ALBERT

Description: REITNER, Joachim & KOHRING, Rolf: Prof. Dr. Gundolf ERNST zum 65. Geburtstag. Eine kritische Würdigung des Jubilars ... 5 ; VOIGT, Ehrhard & GORDON, Dennis P.: Ascancestor and Confusocella - two new genera of cheilostomate Bryozoa from the Upper Cretaceous with transitional frontal-shield morphologies ... 15 ; KENNEDY, William J. & KAPLAN, Ulrich: Pseudojacobites farmeryi (CRICK, 1905), ein seltener Ammonit des westfälischen und englischen Ober-Turon ... 25 ; SEIBERTZ, Ekbert & SPAETH, Christian: Die Kreide-Belemniten von Mexiko II. Belemniten des Turon Nord-Mexikos ... 45 ; WIESE, Frank & WILMSEN, Markus: Erstnachweis aus Europa von Litophragmatoceras incomptum (Ammonoidea, Kreide) aus dem Mittel-Cenoman von Liencres (Kantabrien, Nordspanien) ... 53 ; WIESE, Frank: Das mittelturone Romaniceras kallesi-Event im Raum Santander (Nordspanien): Lithologie, Stratigraphie, laterale Veränderung der Ammonitenassoziationen und Paläobiogeographie ... 61 ; KRÜGER, Fritz J.: Leere Oberkretazische Echiniden-Coronen als Habitat benthonischer Organismen ... 79 ; MEHL, Dorte & NIEBUHR, Birgit: Diversität und Wachstumsformen bei Coeloptychium (Hexactinellida, Lychniskosa) der Meiner Mulde (Untercampan, NW-Deutschland) und die Palökologie der Coeloptychidae ... 91 ; REHFELD, Ursula & OTTO, Armin: Distribution and preservation of siliceous sponges of the rhythmically bedded spongiolitic rocks in the Lower Campanian of northern Spain (Cantabria, Santander area): Response to autecology and sea level development ... 109 ; FECHNER, Glenn G.: Phytoplankton und Sporomorphen aus dem Cenoman-Basiskonglomerat von Bochum (Nordrheinwestfalen, Deutschland) ... 129 ; KEUPP, Helmut: Die kalkigen Dinoflagellaten-Zysten aus dem Ober-Alb der Bohrung Kirchrode 1/91 (zentrales Niedersächsisches Becken, NW-Deutschland) ... 155 ; VOIGT, Silke: Verbreitung humider und arider Klimate der nördlichen Hemisphäre während der Oberkreide ... 201 ; HORNA, Frank: Komplexer Nachweis einer Tufflage im Turon von Hoppenstedt ... 207 ; WRAY, David S. & WOOD, Christopher J.: Geochemical identification and correlation of tuff layers in Lower Saxony, Germany ... 215 ; MUTTERLOSE, Jörg & WIEDENROTH, Kurt: Die Bio- und Lithofazies der Unterkreide (Hauterive bis Apt) in NW-Deutschland ... 227 ; TRÖGER, Karl-Armin & VOIGT, Thomas: Event-und Sequenzstratigraphie in der Sächsischen Kreide... 255 ; SEIBERTZ, Ekbert: Towards the single-species boundary definition - a concept proposal with application to the Turonian-Coniacian stage boundary (Upper Cretaceous) ... 269 ; WOOD, Christopher J. & MORTIMORE, Rory N.: An anomalous Black Band succession (Cenomanian - Turonian boundary interval) at Melton Ross, Lincolnshire, eastern England and its international significance ... 277 ; KUTZ, Andreas: Kalk-Mergel-Rhythmite der Oberkreide (Campan und Maastricht) am Massiv von Oroz Betelu (N-Spanien, Provinz Navarra). Ein Exkursionsführer ... 289 ; WOLF, Ernst-Otto.: Sedimentologie, Paläogeographie und Faziesentwicklung der Allochthonite des Campan von Beckum/Zentrales Münsterland ... 305 ; KRIWET, Jürgen & GLOY, Uwe: Zwei mesopelagische Raubfische (Actinopterygii: Euteleostei) aus dem Unterturon der Kronsberg-Mulde bei Hannover / Misburg (NW-Deutschland) ... 335 ; RAUHUT, Oliver W.M.: Zur systematischen Stellung der afrikanischen Theropoden Carcharodontosaurus STROMER 1931 und Bahariasaurus STROMER 1934 ... 357 ; WERNER, Christa: Neue Funde von mesozoischen Wirbeltieren in Äthiopien... 377 ;

Description: commemorativepublication

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: SCHUDACK, Michael E.: Neue mikropaläontologische Beiträge (Ostracoda, Charophyta) zum Morrison-Ökosystem (Oberjura des Western Interior, USA) ... 389 ; BARTHOLDY, Jan, BELLAS, Spyridon M., MERTMANN, Dorothee, MACHANIEC, Elsbieta & MANUTSOGLU, Emmanuil: Fazies- Entwicklung und Biostratigraphie einer Sequenz eozäner Sedimente im Steinbruch Pod Capkami, Tatra-Gebirge, Polen ... 409 ; SCHULZ, Eberhard: Palynologische Untersuchungen des marinen Mittelrhäts im Creuzburger Graben bei Eisenach (W-Thüringen) ... 427 ; KRUTZSCH, Wilfried: Verbreitung der Trockenzonen im Kainophytikum - Eine Skizze ... 439 ; KOHRING, Rolf & SCHLÜTER, Thomas: Erhaltungsmechanismen känozoischer Insekten in fossilen Harzen und Sedimenten ... 457 ; ZILS, Wolfgang, WERNER, Christa, MORITZ, Andrea & SAANANE, Charles: Orientierende Tendaguru-Expedition 1994 ... 483 ; KIENEL, Ulrike, REHFELD, Ursula & BELLAS, Spyridon M.: The Miocene Blue Clay Formation of the Maltese Islands: Sequence-stratigraphic and palaeoceanographic implications based on calcareous nannofossil stratigraphy ... 533 ; SOUJON, Andr6, MANUTSOGLU, Emmanuil, REITNER, Joachim & JACOBSHAGEN, Volker: Lithistide Demospongiae aus der metamorphen Plattenkalk-Serie der Trypali Ori (Kreta/Griechenland) … 559 ; BARON-SZABO, Rosemarie C.: Taxonomy and Palaeoecology of Late Miocene corals of NW-Crete (Gramvoüssa, Roka- and Koukounaras- Fms.) ... 569 ; MANUTSOGLU, Emmanuil, MERTMANN, Dorothee, SoujON, Andre, DORNSIEPEN, Ulrich Friedrich & JACOBSHAGEN, Volker: Zur Nomenklatur der Metamorphite auf der Insel Kreta, Griechenland ... 579 ; FRYDAS, D., KONTOPOULOS, N., STAMATOPOULOS, L., GUERNET, C. & VOLTAGGIO, M.: Middle-Late Pleistocene sediments in the northwestern Peloponnesus, Greece. A combined study of biostratigraphical, radiochronological and sedimentological results ... 589 ; BECKER, R. Thomas: Taxonomy and Evolution of Late Famennian Tornocerataceae (Ammonoidea) ... 607 ; GRÖSCHKE, Manfred & KAPILIMA, Saldi: Ammoniten aus dem Septarienmergel (Kimmeridgium) des Mandawa-Mahokondo-Gebietes bei Nchia, Südtansania ... 645 ; KEUPP, Helmut & RIEDEL, Frank: Nautilus pompilius in captivity: a case study of abnormal shell growth ... 663 ; KRIWET, Jürgen: Beitrag zur Kenntnis der Fisch-Fauna des Ober-Jura (unteres Kimmeridge) der Kohlengrube Guimarota bei Leiria, Mittel-Portugal: 1 . Asteracanthus biformatus n. sp. (Chondrichthyes: Hybodontoidea) ... 683 ; MARTIN, Thomas: Incisor enamel microstructure and phylogenetic interrelationships of Pedetidae and Ctenodactyloidea (Rodentia) ... 693 ; ERESKOVSKY, Alexander V.: Materials to the Faunistic Study of the White and Barents seas sponges. 5. Quantitative Distribution ... 709 ; ERESKOVSKY, Alexander V.: Materials to the Faunistic Study of the White and Barents seas sponges. 6. The origin of the White and Barents seas sponge faunas ... 715 ; WÖRHEIDE, Gert: Bi- und multivariate Analyse borealer und mediterraner Populationen der Echinocardium cordatum - Gruppe (Echinoidea; Spatangoida) ... 731 ; HILBRECHT, Heinz: Computergestützte Methoden in der Morphometrie ... 765 ; CLAUSING, Andreas: Some critical notes on qualitative versus quantitative analysis in terrestrial palaeoecology ... 781 ; GLOY, Uwe: Bibliographie 1994, Institut für Paläontologie, Freie Universität Berlin ... 787 ;

