An Example of Island-Arc Petrogenesis: Geochemistry and Petrology of the Southern Luzon Arc, Philippines

Volcanism throughout the Luzon arc is associated with eastwardsubduction of the South China Sea floor along the Manila Trench.The southern section of the arc, the focus of this study, extendsfrom the Lingayen-Dingalan fault to the small islands just southof Luzon. Two segments appear to exist along this section ofthe arc the northern Bataan and southern Mindoro segments whichare separated by the Macolod Corridor. The volcanic rocks have typical arc phenocryst mineralogies:olivine, clinopyroxene, plagioclase, and titanomagnetite inthe most mafic rocks and clinopyroxene, plagioclase, orthopyroxene,titanomagnetite, ? amphibole in the more felsic samples. Complexzoning, sieve textures, and decoupling of incompatible traceelements suggest that processes such as assimilation have takenplace. The rocks from the study area range from basalts to rhyolitesand show typical calc-alkaline features. The rocks of the MacolodCorridor and Mindoro segment are particularly enriched in largeion lithophile elements (LILE), light rare earth elements (LREE),and radiogenic Sr compared with the Bataan segment. The datafall within the mantle array on Sr-Nd isotopic diagrams andgrade toward higher Sr and lower Nd isotopic values from northto south. A likely source for the volcanics of this study is either amid-ocean ridge basalt (MORB)-type mantle that undergoes higherdegrees of partial melting than regions involved in MORB generationor a previously depleted source. We suggest that the high fieldstrength element (HFSE) anomalies have been derived throughdifferential element partitioning during fluid transport fromthe subducted lithosphere to the mantle wedge. Continental crustal material seems to play a significant roleparticularly in the Macolod Corridor and the Mindoro segment,based on the high LILE, La/Sm ratios, radiogenic Sr isotopes,and ¹⁸O values. The Macolod Corridor and the Mindoro segmenthave undergone source contamination by crustal material fromthe North Palawan-Mindoro crustal block either during the collisionof this block with the Manila Trench or by subduction of sedimentsrich in this crustal material. A similar component has alsobeen detected in the Bataan segment but in minor amounts. Thetrace element and isotopic differences between the northernand southern sections of the arc are interpreted in terms ofvariable composition (i. e., variable amounts of a crustal componentintroduced from the Palawan-Mindoro crustal terrain) of themetasomatic fluids released into the source.     

Geochemical specialization of the tin-bearing granitoid massifs of NW Bohemia

The geochemistry of Hercynian tin-bearing granitoid massifs of the Krune hory Mts. (Erzgebirge), Slavkovský les Forest (Kaiserwald) and Smriny (eastern Fichtelgebirge) is compared by statistical processing of 270 analyses including a wide spectrum of major and trace elements. Seven different types of granites are distinguished. Out of these, five types represent the successive differentiation of the largest massif of NW Bohemia: the Karlovy Vary (Karlsbad) massif. This comprises strongly differentiated peraluminous granites evolving towards extreme Li-Rb-Cs-F-and Sn-enrichment in the youngest members, which are albite-topaz-zinwaldite lithium granites. The sixth and seventh types are different from the former by their location in the eastern Krune hory and tectonic setting, and they display geochemical features of anorogenic granites: they are metaluminous albite-zinwaldite granites with marked enrichment of Nb, Y, and HREE in addition to Li, Rb, Cs, F and Sn, indicating contamination by sub-crustal material. Sn-W mineralizations, including flat peri-contact greisen bodies, steep greisen veins and tourmalinized phyllites, are all intimately associated with the most strongly differentiated granites — the Li-granite and the Cinovec-granite respectively.     

Evaluation of ferrous and ferric Mössbauer fractions

The Mössbauer fractions f for various ferrous- and/or ferric-containing oxides and oxyhydroxides, silicates and carbonates were evaluated from the experimental temperature dependence of their center shifts, using the Debye approximation for the second-order Doppler shift. It is concluded that ferrous ions exhibit a lower fraction as compared to ferric ions. Using standard mixtures of -Fe₂O₃ with selected Fe²⁺ or Fe³⁺ compounds, it is found that the calculated Fe³⁺ f values are somewhat overestimated with respect to those of Fe²⁺. Possible explanations for this shortcoming are discussed and it is suggested that a different temperature dependence of the intrinsic isomer shift is the most likely reason. This suggestion is corroborated by analyses of hematite and hedenbergite data which are available for temperatures up to 900 K and 800 K respectively.     

