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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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.     

Zur Geochemie der Diorit-Gruppe

Zusammenfassung Die Granodiorite und QuarzGlimmer-Diorite aus dem Intrusivgebiet von Fürstenstein (Bayerischer Wald), der Diorit des südlichen Vorspessarts mit eingeschalteten Amphibolitschollen und kalifeldspatreichen Schlieren, sowie die Diorite und Hornblendegabbros des mittleren Bergsträßer Odenwaldes wurden geochemisch verglichen. Zur Bestimmung der Haupt-, Neben- und Spurenelemente in 65 Gesteinsproben wurden röntgenspektrometrische, titrimetrische, flammenphotometrische und emissionsspektralanalytische Methoden herangezogen. Zusätzlich fanden 33 chemische Analysen aus der Literatur Verwendung.Die untersuchten Gesteinstypen reichen vom granodioritischen (Bayerischer Wald) über den dioritischen (Spessart) bis zum hornblenditischen (Odenwald) Chemismus, wobei jedes der drei Untersuchungsgebiete eine mehr oder weniger deutliche Gruppierung zeigt. Innerhalb der einzelnen Dioritkomplexe ist nur ein Teil der petrographisch erfaßbaren Gesteinstypen auch durch einen spezifischen Gesteinschemismus gekennzeichnet.Während die Granodiorite des Bayerischen Waldes bis auf die relativ hohen Zr-Gehalte auch im Hinblick auf die Spurenelementführung normale Verhältnisse zeigen, sind die niedrigen Cu-, Ni- und Zn-Gehalte, sowie das hohe K/Rb-Verhältnis in den Odenwald-Dioriten und Hornblendegabbros auffällig. Trotz der großen Streubreite im Hauptchemismus dieser Proben schwanken die SrGehalte nur relativ wenig.Bemerkenswert bei den Spessart-Dioriten ist, daß diese in den Spurenelementgehalten z. T. erheblich unter den von Vinogradov (1962) angegebenen Clarke-Werten bleiben. Die im Diorit eingeschlossenen Amphibolitschollen zeigen deutlich höhere Cu-, Ni- und Zn-Gehalte, sowie niedrigere Sr-und Ba-Gehalte. Die K/Rb-Verhältnisse unterscheiden sich dagegen praktisch kaum. Der Vergleich der Odenwald-Diorite und Hornblendegabbros mit den Amphiboliten zeigt, daß letztere durch niedrigere CaO-Gehalte, etwas größere Zr-Gehalte und ähnlich niedrige Ni-Gehalte gekennzeichnet sind.Im Lichte der geochemischen Ergebnisse wird die Genese der dioritischen Gesteine diskutiert.

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On the geochemistry of the diorite groupComparative investigations of dioritic rocks from Bayerischer Wald, Spessart and Odenwald (South-Germany)

The granodiorites and quartz diorites of the Fürstenstein igneous complex (Bayerischer Wald), the diorites of the Spessart crystalline area (including schollen of amphibolite, and schlieren rich in K-feldspar) as well as the diorites and hornblende gabbros of the central Odenwald igneous complex have been compared. 65 rock specimens have been analyzed for the major and minor elements Si, Ti, Al, Fe³⁺, Fe²⁺, Mn, Mg, Ca, Na, K, P, as well as for the trace elements Zn, Cu, Ni, Rb, Sr, Zr, Ba, and (semiquantitative) V, and Cr using X-ray spectrometric, flame photometric, titrimetric, and UV-spectrometric methods. 33 additional analyses (major and minor elements only) have been taken from literature.The rock types investigated vary from granodiorite to hornblendite in chemical composition. The averages of the three diorite areas plot near quartz diorite, diorite, and gabbro composition, respectively. This grouping is followed very clearly by the trace element content of Zr, Rb and Ba rather than the other ones. The bearing of the geochemical results on the genesis of dioritic rocks is briefly discussed.

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Herrn Prof. Dr. S. Matthes danken wir für sein stetes Interesse am Fortgang der Arbeit sowie für die kritische Durchsicht des Manuskripts. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft förderte die vorliegende Untersuchung in dankenswerter Weise durch die Gewährung von Sachbeihilfen und apparativen Einrichtungen.     