Description: commemorativepublication

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Am Westrand des Basko-Kantabrischen Beckens (Soba-Region, Prov. Cantabria, Nordspanien) sind die Plattform/Becken-Übergangszonen des Apt und Alb in nahezu ungestörtem Verband erhalten. Entlang dieser Randzonen befinden sich großdimensionierte Mud Mound-Strukturen mit einer Basisbreite bis 150 m und einer Höhe bis zu 70 m. Diese Arbeit zielt auf die Erarbeitung der Prozesse, die die Bildung der Mounds begleiten, beeinflussen oder steuern. Das Intervall Oberapt (Clansay) bis Mittelaib besteht aus sechs sedimentär-diagenetischen Zyklen (asymmetrische Trans-, Regressionszyklen), die in Kombination mit Markerhorizonten eine stratigraphische Kontrolle über den Plattform/Becken-Transekt ermöglichen. Meeresspiegelschwankungen (Paläokarst) sind im Apt/Alb-Grenzintervall und hohen Unteralb (Ammonitenzone: Douvilleiceras mammilatum) nachweisbar. Die Vorkommen der Mud Mounds sind an transgressive Faziesdiskontinuitäten gebunden. Ihre Position entspricht dem zu Strömungen exponierten Hang und dem oberen Plattformrand. Die Biofazies reicht von einer aphotischen Gemeinschaft aus “Lithistida“, Hexactinellida, krustosen Foraminiferen, Polychaeten, Thecideen und Acanthochaeteten zu der photischen Biofazies mit Scleractinia, Lithophyllum und Bacinella/Lithocodium. Die Strukturbildung erfolgt durch eine autochthone Mikritproduktion (Automikrit). Akkretionäre Automikrite bilden Stromatolithe, Thrombolithe und massive Gefügetypen. Container-Automikrit befindet sich in geschützten und geschlossen Räumen. Kieselschwamm Container-Automikrite sind aphanitisch, peloidal und peloidal-bakterioform. Unabhängig von Kieselschwämmen treten Container-Automikrite in Kleinhöhlen, Taschen und im Interpartikelvolumen auf. Sie bestehen aus in-situ Peloiden und in-situ Ooiden mit massivem und/oder stromatolithischem Gefüge. Die verschiedenen Automikrittypen besetzen zwischen 50 und 80 Vol.-% der Mud Mounds. Anbohrungen durch lithophage Bivalven und Aka sowie die ausschließliche Produktion angularer Mound-Lithoklasten belegen eine Lithifizierung in statu nascendi. Die Primärmineralogie der Automikrite ist Hoch-Mg-Calcit; die Residualgehalte an MgCOa liegen zwischen 1 ,2 und 3,6 Mol-%. Die Zusammensetzung der stabilen Isotope S13C und S18O (vs PDB) ist analog zu anorganisch gebildeten, marinen Zementen (513C von 2,9 bis 3,8 und S18O von -1,5 bis -4). Die vergleichende Aminosäuren-Analyse ergibt ein relatives Maximum bei Glu und Asp, Pyruvaten und Glycin, resp. Tyrosin. Das Spektrum ist analog zu den Literaturdaten von modernen Automikriten aus Riffhöhlen von Lizard Island (GBR) und unterscheidet sich grundlegend von den strukturgebundenen Skelett-Automikriten von Bacinella/Lithocodium. Die Biomarker-Analyse akkretionärer Automikrite ergab ein spezifisches n-Alkan Muster, ebenfalls vergleichbar mit Spektren rezenter Thrombolithe (Lizard Island) und Beispielen der oberjurassischen Spongiolith-Fazies. Die Grundvoraussetzung der Mud Mound-Genese ist daher die Bereitstellung saurer Makromoleküle (Organomikrit) und eine anhaltend ungestörte Wechselwirkung mit dem umgebenden Medium. Die chemische Randbedingung ist eine erhöhte Karbonatalkalinität. Nach mikrofaziellen Kriterien ist Organomikrit ein faziesbrechendes Element der unterkretazischen Plattformränder. Beispiele reichen von karbonatischen Barrensanden mit Organomikrit-Rindenkörnern, über deltaische Sandsteine (Organomikrit um Quarz) bis zu Kondensationshorizonten auf Paläokarst sowie Drowning-Sequenzen auf Korallenpflastern (Sclercatinia zu Kalkalgen zu Thrombolith). Die Bildung der Mud Mounds (Organomikrit-Riffe) der Soba-Region ist korreliert mit einer regional extrem herabgesetzten Karbonatproduktion. Diese durch terrigenen Input und mögliche Eutrophierungen verursachten Produktionskrisen setzten die relativ uneffektive Organomikritproduktion in Vorteil gegenüber den stenoöken Gemeinschaften der euphotischen Zone. Die erhöhte Karbonatalkalinität kann von der Zufuhr der Verwitterungslösungen (regional) und dem Abau organischer Substanzen abgeleitet werden (lokal, Sulfatreduktion). Möglicherweise bestand ein Zusammenhang mit der Auslaugung von Keuperdiapiren.

