Mathematische Simulation ptygmatischer Strukturen

Zusammenfassung Die Entstehung der Schlingen in den südlichen Ötztaler Alpen (Ostalpen) wurde bisher überwiegend auf äußere Spannungsfelder zurückgeführt. Damit waren die Faltenstrukturen in diesem Gebiet durch Biege- und Biege-Scher-Faltung hinreichend erklärbar. Bei Berücksichtigung der hohen Teilbeweglichkeit des Gesteins während der Schlingenbildung muß ein anderer Faltungsmechanismus angenommen werden. Es wird versucht, die Faltenstrukturen als Ergebnis eines Fließvorgangs in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeitsverteilung zu erklären. Unter Benutzung eines vonHarburgh &Bonham-Carter entwickelten Programms und bei Vorgabe verschiedener Randbedingungen werden Strombilder simuliert und vom Plotter in Geschwindigkeits-Vektor-Darstellung ausgegeben. Die Ergebnisse werden im Gelände beobachteten Strukturen und im Experiment erzeugten Bildern gegenübergestellt. Die gute Übereinstimmung kann als Hinweis auf die Entstehung ptygmatischer Strukturen durch interne Geschwindigkeitsverteilung angesehen werden.

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Until now the formation of vortex structures in the southern Oetztal Alps (Eastern Alps) has been regarded as the result of external stresses, allowing adequately to explain the structures as flexural and passive folds. Taking into consideration the high ductility of rocks during vortex formation another mechanism of folding has to be assumed. The attempt is made to explain the structures as the result of flowage due to a velocity distribution. Using a programm written byHarburgh &Bonham-Carter arrays of stream lines are calculated for varying boundary conditions and plotted as velocity vectors. The output will be compared with structures observed in the field as well as with results of folding experiments. From the good agreement follows that ptygmatic folding may be due to an internal velocity distribution.

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Résumé La genèse des »Schlingen« dans la partie méridionale des Alpes de l'Oetztal (Alpes orientales) a été jusqu'à présent rapportée principalement à des contraintes extérieures. Les structures plissées ont été dès lors expliquées dans cette région comme plis de ploiement et plis semblables. Si on considère la grande plasticité des roches lors du plissement, on doit admettre un autre mécanisme de plissement. Les auteurs essaient d'expliquer les structures plissées comme le résultat d'un processus d'écoulement qui dépendrait de la répartition des vitesses. Utilisant un programme établi parHarburgh &Bonham-Carter et présentant diverses conditions marginales, ils obtiennent par simulation des figures d'écoulement figurées comme vitesses vectorielles. Ces résultats sont des structures observées sur le terrain; ils sont confrontés aux figures produites lors des essais expérimentaux. La bonne concordance indique qu'on peut envisager les structures ptygmatiques comme résultant de la répartition interne des vitesses.

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Die Ötztaler Masse — ein präkambrisches Element in den Ostalpen?

Zusammenfassung Das Ötztalkristallin hat voralpidisch eine mehrphasige Entwicklung durchlaufen (Faltung, Metamorphose, Migmatitbildung, Intrusion). Die (abgesehen von der Eklogitbildung) älteste Metamorphose ist hochgradig und mit Migmatitbildung und komplizierter Verfaltung (Schlingen) verknüpft. Aus gesteinsmechanischen Gründen werden die Schlingen als Fließfalten gedeutet. Vor und während der jüngeren, mittelgradigen Metamorphose wurde das Kristallin verschiefert. Mit einem Metamorphosesprung folgt über dem Altkristallin der Phyllit, der Infrakambrium und/oder Altpaläozoikum vertritt. Aus der petrogenetischen Übereinstimmung mit dem Kristallin in Böhmen und in den Vogesen wird auch für das Ötztalkristallin präriphäisches Alter angenommen (mehr als 1200 Millionen Jahre).

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The pre-alpine evolution of the Oetztal crystalline basement (Eastern Alps) is polyphase with regard to folding, metamorphism, migmatization, and intrusion. Besides the eclogite formation, the oldest metamorphism is high-grade and connected with migmatization and flow folding (vortex structures). Shear folding accompanied by a medium-grade metamorphism markes the younger phase. Phyllitic rocks representing infra-cambrium and/or cambro-dinantian overlay the crystalline basement. Petrogenetic correlation with pre-cambrian cores in Bohemia and in the Vosges leads to the assumption of pre-riphaeic age for the Oetztal massive (more than 1,200 m. y.).