Rigid unit modes in the molecular dynamics simulation of quartz and the incommensurate phase transition

A molecular dynamics simulation of quartz at different temperatures both in the a and in the phase has been conducted. The - phase transition could be observed. A phonon analysis of the -phase confirms and rounds out in a quantitative way the origin of the incommensurate (ic) modulated phase. In particular it traces the optic soft mode at becoming (to a good approximation) a so-called rigid unit mode (RUM) at q0, and elucidates its coupling to the transverse acoustic mode which precipitates the incommensurate transition. This success underpins and illuminates the concept of RUMs and their role in structural phase transitions.     

Littoral '92

Reports

Littoral '92     

The demographic responses to famine: The case of China 1958–61

Pre-1949 China was The Sick Man of Asia, The Land of Famine. In 1949 Mao brought the communists to power and in the re-ordered world, all such problems were supposedly overcome — but not so. Thirty years ago China suffered one of the world's worst famines. Over the four years 1958–61, China suffered some 25–30 million more deaths and experienced some 30–35 million fewer births than might have been expected under normal conditions. Yet for almost a quarter of a century there would be few, outside of China, who were aware of the existence let alone the dimensions of the disaster. Access to Chinese census data since the mid-1980s has permitted a preliminary analysis of the demographic impact of the famine.Abbreviations JPRS-CEA-81-128 Joint Publications Research Service, China Economic Affairs Report 128, 1981 - JPRS-CPS-85-028 Joint Publications Research Service. China Report, Political, Sociological & Military Affairs 28, 1985     

Evolution of nappes in the eastern margin of the Bohemian Massif: a kinematic interpretation

The entire pile of nappes in the eastern margin of the Bohemian massif is characterized by two stages of Variscan nappe emplacement each exhibiting a different kinematic and metamorphic evolution.The older emplacement (D1) probably occurred around 350-340 Ma ago and was synmetamorphic. The nappes show a typical systematic superposition of higher grade metamorphic units over lower grade ones. Thus, the crystalline complexes showing a HT-MP Barrovian imprint (Svratka allochthonous unit and Moldanubicum) were thrust over an intermediate unit affected by MTMP recrystallization (Bíte orthogneiss and its country rock), and at the base of the D1 nappe pile the Inner Phyllite Nappe (Biý Potok Unit) is characterized by LT/LP metamorphism.The second stage of tectonic evolution (D2) is characterized by a thin-skinned northward-oriented nappe emplacement that occurred under LT-LP conditions dated at 320-310 Ma. The whole nappe sequence formed during the first tectonometamorphic period (D1) was transported northward over the autochthonous »Deblín polymetamorphic and granitic complex« of Upper Proterozoic age and its Devonian sedimentary cover with very low metamorphism. During this second tectonic event the Brno granite massif (580 Ma) was only marginally incorporated in the Variscan nappe tectonics which resulted in kilometer-scale cover and basement duplexes. The tectonic evolution of the nappe pile ended with stage D3, represented by large- to medium-scale east-vergent folds with limited displacement.

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Zusammenfassung Der Deckenbau am Ostrand der Böhmischen Masse erfolgte in zwei aufeinanderfolgenden Stadien, die sich sowohl in ihrer Kinematik als auch in ihrer Metamorphoseentwicklung deutlich voneinander unterschieden.Die ältere Phase (D1 ca. 350-340 Ma) ist durch synmetamorphe Überschiebungen charakterisiert. Sie führt zu einer metamorphen Inversion der überschobenen Deckeneinheiten, so daß generell hohe metamorphe Einheiten schwach metamorphe tektonisch überlagern. Der Svratka Komplex und das Moldanubikum als hangendste Decken sind durch MP/HT Paragenesen vom Barrow-Typ gekennzeichnet. Beide Einheiten sind auf den MP/MT-metamorphen Bite-Gneis und seine Rahmengesteine überschoben. Die Bílý potok Einheit als liegende Decke zeigt nur noch eine LP/ LT Regionalmetamorphose.Das jüngere Stadium (D2 ca. 320-310 Ma) ist durch eine Thin-skinned Tektonik mit nordvergentem Deckentransport unter LP/LT Bedingungen charakterisiert. Der gesamte, invers metamorphe D1-Deckenstapel wird dabei nach N über den autochtonen Deblín Komplex bzw. seine devonische Sedimenthülle überschoben.Das Brno Granit Massiv (580 Ma) wird nur randlich in diesen variszischen Deckenbau einbezogen. Die tektonische Entwicklung endet mit einem mittel bis großräumigen E-vergenten Faltenbau (D3 phase).

