Schuppung und Faltung im glazialtektonischen Experiment     

Rolf Köster 《International Journal of Earth Sciences》1959,46(2):564-571

Zusammenfassung Die wichtigsten glazialen Stauchungsvorgänge wurden experimentell nachgeahmt. Als Versuchsmaterial fanden erwärmte Sand-Paraffin-Gemenge mit eingelegten Schichten von Modellgips Verwendung. Bei Temperaturen über dem Schmelzpunkt des Paraffins besitzen sie ähnlich günstige Eigenschaften wie der meist bevorzugte Tonschlamm, bei Zimmertemperatur sind sie erhärtet und erlauben, im Gegensatz zum Tonschlamm, beliebige Profilschnitte und damit Einblicke in den inneren Bau.Die Experimente ergaben Zusammenhänge zwischen Veränderungen im Versuchsansatz und verschiedenen Störungstypen. Es entstanden:Schuppen bei Stauchung vor dem Modell einer Eiszunge,Falten bei Stauchung unter Belastung,Horizontal eingeschlichtete Streifen bei Bewegung des Modelles unter seiner Sohle.Die Beobachtungen stimmen weitgehend überein mit den Lagerungsstörungen in eisentstandenen Formen entsprechender Bildungsbedingungen.  相似文献   

Ein Vergleich der Grossgefügetypen von Faltengebirgen verschiedenen Baustils     

Doz. Dr. Rolf Hoeppener 《International Journal of Earth Sciences》1960,50(1):449-457

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Stellung des Experimentes im Rahmen tektonischer Forschung     

Prof. Dr. Rolf Hoeppener 《International Journal of Earth Sciences》1972,61(3):789-805

Zusammenfassung Die Genese tektonischer Strukturen ist nicht direkt beobachtbar. Unsere einzige Arbeitsgrundlage sind die Spuren der Deformation im Fels, also das tektonische Gefüge. Im Gegensatz zu den meisten anderen naturwissenschaftlichen und technischen Fächern ist in der Tektonik ein Vergleich der Vorgänge im Experiment mit denen im Objekt im allgemeinen nicht möglich. Hieraus erklärt sich, daß das Experiment in der Tektonik bisher nur eine geringe Bedeutung erlangt hat. Jede tektonische Deutung ist aber ein Analogieschluß, bei dem Erfahrungen aus dem täglichen Leben oder die anderer Naturwissenschaften eingesetzt werden. Dieses Vorgehen muß durch ein exakteres, nämlich durch den Einsatz gezielter Experimente, abgelöst werden.Da aus dem obengenannten Grunde die Rückkopplung zwischen Experiment und Natur nur unvollkommen durchzuführen ist, besteht der Sinn tektonischer Experimente nicht darin, eine bestimmte natürliche Struktur nachzubilden, sondern darin, die Reaktionsmöglichkeiten von Festkörpern bei Deformation kennenzulernen. Experimente und Naturbeobachtung zeigen, daß es nur eine begrenzte Zahl von Reaktionsarten festen Materials bei Deformationen gibt. Diese Reaktionsarten unterscheiden sich nach der Art der Gefügeelemente, die bei der Deformation ausgebildet werden (Abb. 1). Bei den hier besprochenen Gefügeelementen handelt es sich um Trennbrüche (Spalten), Verschiebungsbrüche, Knickzonen und Normalfalten. Die Faltenachsenfläche der Knickzonen liegt einer Ebene größter Scherung etwa parallel, die der Normalfalten senkrecht zur Richtung größter Einengung.Die einzelnen Gefügeelemente treten in verschiedenen räumlichen Anordnungen auf, die als Gefügetypen bezeichnet werden. Die folgenden Ausführungen beschränken sich auf Gefügetypen mit rhombischer und monokliner Symmetrie.Die Abb. 1 stellt einen Ausschnitt aus einem System der Gefügetypen dar, in dem die einzelnen Gefügetypen entsprechend ihrer gegenseitigen Verwandtschaft angeordnet sind. Dieses System erlaubt es uns, die bisherigen tektonischen Experimente zu ordnen und auf Lücken unserer experimentellen Erfahrung hinzuweisen.

