions de «Kegelkarst» mûr qui sont obstruées par des résidus de la corrosion peuvent se maintenir aussi sur un niveau beaucoup plus haut que celui du lit des rivières subaériennes, ce qui est prouvé par l'exemple de la Jamaïque et de Porto-Rico.

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, -. : , - , , ( , ) - . , , , - . SiO₂/(Al₂O₃+Fe₂O₃). .

     

Über Beanspruchung und Verformung von Gesteinen

7 coaxial (p ₁>p ₂=p ₃) and 6 real triaxial (p ₁>p ₂>p ₃) compression tests (0,5 to 6 hours duration) on cubic samples of homogeneous, statistically low anisotropic marble from Auerbach (Germany) were made at room temperature and different ratios of the main pressures and rates of loading. 3 samples of strong anisotropic marble of Drama (Greece) were deformed at p ₁p ₂p ₃=841 and constant rate of loading in the three orientations: parallel, at 45° and perpendicular to the foliation (12 hours duration). As can be deduced from the orientation diagrams, the deformation proceeds mainly by twin gliding. In most of the tests reported here the symmetry of the external loading (coaxial or orthorhombic) can be correlated with the symmetry of the orientation diagrams. Real triaxial deformation (P ₁Nep ₂Nep ₃) produces two sets of planes ± perpendicular to each other as B B. In the tests with the strong anisotropic material the strain was measured in the three main directions and plotted as strain-time curves. When the foliation is oriented perpendicularly or even obliquely to p ₁ compression dominates at the beginning in the direction of the intermediate loading p ₂ producing preferred orientation of the twin lamellae. Later on there is compression in p ₁ and extension in p ₂ and p ₃. This phase of deformation is characterized by brittle fracture and increase of volume.     

Über Beanspruchung und Verformung von Gesteinen

A new real triaxial deformation apparatus for p ₁p ₂p ₃ tests and temperatures up to 700° C has been developed. In five creep tests over 8 hours the strain-time curves at 650° C for axial and orthorhombic symmetry of stress are plotted in the three main directions and compared with the petrofabric diagrams of the deformed material. In all tests the symmetry of the petrofabrics can be correlated with the symmetry of the external loading. From the strain-time curves it can be deduced that the intermediate loading p ₂ is of great influence in the stress-strain behavior.Syntectonic recrystallization is found to be common for all tests in the form of broad lensoid and irregular defined {01¯12} lamellae oriented favorably for twinning. Measurements of c-axes in newly recrystallized grains show preferential alingnement subparallel to the axis of maximum principal loading.

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Der Deutschen Forschungsgemeinschaft sei für die finanzielle Unterstützung der Untersuchungen besonders gedankt.     

Über das Relief einer ägäischen Insel

Zusammenfassung Das Aufsuchen von Flächenresten, meist in ausgereiften, wenig zerschnittenen Landschaften geübt, hat auch im stark zerschnittenen Hochgebirge Aussichten, wenn quantitative Methoden angewandt werden. Auf der nur 190 qkm großen, aber 1600 m hohen Insel Samothraki (Nordostägäis) können gesteinsunabhängige Verflachungen in 450 und 900 m heutiger Höhe auf der topographischen Karte (Äquidistanz 20 m) nicht erkannt werden, wohl aber auf einer Karte mit Linien gleicher Geländeneigungen (erste Ableitung der Höhe nach der Horizontaldistanz). Geomorphologische und geologische Folgerungen werden diskutiert; sie betreffen möglicherweise auch kristalline Verbände anderer ägäischer Inseln, deren Stellung im Orogen immer noch umstritten ist.

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A map of slope angles of Samothrace (190 sq. kms.) is presented; the way of construction is indicated. By this map Piedmont stages independent from rock conditions are recognizable at 450 m and 900 m above sea level. Probably during the Pleistocene period the mountain core of the island rose by at least 800–900 m. Older Pleistocene gravels transported from the north do not contain rocks of the mountain region now 1600 m high.It is recommended to scrutinize a possible continuity of uplift structures of Pre-Tertiary, Paleogene and Neogene age, and the mentioned Pleistocene elevation. After certain statements ofPhilippson (1959) such a countinuity is to be expected on other Aegaean islands, too. Once confirmed, this continuity would be in contradiction to current opinions of 1. high age of Aegaean cristalline rocks or 2. of nappe movements of its cover during the time concerned.

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Résumé On donne une méthode quantitative pour reconnaître des surfaces d'aplanissement dans la haute montagne très disséquée par l'érosion. Une carte avec des courbes de même inclination des pentes de l'île de Samothrace permet de reconnaître des aplanissements indépendants du sous-sol, et non visibles dans la carte topographique, à 450 m et 900 m sur la mer actuelle. Des conséquences géomorphologiques et géologiques sont discutées. Peut-être elles touchent aussi les bâtis cristallins des autres îles égéennes, dont la position dans l'orogène hellénique est encore interprétée de plusieures manières.

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, , . ( , 190 ², 1600 ) , 450–900 , ( ). , .