Neue Beobachtungen zur Deutung der knolligen Magnesite im Tonschieferkomplex des alpinen Buntsandsteins der Nördlichen Kalkalpen

Magnesitknollen in den roten Tonschiefern des alpinen Buntsandsteins (Werfener Schiefer) wurden in fast allen der bearbeiteten Profile zwischen Innsbruck und Saalfelden angetroffen. Es handelt sich um drei Typen von Magnesitknollen, die in ihrer Genese voneinander abweichen: 1. Kryptokristalline Konkretionen frühdiagenetischer Ausfällung; 2. Syntektonische Rekristallisationsgefüge von knolligem Habitus, die in ihrer Entstehung zeitlich mit der Durchbewegung der sandig-tonigen Nebengesteine zusammenfallen; 3. Postdeformative Spatmagnesite, welche innerhalb des schiefrigen Starrgefüges als Konkretionen auskristallisierten und die Wegsamkeit der Schieferung als bevorzugte Wachstumsrichtung benützten.

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Nodular magnesite has been found in most sections of Lower Triassic red beds (Werfener Schiefer) of the Northern Calcareous Alps between Innsbruck and Saalfelden, Austria. Three genetic types of magnesite can be differentiated: 1. Cryptocrystalline concretions of early diagenetic origin; 2. Syntectonic recrystallisation fabrics of nodular habit which formed while the sandshale matrix underwent deformation; 3. Post-tectonic spar-magnesite concretions which grew preferentially along tectonic cleavage surfaces.

     

Über das Alter von Rundhöckern bei Lysekil (Bohuslän) an der schwedischen Skagerrak-Küste

Zusammenfassung In Bohuslän an der schwedischen Skagerrak-Küste befinden sich bei Lysekil Rundhöcker, die aus klüftigem Granit bestehen. Das Gefügeinventar ist sehr umfangreich, doch fällt eine Hauptrichtung auf, welche die Eisbewegung steuerte. Außer den tektonischen Klüften tritt die Entspannungsklüftung in ihrer typischen Art insofern auf, als sie morphoparallel ist und die Außenform der Rundhöcker nachbildet. Durch das Vorhandensein einer Diskordanz zwischen der Aufgleitfläche des Eises und den Entspannungsflächen im Granit ist über das Alter der Rundhöcker auszusagen, daß ihre Anlage älter als die Eisbedeckung ist. Das Eis benutzte die Entspannungsflächen teilweise als Bewegungsbahn oder kappte sie. Das Alter der Rundhöcker und ihre räumliche Anordnung wird daher präglazial sein und ist in das Tertiär zu stellen. Die vorgefundenen älteren Formen überprägte das Eis oft am stärksten auf der Leeseite und schuf dann steilwandige Nischen mit ortsfremden Findlingen als Inhalt.

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In the Bohuslän District, on the Swedish Skagerrak coast, humps may be found near Lysekil, which consist of jointed granite. The fabric is very comprehensive, but there is one main direction guiding the ice movement. Besides these joints, there are relaxation planes in their typical formations; they run parallel to the morphology and re-shape the exterior forms of the humps.The presence of a discordance between the gliding surface and the relaxation planes in the granite determines the age of the humps, i. e., their origin is older than the ice cover. The ice made use of these planes by moving on or by cutting them. The age of the humps and their arrangement in space should, therefore, be preglacial and be assigned to the tertiary. The older forms encountered re-formed the ice most strongly on the leeward side, and there are precipitous niches containing erratic blocks.

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Résumé A Bohuslän sur la côte suédoise de Skagerrak se trouvent à côté de Lysekil des roches moutonnées, formées de granit diaclase. La structure en question est très riche, mais une direction principale se distingue, celle qui réglait le mouvement glaciaire. Apart les diaclases intervient une diaclase de relaxation dans sa forme typique aussi loin qu'elle est morphoparallèle et qu'elle imite la forme extérieure des roches moutonnées. A travers l'existence d'une discordance mécanique entre la surface de glissement du glacier et les surfaces de relaxation dans le granit peut on déterminer l'âge des roches moutonnées, que leur formation est plus vieille que celle de la couverture glaciaire. Le glacier utilisait les surfaces de relaxation comme voie de déplacement, ou bien il les coupait. C'est pour cela que l'âge des roches moutonnées et leur disposition dans l'éspace est préglacial, et est à ranger dans l'ère tertiaire. Le glacier influença les anciennes formes trouvées, souvent le plus fort sur le côté sous le vent, et fit des nids à falaises abruptes contenant des blocs erratiques venant d'autre part.

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Lysekil (Bohuslän, ) . , , . , , . , . . , -- . .

