Zur genetischen Unterscheidung von gemeinen Klüften und Verschiebungen

Zusammenfassung Oft wird zwischen Klüften und Verschiebungen ein genetischer Zusammenhang gesehen. Neuere Untersuchungen lassen einen grundsätzlichen Unterschied erkennen: Die gemeinen Klüfte entstehen durch spröden Bruch im Anschluß an eine elastische Deformation; Verschiebungen und ihnen zugeordnete Klüfte gehen zumeist aus einer plastischen Deformation hervor. Auch sind Verschiebungen an begrenzte Zonen gebunden und meist gefügefremd, obwohl sie sich bestehenden Kluftsystemen anpassen können. Die Systeme der gemeinen Klüfte sind dagegen fast gleichmäßig auf weite Bereiche verteilt und passen sich dem bestehenden Gesteinsgefüge an. Zur Deutung der Bruchtektonik sollten deshalb klufttektonische Analysen nur mit äußerster Vorsicht herangezogen werden.

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Joints and faults are commonly regarded as genetically related. Recent investigations, however, tend to bring out a fundamental genetic distinction: Common joints form by brittle fracture following elastic deformation; faults result from ductile fracture. Moreover, faults and related joints are restricted to narrow zones and rarely conform with preexisting fabric, while common joints are regionally pervasive and are fabric controlled. When evaluating fracture analyses, therefore, the genetic distinction between common joints and faults must be borne in mind.

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Résumé On croit souvent devoir mettre en relation génétique joints et failles. Des études récentes permettent d'y voir une distinction. Les joints banaux proviennent d'une rupture cassante, à la suite d'une déformation élastique. Les failles suivent une rupture plastique. En plus, les failles et les joints qui leur sont apparentés sont restreints à des zones plus ou moins étroites et se conforment rarement à la structure interne de la roche, trandis que les joints banaux ont une distribution régionale, et sont liés à la structure interne. L'analyse des ruptures géologiques doit, par conséquent, tenir compte d'une distinction fondamentale entre joints banaux, et joints apparentés aux failles.

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Mass,Ablauf und Ursachen orogener Einengung am Beispiel des Rheinischen Schiefergebirges,Ruhrkarbons und Harzes

Zusammenfassung Ausgehend von einer Bilanz der effektiv erzielten Einengungsbeträge bei Gebirgsbildungsvorgängen — dargelegt am Beispiel wichtiger Teilstücke des Varistischen Gebirges in Mitteleuropa — wird der Frage nach dem Ablauf dieser Krusteneinengung und ihren Ursachen nachgegangen. Für das Ruhrgebiet im Bereich der Abb. 1 ist eine Verkürzung um 9 km auf heute 50 km quer zum Streichen, für das Rheinische Schiefergebirge im Querprofil Wiesbaden-Mülheim eine solche um 130 km auf heute 180 km anzunehmen. Für den Harz ergeben sich vergleichbare Werte.Dieser gewaltige Einengungsbetrag kann nicht in einer oder wenigen kurzfristigen tektonischen Phasen erreicht worden sein, sondern setzt langfristige Einengungsvorgänge in der Erdkruste voraus, die über große Zeiträume des Karbons, ja wohl auch schon des Oberdevons andauern. Entgegen der Auffassung, daß sich im Laufe der Entwicklung des Varistischen Gebirges und seiner Vorgeschichte Zeiten ruhiger epirogener Trogabsenkung und Geosynklinalfüllung mit kurzfristigen Akten gleichsam ruckartiger Faltung abwechseln, läßt die fazielle Analyse eher darauf schließen, daß Absenkung und Sedimentation der Saumsenke und Einengung des werdenden Gebirges mindestens seit dem Dinant III alpha zeitlich nebeneinander hergehen. Dabei rückt der Faltungsbereich im langfristigen Mittelwert jährlich um einige (etwa 1–3 mm) nach außen, in Richtung auf das Vorland vor. Als Ursache dieser Bewegungen kommt wohl nur langsames, aber nahezu stetiges Strömen des subkrustalen Substrates in Betracht, dem die Erdkruste passiv ausgesetzt ist.

