Rift-Parallele Schildwellungen in Arabien und auf den Zirkum N-Atlantischen Tafeln

Zusammenfassung Sowohl in Arabien, ne-Afrika und auf den den Atlantik umgebenden kontinentalen Tafeln können große, epirogene Wellenwürfe ausgemacht werden. All diese Undulation-Systeme sind im Streichen parallel zu benachbarten Riftsystemen ausgerichtet, und ihre Wellenlänge nimmt mit Abstand vom Rifttrog zu. Die Untersuchungen am arabischen Beispiel zu den Zusammenhängen zwischen Bildung ozeanischer Kruste einerseits und deren tektonischen Auswirkungen auf kontinentale Tafeln, wie Magmatismus, Orogenese und besonders in intra-platten dynamischer Hinsicht andererseits, scheinen neue Gesichtspunkte zur Paläogeographie zu eröffnen, und zum Verstehen der Ursachen und Evolution der Schildwellungen beizutragen. Sie zeigen, daß die Schildwellungen nicht im vollen morphologischen Ausmaß mit Beginn des Rifting einsetzen, sondern die Schildbereiche allmählich von der Riftseite her durchdringen (± 40 m. a.) und etwa 80 m. a. zur Vollentwicklung brauchen. Rift-parallele Becken und Schwellen sind in Rift-Nähe am ältesten und werden mit Abstand von letzeren jünger. Über die paläogeographischen Entwicklungen kann ferner gezeigt werden, daß der Wellungs-Prozeß nicht kontinuierlich, sondern in Schüben verläuft.Blattverschiebungen im Rahmen diagonal angelegter Scherung sind eine konjugate Reaktion zur kompressionellen Wellung oder Faltung. Große und kleinere Störungen oder Störungssysteme dieser Kategorie sind im Bereich der Schildwellungen fast immer vorhanden. Schildwellung, die in dieser Arbeit absichtlich etwas überbetont wird, scheint auf alten, auf tiefe Stockwerke erodierten und stark konsilidierten Kratonen gegenüber Scherung zu überwiegen (z. B. Arabischer Schild), während Scherung und Bruchschollen-Tektonik im Sedimentmantel jüngerer, wenig tief erodierter und wohl möglich weniger konsolidierter, kratonisierter Areale ausgeprägter ist (z. B. Europäisches Schollenmosaik).Es wird abgeleitet, daß die Schildwellungen wie die Scherungstektonik von horizontalen, kompressioneilen Verspannungen ausgelöst werden und letztere mit der Bildung und Ausbreitung ozeanischer Kruste (Mantel-Diapirismus, Ocean-Floor Spreading) in ursächlichem Zusammenhang stehen. Die aus tektonischen Gründen vermutete kompressionelle Verspanung kontinentaler Tafeln und deren Symmetriebindung an das world rift system scheint sich nunmehr durch direkte Messungen zu bestätigen, jedenfalls passen sowohl seismo-tektonische Herdmechanismen-Analysen, wie in situ-Druckmessungen in Europa ausgezeichnet zum tektonischen Modell.Arabien wird als Modell-Beispiel für Schildwellungen im Rahmen geodynamischer Beanspruchungen angesehen.

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Large and gentle warping sets are recognizable in Arabia, ne-Africa and on the continents, which surround the n-Atlantic rifts (former Laurasia). All these undulation systems are aligned parallel to neighbouring rift-systems and their wavelength increases with the distance from the rifts. In Arabia studies of the geodynamic interrelations of generation of new oceanic crust, on the one side, and its structural effects on the shield area, like magmatism, orogeny and especially intra-plate dynamics, on the other side, seem to provide new aspects and a better understanding for the causes and evolution of these warping structures. These studies imply that warping sets are not developed to their full morphological extend with the beginning of continental rifting, they seem to penetrate the shield areas slowly (± 40 m. a.) and grow gradually (± 80 m. a.), i. e. they are oldest next to the oceanic rift troughs and become younger with distance from them. It also can be stated that rift-parallel basins and uplifts are developed sporadically during episodes of increased tectonic activity.Lateral movements along diagonally arranged shear zones are a conjugate reaction to compressional shield folding; major faults or fault systems of this category are usually recognizable in warped areas. Shield warping, which is purposely overemphasised in this article, seems to be predominant on old, deeply eroded and strongly consolidated cratons, while shearing and block-tilting seem to prevail on younger, less deeply eroded and consolidated, cratonised areas.Continental warping as well as shearing is thought to be due to horizontal, compressional stresses caused by the injection and spreading of mantle derived, new oceanic crust (mantle diapirism, ocean-floor spreading). The postulated, horizontally compressional stress environment on continental plates and its symmetry relation to spreading-ridges seem now confirmed by two independant means, i. e. fault-plane solutions and in situstress measurements, especially in Europe.Arabia is considered as the model-example for crustal-warping and its causal relations to geodynamic processes.

