Tectonics of the Simplon massif and Lepontine gneiss dome: deformation structures due to collision between the underthrusting European plate and the Adriatic indenter

This study presents a review of published geological data, combined with original observations on the tectonics of the Simplon massif and the Lepontine gneiss dome in the Western Alps. New observations concern the geometry of the Oligocene Vanzone back fold, formed under amphibolite facies conditions, and of its root between Domodossola and Locarno, which is cut at an acute angle by the Miocene, epi- to anchizonal, dextral Centovalli strike-slip fault. The structures of the Simplon massif result from collision over 50 Ma between two plate boundaries with a different geometry: the underthrusted European plate and the Adriatic indenter. Detailed mapping and analysis of a complex structural interference pattern, combined with observations on the metamorphic grade of the superimposed structures and radiometric data, allow a kinematic model to be developed for this zone of oblique continental collision. The following main Alpine tectonic phases and structures may be distinguished:

The shoshonite porphyry Cu-Au association in the Goonumbla District,N.S.W., Australia

Summary The Goonumbla porphyry copper-gold deposit in N.S.W., Australia, is hosted by late Ordovician (439.2 ± 1.2 Ma)shoshonitic igneous rocks. In terms of their petrography, the rocks vary from andesitic to dacitic lavas and tuffs which are partly intruded by monzonite stocks; they are characterized by high and variable Al₂O₃ (13.4–19.9 wt%), very high K₂O values (up to 6.8 wt%), and high K₂O/Na₂O ratios (0.58–1.48), which are typical for the shoshonite association. The rocks also have enriched LILE concentrations (Ba up to 1200 ppm, Sr up to 1350 ppm), low HFSE (TiO₂ < 0.67 wt%, Zr < 125 ppm, Nb < 10 ppm, Hf < 3.4 ppm), and very low LREE (La < 22.4 ppm, Ce < 31 ppm), which are typical for potassic volcanic rocks formed in alate oceanic-arc setting.Mineral chemistry of selected magmatic mica and apatite phenocrysts from host rocks reveals relatively high SrO and BaO contents (micas: 0.15 wt% and up to 0.28 wt%, respectively; apatites: up to 0.28 wt% and 0.19 wt%, respectively) and very high halogen concentrations. Micas are characterized by up to 3.9 wt% F and 0.14 wt% Cl, whereas apatites have up to 3.6 wt% F and 0.68 wt% Cl. These very high halogen contents compared to those from barren intrusions imply that the shoshonitic magmatism was the source of mineralization.Copper-gold mineralization consists mainly of bornite, chalcopyrite, chalcocite and minor pyrite and tetrahedrite. Native gold occurs mainly as minute grains within silicates of the host rocks, and more rarely as fine inclusions in the sulphides. Mineralization is accompanied by wallrock alteration comprising a spatially restricted potassic type and a regional propylitic alteration type.Thus, the porphyry copper-gold deposit in the Goonumbla district can be viewed as an additional example of a worldwide association between potassic/shoshonitic magmatism and base- and precious-metal mineralization. More specifically, it appears to be the oldest recorded example of a shoshontie-associated porphyry Cu-Au deposit from a late oceanic-arc setting, a possible modern analogue being Ladolam at Lihir Island, Papua New Guinea

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Die Shoshonit Porphyry Cu-Au Assoziation im Goonumbla Distrikt, N.S.W., Australien