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Because the formation of tectonic structures cannot be observed directly, the study of such structures is restricted to an investigation of the traces of deformation within the rock itself, i.e. the tectonic fabric. In contrast to most other fields of research in science and technology the study of tectonics does not allow a direct comparison between experimental and natural processes, and for this reason, experimentation has until now played only a minor role in tectonic research. All tectonic interpretations, however, are based on analogies with observations made in everyday life or phenomena in related scientific fields. Clearly this procedure should be replaced by more accurate methods, which include objective experiments.Since the link between experiment and nature is at best incomplete, the goal of tectonic experimentation is not to simulate specific natural structures, but to investigate the different ways by which solids may react to deformations. Experiments and observations show that solid material may undergo only a limited number of such reactions. These reactions differ due to the form of fabric elements formed during deformation (Fig. 1).The discussion below is restricted to the following fabric elements: tension fissures, faults, kink-bands, and normal folds. The axial plane of kink-bands nearly parallels the plane of maximum shearing strain. The axial plane of normal folds is normal to the direction of maximum shortening.The various fabric elements are found in different spatial arrangements called fabric types. The discussion below is restricted to fabric types with orthorhombic and monoclinic symmetry.Fig. 1 illustrates part of a fabric type system in which the different fabric types are arranged according to their reciprocal relationship. This system allows the ordering of previous tectonic experiments and indicates the gaps in our experimental knowledge.

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Résumé La genèse des structures tectoniques n'est pas directement observable. Nos seules bases de travail sont les traces de la déformation dans les roches, autrement dit la texture tectonique. A l'opposé de la plupart des autres branches des sciences naturelles et des branches techniques, on ne peut généralement pas comparer, en tectonique, les processus fournis par l'expérimentation avec ceux qui en font l'objet. Ce qui explique que jusqu'à présent, l'expérimentation en tectonique n'a eu qu'une portée médiocre. Chaque interprétation tectonique est en fait liée à une finalité analogique tirée de comportements dans la vie quotidienne ou dans d'autres sciences naturelles. Ce procédé doit faire place à un autre, plus exact, principalement par la mise en oeuvre d'expériences bien orientées.Comme, pour les raisons citées plus haut, le couplage entre l'expérimentation et la nature ne peut être réalisé que de façon imparfaite, il faut que le sens de l'expérimentation tectonique consiste, non pas à reproduire une structure naturelle donnée, mais à reconnaître quelles sont les possibilités de réaction des corps solides à la déformation. L'expérimentation et l'observation de la nature montrent que les modalités réactionelles des matériaux solides vis-à-vis de la déformation existent seulement en nombre limité. Ces modalités différent selon les éléments structuraux impliqués dans la déformation. Les éléments texturaux discutés ici sont les fissures, les plans de glissement, les zones en chevron et les plis normaux. Le plan axial des zones en chevrons es parallèle à un plan de fort cisaillement; celui des plis normaux est perpendiculaire à la direction de plus grand resserrement.Chacun des éléments texturaux répond à différentes dispositions spatiales dont la signification est celle de types texturaux. Les déductions qui suivent se limitent à des types texturaux à symétrie rhombique et monoclinique.La fig. 1 représente une coupe dans un système de types texturaux dans lequel chacun de ceux-ci a été rangé conformément à leur parenté réciproque. Ce système nous permet de mettre de l'ordre dans les expériences tectoniques poursuivies jusqu'à ce jour, et de mettre en évidence les lacunes dans notre pratique expérimentale.

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Aus dem SFB 77 - Felsmechanik - Karlsruhe.

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Die Untersuchungen über Gefügetypen im Gelände und im Experiment wurden dankenswerterweise von der Deutschen Forschungsgemeinschaft, seit 1970 im Rahmen des Sonderforschungsbereichs Felsmechanik, unterstützt. Meinen Mitarbeitern, Herrn Dipl.-Phys. H.Mischke, Herrn Dipl.-Ing.Klaus Müller und Herrn Dr. G.Schäfer danke ich für ihre Hilfe bei der Abfassung des Manuskriptes.  相似文献   

Bearing of rare earth patterns of apatites from igneous and metamorphic rocks     

Harald Puchelt  Rolf Emmermann 《Earth and Planetary Science Letters》1976,31(2):279-286