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Résumé L'empilement des nappes a la bordure orientale du Massif de Bohème est caractérisé par deux stades de mise en place présentant différentes évolutions cinématiques et métamorphiques.La tectonique majeure de mise en place des nappes crustales intervient lors d'un métamorphisme de type barrowien, calé autour de 350-340 Ma. L'empilement qui en résulte montre une superposition systématique d'unités à fort degré de métamorphisme sur des unités moins métamorphiques. Ainsi les complexes cristallins, montrant des reliques de métamorphisme de haute à moyenne pression-haute température (unités cristallines de Svratka et du Moldanubien), chevauchent une unité intermédiaire affectée par un métamorphisme de moyenne à basse pression-moyenne température (l'orthogneiss de Bíte et son encaissant). A la base de cette pile édifiée durant la tectonique D1, l'unité des phyllites internes (unité de Bílý potok) est caractérisée par un métamorphisme de basse témperature-basse pression.Le second stade D2 de l'évolution tectonique est caractérisé par une tectonique pelliculaire à vergence nord datée à 320-310 Ma. L'empilement résultant de D1 est ainsi transporté vers le nord, au dessus du complexe autochtone d'âge protérozoïque supérieur (groupe de Deblín) et sa couverture sédimentaire dévonienne très faiblement métamorphisée.Le massif granitique de Brno (580 Ma) n'est que marginalement incorporé à cette tectonique de nappe varisque. Ceci se traduit par des duplex socle-couverture d'échelle plurikilométrique. L'évolution tectonique s'achève lors d'une troisième phase, marquée par de grands plis à vergence est. Le déplacement associé est alors d'amplitude limitée.

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, . , 350-340 . . , , - ( ), , - ( ). , D 1, (- ) - . D 2 , 320-310 ., D 1, , , ( ) . (580 . ) , »« -, . , .

     

New compositional and optical data for antimonian and bismuthian varieties of hemusite from Japan

Summary New compositional and optical data are reported for antimonian and antimonianbismuthian varieties of hemusite from epithermal Au-Ag-Cu deposits in Japan. The empirical formula for the antimonian variety, from the Iriki mine is: (Cu_5.83Fe_0.14Ag_0.01)_5.98Mo_1.03(Sn_0.54Sb_0.41Te_0.03Bi_0.02)_1.00(S_7.85Se_0.15)_8.00, and that of the Sb-Bi variety from the Kawazu mine is: (Cu_5.84Fe_0.14Ag_0.01)_5.99Mo_1.03(Sn_0.82Sb_0.11Bi_0.l0Te_0.04)_1.07(S_7.80Se_0.12)_7.92. The theoretical formula of hemusite is Cu⁺ ₄Cu²⁺ ₂MO⁴⁺Sn⁴⁺S₈, whilst the most probable formula of the Iriki hemusite is Cu⁺ _4.5CU²⁺ _1.5Mo⁴⁺Sn⁴⁺ _0.5Sb⁵⁺ _0.5S₈, with Sb⁵⁺ substituting for Sn⁴⁺ and forming (SbS₄)^3– tetrahedra as might be expected, given that the metal to sulphur ratio is 1, and given the sphalerite-like structure of the mineral. However Bi³⁺ cannot be so accommodated, resulting in a deficiency in (S + Se) for Kawazu hemusite. Reflectance spectra for both are compared with those of the tungsten analogue (compositional) of hemusite, kiddcreekite. The relationship between hemusitesensu stricto and these newly reported varieties is discussed in terms of simple and coupled chemical substitutions, and inferences are drawn on the valency of Sb, Bi, Mo and Cu in the hemusite structure.