Zusammenfassung Die Porphyry Cu-Au Vererzung im Goonumbla Distrikt in New South Wales, Australien, sitzt in oberordovizischen (ca. 439.2 ± 1.2 Ma) Shoshoniten auf. Das petrographische Spektrum dieser Gesteine reicht von andesitischen bis dazitischen Laven und Tuffen, die lokal von Monzonit-Stöcken intrudiert werden; die Gesteine besitzen hohe, aber variable Al₂O₃ Gehalte (13.4–19.9 Gew%), sehr hohe K₂O Gehalte (bis zu 6.8 Gew%) und hohe K₂O/Na₂O Verhältnisse (0.58–1.48), die typisch sind für Shoshonite. Außerdem weisen sie hohe Konzentrationen an LILE Elementen (Ba bis 1200 ppm, Sr bis 1350 ppm) auf und geringe Konzentrationen an HFSE (TiO₂ < 0.67 Gew%, Zr < 125 ppm, Nb < 10 ppm, Hf < 3.4 ppm) sowie an LREE (La < 22.4 ppm, Ce < 31 ppm), die als typisch gelten für potassische Vulkanite von ozeanischen Plattengrenzen.Die Mineralchemie von repräsentativen Glimmer- und Apatit-Phänokristallen ist charakterisiert durch hohe SrO und BaO Gehalte (Glimmer: 0.15 Gew%, bzw. bis 0.28 Gew%; Apatite: bis 0.28 Gew%, bzw. 0.19 Gew%). Sie enthalten ferner sehr hohe Halogen-Konzentrationen. Die Glimmer enthalten beispielsweise bis zu 3.9 Gew% F und 0.14 Gew% Cl, während Apatite bis zu 3.6 Gew% F und 0.68 Gew% Ci aufweisen. Dies erscheint nicht ungewöhnlich, weil Glimmer und Apatite von vererzten Mag matiten zumeist deutlich höhere Halogengehalte besitzen, als solche von unvererzten Magmatiten. Die hohen Halogen-Gehalte in Phänokristallen aus den Shoshoniten legen nahe, die Vulkanite als den Ursprung der Vererzung zu interpretieren.Die Cu-Au Vererzung besteht überwiegend aus den Sulfiden Bornit, Kupferkies, Kupferglanz und vereinzelt auftretendem Pyrit und Tetrahedrit. Gediegen Gold wird in der Regel nur als kleine Partikel innerhalb von Silikaten der shoshonitischen Wirtsgesteine und seltener als feine Einschlüsse in Sulfiden gefunden.Die Vererzung wird von hydrothermaler Alteration der Wirtsgesteine begleitet und zwei Alterationsarten lassen sich unterscheiden: eine potassische sowie eine regional zu beobachtende propylitische Alteration.Die Porphyry Cu-Au Lagerstätte im Goonumbla Gebiet ist ein Beispiel für die weltweit beobachtete Assoziation von Bunt- und Edelmetallvererzungen und potassisch/shoshonitischem Magmatismus. Der Goonumbla Distrikt stellt die älteste bisher bekannte Porphyry Cu-Au Lagerstätte aus einerspätgenetischen ozeanischen Plattengrenze dar. Einmodernes Beispiel für eine Cu-Au Lagerstätte vergleichbaren Typs ist Ladolam auf Lihir Island, Papua New Guinea.

     

The front of 8 October 1987 — Predictions of three mesoscale models

Summary The forntal passage of 8 October 1987, which was extensively sampled during the first intense observation period of the German Front Experiment, is simulated by aid of three mesoscale models. The results are intercompared and held against the manually and objectively analysed observations of the meso and meso- scales, respectively. The orographic impact is studied by comparing model runs with full and cut-off Alps. Implications regarding similar efforts in the future conclude the paper.With 11 Figures     

Crustal structure of the Rhenish Massif: results of deep seismic reflection lines Dekorp 2-North and 2-North-Q

The reflection seismic line DEKORP 2-N reveals an almost complete cross section through the Rhenohercynian Zone, the most external part of the Variscan orogen in Europe.The northern part of DEKORP 2-N and a NE-directed branch (2-N-Q) reveal the Cretaceous of the Münsterland basin and the underlying folded Palaeozoic rocks. The northward decreasing intensity of folding is depicted in great detail by the highly reflective Late Carboniferous coal-measures and deeper reflections down to the level of the Givetian/Frasnian shallow-water carbonates.In the Devonian and older rocks of the Rhenish Massif, bedding is only represented by relatively weak, short and irregular reflections. These are truncated by stronger, southward dipping reflections, which exhibit the listric curvature and flat/ramp geometry characteristic of faults. In the northern part of the section, the thrusts appear to be blind. From the Ebbe Anticline southwards, prominent reflections can be correlated with important thrust faults known from the surface, such as the Ebbe-, Siegen-, Müsen- and Sackpfeife- Thrusts, as well as further important thrust faults in the Lahn- and Dill Synclines. The basal thrust of the extremely thin-skinned Giessen Nappe is only recognizable for a very short distance.At depth, the thrusts flatten out in a relatively transparent zone between 3–5 s TWT, with strongly reflective bands at its bottom and top. The transparent zone might correlate with a high-conductivity layer detected in a magnetotelluric survey; it represents either graphitic metapelites or a zone with an interconnected, brine-filled pore space. The seismic record relates either to lithological differences, or to rheological boundaries.The lower crust in the north is characterized by a relatively transparent zone, which wedges out towards south under the northern margin of the Siegen Anticline. Comparisons with a similar feature in the ECORS profile »Nord de la France« suggest that the transparent zones in both sections correspond to a pre-Palaeozoic basement, such as it underlies the Brabant Massif. Further south, the lower crust is increasingly reflective.The curvilinear, thrust-related reflections are cut by a conjugate set of much weaker, N- and S-dipping reflectors indicating a later deformation with pure shear. Displacement of some marker reflections suggests late- or post-Variscan compression.In an alternative interpretation, these straight and weak reflections represent the only thrust faults, while the curvilinear elements might relate to bedding.A southward rise of the Moho from approx. 11 to 8.5 s TWT is probably due to Tertiary rifting.

