Trace element distribution in Chilean ignimbrites

The geochemistry of Chilean ignimbrites is discussed in terms of major and trace elements. The variation in the major elements and in the distribution of Ba, Co, Cu, Ga, Pb, Sn, Sr, V, and Zr with the differentiation factor (1/3Si+K)-(Ca+Mg) has been studied. The general trend is that characteristic of calc-alkaline rhyolite-dacite-andesite associations. Exceptionally high values of copper reported and high values of Sn and Zr provide further evidence of the anatectic origin of these ignimbrites.     

Sedimentation in der Magallanes-Geosynklinale mit besonderer Berücksichtigung des Flysch

Zusammenfassung Der Bau des südlichen Abschnittes der Anden wird knapp skizziert. Geländearbeiten in Magallanes, Chile, ergaben neue Vorstellungen über die Sedimentation und das Alter sowie die Fazies einiger Schichtfolgen in Unter- und Oberkreide.Die Entstehung der Konglomerate der Serie Lago Sofia ist nicht auf eine Vereisung in der Oberkreide zurückzuführen, sondern es handelt sich um eine Grobschüttung, die nach fluviatilem Transport deltaförmig in einen Flachwasserbereich gelangte. Das Alter der Konglomerate ist Campan/Grenze Maastricht. Damit ist die Serie Lago Sofia mit den Konglomeraten der Serie Valdez in Feuerland zu parallelisieren. Eine Nord-Süd-Störung innerhalb der Geosynklinale besteht zumindest im Raum zwischen Cerro Toro und Cerro Cazador nicht.Der oberkretazische Flysch in Süd-Chile ist nicht in einem eigenen Trog entwickelt, sondern stellt eine zeitlich gebundene Fazies innerhalb der Geosynklinale dar. In Fazies, Petrographie und Fauna wird eine weitgehende Übereinstimmung mit dem ostalpinen Flysch festgestellt. Der Hinweis auf eine einheitliche Flyschzone, die von der mittleren Magallanes-Geosynklinale bis zum Grahamland reicht, stützt die von O.Wilckens mehrfach postulierte Einheitlichkeit des Süd-Antillen-Bogens.

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Resumen Después de una ojeada a la constitución tectónica y a la estratigrafía del geosinclinal medio de Magallanes, se proporcionan algunos datos sobre la sedimentación. Con mayor detenimiento son estudiadas la composición, génesis y situación estratigráfica de los conglomerados de la Serie Lago Sofia.El flysch del cretácico superior que se halla entre el Lago Sarmiento y el Golfo Almirante Montt, presenta una considerable coincidencia con el flysch de los Alpes orientales, así como con la zona de flysch de la Tierra del Fuego y de las Antillas meridionales. La zona de flysch señalada desde el geosinclinal inedio de Magallanes, pasando por la Tierra del Fuego hasta Grahamlandia, apoya la tesis de la unidad del arco de las Antillas meridionales, defendida repetidamente por O.Wilckens.

     

Die Verbreitung des jungen Vulkanismus in der Hochkordillere Nordchiles

Zusammenfassung Die Hochkordillere Nordchiles wird zwischen 18° und 27° Südbreite auf 1300 km von vulkanischen Serien des Känozoikums geprägt. Die Förderwege dieser enormen magmatischen Mobilisation liegen vorwiegend in der Kulminationszone der Anden im Osten des Grabens der Pampa de Tamarugal. Die Grabenzone und die Küstenkordillere der gleichen Breitengrade sind frei von jungem Vulkanismus.Die Vulkanite haben keine Biegungsverformung erlebt, bedecken aber einen scharf gefalteten paläozoischen und mesozoischen Unterbau. Eine ältere rhyolithische Generation wird von jüngeren Andesitvulkanen durchbrochen. Die rhyolithischen Decken sind durch Ignimbritgefüge und große Bimssteinfelder ausgezeichnet. Holozäne Effusionen an den Stratovulkanen lieferten olivinbasaltische Laven. Die Anordnung der rund 600 Vulkane folgt verschiedenen tektonischen Richtungen. Dabei werden NW- und NS-streichende Lineamente bevorzugt.