Twelve apatite samples from igneous and metamorphic rocks from the Black Forest and igneous rocks from the Kaiserstuhl were analysed for their REE content. The ΣREE range from 0.116 to 1.69 wt.%; the lowest values were found in the metamorphic rocks. All apatites from the various parent rocks show a general enrichment of the lighter rare earths over the heavier and their chondrite-normalized rare earth patterns exhibit a more or less pronounced negative Ce anomaly. This Ce depletion is accompanied by relatively low La and Pr values. In addition, the apatites from igneous rocks from the Black Forest show a marked negative Eu anomaly. An explanation is offered for the simultaneous occurrence of a negative Ce and a negative Eu anomaly in one investigated rock system. The negative Ce anomaly is attributed to the occurrence of phases enriched in Ce (e.g., monazite, allanite) which crystallized prior to or simultaneously with apatite. The negative Eu anomaly in these magmatic apatites most probably is caused by discrimination of Eu²⁺ from the apatite lattice. The result of this discrimination is a selective Eu enrichment in the later crystallizing feldspars, plagioclase and orthoclase. At least in this case, the positive Eu anomaly in feldspars is not a reliable indicator of low oxygen fugacity during their crystallization; the Eu depletion of the earlier crystallized apatites is preferable for this purpose.  相似文献   

Magmatic evolution of the Karmøy Ophiolite Complex,SW Norway: relationships between MORB-IAT-boninitic-calc-alkaline and alkaline magmatism     

Rolf B. Pedersen  Jan Hertogen 《Contributions to Mineralogy and Petrology》1990,104(3):277-293

The polyphasal magmatic evolution of the Caledonian Karmøy Ophiolite Complex includes: (1) formation of an axis sequence from island-arc tholeiitic (IAT) and more MORB-like magmas (493+7/-4 Ma); (2) intrusion of magmas of boninitic affinity (485±2 Ma); (3) intrusion of MORB- and IAT-like magmas; (4) intrusion and extrusion of calc-alkaline magmas (470+9/-5 Ma); (5) intrusion and extrusion of basalts with alkaline trace-element affinity. Repeated intrusion of MORB and IAT-like magmas may be explained by intermittent magmatism involving magma-chamber solidification and remelting of a source characterized by initial _Nd of approximately +6.5. The boninitic rocks may have formed from two LREE-depleted sources: the primary source of the axis-sequence magmas and the residual source left after extraction of these magmas. These sources have been enriched in LREE, Th and Zr from subducted material exhibiting a continental Nd-isotope signature with initial _Nd less than-8. Covariation between _Nd and Th, Zr, Nd, Y and Yb may be explained by metasomatic enrichment of a LREE-depleted mantle source by a LREE-enriched subduction component, followed by partial melting during which the degree of melting of the metasomatized mantle source increased linearly with the amount of subduction component added to the mantle source. The calc-alkaline magmas may have formed by remelting of a highly depleted source, which became enriched in some trace elements derived from the source of the subsequent alkaline magmatism. The geology and geochemistry of the Karmøy Ophiolite Complex suggest growth of an island-arc upon newly-formed oceanic crust, followed by arc-splitting and the development of a new basin.  相似文献   

Eocene high pressure metamorphism in the Penninic units of the Tauern Window (Eastern Alps): evidence from40Ar−39Ar dating and petrological investigations     

Rolf Zimmermann  Konrad Hammerschmidt  Gerhard Franz 《Contributions to Mineralogy and Petrology》1994,117(2):175-186

The⁴⁰Ar-³⁹Ar degassing spectra of white micas and amphiboles from three tectonic units of the central Tauern Window (Pennine basement and cover in the Eastern Alps) have been measured. White micas are classified as (1) pre-Alpine low-Si relic micas with an age value of 292 Ma, variously disturbed by the Alpine metamorphism; (2) Alpine phengitic micas of variable composition with an age between 32 and 36 Ma; (3) Alpine low-Si micas with a maximum age of 27 Ma. We attribute the higher Alpine ages to a blueschist facies event, whereas the lower age reflects the late cooling of the nappe pile. Blueschist facies phengites from the basement (Lower Schieferhülle) and the tectonic cover (Upper Schieferhülle) crystallized at a temperature below the closure temperature (T _c) for argon diffusion in white mica and record ages of 32 to 36 Ma. At the same time a thin, eclogite facies unit (Eclogite Zone) was thrust between the Lower and the Upper Schieferhülle and cooled from eclogite facies conditions at about 600°C at 20 kbar to blueschist facies conditions at 450°C or even 300°C at >10 kbar. Eclogite facies phengites closed for argon diffusion and record cooling ages, coinciding with the crystallization ages in the hanging and the footwall unit. Amphibole age spectra (actinolite, glaucophane, barroisite) are not interpretable in terms of geologically meaningful ages because of excess argon.  相似文献   