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Starting with the ascertainment of effective balance of shortening resulting on account of compression during the orogeny, with examples quoted for the important parts of Hercynian Orogen (Varistisches Gebirge) in Middle Europe, the question of the shortening of the crust, its causes and effects were investigated. In Ruhr area (Ruhrgebiet) shown in fig. 1 an amount of shortening of 9 km to 50 km today is ascertained in a direction perpendicular to the strike direction of the structure. For the Rheinisches Schiefergebirge the amount of shortening in a cross-section from Wiesbaden to Mulheim/Ruhr (Germany) is estimated 130 km today to 180 km. Such a huge amount of shortening due to compression in one or a few short-termed tectonic phases is not possible, but it is rather due to a long continous compression in the Earsts Crust. This may have lasted for a long time; from the Carboniferous periods or may be from the time of Upper Devonian. In contrary to the opinion that during the time of Hercynian Orogeny and its prehistory, a calm epeirogenic subsidence and sedimentation in the geosyncline with minor disturbances due to diastrophism took place, the analysis of the facies early shows that subsidence and sedimentation in the foredeep (Saumsenke) and shortening in the growing orogen took place at least till Dinantian III alpha simultaneously. It is further noticeable that the region of diastrophism advances in a long-termed medium range with an yearly average of (1–3 mm) outwards in the direction of foreland. The possible considerable causes of these movements may be only due to the slow but continous streaming of the subcrustel substratum to which the Earths Crust reacts passively.

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Résumé Partant de valeurs du rétrécissement effectivement reconnues lors des processus de formation des chaînes montagneuses — par exemple dans des portions importantes de la chaîne varisque en Europe Centrale — l'auteur s'interroge sur le déroulement de ce raccourcissement de l'écorce et sur ses causes. On peut admettre un raccourcissement transversal de 9 Km sur les 50 Km actuellement mesurés pour la région de la Ruhr dans les limites du tableau 1, et de 130 Km pour le massif schisteux rhénan suivant le profil Wiesbaden-Mülheim dont la longueur actuelle est de 180 Km. Pour le Harz les valeurs obtenues sont comparables.Ce rétrécissement important n'a pu être atteint au cours d'une seule ou de quelques phases tectoniques de faible durée; il suppose par contre des processus de rétrécissement de longue durée dans l'écorce terrestre et qui persistent pendant de longues périodes au Carbonifère et même déjà au Dévonien supérieur. Contrairement à l'idée qu'au cours de l'évolution de la chaîne hercynienne et lors de son histoire antérieure, des périodes calmes de subsidence épirogénique et de remplissage géosynclinal alternent avec de brèves interventions à plissement saccadé, l'analyse des facies permet plutôt de conclure que affaissement et sédimentation dans la fosse limitrophe et rétrécissement dans la chaîne naissante s'effectuent simultanément tout au moins dès le Dinantien III alpha. Le domaine de plissement se propage donc vers l'extérieur en direction de l'avantpays, à la moyenne annuelle de quelques mm (1 à 3) calculée pour une longue période. Quant à la cause de ces mouvements, on en vient à penser à un courant du fond infracrustal, lent mais sensiblement constant, auquel l'écorce est passivement exposée.

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Herrn Prof. Dr. Dr. h. c.Erich Bederke zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Geomorphological models as a tool for environmental studies

Relief is understood as a fundamental component of the environmental system. The structure of geomorphodynamic processes and of the relief sphere as the main energy transformation surface is a determining factor for environmental conditions of both sites and areas. Modelling is the instrument of the applied and systems analytic approach to geomorphology. Geomorphological tools are appropriate means of determining, structuring, assessing and predicting the geoecological potential of the environment. This is demonstrated by quantitative and multivariate models to describe spatial patterns of the environment (fluvial network analysis) and to evaluate and present environmentally relevant geomorphological disposition (slope stability analysis).     

Über den Eisengehalt von Alumosilikaten aus Quarzknauern

Zusammenfassung Der Eisengehalt von Andalusiten und Disthenen aus Quarzknauern im Gebiet des Ötztaler—Stubaier Altkristallins wurde regional untersucht. Der Gehalt and Gesamteisen in primären Disthen liegt zwischen 0,17 und 0,22 Gew.% Fe₂O₃, während primäre Andalusite zwischen 0,26 und 1,93 Gew.% Fe₂O₃ schwanken. Dieser Unterschied in den Andalusiten wird auf ein wechselndes Angebot von Fe₂O₃ aus dem Nachbargestein der Knauern zurückgeführt.Ein Zusammenhang zwischen dem Eisengehalt der Andalusite und den verschiedenen Umwandlungsstadien Andalusit—Disthen konnte nicht nachgewiesen werden.

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On the iron content of alumosilicates in quartz nodules

Summary A determination of the regional distribution of the ironcontent of andalusites and kyanites in quartz-segregations of the Oetztal—Stubai crystalline complex gave values of 0.17–0.22% for the total iron in primary kyanite and 0.26–1.93% in andalusite. This difference is probably due to a variation in the Fe₂O₃-content in the country rocks of the quartz veins. No relationship between the iron-content in andalusite and the different stages of transformation from andalusite to kyanite could be established.