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Neue chemische und optische Daten für antimon- und bismuthführende Varietäten von Hemusit aus Japan

Zusammenfassung Neue chemische und optische Daten für antimon- und bismuthführende Hemusite auf epithermalen Au-Ag-Cu Lagerstätten in Japan werden vorgelegt. Die empirische Formel für die antimon-führende Varietät aus der Iriki-Mine ist: (Cu_5.83Fe_0.14Ag_0.01)_5.98Mo_1.03(Sn_0.54Sb_0.41Te_0.03Bi_0.02)_1.00 (S_7.85Se_0.15)_8.00, und die der Sb-Bi Varietät aus der Kawazu Mine ist: (Cu_5.84Fe_0.14Ag_0.01)_5.99M0_1.03(Sn_0.82Sb_0.11Bi_0.l0Te_0.04)_1.07 (S_7.80Se_0.12)_7.92. Die theoretische Formel von Hemusit ist Cu⁺ ₄Cu²⁺ ₂Mo⁴⁺Sn⁴⁺S₈, während die wahrscheinlichere Formel für den Hemusit von Iriki Cu⁺ ₄Cu²⁺ _1.5Mo⁴⁺Sn⁴⁺ _0.5Sb⁵⁺ _0.5S₈, mit Sb⁵⁺ an der Stelle von Sn⁴⁺, das(SbS₄)^3– Tetraeder bildet, wie zu erwarten ist, unter der Voraussetzung, da das Metall zu Schwefelverhältnis 1 und die Struktur sphaleritähnlich ist. Bi³⁺ kann jedoch nicht in dieser Weise untergebracht werden, und das führt zu einem Mangel an (S + Se) für den Hemusit von Kawazu. Die Reflektions-Spektren beider Minerale werden mit denen des Wolfram-Equivalents von Hemusit (Kiddcreekit) verglichen. Die Beziehung zwischen Hemusitsensu stricto und diesen jetzt beschriebenen Varietäten wird auf der Basis einfacher und gekoppelter chemischer Substitution diskutiert. Auf dieser Basis werden Schlüsse auf die Valenz von Sb, Bi Mo und Cu in der Hemusit-Struktur gezogen.

     

The structural state of the former lower continental crust in Calabria (S. Italy)

In the Northern Serre (S. Italy), a continuous section through a former lower continental crust is exposed (Schenk 1984, 1985). These granulite facies rocks have not been penetratively deformed during their uplift to higher crustal levels. Therefore, they allow to study the structural state of the lower continental crust. Most rockforming minerals, among them ortho- and clinopyroxene and cordierite, show recrystallization structures. Quarz basal subgrain boundaries are developed in lower levels of the lower crust and disappear toward higher levels. In addition to dimensional orientations of the rockforming minerals, the preferred crystallographic orientations of plagioclases, cordierite, amphibole, pyroxenes and, rarely, quartz reflect the strain orientation of the prograde high-T deformation. During this deformation, the stretching direction was constant NNE-SSW throughout the exposed lower crustal section. Shear indicators are rare. This points to the fact that deformation has been homogeneous and coaxial flattening. There is only a small variation in orientation and strength of textures throughout the exposed lower crust. Therefore, neighbouring layers of different composition rather than different deformation might serve as seismic reflectors in the former lower crust.

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Zusammenfassung In der nördlichen Serre (Süditalien) ist ein zusammenhängender Bereich einer ehemaligen kontinentalen Unterkruste aufgeschlossen (Schenk 1984, 1985). Diese granulitfaziellen Gesteine sind bei ihrem Aufstieg in höhere Krustenbereiche nicht durchgreifend überprägt worden. Deshalb läßt sich an ihnen noch der strukturelle Zustand der ehemaligen Unterkruste studieren. Außer in Feldspäten, Quarz und Amphibol tritt auch in Ortho- und Klinopyroxen und in Cordierit Rekristallisation auf. In tieferen Krustenniveaus sind im Quarz basisparallele Subkorngrenzen entwickelt, die in höheren Krustenbereichen nicht auftreten. Sowohl die Gestaltregelungen der gesteinsbildenden Minerale als auch die kristallographischen Plagioklas-, Cordierit-, Amphibol-, Pyroxen- und (seltener) Quarzregelungen spiegeln die Strain-orientierung der prograden hochtemperierten Deformation wider. Während dieser Deformation blieb die Streckung im gesamten Unterkrustenbereich konstant NNE-SSW orientiert. Scherindikatoren sind selten. Beides deutet darauf hin, daß die Deformation homogen und als koachsiale Plättung abgelaufen ist. Im gesamten aufgeschlossenen Unterkrustenbereich variieren weder Intensität noch Orientierung der kristallographischen und gestaltlichen Regelungen der gesteinsbildenden Minerale wesentlich. Deshalb sollten in der ehemaligen Unterkruste Lagen unterschiedlicher Deformation weniger als seismische Reflektoren in Frage kommen als Lagen unterschiedlicher Zusammensetzung.