Test of Hack's slope to bed material relationship in the Southern Eifel Uplands,Germany     

Rolf Schruder 《地球表面变化过程与地形》1991,16(8):731-736

The local reach gradient of small gravel bed rivers (drainage area 0-8-110 km²) in the Eifel, West Germany, is adjusted to transport the river bed sediments. Transport of gravel becomes possible under high flow conditions (Shields entrainment factor ≈-03). Mean bed material size for riffle sections increases with distance downstream. For small drainage areas channel slope is a negative exponential function of drainage area, while for the larger region the additional influence of bedload size has to be considered. Good agreement with Hack's data (1957) for Virginia and Maryland, U.S.A., is achieved (S = 0.0066 (D₅₀/A)^{- 40.}, r = 0.67).  相似文献   

Isotope hydrological study of mean transit times in an alpine basin (Wimbachtal, Germany)     

Piotr Maloszewski  Werner Rauert  Peter Trimborn  Andreas Herrmann  Rolf Rau 《Journal of Hydrology》1992,140(1-4):343-360

Measurements of tritium and ¹⁸O concentrations in precipitation and runoff were used to provide further insight into the groundwater storage properties of the Wimbachtal Valley, a catchment area of 33.4 km², extending between 636 and 2713 m a.s.l. in the Berchtesgaden Alps. The catchment includes three aquifer types: a dominant porous aquifer; a fractured dolomite; a karstic limestone aquifer. Employing a simple hydrological model, information about mean transit times of environmental tracers is derived for the groundwater runoff component and several karst springs from the application of the exponential and dispersion flow models to the isotopic input and output data. The mean transit times calculated from a dispersion model with transit times of 4.1 years for ¹⁸O and 4.2 years for tritium, which agree well, allow calculation of total (mobile + stagnant) groundwater storage volume, which is equivalent to 6.6 m of water depth. Direct runoff appears negligible as in many other cases.  相似文献   

4He diffusion in specular hematite     

Hans J. Lippolt  Rolf S. Wernicke  Werner Boschmann 《Physics and Chemistry of Minerals》1993,20(6):415-418

In order to test the chronometer qualities of speculante for the (U + Th)/He dating method, ⁴He release experiments by stepwise heating of two specularites from the Rimbach mineralization locality in the southern Vosgues (France) have been carried out. The diffusion coefficients define linear Arrhenius plots within a temperature interval of 250 to 830 °C, which is suggestive of volume diffusion. Extrapolation of the diffusion behavior to 20° C yields diffusion coefficients (D₂₀ values) smaller than 10^?26 [cm² s^?1] for both hematites with activation energies at 116 [kJ/mole]. The results of our study suggest that specularite is a very helium retentive hematite variety which is capable of quantitatively retaining radiogenic helium over geologic periods of time.  相似文献   

Vesuvianite-new tool for the U-Pb dating of skarn ore deposits     

Rolf L. Romer 《Mineralogy and Petrology》1992,46(4):331-341

Summary Vesuvianites from the Early Proterozoic Björntjärn tungsten skarn deposit in northern Sweden were dated with the U-Pb and Pb-Pb methods. Low²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb values make the U-Pb dating of vesuvianite rather sensitive to the common lead correction. However, the combination of Pb-Pb and U-Pb data on the same material permits the deduction of precise ages on Proterozoic vesuvianites. Vesuvianite can be used to date the formation of skarn mineralizations and possibly also the metamorphism and metasomatism of argillaceous limestones.

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Vesuvianit-ein neues Werkzeug zur U-Pb Datierung von Skarnerzlagerstätten

Zusammenfassung Vesuvianit von der Wolfram-Skarnerzlagerstätte Björntjärn in Nordschweden wurde mit der U-Pb and Pb-Pb Methode datiert. Das tiefe²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb Verhältnis des Vesuvianits macht die U-Pb Altersbestimmung kräftig von der Korrektur des gewöhnlichen Bleis abhängig. Die Kombination von Pb-Pb und U-Pb Altersbestimmung am gleichen Probenmaterial erlaubt jedoch die präzise Datierung proterozoischer Vesuvianite. Vesuvianit kann zur direkten Altersbesimmung von Skarnlagerstätten und möglicherweise der Metamorphose und Metasomatose von mergeligen Kalksteinen verwendet werden.

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With 4 Figures  相似文献