     

Geological development of Jabal al Akhdar,Libya

The northern Cyrenaic headland situated north of 32 degrees latitude between Benghází and Tubruq was subject of a geological mapping. This paper draws attention to the results of this geological survey concerning Upper Cretaceous and Tertiary facies development, paleogeography, tectonic and geomorphologic evolution.The essential part of the investigated area corresponds to Jabal al Akhdar (Green Mountains), a gently uparched plateau built of Upper Cretaceous and Tertiary sediments (mostly limestones, subordinate dolomites and marls). These sediments were deposited at the southern margin of the Tethys sea and were moderately folded, mainly during the intra-Senonian (pre-Campanian) and early Ypresian intervals.From Middle Eocene till Middle Miocene, the area was subject to a slight warping followed by oscillating transgressions of a shallow sea.The youngest tectonic movements resulted in a gentle doming of the area associated with downfaulting of certain zones. Some prominent faults revealed rejuvenated activity, partly with movement inversion. Deep faulting probably controlled the paleogeographic and tectonic development of certain zones.The present gross geomorphology of Jabal al Akhdar roughly corresponds to its final uparching dated after the Middle Miocene. Topographic evolution of the northern slope of the mountains has been importantly influenced by marine erosion. Two broad littoral terraces bordered by cliffs were formed successively.

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Zusammenfassung Die nördliche Cyrenaica nördlich des 32. Breitengrades, zwischen Benghazi und Tobruk, wurde geologisch kartiert. Ergebnisse dieser Aufnahmen sind unten wiedergegeben und umfassen die fazielle Entwicklung der Oberkreide und des Tertiär sowie die paläogeographische, tektonische und geomorphologische Entwicklung.Der wesentliche Teil des untersuchten Gebietes liegt im Djebel el Akhdar. Er repräsentiert ein herausgehobenes Plateau, das sich aus Oberkreide und Tertiärsedimenten (meistens Kalke, untergeordnet Dolomite und Mergel) zusammensetzt. Diese Sedimente wurden am Südrand der Tethys abgelagert und sind vorwiegend während des Senon (Prä-Campan) und frühen Ypresien schwach verfaltet worden.Vom mittleren Eozän bis ins mittlere Miozän wurde das Gebiet teilweise gehoben und von oszillierenden Transgressionen einer Flachsee erfaßt.Die jüngsten tektonischen Bewegungen führten zu einer domartigen Aufwölbung und zu Bruchtektonik entlang bestimmter Zonen. Dabei wurden markante Störungen mehrfach regeneriert, wobei auch inverse Bewegungen nachgewiesen werden konnten. Tiefgreifende Lineamente kontrollierten wahrscheinlich die paläogeographische Situation wie auch die tektonische Entwicklung entlang bestimmter Zonen.Die augenblickliche geomorphologische Ausgestaltung des Djebel el Akhdar korrespondiert mit der zuletzt stattgefundenen Aufwölbung nach dem mittleren Miozän. Die topographische Entwicklung seines nördlichen Randes ist weitgehend beeinflußt durch marine Erosionen. Zwei breite Küstenterrassen — durch Steilküsten begrenzt — haben sich dabei sukzessive herausgebildet.

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Résumé La Cyrénaique septentrionale au Nord du 32ème parallèle, entre Benghazi et Tobrouk, a été l'objet d'un lever géologique. Les résultats donnés ici concernent le développement des facies au Crétacé supérieur et au Tertiaire, ainsi que l'évolution paléogéographique, tectonique et géomorphologique.La plus grande partie du territoire se trouve dans le Djebel el Akhdar, plateau soulevé composé de sédiments du Crétacé supérieur et du Tertiaire (la plupart des calcaires, plus rarement des dolomites et des marnes). Ces sédiments se sont déposés dans la bordure meridionale de la Téthys et furent faiblement plissés principalement au cours du Sénonien (Précampanien) et au début de l'Yprésien.De l'Eocène moyen au Miocène moyen, cette région fut en partie soulevée et soumise à des transgressions oscillatives de mer peu profonde.Les mouvements tectoniques les plus récents ont eu pour conséquence un faible bombement de la région accompagné d'affaissements de certaines zones le long de failles. Certaines failles importantes ont rejoué plusieurs fois, partiellement avec inversion de mouvement. Des failles profondes ont influencé l'évolution paléogéographique et tectonique de certaines zones.La géomorphologie générale actuelle du Djebel el Akhdar correspond grosso-modo a son bombement final d'après le Miocène moyen. L'évolution topographique du versant septentrional de la chaîne a été influencée d'une façon importante par des érosions marines. Il s'est formé successivement deux terraces littorales bordées de falaises.

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32° . , . Djebel el Akhdar. , — ; . . . . , , , . . , . , .