Description: At the western margin of the Vasco-Cantabrian Basin (Soba-Region, Prov. Cantabria, N-Spain) the primary facies architecture of the Aptian-Albian platform/basin transition is well preserved. Along these zones large-scaled mud mounds reach 70 meters in height with a basal diameter of up to 150 meters. Aim of this work is to point out processes that are limited to coexistance and such that influence or even control mud mound formation. The Upper Aptian (Clansayesian) to Middle Albian interval consists of six sedimentary-diagenetic cycles that represent asymmetric transgressive/regressive facies sequences. In combination with marker horizons these cycles provide a stratigraphic control across the platform/basin transition. Sea-level changes recorded as paleokarst are documented in the Aptian/Albian boundary interval and within the upper parts of the Lower Albian (ammonite zone: Douvilleiceras mammilatum). Mud Mounds follow transgressive discontinuities of facies. These structures are both located at slopes facing wave-induced current systems and at the upper platform margin. The involved biofacies include an aphotic community with lithistid demosponges, hexactinellids, encrusting foraminifera, polychaetes, thecidean brachiopods and acanthochaetetids as well as a photic community with scleractinian corals, calcareous algae such as Lithophyllum and the problematic structure of Bacinella/ Lithocodium. Mud mounds are constructed by autochthonous production of micrite (automicrite). Accretionary automicrites form stromatolites and thrombolites as well as massive fabrics. Container-automicrite is restricted to protected and closed spaces. Container-automicrites of siliceous sponges reveal aphanic, peloidal and peloidal-bacterioform microfabrics. However, container-automicrite may also occur within minicaves, pockets and the interstitial space of rudstones lacking any sponge evidence. These automicrites consist of in-situ peloids and in-situ ooids forming massive and/or stromatolitic microfabrics. All automicrites, variously developed, hold 50 to 80 % of the total mud mound volume. Borings by lithopagous bivalves and sponges (Aka) and additionally the exclusive occurrence of angular mound lithoclasts provide evidence for lithification in statu nascendi. The primary mineralogy of the automicrites is high Mg-calcite with residual MgCOa-contents between 1.2 and 3.6 mole-%. The composition of stable isotopes (S13C and S18O vs. PDB) goes along with inorganically precipitated marine cements (813C: 2.9 to 3.8, S18O: -1,5 to -4). The comparative analysis of amino acid quantity reveals relative maxima of glutamin and asparagin, pyruvates and glycin as well as tyrosin. The relative amounts of amino acids are very similar to those obtained from modern automicrites of Lizard Island reef caves (GBR) and are clearly seperated from skeletal automicrites of Bacinella/ Lithocodium. In addition, biomarker analysis of accretionary automicrites resulted in a specific n-alkane pattern comparable to literature data of modern marine thrombolites (Lizard Island) and Upper Jurassic spongiolites. According to these results, the basic neccessity for mud mound genesis is the occurrence of acidic macromolecules producing a specific automicrite (organomicrite) and their persistent interaction with thesurrounding medium. Chemically, an increased carbonate alkalinity is required. Thin section analysis provides evidence that organomicrite is a widespread element of Lower Cretaceous platform margins overlapping different facies zones. These include carbonate shoal sediments with organomicrite-coated grains and deltaic sandstones with organomicrite-coated quartz grains. Further examples are intervals of stratigraphic condensation overlaying paleokarst or drowning sequences following a succession from scleractinian corals towards calcareous algae and thrombolites. On the regional scale mud mounds (organomicrite reefs) of the Soba-Region correlate with times of drastically reduced carbonate production. This, potentially caused by terrigenous input and episodes of eutrophism, leads to a dominance of the relatively ineffective production of organomicrite over the highly productive stenotopic (euphotic) communities. An increase of carbonate alkalinity can be deduced from regional scale continental weathering and from sulfate reduction on local scale. Possibly, a correlation between brines of subsoluted diapirs (Keuper) and the formation of automicrites might have existed.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Inhaltsübersicht : Helmut Keupp & Daria Ivanova: Calcareous dinoflagellate cysts from the Late Jurassic and Early Cretaceous of the Western Forebalkan, Bulgaria … 3-31 ; Helmut Keupp & Rolf Kohring: Kalkige Dinoflagellatenzysten aus dem Obermiozän (NN 11 ) W von Rethimnon (Kreta) … 33-53 ; Dimitris Frydas, Helmut Keupp & Spyridon M. Bellas: Biostratigraphical research in Late Neogene marine deposits of the Chania Province, western Crete, Greece … 55-67 ; Glenn Fechner: "Microforaminiferal" lining taphonomy: A cautionary note … 69-81 ; Uwe Gloy & Rolf Kohring: Py-GC-Analysen an einem fossilen Harz aus dem Oberen Jura (Grube Guimarota/Portugal) … 83-88 ; Joachim Gründel: Truncatelloidea (Littorinimorpha, Gastropoda) aus dem Lias und Dogger Deutschlands und Nordpolens … 89-119 ; Helmut Keupp, Martin Röper & Adolf Seilacher: Paläobiologische Aspekte von syn vivo-besiedelten Ammonoideen im Plattenkalk des Ober-Kimmeridgiums von Brunn in Ostbayern … 121-145 ; Nikolaus Malchus: Identification of larval bivalve shells by means of simple statistics … 147-160 ; Carsten Helm, John W.M. Jagt & Manfred Kutscher: Early Campanian ophiuroids from the Hannover area (Lower Saxony, Northern Germany) … 161-173 ; Christian Neumann: New spatangoid echinoids (Echinodermata) from the Upper Cretaceous of Jordan: taxonomy and phylogenetic importance … 175-189 ; Oldrich Fejfar und Daniela C. Kalthoff: Aberrant cricetids (Platacanthomyines, Rodentia, Mammalia) from the Miocene of Eurasia … 191-206 ; Thekla Pfeiffer: Sexualdimorphismus, Ontogenie und innerartliche Variabilität der pleistozänen Cervidenpopulationen von Dama dama geiselana Pfeiffer 1998 und Cervus elaphus L. (Cervidae, Mammalia) aus Neumark-Nord (Sachsen-Anhalt, Deutschland) … 207-313 ; Beiträge zur Baikal-Rift-Forschung : MJ. Kuzmin et al.: Climatic events in Siberia during upper Brunhes according to the Lake Baikal sedimentary record … 315-323 ; S. K. Krivonogov et al.: The prospects of GIS use in investigation of the Baikal area … 325-328 ; Y. Masuda et al.: Perspective Studies of Freshwater Sponges in Lake Baikal … 329-332 ; Oleg A. Timoshkin: Biology of Lake Baikal: „White Spots“ and Progress in Research … 333-348 ; Bibliographie : Uwe Gloy: Bibliographie 1997, Institut für Paläontologie, FU Berlin … 349-352 ;

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Die vorliegende Arbeit behandelt die Kalkdinoflagellaten-Floren aus dem Alb der Forschungsbohrung Kirchrode II (Niedersächsisches Becken). Im Vordergrund stand die Frage nach der bisher wenig bekannten Ökologie dieser Phytoplankton-Gruppe zur Zeit ihrer maximalen Blüte. Dazu wurden die Zysten-Vergesellschaftungen qualitativ und halb-quantitativ untersucht und Diversitätsanalysen durchgeführt. Die Ergebnisse wurden mit lithologischen und paläontologischen Daten der an der Untersuchung des Bohrkerns beteiligten Arbeitsgruppen verglichen. Es konnten 37 Morphospezies kalkiger Dinoflagellaten-Zysten nachgewiesen werden. Gemeinsam mit den Morphospezies des Profils Kirchrode I erhöht sich damit die Gesamtzahl der im Alb des Niedersächsischen Beckens nachgewiesenen Taxa auf 45. Das weltweit früheste Auftreten der Unterordnung Pithonelloideae konnte für das frühe Mittel-Alb (Hoplites dentatus-Zone) belegt werden. Außerdem konnte erstmals die Verbreitung der Fuettererelloideae für die Unterkreide sicher dokumentiert werden. Aufgrund unterschiedlicher ökologischer Umweltansprüche konnten 4 typische Kalkdinoflagellaten-Gesellschaften unterschieden werden. Die Zusammensetzung der Zystenvergesellschaftungen wird in erster Linie von Nährstoffreichtum, Salinität und Temperatur des Oberflächenwassers kontrolliert. Gemeinsam mit den neu interpretierten Kalkdinoflagellaten-Vergesellschaftungen des Profils Kirchrode I (KEUPP 1995) reflektieren die Vergesellschaftungen für das Unter- und Mittel-Alb einen Meeresspiegelanstieg bei gleichzeitiger Nährstoffverarmung und Erwärmung. Für das Ober-Alb kann ein Meeresspiegelhöchststand (maximale Pelagizität) und anschließende rasche Regression postuliert werden. Daten anderer Fossilgruppen (Coccolithophoriden, Foraminiferen, Radiolarien) untermauern diese Interpretation. Die Palökologie der Unterkretazischen Orthopithonelloideae wird neu interpretiert. In der späten Unterkreide sind sie nicht, wie bisher angenommen, pelagisch, sondern im Gegenteil an trophische, neritische und vermutlich auch kühlere Oberflächenwasser-Bedingungen gebunden. Innerhalb der grobkristallinen Vertreter der Pirumella loeblichi-Gruppe nimmt P. loeblichi aufgrund abweichender ökologischer Ansprüche (Präferenz für stagnierende und nährstoffreichere Beckenbedingungen) eine Sonderstellung ein. Es konnten 6 Migrationsereignisse tethyaler Zysten nachgewiesen werden, die vermutlich transgressive Impulse widerspiegeln. Die auf diese Fossilgruppe erstmals angewendeten Methoden der Diversitäts- und Häufigkeitsanalysen haben sich als geeignet erwiesen, Wechselwirkungen zwischen fossilen Kalkdinoflagellatenzysten und ihrer Umwelt aufzuzeigen.