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Zusammenfassung Das reflexionsseismische Profil DEKORP 2-N stellt einen fast vollständigen Querschnitt durch das Rhenohercynikum dar.Der nördliche Teil des Profiles 2-N sowie ein SW/NE-verlaufender Abzweig (2-N-Q) zeigen die Transgression der Münsterländer Kreide und das unterlagernde gefaltete Paläozoikum. Schichtgebundene Reflektoren (flözführendes Karbon, devonischer Massenkalk) bilden das Ausklingen der variscischen Faltung nach NW detailliert ab.In den devonischen und vordevonischen Sedimenten des rechtsrheinischen Schiefergebirges erzeugt die Schichtung nur relativ schwache, kurze und unregelmäßige Reflexionen. Diese werden von stärkeren, südfallenden Reflektoren abgeschnitten, die aufgrund ihrer listrischen Krümmung und flat/ramp-Geometrie wahrscheinlich als Überschiebungen zu interpretieren sind. Im Nordteil des Schiefergebirges sind diese Überschiebungen offenbar blind, werden also nahe der Oberfläche durch Faltung kompensiert. Im Ebbe-Sattel und weiter südlich lassen sich die meisten der starken, südfallenden Reflektoren zweifelsfrei mit bekannten Großüberschiebungen korrelieren (Ebbe-, Siegen-, Müsen-, Sackpfeife-Ü, sowie weitere Überschiebungen in der Lahn- u. Dill-Mulde). Die Basisüberschiebung der Giessen-Decke wird nur teilweise abgebildet.Zur Tiefe hin zeigen die Überschiebungen ein zunehmend flacheres Einfallen, und verschwinden in einer relativ transparenten Zone zwischen 3 und 5 s TWT, die im Hangenden und Liegenden durch dünne, stark reflektive Zonen begrenzt ist. Diese transparente Zone entspricht möglicherweise einer Zone hoher integrierter Leitfähigkeit, die in einem begleitenden magnetotellurischen Experiment nachgewiesen worden ist; es handelt sich entweder um einen Graphit-führenden Phyllit-Horizont oder eine mächtigere permeable Zone mit Elektrolyt-gefülltem Porenraum. Die hochreflektiven Bänder über und unter der transparenten Zone entsprechen entweder lithologischen Kontrasten oder rheologischen Grenzen, die vermutlich von einer scherenden Verformung überprägt worden sind.Die Unterkruste im N-Teil des Profiles enthält einen relativ transparenten Bereich, der nach Süden hin unter dem Nordteil des Siegener Sattels keilförmig ausläuft. Ein ähnliches Bild zeigt der Nordteil des ECORS-Profiles »Nord de la France«. Die transparenten Bereiche beider Profile entsprechen wahrscheinlich einem prä-paläozoischen kristallinen Basement, das das Brabanter Massif unterlagert und sich rechtsrheinisch fortsetzt. Südlich des transparenten Keiles wird die Unterkruste zunehmend reflexionsreicher. Die listrisch gekrümmten, an Überschiebungen gebundenen Reflektoren werden von einem konjugierten System schwächerer, N- u. S-fallender Reflektoren abgeschnitten, die auf eine jüngere, bruchhafte Verformung durch reine Scherung hindeuten. Der Versatz einiger älterer Reflektoren deutet auf spät- oder postvariscische Kompression hin.In einer alternativen Interpretation werden nur diese jüngeren Reflektoren als Überschiebungen gedeutet; die älteren, gekrümmten Elemente müßten dann primären lithologischen Grenzen entsprechen.Die Moho steigt von ca. 11 s TWT im N auf 8.5 s TWT unter dem Taunus an. Die Krustenverdünnung im Süden geht wahrscheinlich auf Dehnung im Tertiär zurück.