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The high Cordillera of Northern Chile between 18 and 27 southern latitude is predominated by volcanic series of Cenozoic age. The production ways of the enormous magmatic mobilisation are situated mainly in the culmination zone of the Andes, east of the graben of Pampa de Tamarugal. The graben zone and the coastal Cordillera in the same latitude lacks younger volcanism.The volcanic rocks are not folded but cover a strongly folded basement of Paleozoics and Mesozoics. An older rhyolitic generation of rocks is penetrated by younger andesitic volcanoes. The rhyolitic flows are characterized by ignimbritic textures and large pumic areas.The arrangement of the about 600 volcanoes is following various tectonic directions, preferably lineaments with a strike of NW and NS.

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Resumen La alta cordillere del norte de Chile está formada, entre los 18° y 27° de latitud sur, por series volcanicas cenozoicas. Los canales de emisión de esta enorme actividad magmática están ubicados principalmente en la parte más alta de la cordillera, al oriente de las fosas tectonicas longitudinales, que constituyen la Pampa de Tamarugal. La zona de los graben y la cordillera de la costa de esta misma latitud están libres del volcanismo moderno.Las series volcánicas modernas no han sufrido plegamientos, pero aparecen recubriendo un zócalo de rocas paleozoicas y mesozoicas intensamente plegadas. Las efusiones más antiguas están caracterizadas por extensas camadas de riolitas ignimbriticas y piedra pomez. Las depositaciones rioliticas están cortadas por volcanes andesiticos cuyas ultimas pulsaciones produjeron localmente la efusión de basaltos de olivina.Los 600 volcanes que aproximadamente existen en el area mencionada se ubican sobre lineas estructurales bien definidas, entre las que predominan aquellas de orientación NS y NW.

     

Zu Verkittungsvorgängen an Psammiten

Zusammenfassung Die Sandsteine und Eisenoolithe im Schwäbischen Jura sind im allgemeinen unvollständig verkittet.An der Eisenerzlagerstätte von Geislingen (Steige), einem etwa 2 m mächtigen, langgestreckten Eisenoolithkörper im Oberen Braunen Jura, sind Verkittungserscheinungen besonders auffallend und wurden eingehend untersucht.Die verkitteten Teile können überall im Flözprofil auftreten, insgesamt ist die Verkittung aber oben ausgedehnter als unten. Es wird der Nachweis geführt, daß der Kalkzement primär ± homogen im Profil verteilt war und bei der diagenetischen Mobilisierung vorzugsweise nach oben gewandert ist. Für die Sandsteinhorizonte des Braunen Jura und z. T. des Schwarzen Jura gilt ähnliches.Da der unverkittete Oolith im Korngefüge Setzungserscheinungen zeigt, der verkittete dagegen nicht, läßt sich die Zeit der Verkittung als frühdiagenetisch angeben.Es wird angenommen, daß die Mobilisierung des Kalkzements im Rahmen der Setzungsentwässerung der liegenden Tonschichten erfolgte.Durch Wechsel von Zementation und Erosion ist am Dach des Lagers eine konglomeratische Schicht entstanden. Die Entstehung der konkretionär entstandenen Konglomeratkomponenten wird zu den Verkittungsvorgängen im Flöz in Beziehung gesetzt.     

Simulating midday all-slope surface temperatures along a climatic-latitudinal transect during cloudless summer conditions

Two physically-models of solar radiation transmission and of a steady-state slope energy budget have been coupled. Using climatic observational inputs, averaged in 10-deg latitude bands, a systematic examination was made of changing surface temperatures and differences between surface and air temperatures as functions of varying slope angles (0 to 90 deg) and orientations (south-, west-, and north-facing). Along a latitudinal transect of the east coast of the Americas (northern hemisphere), two contrasting landscapes were examined: barren and grassy. No simple relationship was discovered among the factors regarding shortwave and longwave radiative absorption, components of the energy budget, and surface temperature trends, yet the response of temperatures on a latitudinal basis was systematic and orderly. Characteristically, a great diversity existed among surface temperatures of different slopes and orientations at any particular latitude. Such diversity was accentuated in the higher latitudes. The findings were assumed general enough to encompass most of the possible contrasts encountered in a real-world north-south transect.Dr. O'Rourke is currently a Visiting Scholar at UCLA from Litton Systems, Inc., Data Systems Division.     