Description: Subject of this study are the calcareous dinoflagellates cysts of the drilling core Kirchrode II (Albian, central Lower Saxony Basin, Northwest Germany). The purpose of this investigation is to give answers to the question of the poorly understood palaeoecology of this important phytopankton group at the time of its maximum radiation. Cyst assemblages were examined qualitatively and semi-quantitatively. Diversity analyses of the cyst assemblages were carried out as well. The results were compared with other lithological and palaeontological data of the drilling core. 37 morphotaxa were identified. Together with the morphospecies recorded from the uppermost Upper Albian of the drilling core Kirchrode I (KEUPP 1995), the number of documented taxa in the Albian of the Lower Saxonian Basin increases to 45 taxa. The first appearance date of the suborder Pithonelloidae is recognised in the lower Middle-Albian (Hoplites dentatus-zone). Moreover, the distribution of the Fuettererelloideae in the Lower Cretaceous is documented for the first time. The taxonomic compositions of the cyst assemblages change through time. Due to their different ecological preferences, 4 typical cysts-assemblages were recognised. The composition of the assemblages was controlled chiefly by nutrient availability, salinity and temperature of the surface water-masses. Together with the re-examined cyst-assemblages of the drilling-core Kirchrode I, the assemblages reflect a sea level rise during the Early and Middle Albian, together with simultaneous warming and nutrient decrease. A postulated sea level highstand (maximum pelagicity) in the Late Albian is followed by a rapid regression in the upper dispar-zone. Data from other plankton groups (coccolithophorids, foraminiferes and radiolarians) support this interpretation. The palaeoecology of the Early Cretaceous Orthopithonelloideae is newly interpreted. They were not, as supposed until now, components of the pelagic realm. On the contrary, their distribution reflects neritic, nutrient-rich and probably cool surface-water masses. Within the Obliquipithonelloids with coarse-crystalline body walls, Pirumella loeblichi holds an exceptional position with respect to its deviating ecology (preference for stagnant and nutrient-rich basin conditions). 6 distinct migration-events of cysts with tethyal origin were recognised. These events are probably related to transgressive pulses. The methods of community and diversity analyses, used for the first time for this little known phytoplankton group, are a powerful tool for the analyses of paleoecological distribution patterns of the group and can be used for paleooceanic basin interpretation.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: In dieser Arbeit wurden Laborexperimente im Ultraschallfrequenzbereich und begleitende theoretische Untersuchungen durchgeführt, um zu klären, welche Absorptionsmechanismen in fluidhaltigen Sandsteinen bei geringem einaxialen (26 MPa) und bei erhöhtem hydrostatischen Druck (bis 200 Mpa) wirksam sind. Die Kenntnis der Absorptionsmechanismen ist notwendig, um die Zusammenhänge von lithologischen und seismischen Gesteinsparametern zu verstehen und für die Interpretation von seismischen Feldmessungen zu nutzen. Bekannt war bislang, daß unter geringem einaxialen Druck frequenzabhängige lokale Flüssigkeitsströmungen den wesentlichen Absorptionsmechanismus in fluidhaltigem Gestein darstellen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, daß die Kompressionswellengeschwindigkeit in fluidhaltigem Gestein bei höheren Sättigungsgraden zusätzlich von einem partiellen Gesteinsversteifungseffekt beeinflußt wird. Damit gelang eine vollständige Erklärung des sättigungsabhängigen elastischen und anelastischen Gesteinsverhaltens bei geringem einaxialen Druck. Um die Bedeutung der Gesteinsmikrostruktur (z.B. Rißdichte, Kornkontakte) für die seismischen Gesteinsparameter (Geschwindigkeit, Absorption) direkt nachzuweisen, wurde diese bei einem Gestein künstlich, thermisch verändert. Die Änderung der Mikrostruktur führt bei gleichzeitiger vernachlässigbarer Änderung der makroskopischen Gesteinsparameter (Porosität, Permeabilität) zu einer Vergrößerung der Fluideffekte. Mechanismen und Modelle, in welche ausschließlich makroskopische Gesteinsparameter ein- gehen, erfassen nicht die beobachteten Änderungen im Gesteinsverhalten. Nur mit dem auf die Gesteinsmikrostruktur bezogenen Mechanismus lokaler Flüssigkeitsströmungen konnten die Änderungen der Fluidwirkungen erklärt werden. Diese Ergebnisse an verändertem Gestein bieten somit einen direkten Beweis für den grundlegenden Einfluß der Mikrostruktur auf die seismischen Gesteinsparameter. Bislang war nicht geklärt, ob der Mechanismus lokaler Flüssigkeitsströmungen, welcher von der Existenz feiner Spalten im Gestein abhängt, auch unter erhöhtem hydrostatischen Druck das Gesteinsverhalten bestimmt. Zur Untersuchung der Absorptionsmechanismen in Gestein unter erhöhtem Druck wurden Experimente an Sandstein mit verschiedenen Saturanden und Sättigungsgraden durchgeführt. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass auch unter erhöhtem Druck fluidbedingte Absorptionsmechanismen wirksam sind und auch hier polare Fluide im gesamten Druckbereich eine Modulerniedrigung verursachen. Der Vergleich der experimentellen Ergebnisse mit Modellvorhersagen ergab, daß lokale Flüssigkeitsströmungen den Einfluß unterschiedlicher Fluide auf Geschwindigkeit und Absorption erklären und auch unter hohem hydrostatischen Druck von wesentlicher Bedeutung für die elastischen und anelastischen Gesteinseigenschaften sind. Folglich existieren trotz einer partiellen Rißschließung auch unter hohem hydrostatischen Druck noch Risse und Spalten im Gestein. Die thermische Veränderung der Mikrostruktur eines Gesteins bewirkt eine Geschwindigkeitserniedrigung im trockenen Gestein, welche auch bei hohem hydrostatischen Druck erhalten bleibt, sowie eine Vergrößerung der Fluideffekte. Die Erklärung des geänderten Verhaltens des fluidhaltigen Gesteins gelang mit dem Mechanismus lokaler Flüssigkeitsströmungen. Die Ergebnisse an verändertem Gestein zeigen direkt, daß die Mikrostruktur auch bei hohem hydrostatischen Druck grundlegend für die seismischen Gesteinsparameter ist. Da auch unter erhöhtem hydrostatischem Druck, also unter ’in-situ’-Bedingungen, der frequenzabhängige Mechanismus lokaler Flüssigkeitsströmungen die seismischen Gesteinsparameterwesentlich beeinflußt, muß diese Frequenzabhängigkeit bei der Übertragung von Laborergebnissen auf die Feld- und Bohrlochseismik beachtet werden.