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Résumé Le profil sismique par réflexion DEKORP-2-N représente une transversale quasiment complète à travers la zone rhénohercynienne. La partie septentrionale du DEKORP-2-N ainsi qu'une branche de direction SW-NE (2-N-Q) mettent en évidence la transgression du Crétacé du Münsterland sur le Paléozoïque sous-jacent plissé. Des réflecteurs liés à la stratification (à savoir: le Houiller et les calcaires de plate-forme dévoniens) illustrent de façon détaillée la diminution vers le nord de l'intensité du plissement varisque.Dans les sédiments dévoniens et pré-dévoniens du Massif Rhénan à l'est du Rhin, la stratification ne fournit que que des réflexions relativement faibles, courtes et irrégulières. Elles sont tronquées par des réflecteurs plus intenses, à pendage sud qui, en raison de leur courbure listrique et de leur géométrie en «flat/ramp», doivent être interprétés comme des chevauchements. Dans la partie septentrionale du Massif, ces chevauchements sont apparemment aveugles, c'est-à-dire qu'ils sont compensés, près de la surface, par le plissement. Dans l'anticlinal d'Ebbe, ainsi que plus au sud, la plupart des réflecteurs intenses à plongement sud peuvent être corrélés avec des chevauchements majeurs connus, tels ceux de Ebbe, Siegen, Müsen, Sackpfeife et d'autres encore dans les synclinaux de la Lahn et de la Dill. Le chevauchement basai de la nappe de Giessen n'est que partiellement représenté.Les chevauchements deviennent de plus en plus plats en profondeur pour disparaître dans une zone relativement transparente qui se situe entre 3–5 sec TWT. Celle-ci est prise en sandwich par des zones minces à forte réflectivité. La zone transparente correspond probablement à une zone de conductivité intégrée élevée dont l'existence a par ailleurs été démontrée dans un essai magnétotellurique mené parallèlement. Il s'agit soit d'un horizon phyllitique graphiteux, soit d'une zone perméable plus épaisse dont les pores sont remplis d'électrolyte. Les bandes à haute réflectivité au-dessus et en-dessous de la zone transparente correspondent soit à des contrastes lithologiques, soit à des limites rhéologiques probablement accentuées par la déformation cisaillante.La croûte inférieure dans la partie septentrionale du profil comporte un domaine relativement transparent qui s'amincit vers le S et se termine, en dessous de la partie nord de l'anticlinal de Siegen, en forme de coin. La partie nord du profil ECORS «Nord de la France» montre une image semblable.Les domaines transparents des deux profils correspondent vraisemblablement à un soubassement cristallin pré-paléozoïque qui est sousjacent au Paléozoïque du Massif du Brabant et se prolonge vers l'est au-delà du Rhin. Au sud du coin transparent, la réflectivité de la croûte inférieure va en augmentant. Les réflecteurs listriques liés à des chevauchements sont recoupés par un système conjugué de réflecteurs plus faibles à plongement nord et sud qui indiquent des failles plus récentes. Le déplacement de quelques réflecteurs plus anciens suggère l'effet d'une compression tardiou post-varisque.Dans une interprétation alternative, seuls ces réflecteurs plus récents sont considérés comme correspondant à des chevauchements. Dans ce cas, les éléments courbes plus anciens devraient représenter des limites lithologiques primaires.Le Moho s'élève à partir de 11 sec TWT environ au nord jusqu'à 8.5 sec TWT en-dessous du Taunus. L'amincissement crustal au sud résulterait du régime de distension survenu au Tertiaire.

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DEKORP 2 Nord. x-t- ray-tracing'a. 6,0 6,6 /, — 7,0 8,2 /. 6,25 /. 28 30 . , .

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Abbreviations MORB Mid-Ocean Ridge Basalt - TWT two-way travel time, seconds (s) - CMP common mid-point - VP vibration point - SNR signal to noise ratio     

Tectonic significance of Triassic mafic rocks in the June Complex,Sanandaj–Sirjan zone,Iran

This study concentrates on the petrological and geochemical investigation of mafic rocks embedded within the voluminous Triassic June Complex of the central Sanandaj–Sirjan zone (Iran), which are crucial to reconstruct the geodynamics of the Neotethyan passive margin. The Triassic mafic rocks are alkaline to sub-alkaline basalts, containing 43.36–49.09 wt% SiO₂, 5.19–20.61 wt% MgO and 0.66–4.59 wt% total alkalis. Based on MgO concentrations, the mafic rocks fall into two groups: cumulates (Mg# = 51.61–58.94) and isotropic basaltic liquids (Mg# = 24.54–42.66). In all samples, the chondrite-normalized REE patterns show enrichment of light REEs with variable (La/Yb)_N ratios ranging from 2.48 to 9.00, which confirm their amalgamated OIB-like and E-MORB-like signatures. Enrichment in large-ion lithophile elements and depletion in high field strength elements (HFSE) relative to the primitive mantle further support this interpretation. No samples point to crustal contamination, all having undergone fractionation of olivine + clinopyroxene + plagioclase. Nevertheless, elemental data suggest that the substantial variations in (La/Sm)_PM and Zr/Nb ratios can be explained by variable degrees of partial melting rather than fractional crystallization from a common parental magma. The high (Nb/Yb)_PM ratio in the alkaline mafic rocks points to the mixing of magmas from enriched and depleted mantle sources. Abundant OIB alkaline basalts and rare E-MORB appear to be linked to the drifting stage on the northern passive margin of the Neotethys Ocean.     