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Résumé En Arabie comme aussi dans le NE de l'Afrique et tout autour de l'Atlantique, les plaques continentales sont affectées d'ondulations épirogéniques. Celles-ci ont une direction parallèle à celle du rift voisin et leur longueur d'ondes croît avec la distance au rift. Les recherches en Arabie sur les rapports entre la formation de la croûte océanique et le dynamisme interne des plaques continentales ont favorisé de nouvelles idées sur la paléogéographie et contribué à la compréhension du principe de l'ondulation des boucliers: elles montrent que l'ondulation des plaques ne commence qu'avec une faible dimension morphologique et qu'elle pénètre le bouclier successivement du côté du rift (+ou –40 m.a.). Le développement final est atteint après 80 m.a. environ. Les bassins proches du rift sont donc les plus vieux, tandis qu à plus grande distance sont les plus jeunes. Le développement paléogéographique montre en outre que l'ondulation se produit de façon discontinue et plutôt sporadique. Le décrochement latéral dans le système du cisaillement diagonal est une réaction équivalente à l'ondulation compressive ou du plissement.Des failles plus ou moins grandes ou des familles de failles de ce type existent presque toujours en association avec les ondulations des boucliers. Cette ondulation des boucliers semble l'emporter sur le cisaillement dans des cratons bien consolidés et profondément érodés, tandis que le cisaillement et la tectonique de microplaques caractérisent les couches sédimentaires des socles (peut-être cratonisés) moins profondément érodés.Il faut donc admettre que l'ondulation des bouckliers aussi bien que la tectonique de cisaillement se développe à cause de la compression latérale. La compression est en rapport avec la genèse et le développement de la croûte océanique (ocean-floor spreading, diapirs du manteau). On peut constater que la compression des plaques (supposée par la tectonique) et leur rapport avec le world rifting system est confirmé par des mesures directes. En tout cas, les analyses sismotectoniques et les mesures de pression in situ sont bien conformes au modèle tectonique. L'Arabie est prise comme modèle pour l'ondulation des boucliers et ses rapports avec la contrainte géodynamique.

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Prof. R.Brinkmann zum 83. Geburtstag gewidmet

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Kurzfassung zu Vorträgen gehalten am 19. und 20. 2. 1968 auf der 58. Jahresversammlung der Geologischen Vereinigung in Göttingen und am 27.2. 1975 auf der 65. Jahresversammlung in Karlsruhe.     

Torsional instability in structures

Torsional instability under harmonic excitation was detected in structures with cubic softening member stiffness. A variational procedure was introduced to perform the analysis for the general problem formulation. Single-storey structures with zero eccentricity were studied first; previous findings were checked and corrected, and the behaviour was examined in greater detail. Two-storey structures with large eccentricity were also examined, and further regions of torsional instability were detected. Time history analysis was then employed to quantify the behaviour of various typical structures. An unbounded growth in rotation or column displacement was not observed. Rather, the instability appeared to be related to the jump in response which exists in single degree-of-freedom softening oscillators subjected to harmonic excitation. The practical significance of torsional instability is therefore rather weak, although prudent practice would recommend its avoidance.     

Interstitial acid glass and chlorophaeite in Iceland basalts

Rhyolitic glass occurs as an interstitial phase in Tertiary basaltic dikes from northwestern Iceland forming up to 8% of the mode. Chlorophaeite occurs as globules within the glass as well as in interstitial vugs and vesicles. The existence and textural relations of these iron-rich globules in a silica-rich glass is suggestive of liquid immiscibility such as observed in synthetic systems. Trace element data on these naturally occurring phases is, however, inconsistent with experimentally determined partition coefficients for, for example, Ti, P, and Zr in immiscible liquids indicating that the chlorophaeite does not represent an immiscible phase and is more likely an alteration product. The similarity of the interstitial acid glasses to Iceland rhyolites is suggestive evidence of an origin for at least some Icelandic rhyolites by shallow-level fractional crystallization of basaltic magmas.     