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Résumé Le soubassement cristallin d'Oetztal a subi pendant la période préalpine une évolution à plusieurs phases: plissement, métamorphose, formation de migmatite et intrusion. La plus ancienne métamorphose (hormis la formation d'éclogite) est de degré supérieur, elle est associée à la formation de migmatite et au plissement compliqué (tortilles). On interprète ces tortilles, en raison de la mécanique des roches, comme étant des structures ptygmatiques. Le soubassement cristallin a été entaillé avant et pendant la plus récente métamorphose de degré moyen. Les phyllites d'âge infracambrien ou cambrodinantien reposent en discordance sur le soubassement cristallin. En raison de la corrélation pétrogénétique entre le soubassement cristallin en Bohême et dans les Vosges, les auteurs considèrent le soubassement cristallin d'Oetztal comme étant lui aussi de l'âge pré-riphaeique (soit plus de 1200 millions d'années).

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Am Institut für Mineralogie und Lagerstättenlehre der RWTH Aachen untersucht eine Arbeitsgruppe den Gebirgsbau der Ötztaler Masse. Die vorliegende Arbeit ist die erste Veröffentlichung. Eine zweite über die experimentelle Verformung Ötztaler Gesteine wird folgen (Siemes &Bauer). Der Deutschen Forschungsgemeinschaft gilt der Dank für eine Reisebeihilfe und eine Sachbeihilfe zum Aufbau des Hochdruck-Verformungslabors. Die Verfasser danken den Herren Professor Dr.-Ing. H.Siemes und Diplom-Geologe G.BAUER für die Überlassung experimenteller Ergebnisse und für anregende Diskussionen.     

Ignimbritic cauldrons,alkali granites,and mineral deposits in fault-block mountains

The term fault-block mountains refers to an orogen, formed in an ensialic back arc by extension. The voluminous magmatism due to underplating of hot oceanic lithosphere, extrem thinning of the continental lithosphere and partial melting as well as mantle diapirs will be examplified by three ore provinces:

1. Southwestern North America (Middle Tertiary peralkaline ignimbrites and resurgent cauldrons)
2. Central Iran (Infracambrian ignimbrites and riebeckitegranite)
3. Arabian Shield (Infracambrian alkaligranites and rhyolites, 625-570 m.y.).

An overview of mineral deposits related to resurgent cauldrons will be given, encompassing disseminated deposits (Cu, Mo, Sn), skarns, massive magnetite ores, beryl pegmatites, sedimentary deposits (Pb-Zn; Hg, U, Li; Mn, borates, zeolites), mineralized vents (Au, U, apatite), vein type deposits (Au, Ag, Te, fluorite, U) and hydrothermal replacements (alunite). The value of several deposits exceeds 10 billion German Marks at current prices. The exploration concept based on resurgent cauldrons may also be applied successfully in other provinces.     

Magmentypen und Erzlagerstätten im Iran

Zusammenfassung Die hier vorgestellten Erzlagerstätten des Irans sind an bestimmte Magmentypen gebunden. Mit sauren Vulkaniten einer Alkali-Serie an einer intrakontinentalen Bruchzone verknüpft sind die infrakambrischen Eisenerze von Bafq — im vulkanischen Milieu erstarrte Eisenoxydschmelzen. Der gleiche Vulkanismus lieferte auch schichtige sulfidische Buntmetallerzlagerstätten (Kushk, Taknar). Als Kumulate im unteren Teil von Gabbrointrusionen an der Basis ozeanischer Vulkanbauten werden die Chromitlinsen in harzburgitischem Dunit aufgefaßt. In der Sabzevar-Zone treten syngenetische Kupfererzlagerstätten in oberkretazisch-eozänen Tholeiiten auf. Die alpidischen Blei-Zink-Erzlagerstätten im Alborz, in der Wüste Lut und in Zentraliran hängen mit orogenen Kalkalkali-Magmen zusammen. Die Reihe von porphyrischen Kupfererzlagerstätten in der Zentraliranischen Vulkanitzone wird abgeleitet von Magmen, die durch partielle Aufschmelzung ozeanischer Kruste in einer Subduktionszone unter Zentraliran entstanden sind. Die Cu-Pb-Linie trennt im Iran das Gebiet ozeanischer Magmen (Cu) von den Mikrokontinenten mit ihrem Kalkalkali-Magmatismus (Pb). Aus regionalen Betrachtungen folgt, daß der Iran aus Bruchstücken von Gondwanaland, dem Rand Eurasiens und Resten ozeanischer Kruste zusammengesetzt ist.