Evaluating igneous sources of the Taveyannaz formation in the Central Alps by detrital zircon U–Pb age dating and geochemistry

Late Palaeogene syn-tectonic volcanic products have been found in the Northern Alpine foreland basin and in the South Alpine hemipelagic basin. The source of abundant volcanic fragments is still in debate. We analyzed the geochronology and geochemistry of detrital zircons, and evaluated their temporal and genetic relationships with potential volcanic sources. The study shows that the detrital zircon U–Pb age patterns have two major age groups: a dominance (ca. 90%) of pre-Alpine zircons was found, as commonly observed in other Alpine flysch formations. These zircons apparently derived from erosion of the early Alpine nappe stack in South Alpine and Austroalpine units. Furthermore, a few Neo-Alpine zircons (ca. 10%) have ages ranging from Late Eocene to Early Oligocene (~ 41–29 Ma). Both source materials were mixed during long riverine transport to the basin margins before being re-deposited by gravity flows. These Palaeogene ages match with the activity of Peri-Adriatic magmatism, including the Biella volcanic suite as well as the Northern Adamello and Bergell intrusions. The values of REE and ¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf_(t) ratios of the Alpine detrital zircons are in line with the magmatic signatures. We observe an in time and space variable supply of syn-sedimentary zircons. From late Middle Eocene to Late Eocene, basin influx into the South Alpine and Glarus (A) basins from the Northern Adamello source is documented. At about 34 Ma, a complete reorganisation is recorded by (1) input of Bergell sources into the later Glarus (B) basin, and (2) the coeval volcaniclastic supply of the Haute-Savoie basin from the Biella magmatic system. The Adamello source vanished in the foreland basin. The marked modification of the basin sources at ~ 34 Ma is interpreted to be initiated by a northwestern shift of the early Alpine drainage divide into the position of the modern Insubric Line.     

Thrust tectonics along the north-western continental margin of Sabah/Borneo

Widely accepted plate tectonic models suggest that an inactive subduction zone lies along the north-west continental margin of Sabah. In contrast, interpretation of reflection seismic data acquired by BGR shows an autochthonous continental terrane comprising an Oligocene to Early Miocene carbonate platform being progressively overthrust by an allochthonous rock complex. Progressive compression resulted in the development of four structural zones: Imbricated thrust sheets (Zone III); two thrust sheet systems one on top of the other (Zone IV); a complex zone with multiphase deformation (Zone V); and piercement ridges (Zone VI).

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Zusammenfassung Nach herkömmlichen plattentektonischen Vorstellungen soll eine inaktive Subduktionszone am nordwestlichen Kontinentalrand von Sabah liegen. Reflexionsseismische Meßdaten der BGR zeigen jedoch, daß hier autochthone kontinentale Kruste mit einer oligozänen-frühmiozänen Karbonatplattform progressiv von einem allochthonen Gesteinsverband überschoben wird. Fortschreitender Zusammenschub seit dem frühen Miozän führte zur Anlage von vier Deformationszonen: Tekonische Schuppen (Zone III); zwei übereinander geschobene Verschuppungssysteme (Zone IV); Gürtel mit mehrphasiger Deformation (Zone V) und Durchspießungsstrukturen (Zone VI).

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Résumé Les modèles géodynamiques que l'on admet habituellement comportent une zone de subduction inactive le long de la marge continentale nord-occidentale de Sabah. Toutefois, des mesures de sismique-réflexion exécutées par le BGR font apparaître qu'à cet endroit, une croûte continentale autochtone, comportant une plateforme carbonatée oligocène à éomiocène, est chevauchée progressivement par un complexe allochtone. La compression, qui s'est manifestée progressivement depuis le Miocène inférieur, a engendré quatre zones structurales: un ensemble d'écailles tectoniques (zone III); deux systèmes de lames tectoniques charriés l'un sur l'autre (zone IV); une zone complexe à déformation multiphasée (zone V); des structures d'extrusion tectonique (zone VI).

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, - Sabah'a. , - . 4-? : ( 3), ( 4) ( 5) ( 6).