Geothermal mineral equilibria

The dominant reaction determining the chemistry of fluids in a geothermal system of the New Zealand type consists of the conversion of primary plagioclase by CO₂ to calcite and clays with log pco₂ = 15.26 ? 7850/(t + 273.2), temperature t in °C. Subsequent reactions involving secondary minerals control relative CO₂-H₂S-contents. The distribution of mineral phases throughout a geothermal system reflects the stepwise conversion of thermodynamically unstable primary phases through a series of intermediate, metastable phases to a thermodynamically stable, secondary assemblage. The relative stabilities of these phases was evaluated on the basis of their solubilities, the least soluble aluminiumsilicate representing the thermodynamically most stable phase under a given set of conditions. Observed assemblages of secondary minerals in geothermal systems represent indicators allowing mineral/fluidinteraction conditions to be evaluated on the basis of multi-component mineral stability diagrams.     

A geothermic method for the reconstruction of the uplift history of a mountain range,applied to the Central Alps

Vertical movements of a crustal block in connection with denudation, sedimentation or overthrusting, respectively, lead to a change in the temperature field. This process can be used to correlate the uplift and temperature history of a rock sample in a quantitative way. The uplift rate may change over a period of time. The effect of the radiogenic heat sources has been taken into account in the calculations.For the reconstruction of the uplift history of a high mountain range, paleotemperature data for the rock (blocking temperatures) in conjunction with radiometric ages must be available.Two uplift models are presented for the Leventina/Verzasca region (Central Swiss Alps).

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Zusammenfassung Vertikalbewegungen eines Krustenblocks in Verbindung mit Erosion bzw. Sedimentation oder Deckenüberschiebung führen zu einer Veränderung des Temperaturfeldes. Dies kann benutzt werden, um die Hebungs- und Temperaturgeschichte einer Gesteinsprobe quantitativ miteinander zu verknüpfen. Dabei darf sich die Hebungsrate zeitlich ändern. Bei den Berechnungen wird der Effekt der radiogenen Wärmequellen berücksichtigt.Zur Rekonstruktion der Hebungsgeschichte eines Hochgebirges müssen Paläotemperaturen des Gesteins (Blockungstemperaturen) in Verbindung mit radiometrischen Altern vorliegen.Für das Gebiet Leventina/Verzasca (Schweizer Zentralalpen) werden zwei Hebungsmodelle vorgestellt.

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Résumé Les mouvements verticaux d'un bloc de la croûte terrestre, sous l'effet de l'érosion, la sédimentation, ou le recouvrement par des nappes conduit a des changements dans la répartition des températures. Ce processus peut être employé pour corréler quantitativement l'histoire des températures et des mouvements verticaux durant une certaine période. L'effet de la source radiogénique de chaleur est prise en considération pour le calcul.Pour la reconstruction de l'histoire des mouvements verticaux d'une zone montagneuse, les paléotempératures d'un échantillon de roche (températures de blocage) en conjonction avec les âges radiométriques doivent être données.Deux modèles présentés concernent la région de la Leventina/Verzasca (Alpes centrales de Suisse).

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Contribution no. 306 of the Institut für Geophysik, ETH Zürich.     

Estimation of mean water residence times and runoff generation by0 measurements in a Pre-Alpine catchment (Rietholzbach, Eastern Switzerland)

Stable isotopes (¹⁸0) are used to investigate hydrological processes in the small Pre-Alpine research catchment Rietholzbach in NE Switzerland. The catchment covers an area of 3.18 km² and ranges from 680 to 960 m a.s.l. The¹⁸0 concentration in rainfall and in runoff at various sites, including a lysimeter installed within the catchment, over a 2-a period are investigated. First, conceptual flow models are applied to determine the mean water residence times of different systems of the basin and their storage properties. As a second approach, the separation of runoff components using¹⁸O and Mg ions as tracer during some storm flow events was carried out. The following flow mechanisms can be identified from the modelling results: (i) lateral hillslope fluxes, which are faster in the part of the Tertiary Molasse sediments and slower in the part of the Quaternary deposits, and (ii) relatively slow vertical infiltration processes through the soil layer within the lysimeter. Mean residence times of 12.5 months result for the total catchment baseflow component and 24.5 months for the baseflow from the upper part of the catchment, respectively. For the lysimeter seepage water, a mean residence time of about 200 days was obtained. During the intensive storm events, a fast reaction of the stored subsurface water due to heavy precipitation and an expulsion of this storage water amounting to a considerable portion of the total basin runoff can be detected.