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Résumé Le Massif de la Serre Septentrionale en Calabre (Sud de l'Italie) représente un tronçon d'une ancienne croûte continentale profonde (Schenk 1984, 1985). Les roches du faciès granulite qui le constituent n'ont pas subi de déformation penetrative lors de leur ascension dans les niveaux plus superficiels de la croûte. Leur étude permet donc de reconstruire les caractéristiques structurales de l'ancienne croûte profonde. Non seulement les feldspaths, le quartz et l'amphibole, mais encore l'orthopyroxène, le clinopyroxène et la cordiérite ont recristallisé. Dans les niveaux les plus profonds de la croûte on observe dans les cristaux de quartz des bordures de sous-grains parallèles à la base. Celles-ci n'apparaissent plus dans les niveaux plus superficiels. L'orientation des cristaux des minéraux constitutifs des roches, de même que l'orientation des réseaux cristallins du plagioclase, de la cordiérite, de l'amphibole, du pyroxène et (mais plus rarement) du quartz réflètent la direction de contrainte de la phase de déformation prograde de haute température. Pendant cette phase de déformation, la direction d'extension est demeurée NNE-SSW. Les témoins de cisaillement sont rares, ce qui montre que la déformation s'est effectuée de façon homogène, en relation avec un aplatissement coaxial. Les textures varient très peu en orientation comme en intensité dans toute la coupe de croûte profonde exposée. En conséquence, l'existence de réflecteurs sismiques devrait refléter des différences dans les compositions minéralogiques des roches plutôt que dans leurs caractéristiques structurales.

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Serre (Schenk, 1984, 1985). . . , , . , , . , , , , () . NNE-SSW. . , . , , . , , .

     

Models of aggradation versus progradation in the Himalayan Foreland

A frequent goal of decompaction analysis is to reconstruct histories of basin subsidence and tectonic loading. In marine environments, eustatic and paleobathymetric uncertainties limit the resolution of these reconstructions. Whereas in the terrestrial basins, these ambiguities are absent, it is still necessary to account for depositional slopes between localities in order to analyze three-dimensional patterns of subsidence. We define two end-members for depositional surfaces: aggradation and progradation. The relative importance of either end-member is a function of the interplay between the rate of net sediment accumulation and the rate of basin subsidence. The models predict the patterns of major drainages (transverse versus longitudinal) and the way in which provenance should be reflected within different portions of a basin. Consequently, paleocurrent and provenance data from the ancient stratigraphic record can be used to distinguish between these endmembers. The subhorizontal depositional surfaces that dominate during times of aggradation provide a well defined reference frame for regional analysis of decompacted stratigraphies and related subsidence. Depositional slopes during progradation can not be as precisely specified, and consequently yield greater uncertainties in reconstructions of subsidence. These models are applied to the Mio-Pliocene foreland basin of the northwestern Himalaya, where sequences of isochronous strata have been analyzed throughout the basin. These time-controlled data delineate a distinctive evolution from largely aggradational to largely progradational depositional geometries as deformation progressively encroaches on the foreland. Such a reconstruction of past depositional surfaces provides a well constrained reference frame for subsequent integration of subsidence histories from throughout the foreland.