     

Relations between metamorphism and orogeny in a typical section of the Indian Himalayas

Summary A comprehensive geological and petrological investigation has been undertaken in an area of about 10 000 km² in the Indian Himalaya (S-Lahul, Himachal Pradesh). The development of mineral assemblages in metamorphic rocks of medium grade is considered to be a dominant Alpine event, although almost exclusively Paleozoic and Precambrian rocks have been involved. The Barrowian type of this metamorphism, ranging from the anchi- to the sillimanite zone, took place under the elavated T-gradient of about 4°C/100 m. It is suggested that normal geothermal conditions prevailed only in the outermost zone of this orogenic belt. In the Late Tertiary this metamorphic series has been moved as a huge nappe upon the Lower Himalaya. During this process a unique feature of reverse metamorphism has been formed. It can be shown that this feature was caused by a combination of metamorphism and very rapid tectonic movements.

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Beziehungen zwischen Metamorphose und Orogenese in einem typischen Querschnitt des Indischen Himalaya

Zusammenfassung Ein etwa 10 000 km² großes Gebiet des Indischen Himalaya (S-Lahul, Himachal Pradesh) wurde einer umfassenden geologischen und petrographischen Bearbeitung unterzogen. Die Ausbildung der in den mittelgradig metamorphen Gesteinen vorliegenden Mineralparagenesen wird als ein dominant alpines Ereignis betrachtet, obwohl fast nur paläozoische und präkambrische Gesteine einbezogen wurden. Die Metamorphose selbst ist von Barrow-Typus und reicht von der Anchi- bis zur Sillimanitzone. Sie fand unter einem erhöhten Temperaturgradienten von etwa 4°C/100 m statt. Nur in der äußersten Zone des Orogens entsprach der Gradient etwa normalen geothermischen Verhältnissen. Im Spättertiär wurde diese alpin-metamorphe Serie in Form einer mächtigen Kristallindecke dem Niedrigen Himalaya aufgeschoben. Dabei wurde eine einzigartige Zone inverser Metamorphose ausgebildet. Es konnte gezeigt werden, daß diese inverse Metamorphose durch das Zusammenwirken von Metamorphose und sehr rasch ablaufender Tektonik entstand.

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With 13 Figures

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Dedicated to Prof. Dr. Dr. h. c.B. Sander on the occasion of his 90th birthday.     

In-situ Gesteinsspannungen und Mechanismen der Kluftöffnung

Zusammenfassung Die Orientierung von post-orogenen Klüften in proterozoischen Sedimentgesteinen des Elliot Lake-Gebietes, Canada, läßt sich mit der meßbaren Gesteinsentspannung in Bohrlöchern in Beziehung bringen. Steile lokale und regionale Kluftscharen ohne Bewegungsspuren streichen in Richtung der elastischen Hauptentformungsachse, also in Richtung der größten in-situ-Kompressionsspannung.Die Klüfte lassen sich deshalb wahrscheinlich als Extensionsfugen erklären, und zwar als Resultat der Wechselwirkung zwischen Oberflächenabtrag des Gesteins und remanenter tektonischer Gesteinsspannung. Der vorgeschlagene Mechanismus sollte auch zum Verständnis von spät-orogenen (ac)-Klüften in gefaltetem Deckgebirge und oberflächenparallelen Klüften in massigen Gesteinen beitragen.

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Orientation of post-orogenic joints in Proterozoic sedimentary rocks of the Elliot Lake area (Canada) seems to be directly related to elastic-strain-recovery as measured in boreholes. Steep local and regional joint sets without displacement are parallel with the axis of maximum elastic-strain-recovery (i. e. the direction of the major principal in situ stress component). Consequently these joints are interpreted as extension joints forming as a result of the interaction between natural (or artificial) erosion of the rock mass and its remanent tectonic stresses. The proposed mechanism should also help to understand late-orogenic (ac)-joints in folded cover rocks and exfoliation joints in otherwise unjointed rocks.

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Résumé L'orientation des diaclases post-tectoniques dans des roches sédimentaires protérozoïques de la région du Lac d'Elliot, Canada, peut être mise en relation avec les tensions élastiques des roches telles qu'on peut les mesurer dans les trous de forage. Les systèmes de diaclases redressées, locales et régionales, sans traces de mouvement, sont dirigés parallèlement aux axes principaux de la déformation élastique, c'est-à-dire à la direction de la plus grande compression in situ mesurée par le changement de forme d'un trou de sonde. Par conséquent, les diaclases s'expliquent vraisemblablement comme joints d'extension, et en fait comme le résultat de l'action réciproque entre des tensions tectoniques rémanentes et l'érosion en surface. Le mécanisme proposé explique aussi les diaclase (ac) tardives dans les couvertures plissées et l'exfoliation parallèle à la surface dans les roches massives.

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- Elliot Lake, , . , in situ. , , , , , . - .