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The Iranian ore deposits presented here are associated with distinct magma types. The infra-cambrian iron ores from Bafq — iron oxyde melts solidified in volcanic environment — are part of acid volcanics of an alcali series connected with an intracontinental fracture zone. The same volcanic suite delivered stratiform sulphidic lead-zinc-ores (Kushk, Taknar). The chromite lenses in harzburgite-dunite are considered as the cumulus phase of gabbro intrusions at the base of oceanic volcanic piles. In the Sabzevar-zone syngenetic copper ores occur within upper cretaceous to eocene tholeiites. The alpidic lead-zinc-ores are related to orogenic calc-alkali magmas. The chain of copper porphyries in the Central Iranían Volcanic Belt is connected to magmas generated by partial melting of oceanic lithosphere along a subduction zone below Central Iran. Iran is divided by the copper-lead-line into the region of oceanic magmas (Cu) and the micro-continents characterized by calc-alcali magmas (Pb). From regional considerations follows that Iran is assembled by fragments of Gondwana, the margin of Eurasia, and remnants of ocean floor.

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Résumé Les gÎtes métallifères traités ici sont liés à des types magmatiques déterminés. Les gisements infracambriens de fer de Bafq — des fusions d'oxyde de fer cristallisées en milieu volcanique — sont en liaison avec des roches volcaniques acides d'une série alcaline associées à une zone de fractures intracontinentale. Le mÊme volcanisme a aussi livré des gisements stratiformes sulfurés de plomb et de zinc. Les lentilles de chromite dans les périodites orthopyroxeniques sont interprétés comme des cumulats à la partie inférieure d'intrusions de gabbro à la base d'édifices volcaniques sousmaríns. Dans la zone de Sabzevar les gisements de cuivre syngénétiques apparaissent dans des tholéiites du Crétacé à Eocène. On peut faire dériver les gisements alpins de plomb et zinc de l'Alborz, du désert de Lut et de l'Iran central de magmas orogéniques calco-alcaline. La série des gisements porphyriques de cuivre de la zone volcanique de l'Iran central provient de magmas produits par l'anatexie partielle de la croûte océanique entraÎnée par subduction sous l'Iran central. La ligne cuivre/plomb sépare en Iran le territoire des magmas océaniques (Cu) des microcontinents avec leurs magmatisme calco-alcaline (Pb). Des considérations régionales indiquent que l'Iran est composé de fragments du Gondwana, du bord du bouclier euro-asiatique et de restes de croûte océanique.

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Vortrag, gehalten am 2. 3. 1973 in Salzburg auf der 63. Jahrestagung der Geologischen Vereinigung.     

Zur Tektonik im Bereich der Brennerlinie

Zusammenfassung Die Verfasser entwickeln aus den Ergebnissen ihrer feldgeologischen und petrographischen Untersuchungen — gestützt auf gesteinsmechanische Überlegungen und tektonische Experimente — ein neues geologisches Konzept für das Tauernwestende.

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A new concept about the geology of the Brenner region is developed from field observations, petrographic investigations, mechanic considerations and tectonic experiments.

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Résumé Les auteurs présentent une conception géologique nouvelle de la partie occidentale des Tauern d'après leurs observations géologiques sur le terrain et leurs recherches pétrographiques, en s'appuyant sur des considérations de la mécanique des roches et des expériences tectoniques.

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FrauSchmitz-Wiechowski (Wiechowski 1968) hat die Phyllitserie östlich des Brenner untersucht und tektonische Grenzflächen verfolgt.Förster bearbeitete hauptsächlich das Gebiet westlich des Brenner.