Age of the last major scabland flood of the Columbia Plateau in eastern Washington

Pumice layers of set S from Mount St. Helens can be correlated with certain ash beds associated with young flood deposits of the channeled scabland. The correlation points to an age of about 13,000 ¹⁴C yr B.P. for the last major flood to have crossed the scabland. Until recently, the last major episode of flooding was thought to be closer to 20,000 yr B.P., an age inferred chiefly from the relation of the flood to glacial events of the northern Rocky Mountains. Several investigations within the last few years have suggested that the last major flood occurred well after 20,000 yr B.P. Tentative correlations of ash beds of the scabland with set S pumice layers, the relations of flood and glacial events along the northwestern margin of the Columbia Plateau, and a radiocarbon date from the Snake River drainage southeast of the plateau all indicate an age much younger than 20,000 yr. The postulated age of about 13,000 yr B.P. is further supported by a radiocarbon date in the Columbia River valley downstream from the scabland tract. Basal peat from a bog on the Portland delta of Bretz, which is a downvalley deposit of the last major scabland flood, has been dated as 13,080 ± 300 yr B.P. (W-3404).     

Sulfide-oxide minerals in eclogite from Stockdale Kimberlite,Kansas

The opaque minerals in eclogite xenoliths from Stockdale Kimberlite are rutile, ilmenite, and a complex polysulfide assemblage. Rutile shows exsolutions of ilmenite and spinel. Discrete ilmenite contains up to 10 wt % MgO in solid solution and is a primary mineral, but not of kimberlitic origin. Pyrrhotite containing exsolved pentlandite is the major sulfide mineral, and is usually rimmed by chalcopyrite which may display exsolution of cubanite. A veneer of monosulfide solid solution (12 wt % Ni and 5 wt % Cu) forms a rim on the chalcopyrite-pyrrhotite masses. The simple model of sulfide liquid immiscibility within a silicate melt may account for the origin of the pyrrhotite-pentlandite-chalcopyrite assemblage, but it fails to explain the occurrence within one and the same sulfide globule of a monosulfide_ss rim, separated from an exsolved pyrrhotite core by chalcopyrite. The monosulfide_ss is probably a metastable phase produced by the partial melting of a preexisting sulfide assemblage of similar bulk chemical composition to that existing at present. The melting possibly took place instantaneously when the eclogite was incorporated into the rising hot kimberlitic magma. Fast cooling during the explosive ascent of the kimberlite could have led to the quenching of the monosulfide solid solution. Rutile in the eclogite xenolith was unaffected by the heating, but secondary amphibole and biotite may have possibly formed during this event.     

Zur Petrographie des Rotliegend- Eruptivs der Bohrung Weyhausen Z 1

Zusammenfassung Eine Tiefbohrung der Gewerkschaft Elwerath im norddeutschen Flachland erbrachte einen Neuaufschluß von Rotliegend-Eruptivgestein, welches petrographisch beschrieben wird. Zum überwiegenden Teil handelt es sich um Porphyrite alkalisyenitischen Charakters, in die ein saurer Porphyr geringer Mächtigkeit eingeschaltet ist. Die Einsprenglingsfeldspäte sind nach Untersuchung mit dem U-Tisch Albite mit An < 10, für die femischen Minerale ist Chlorit kennzeichnend. Unter den Akzessorien ist Anatas relativ häufig. Schließlich wurden auch Pseudomorphosen von Muskowit-Illit nach Feldspat gefunden und näher untersucht.Von Herrn Dr.Philipp erscheint demnächst eine Veröffentlichung über Buntsandstein und Zechstein dieses Bereichs.Der Gewerkschaft Elwerath danke ich für die Erlaubnis zur Veröffentlidung, ganz besonders ihrem Chefgeologen, Herrn Direktor Dr.Roll, für die großzügige Förderung der Arbeit, ferner Herrn Dr.Füchtbauer, für zahlreiche Hinweise.     

Einige Tabeilen über die erdmagnetischen Registrierungen im Observatorium Wingst im Jahre 1942

Summary In the preceding report an extract of the observations at Wingst Observatory during the years 1942 is given, to continue the corresponding tables for 1939, 1940 and 1941, which have been published in the Annalen der Hydrographie und Maritimen Meteorologie. A copy of the registrations made during a rather heavy disturbance on March 1, 1942, is added.