Description: Laboratory experiments in the ultrasonic frequency range and accompanying theoretical investigations were performed with the aim to clarify which absorption mechanisms are effective in fluid-containing sandstones at low uniaxial pressure (26 MPa) and at elevated hydrostatic pressure (up to 200 MPa). The knowledge of the effective absorption mechanisms is necessary to understand the relation of lithological and seismic rock parameters and to use it for the interpretation of seismic field measurements. Preceding investigations at the TU-Berlin had revealed that at low uniaxial pressure frequency dependent local-fluid-flow is the dominating absorption mechanism in fluid-containing rock and that polar fluids lead to a modulus reduction. Within the scope of the present study the investigations of the seismic rock parameters (velocity, attenuation) at low uniaxial pressure were continued. It was shown that the compressional wave velocity in fluid-containing rock is additionally influenced by a partial rock stiffening effect at higher saturations. With this result a complete explanation of the saturation dependent elastic and anelastic rock behaviour at low uniaxial pressure was achieved. To prove the significance of the rock microstructure (e.g. crack density, crack aspect ratios, grain contact properties) for the seismic rock parameters directly, the microstructure of a sandstone was artificially changed by thermal cracking. With negligible changes of the macroscopic rock parameters (porosity, permeability) the alteration of the microstructure leads to an increase of the fluid effects on the elastic and anelastic rock properties. Mechanisms and models which are solely based on macroscopic rock parameters do not cover the observed changes in the rock behaviour. Only by applying the mechanism of local-fuid-flow related to microstructure the changes in the fluid effects can be explained. Thus these results obtained on thermally changed rock are a direct prove of the fundamental influence of the microstructure on the seismic rock parameters. Until now it has not yet been clarified whether the mechanism of local-fluid-flow which depends on the existence of narrow cracks in rock also determines the rock behaviour under elevated hydrostatic pressure. To investigate the absorption mechanisms in rock under elevated pressure ultrasonic measurements were performed on sandstone with different saturands and degrees of saturation. The experimental results reveal that under elevated pressure fluid dependent attenuation mechanisms are effective too and polar fluids cause a modulus reduction in the entire pressure range. The comparison of the experimental results with model predictions reveals that local-fluid-flow explains the influence of different fluids on the velocity and attenuation and that this mechanism is of essential significance for the elastic and anelastic rock properties even under high hydrostatic pressure. Consequently despite a partial crack closure sufficient fine cracks exist even under high hydrostatic pressure. The thermal alteration of the microstructure of a rock leads to a velocity decrease in the dry rock which is preserved at high hydrostatic pressure, as well as to an increase of the fluid effects. The explanation of the changed behaviour of the fluid-containing rock was achieved by means of the mechanism of local-fluid-flow. The results obtained on altered rock directly demonstrate that the microstructure is of fundamental significance for the seismic rock parameters at high hydrostatic pressure too. Depending on the rock microstructure the mechanism of local-fluid-flow may cause attenuation and dispersion in all frequency ranges. Since it has been shown in this study that also under elevated hydrostatic pressure, i.e. under ’in-situ’conditions, this frequency dependent mechanism essentially influences the seismic rock parameters, the frequency dependence must be taken into account by extrapolating laboratory results to field and borehole seismic.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Den eigentlichen Anwendungen geophysikalischer Modelliertechniken und Bearbeitungsmethoden geht im Verlauf dieser Arbeit eine umfassende Evaluierung und Kompilierung einer Flächendeckenden Datenbasis zwischen 20° und 26°S sowie 62° und 74°W aus gravimetrischen Daten voran. Untersuchungen des Magnetfeldes beschränken sich auf den Bereich der Nazca-Platte. Dabei werden alle verfügbaren Datensätze einbezogen, wozu neben Satelliten-altimetrisch gewonnenen Schweredaten auch Datensätze südamerikanischer Partner-Institutionen gehören. Ziel dieser Vorarbeiten ist die Erstellung eines homogenen nach Qualitätsmerkmalen unterschiedenen Schweredatensatzes, welcher den ozeanischen und den kontinentalen Bereich des Meßgebietes zwischen 20° und 26°S des Arbeitsgebietes beinhaltet. Im folgenden dient die gravimetrische und magnetische Datenbasis als Vergleichsdatensatz für die Modellierung von Dichteinhomogenitäten und Magnetisierungskontrasten. Randbedingungen aus anderen geowissenschaftlichen Teilbereichen wie der Seismik (grenzt die Geometrie- und Dichtevariationen ein), der Petrologie (Phasenübergänge, Gesteinsmetamorphosen) und Geologie (Strukturelle Grenzen) dienen der maximalen Einschränkung von Dichtedomänen und magnetisierten Bereichen. Das lokale 3D-Modell des Kontinentalrandes mit angrenzender Nazca-Platte erklärt die im Magnet-und Schwerefeld beobachteten Anomalien und zeigt die besondere Bedeutung der subduzierten Lithosphäre der Nazca-Platte auf. Neben dieser statischen Modellierung werden im Schwerefeld enthaltene Informationen über die Rigidität der aneinander grenzenden ozeanischen und kontinentalen Lithosphärenplatten extrahiert. Mit einem 3D-Kohärenzverfahren, welches erstmalig in den Zentralen Anden angewendet wird, werden Bereiche mit unterschiedlicher Festigkeit abgegrenzt. Durch die Einbeziehung von ’’Surface- und Subsurface Load” wird die hochauflösende Kohärenz-Analyse verbessert, gegenüber 2D- Verfahren ohne Berücksichtigung von ’’Subsurface Loads”. Eine Vergleichsstudie der Rigiditätsverteilung mit ähnlich regionalen Charakteristika der Lithosphärenplatten, wie etwa dem geothermischen Gradienten führt zu vergleichbaren Aussagen und bestätigt den großen Einfluß der subduzierten Nazca-Platte auf das gesamte aktive System in Bezug auf das Schwerefeld, das Thermische- und das Spannungsregime. Bereiche mit hohem Oberflächen-Wärmefluß korrelieren mit geringer Rigidität. Demzufolge finden sich die höchsten Rigiditätswerte im Forearc und östlichen Backarc und die niedrigsten in der Westkordillere. Schließlich wird auf der Basis der Analyse isostatischer Restfelder mit und ohne Berücksichtigung des Schweresignals der Nazca-Platte, der isostatische Zustand der kontinentalen Lithosphäre untersucht. Dabei werden zusätzlich, neben Modellgeometrien, Dichten und Rigiditäten auch geotektonische Regionen unterschieden. Isostatische Unterkompensation wird demnach in der Küstenkordillere und der Ostkordillere beobachtet. Der Bereich des Hochplateaus der Zentralen Anden befindet sich in isostatischem Gleichgewicht.