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Zusammenfassung Ein häufiges Ziel der Dekompaktionsanalyse ist es die Beckenabsenkung und die tektonische Belastung zu rekonstruieren. In marinen Ablagerungsräumen limitieren eustatische und paläobathymetrische Unsicherheiten die Auflösung der Rekonstruktion. Bei terrestrischen Becken fehlen diese Zweideutigkeiten; es ist aber trotzdem notwendig, Rechenschaft über den Ablagerungshang zwischen verschiedenen Lokalitäten abzulegen, um dreidimensionale Subsidenzmuster zu analysieren. Wir definieren zwei Endglieder von Ablagerangsflächen: Aggradation und Progradation. Die relative Wichtigkeit des jeweiligen Endglieds ist eine Funktion des Zusammenspiels zwischen der Nettorate der Sedimentakkumulation und der Beckensubsidenz. Die Modelle sagen die Hauptentwässerungsmuster (quer- oder längsverlaufend) vorher, sowie den Weg in dem die Sedimentherkunft innerhalb verschiedener Bereiche des Beckens berücksichtigt werden sollte. Folglich können Paläoströmungs- und Herkunftsdaten alter stratigraphischer Überlieferungen benutzt werden, um zwischen den Endgliedern zu unterscheiden. Die subhorizontale Ablagerungsfläche welche zur Zeit der Aggradation dominant ist, liefert einen gut definierten Referenzrahmen für die regionale Analyse von dekomprimierten Formationen und der damit verknüpften Subsidenz. Ablagerangshänge während Progradation können nicht präzise spezifiziert werden und beinhalten daher größere Unsicherheiten bei der Rekonstruktion der Subsidenz. Diese Modelle wurden übertragen auf das miozäne bis pliozäne Vorgebirgsbecken des nordwestlichen Himalayas, wo Sequenzen von isochronen Schichten durch das gesamte Becken analysiert werden konnten. Diese zeitkontrollierten Daten schildern eine ganz bestimmte Entwicklung, die von einer hauptsächlich aggradierenden zu einer progradierenden Ablagerangsgeometrie verlief, während der die Deformation schrittweise in Richtung Vorland übergriff. Diese Rekonstruktion von ehemaligen Ablagerangsflächen liefert einen guten Referenzrahmen für die folgende Integration der Subsidenzgeschichte des gesamten Vorlands.

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Résumé L'analyse de décompaction a souvent pour but de reconstituer l'histoire de la subsidence d'un bassin et de la charge tectonique. Dans les milieux marins, de telles reconstitutions sont limitées par des incertitudes de caractère eustatique et paléobathymétrique. Par contre, ces ambiguïtés ne se présentent pas dans le cas des bassins continentaux, où il convient néanmoins de tenir compte de la pente de la surface de dépôt entre les divers points considérés pour établir un schéma tridimensionnel de la subsidence. Nous définissons deux situations extrêmes pour les surfaces de dépôt: l'aggradation et la progradation. L'importance relative de ces deux extrêmes est fonction de l'interaction entre le taux d'accumulation net des sédiments et le taux de subsidence du bassin. Les modèles prévoient la répartition des drainages principaux (transverse ou longitudinal) et la manière dont l'origine des sédiments peut se répercuter dans les diverses parties d'un bassin. Il en résulte que des informations fournies par les relevés stratigraphiques à propos des paléocourants et de la source des sédiments peuvent être utilisées pour faire la distinction entre les deux cas extrêmes. Les surfaces de dépôt subhorizontales, qui prédominent pendant les périodes d'aggradation, fournissent un bon cadre de référence pour les analyses régionales de formations décompactées et de la subsidence qui leur est associée. Les surfaces de dépôt inclinées qui se présentent au cours des progradations ne peuvent pas être définies de manière aussi précise et engendrent par conséquent plus d'incertitude dans la reconstitution de la subsidence. Les auteurs appliquent ces modèles au bassin mio-pliocène d'avant-pays de l'Himalaya nord-occidental, dans lequel des séquences de couches isochrones ont été suivies à travers tout le bassin. Ces données, chronologiquement définies, fournissent l'image d'une évolution nette, depuis des géométries typiques d'aggradation jusqu' à des géométries typiques de progradation, au fur et à mesure de l'emprise progressive de la déformation sur l'avant-pays. Une telle reconstitution des surfaces de dépôt anciennes fournit un bon cadre de référence en vue de l'intégration ultérieure de l'histoire de la subsidence dans l'ensemble de l'avant-pays.

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