     

Chromian spinel in the Ivrea-Verbano layered igneous complex,western Alps,Italy

Summary Spinel occurs in the pyroxenitic, peridotitic and gabbroic layers of the Ivrea-Verbano layered igneous complex. Its composition varies between picotite and Mg-hercynite. Maximum Cr₂O₃ contents are found in the spinels of the dunitic cumulitic layers occurring at some height above the base of the complex. Chromium deposits are absent. The lack of chromite and of chromium deposits is attributed to the early fractionation of clinopyroxene (which depleted the residual liquid in chromium) instead of olivine, as a consequence of the relatively high pressure prevailing during crystallization (8 kb). The relationships betweenfO₂-composition of spinel-composition of the silicate phases indicate thatfO₂ exerted a major control on the internal stratigraphy of the single layers and on the pattern of fractionation. The variation offO₂ are on their turn related to accidental variations of the pressure acting on the magma.It is finally suggested that chromium deposits are limited to low pressure layered intrusions, where the magma has been emplaced rapidly into a shallow magma chamber. No chromium concentration is to be expected in those complexes that crystallized into deep-seated magma chambers and that fractionated at relatively high pressure, not markedly different from that at which the magma was produced. One of the major controls on the presence of chromium deposits results, therefore, to be the geotectonic environment of intrusion.

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Chrom-Spinell im geschichteten vulkanischen Komplex von Ivrea-Verbano, Westalpen, Italien

Zusammenfassung Für die Spinelle der Pyroxenit-, Peridotit- und Gabbro-Lagen des Ivrea-Verbano-Intrusivkomplexes wurde eine Zusammensetzung im Bereich Picotit und Mg-Herzynit bestimmt. Die Dunit-Lagen im basalen Anteil des Komplexes führen Spinelie mit Cr₂O₃-Gehalten bis zu 30 Gew-%. Chromerz-Konzentrationen fehlen jedoch, was auf die fraktionierte Kristallisation von Klinopyroxen (und Entstehung Cr-Restschmelzen) an Stelle von Olivin, als Folge der bei relativ hohem Druck (8 kbar) erfolgten Intrusion, zurückzuführen ist. Die Beziehungen zwischen Sauerstoffpartialdruck und Spinell- und Silikat-Zusammensetzung zeigen den bedeutendenfO₂-Einfluß auf den stratigraphischen Aufbau der einzelnen Gesteinslagen und auf die fraktionierenden Kristallisationsvorgänge. Die schwankendenfO₂-Werter stehen in Zusammenhang mit den ebenfalls variierenden auf das Magma wirkenden Drücken.Es ist anzunehmen, daß Chromerzkonzentrationen nur in geschichteten Intrusivkomplexen vorkommen, die sich unter niederem Druck bzw. in einer oberflächennahen Magma-Kammer bildeten, und nicht in jenen, die tiefer intrudierten und bei hohem Druck kristallisierten. Von großer Bedeutung für die Bildung von Chromerzlagerstätten ist also das geotektonische Milieu der Intrusion.

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With 7 Figures     

Untersuehungen an den Sedimenten der Tongrube von Willershausen

Zusammenfassung Nach der Profilaufnahme sind die Sedimente der Tongrube der Ziegelei von Willershausen in zwei Gruppen einzuteilen : A. Die unteren hellen Schichten, B. die oberen dunklen Schichten.Die unteren hellen Schichten bestehen aus Sandsteinen, Sanden, tonigen Sanden und Grobtonen, welche Quarz, Feldspäte und Glimmer als Hauptminerale und in geringeren Mengen Illit, Chlorit und manchmal Montmorillonit füren. Als Schwerminerale dieser Sande und Sandsteine treten der Häufigkeit nach Apatit, Zirkon, Granat, Anatas, Rutil, Turmalin und Opakminerale auf.Die oberen dunklen Schichten bestehen hauptsächlich aus mm-rhythmisch geschichteten Tonen mit Einschaltung einzelner Mergelbänke und toniger Sandschichten. Dioktaedrischer Illit ist das häufigste Tonmineral, dann folgen Chlorit und in geringeren Mengen in feinen Fraktionen Montmorillonit. Die Chlorit-Reflexe verschwinden bereits bei Erhitzung auf 450° C. Chemisch handelt es sich um die dem Pennin naheliegenden Diabantite.Die Unterschiede in Beschaffenheit und Menge der Quarze, Feldspäte und Glimmer, die unterschiedliche Verteilung der Schwerminerale sprechen dafür, daß die hellen Schichten wahrscheinlich zum Mesozoikum, vielleicht zum Buntsandstein gehören.Von der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Georg-August-Universität zu Göttingen genehmigte Dissertation.