Description: The actual application of geophysical modelling and processing techniques in this thesis is preceded by a comprehensive evaluation and compilation of a Database covering the area from 20° and 26°S to 62° and 74°W with gravimetric and magnetic data. Research of the magnetic field is constrained to the Nazca-Plate oceanic area. In addition to altimétrie satellite gravity data all other available gravity data has been included in the database, e.g. datasets provided by our south american partner institutions. The aim of these preparatory works is the preparation of a uniform dataset which distinguishes data according to quality features. In further progress, this gravimetric and magnetic database is utilized to compare the Signals caused by density inhomogeneities and magnetization contrasts to measured data. Boundary conditions from other geophysical disciplines like seismics (restricting geometry and density variations), petrology (Phasetransitions, Metamorphic reactions) and geology (structural boundaries) lead to a maximum limitation of density and magnetic domains. The local 3D-model of the continent-ocean transition zone with the boundaring Nazca-plate explains the observed anomalies and highlights the particular meaning of the subducting Nazca-plate. Beside this static modelling information about the rigidity of the contacting oceanic and continental lithospheres which is contained in the gravity field is extracted. The utilization of a new 3D-coherence method, which is applied for the first time in the central Andes, enables to divide regions of different rigidity. The incorporation of surface and subsurface loads implies a higher spacial resolution in opposition to 2D-methods not regarding subsurface loads. A comparative study of the distribution of rigidity and similar more regional parameters controlling the rigidity of the lithosphere leads to compareable results and confirms the importance of the subducting Nazca-plate on the active system, in terms of the gravity field, the geothermal- and stress regime. Regions characterized by high surface heatflow correspond to low rigidity. The highest values for flexural rigidity are to be found in the forarc and eastern backarc, the lowest in the active volcanic front, the western cordillera. Finally an analysis of isostatic residual fields, again taking into account the gravity signal of the subducting Nazca-plate reveals different isostatic conditions for different parts of the surveyed continental lithosphere. Apart from model geometries, densities and rigidities geotectonic regions are distinguished. Isostatic undercompensation is observed in the coastal and eastern cordillera; whereas the andean plateaus in the central Andes can be considered as isostatically compensated.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Eine für die Zentralanden erstellte geowissenschaftliche Datenbank erfaßt die umfangreichen Forschungsergebnisse des SFB 267 wie auch externe Datensätze in Form eines zentral verwalteten Dateisystems. Ein Datenkatalog, welcher seit Mitte 1996 auch im World Wide Web (WWW, URL: http://userpage.fu-berlin.de/~data) verfügbar ist, bietet einen Überblick über die aktuelle Datenbasis und erleichtert den allgemeinen Zugriff auf die einzelnen Datensätze. Vorgestellt werden ferner verschiedene Methoden zur Analyse raumbezogener Daten aus Bereichen der Statistik (streifen-gemittelte Topographieprofile, Standardabweichung, Korrelationen, Fraktale) , Bildverarbeitung (direktionale Richtungsfilter) , Geomorphometrie (Neigung und Vertikalwölbung) und Numerik (Horizontalgradienten, FFT). Die Anwendung dieser Verfahren bezüglich einer regionalen Strukturierung wird am Beispiel der für die Zentralanden flächendeckend vorliegenden Topographie und Schwerefelder getestet und mit den aus langjährigen Untersuchungen in den Anden zur Verfügung stehenden Forschungsergebnissen verglichen. Endogene und exogene Prozesse spiegeln sich in den topographischen Erscheinungsformen wider. Insbesondere mit Hilfe der geomorphometrischen Analyse und der FFT-Filterung lassen sich für die morphostrukturellen Einheiten typische Merkmale sehr gut herausarbeiten. Auch mit einer einfachen Statistik (streifen-gemittelte Topographieprofile, Berechnung von Minimum, Mittelwert, Maximum und Standardabweichung einzelner Untersuchungsgebiete) können für die ausgewählten Gebiete charakteristische Unterschiede ermittelt werden. Im Hinblick auf die Topographie unterscheidet sich bei allen Untersuchungsmethoden am Westrand der Zentralanden der hyperaride Norden im Bereich der Atacama Wüste deutlich vom weniger trockenen Süden. Studien zur fraktalen Geometrie der Geländeoberfläche zeigen, daß sich die andine Topographie skaleninvariant verhält und tektonische wie klimatische Einflüsse sich in der geometrischen Variation der Geländeoberfläche widerspiegeln. Morphologisch zergliederte Zonen, wie das durch starke Verkürzungen gekennzeichnete Subandin oder der Südwestrand der Zentralanden, weisen im Vergleich zur fraktalen Dimension des Gesamtgebietes eine höhere fraktale Dimension auf, während das hyperaride Gebiet im Bereich der Atacama Wüste durch einen vergleichsweise niedrigen Wert gekennzeichnet ist. Mit der direktionalen Lineamentverstärkung, z.T. aber auch mit anderen Methoden wie etwa der Darstellung der Neigungsrichtung, werden die wichtigsten Störungszonen (z.B. das Atacama- oder das Präkordilleren-Störungssystem) weitestgehend erfaßt. Auf dem Pazifik bilden sich - sowohl bei der geomorphometrischen Untersuchung wie auch bei der Lineamenterkennung - entlang der Peru-Chile-Tiefseerinne die im CINCA Experiment beobachteten morphologisch-tektonischen Charakteristika (Reichert et al., 1997), wie z.B. die Blocktektonik innerhalb einer ca. 50 km breiten, westlich der Tiefseerinne verlaufenden Zone, ab. Gravimetrische Lineamente, die aus den maximalen Horizontalgradienten im Schwerefeld abgeleitet werden, weisen auf abrupte, laterale Dichteänderungen hin, sind jedoch in den Zentralanden nur in Einzelfällen mit den an der Oberfläche anstehenden lithologischen Einheiten oder Störungszonen korrelierbar. Die zweidimensionale Korrelation im moving window Verfahren hat sich als nützliches Instrument zur Analyse von sich gegenseitig beeinflussenden, raumverteilten Datensätzen erwiesen. Die Wahl der Fenstergröße erlaubt, zwischen einer regionalen und einer eher lokalen Analyse zu differenzieren; mit Hilfe einer geeigneten Visualisierung lassen sich die Beziehungen zwischen den Variablen schnell erfassen. Die räumlich differenzierte, quantitative Analyse der Korrelation zwischen Schwerefeld und Topographie in den Zentralanden zeigt, daß nicht nur die Bouguer-Anomalie sondern auch das isostatische Restfeld stark negativ mit der Geländehöhe korreliert.

Description: A geoscientific database was established for the area of the Central Andes, which includes information about past and current research conducted within the frame of the ’SFB 267 - Deformation Processes in the Andes’ (Berlin, Potsdam) as well as data from external sources. The catalogue, which since 1996 is also available on the Web (WWW, URL: http://userpage.fu-berlin.de/~data/ provides a general view of the database architecture and contents, and facilitates common and easy access to singular sets of data. In addition, various methods for the analysis of spatial data from disciplines such as statistics (swath-averaged topographic profiles, standard deviation, correlation, fractals), digital image processing (directional filtering), geomorphometry (inclination and vertical doming) and numerical methods (horizontal gradient, Fast Fourier Transformation [FFT]) are presented in this thesis. Application of these techniques for structural analysis on a regional scale was tested for the Central Andes, for which topographic coverage is complete, as well as for associated gravity fields, and compared with information generated during long term investigations in the Andes. Endogenous and exogenous processes are mirrored in topographic forms and landscapes. Characteristic features of morphostructural units are particularly well characterized when employing geomorphometric analyses and FFT filter techniques. Even simple statistical methods (swath-averaged topographic profiles, calculation of minimum, mean, maximum and standard deviation) for selected areas allow recognition of specific features and characteristic variations. As far as topography is concerned, distinct differences between the hyperarid northern portion of the western Central Andes (Atacama Desert) and lesser arid southern sectors are evident for all methods employed. Studies of the surface fractal geometry show an invariance of scale of the Andean topography. Structural and climatic influences are mirrored in geometric variations of the landscape. Morphologically intensely structured portions, like the Subandean ranges, characterized by pronounced crustal shortening, or the southwestern margin of the Central Andes are marked by a higher fractal dimension, when compared to the entire area studied, whereas the hyperarid portion of the Atacama Desert is characterized by a lower fractal dimension. Directional lineament enhancement, but other methods such as areal inclination detection as well, allow to accentuate major zones of structural weakness, such as the Atacama and Precordilleran fault systems. Both, geomorphometric investigations and lineament recognition, enhance morpho-structural features such as block-faulting of oceanic lithosphere along the Peru-Chile deep sea trench in a 50 km wide sector to the west of the subduction zone, and verify results gathered during the CINCA experiment (Reichert et al., 1997). Gravimetric lineaments, derived from maximum horizontal gradients in gravity fields of the Central Andes, point to abrupt lateral density variations, but can only occasionally be correlated with outcropping lithologic units or fault zones. The two dimensional correlation using the moving average technique has proven to be useful for analysis of mutually influencing and spatially arranged data sets. Selection of a proper window size allows to differentiate between analyses on regional resp. local scales. Employing proper visualization, relations between variables are easily detectable. A spatially differentiated and quantitative analysis of the relationship between gravity field and topography in the Central Andes shows a strong negative correlation of altitude with Bouguer anomaly and isostatic residual field.

Description: http://www.cms.fu-berlin.de/sfb/sfb267/results/data_catalogue/index.html

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Schweremessungen im Hochgebirge erfordern eine genaue Bestimmung der topographischen Reduktion für die Berechnung der Bouguer-Anomalie. Von besonderer Wichtigkeit ist hierbei die optimale Approximation der Erdoberfläche durch geometrisch einfache Geländemodelle und die Kenntnis der Gesteinsdichteverteilung im Untersuchungsgebiet. Mit modernen Reduktionsverfahren ist es möglich, topographische Effekte zu verringern oder zu eliminieren und somit die Genauigkeit der Bouguer-Anomalie zu erhöhen. Anhand der verfügbaren Literatur wird eine Übersicht über bislang entwickelte Verfahren zur Berechnung der topographischen Reduktion gegeben. Hierbei handelt es sich um Verfahren, bei denen die Gestalt des Geländes zumeist durch unterschiedliche Modellvorstellungen (Quader, Kreisringsegmente) approximiert wird. Ein weiteres Problem ist die korrekte Berücksichtigung der Reduktionsdichte innerhalb des Untersuchungsgebietes. Darauf aufbauend wird ein Reduktionsverfahren entwickelt, das eine optimale Anpassung der Topographie durch die Triangulation aller Höheninformationen erlaubt bei gleichzeitiger Berücksichtigung von lateral variierenden Gesteinsdichteverteilungen, sog. Dichteprovinzen im Vergleich zum Standarddichteansatz. Die Höheninformationen bestehen aus einer Kombination von exakten Punkthöhen der Gravimeterstationen, den Höhenwerten aus hochauflösenden digitalen Höhenmodellen (DHM) und sonstigen Höhendaten. Durch eine Dreiecksvermaschung aller Höhenpunkte entsteht eine triangulierte irreguläre Netzwerk-Struktur (TIN). Die Geländereduktion für eine Station erhält man durch Summierung der Schwerewirkung aller Polyeder, deren Grundfläche aus ebenen Dreiecken im Stationsniveau und deren Deckflächen aus geneigten Flächen der Geländeapproximation bestehen. Die Berechnung der Schwerewirkung erfolgt durch eine analytische Lösung des auftretenden Volumenintegrals des Polyeders. Bei dieser Polyeder-Methode entfällt außerdem die klassische Einteilung des Geländes in unterschiedliche Entfernungszonen. Aufgrund des Rechenalgorithmus gehört das Polyeder- Verfahren zu den stationsunabhängigen Reduktions verfahren. Die Anwendung des Verfahrens erfolgt an Schweremessungen aus den Zentralen Anden in Südamerika zwischen 19°-29° S und 60°-71° W. Als Datengrundlage dienen ca. 15 000 Schwerestationen und das hochauflösende 30”x30” Höhenmodell ’GTOPO30’ des USGS. Mit einem modifizierten Nettleton-Verfahren werden erstmalig mittlere Reduktionsdichtewerte aus Bouguer-Schwerewerten für den zentralen Andenbereich bestimmt. Die Verwendung von diesen Dichtemodellen stellt den Versuch dar, die Schweredaten mit einer lateral variierenden DichteVerteilung neu zu interpretieren. Es ist deshalb nur als ein erster Ansatz zu verstehen, weil die derzeit verfügbare Dichtedatenbasis im Untersuchungsgebiet noch nicht ausreichend gut ist. Mit dem Polyeder- Verfahren steht ein moderner und flexibler Rechenalgorithmus zur Verfügung, der in idealer Weise alle notwendigen Höhen- und Gesteinsdichteinformationen zur optimalen Berechnung der topographischen Reduktion in der Gravimetrie verwendet.

Description: Gravimetric measurements in high mountains need an exact determination of the topographic reduction for the calculation of the Bouguer-Anomaly. The optimum representation of the shape of the earth’s relief by simple geometric ground models and the knowledge of the rock density distribution in the examined area is very important. It is possible to reduce or eliminate topographic effects by modern reduction procedures and to increase the exactness of the Bouguer- Anomaly. The available literature so far about this topic gives a survey about the developed procedure of calculating the topographic reduction. These procedures deal with the approximation of the ground condition by different model proceedings. Another problem is the correct consideration of the reduction density in the explored area. Based on this a new method for calculating the topographic reduction at each gravity station with a simultaneous consideration of variable rock density distribution, which are called density provinces, is developed. This method bases on the approximation of the terrain by polyhedrons. The source of the terrain model consists of digital elevation models (DEM), the heights of the gravity station themselves and perhaps other heights. Next step is the triangulation of the data and the result of it is a network of triangulation facets (TIN). The triangulated topography and the reference surface of the gravity surface built a polyhedron by which gravity attraction can be calcuated immediately and exactly and in an analytical form to each gravity station in the area. This procedure is called polyhedron-method and it belongs to the station-independent reduction procedures. The approximation of the topography in the triangulation facets avoids a classical division of the surroundings into different distance zones. The application of this procedure is carried out in gravity measurements of the Central Andes in South America between 19°-29°S and 60°-71°W. The data source includes 15 000 gravity stations and a 30-arc second digital elevation model ’GTOPO30’ of South America from the USGS. The first medium reduction density values taken from the Bouguer gravity values are fixed for the Central Andes by a modified Nettleton-procedure. That is only to understand as the first attempt. The momentary available density data basis in the explored area is still not satisfying. A new modern and flexible polyhedron method which ideally uses all necessary elevation information about the topography to provide higher accuracy for the terrain reduction process than it was possible before is now available.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Subduktionszonen gehören zu den geologisch aktivsten Regionen der Erde. Viele der Prozesse in diesen Zonen laufen unter der Beteiligung von Fluiden ab und führen zu Aufschmelzung und Vulkanismus. Der Parameter der Absorption seismischer Wellen in der Erde (Kruste, Mantel) wird entscheidend von Größen wie der Temperatur, der Porosität, dem Umgebungsdruck oder der Sättigung mit wässrigen Fluiden oder (partiellen) Schmelzen gesteuert. Er eignet sich demnach hervorragend zur Untersuchung des Zustandes von Kruste und Erdmantel und den Prozessen in einer Subduktionszone. Für die Absorptionsuntersuchungen in der Subduktionszone in den westlichen Zentralen Anden standen die Daten der beiden seismologischen Experimente PISCO ’94 und ANCORP ’96 zur Verfügung. Diese Projekte wurden vom Sonderforschungsbereich 267 ’’Deformationsprozesse in den Anden”, der Freien Universität Berlin und dem GeoForschungsZentrum Potsdam finanziert und gemeinsam mit südamerikanischen Partnern durchgeführt. So wurden in den Jahren 1994 und 1996/97 für jeweils rund 3 Monate seismologische Stationsnetze in Nord-Chile und Süd-Bolivien betrieben, die weite Bereiche des forearc und des magmatischen Bogens sowie Teile des Altiplano zwischen 21° und 24° S umfaßten. Sie registrierten eine große Anzahl überwiegend lokaler Ereignisse aus der Wadati-Benioff-Zone. Für die Absorptionsuntersuchungen konnten insgesamt 904 Ereignisse mit 11.738 P-Phasen des PISCO ’94-Experiments bzw. 686 Ereignisse mit 10.544 P-Phasen des ANCORP ’96- Experiments verwendet werden. Die Berechnung der Absorption der einzelnen Strahlen erfolgte (automatisch) aus den Amplitudenspektren der P-Wellen Einsätze. Es wurde ein Frequenzband von 3 bis maximal 30 Hz analysiert, in dem ein frequenzunabhängiger Qualitätsfaktor Q angenommen wurde. Dabei kamen zwei unterschiedliche Methoden, Spektralverhältnisse und Spektralinversion, zur Anwendung, um der prinzipiellen Schwierigkeit der Trennung von Quell- und Weg-Effekten zu begegnen und Annahmen beispielsweise über die Quellfunktion zu überprüfen. Eine Spektralinversion nach individuellen t*-Operatoren und Plateauwerten und einer für ein Beben gemeinsamen Eckfrequenz konnte erfolgreich angewendet werden. Die so bestimmten Absorptionswerte (t*-Operatoren) wurden für eine damped least squares-Inversion zur Berechnung der dreidimensionalen Absorptionsstruktur im Untergrund verwendet. Das raytracing wurde dabei in den dreidimensionalen Geschwindigkeitsmodellen durchgeführt, um den genauen Strahlverlauf zu berücksichtigen. Die errechneten Modelle erlauben einen detaillierten Einblick in die Subduktionszone der Zentralen Anden. Der Bereich unterhalb des arcs zwischen 21,5° und 24° S ist geprägt von einer prominenten Anomalie geringer Q-Werte, die von der Kruste bis in den oberen Mantel reicht. Große Stationskorrekturen der Stationen im arc und dem Altiplano deuten auf eine Erstreckung bis an die Oberfläche hin. Die krustale Absorption verläuft deckungsgleich mit der Verbreitung des rezenten Vulkanismus. Südlich von 22° S verläuft die Absorptionsanomalie bis in eine Tiefe von 250 km genau oberhalb der abtauchenden Nazca-Platte. Nördlich von 22° S scheint die starke Absorption auf den Bereich oberhalb von ca. 100 km begrenzt. In diesem nördlichen Bereich, in dem generell eine geringere Absorption verzeichnet wird, korrespondiert diese Zone mit dem dort angesiedelten Beben-cluster in ca. 100 km Tiefe; nördlich von 21° S verliert sie sich. Der forearc zeigt sich als relativ homogene, gering absorbierende Struktur mit Q-Werten um 1000; die abtauchende Platte weist ebenfalls hohe Q-Werte auf. Bedingt durch die Lage der Absorptionsanomalien relativ zu den seismologischen Netzen und die damit verbundene geringere Durchstrahlung war eine detaillierte Untersuchung der Auflösung der Modelle notwendig. Dazu wurden die aus der Modellresolutionsmatrix abgeleiteten Größen wie die spread-function berücksichtigt, aber auch synthetische Tests an Modellen mit oszillierenden Strukturen (Schachbrettmustern) und ’’realistischen” Untergrundmodellen vorgenommen. Sie zeigen, daß große Bereiche des forearcs und arcs in den Modellen sehr gut aufgelöst werden. Die gefundenen Anomalien lassen sich unter verschiedenen Gesichtspunkten diskutieren. Die ausgeprägte krustale Absorption unter großen Teilen der Westkordillere läßt sich mit der schon früher abgeleiteten Präsenz partieller Schmelzen erklären. Sie korreliert sehr gut mit der Verteilung des rezenten Vulkanismus, erniedrigten Durchschnittsgeschwindigkeiten, einem erhöhten vp/vs-Verhältnis, z.T. extrem erhöhten elektrischen Leitfähigkeiten und Bereichen, für die anomale Geschwindigkeits-Dichte Relationen angenommen werden müssen. Variationen innerhalb dieser krustalen Anomalien weisen auf eine unterschiedlich ausgeprägte Durchdringung mit partiellen Schmelzen hin. Die Anomalien im oberen Mantel deuten auf ein unterschiedliches Vordringen der heißen Asthenosphäre unter den magmatischen Bogen hin. Darüber hinaus können sie als Bereiche partieller Schmelzen und Fluide interpretiert werden, die Dehydratisierungs- und Hydratisierungsprozesse in dieser Subduktionszone widerspiegeln.

Description: Subduction zones are among the geologically most active regions of the world. Many processes in these zones take place under the influence of fluids and lead to the generation of melts and volcanism. Attenuation of seismic waves in crust and mantle depends strongly on parameters like temperature, porosity, confining pressure or saturation with hydrous fluids or partial melts. Therefore, this parameter is perfectly suited to examine the state of the crust and mantle in subduction zones. For the attenuation studies in the subduction zone of the western Central Andes datasets of two seismological experiments, PISCO ’94 and ANCORP ’96, were used. These projects were financed by the Collaborative Research Center 267 ’’Deformation Processes in the Andes”, the GeoForschungsZentrum Potsdam and the Department of Geophysics of the Free University of Berlin and were executed in cooperation with partners from South America. In 1994 and 1996/97 two temporary seismological networks were installed in northern Chile and southern Bolivia covering large areas of the forearc, the magmatic arc and the Altiplano between 21° and 24° S. They monitored a large number of earthquakes predominantly situated in the Wadati-Benioff zone. From the PISCO ’94 and ANCORP ’96 datasets 904 events with 11.738 attenuation values respectively 686 events with 10.544 values could be used for the tomography. Whole-path attenuation was (automatically) determined from the amplitude spectra of the F- waves. In a frequency-band between 3 and 30 Hz a frequency-independent Quality-factor Qp was assumed. In order to separate source- and path-effects two different methods were applied, spectral inversion, and spectral ratios relative to a constant reference station. The spectral inversion for individual C-operators and plateau-values and a single source corner frequency for all observations of an event was applied successfully. In a damped least squares approach the t*-operators were inverted for the three-dimensional attenuation structure. To account for the spatial distribution of both velocity and attenuation raytracing was performed in the three-dimensional velocity structure previously derived by simultaneous inversions of travel-time data. The obtained models allow a detailed insight into the subduction zone of the Central Andes. Crust and mantle of the forearc and subducting slab are generally characterized by low attenuation (Qp 〉 1000). Beneath the Western Cordillera, the recent magmatic arc, a prominent attenuation anomaly is found (Qp 〈 100). This anomaly reaches from the uppermost crust down to the upper mantle at a depth of 250 km. North-South variations can be seen: The western flank of the crustal attenuation anomaly is congruent to the curved course of the volcanic front. North of 21° S the attenuation is less developed and dies out north of 20° S. A deeper zone of high attenuation is resolved between 22° and 24° S directly above the subducting slab. In the northern part of the study area the low-Qp-zone penetrates westwards in the forearc-mantle. Due to the irregular ray-coverage of the model a detailed analysis of the resolution was necessary. Both, formal analysis of the model resolution matrix (e.g. via spread-function) and tests with synthetic models including checkerboard and ’’realistic” attenuation models were executed. They show that large areas of the models beneath forearc and arc are well resolved. The anomalies found in the tomographic models can be interpreted in several ways. The prominent crustal attenuation beneath the Western Cordillera can be explained by partial melts previously proposed by others. The anomaly correlates well with the distribution of recent volcanism, reduced seismic velocities, reduced electrical resistivity and regions for which anomalous velocity-density relations must be assumed. Variations within the anomaly point towards the irregular distribution of partial melting beneath the volcanic arc. The anomalies within the upper mantle may map the distribution of hot asthenosphere material. Furthermore, they may be interpreted in terms of subduction-related dehydration- and hydration processes.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: In der vorliegenden Arbeit wird - basierend auf externmorphologischen Kriterien von Brachiopodengehäusen aus dem spongiolithischen süddeutschen Oberjura - eine ökologische Interpretation von Brachiopodenassoziationen vorgestellt und diese mit nicht verschwammten Vorkommen unter Verwendung verschiedener methodischer Ansätze verglichen. Aus insgesamt elf brachiopodenführenden Lokalitäten unterschiedlicher stratigraphischer und fazieller Niveaus wurden die generell bevorzugt auftretenden Wuchsformen ermittelt, zu Standardmorphotypen zusammengefaßt und mit digitalisierten Abbildungen aus vorhergehenden Bearbeitungen ökologisch verglichen. [ …] [ … Tabelle 1. Stratigraphie, Fazies und dominierende Externmorphologie der Brachiopodengehäuse (Standardmorphotyp) in den untersuchten Lokalitäten.] Die Analysen ergaben, daß mit Hilfe des Verlaufs der dorsalen Umrißlinie, dem Verlauf der Frontalkommissur und untergeordnet der Foramengröße eine hinreichende Interpretation des Environments hinsichtlich Substratbeschaffenheit, Hydrodynamik und Bathymetrie erfolgen kann. Die wichtigsten Ergebnisse sind: a) Die Brachiopoden der süddeutschen Spongiolithfazies zeigen im Vergleich mit je einer Fauna aus einer schwach verschwammten Schichtfazies, einer Korallenfazies und einer oolithischen Mergelkalkfazies grundlegende Unterschiede in der äußeren Morphologie ihrer Gehäuse, b) In mergeldominierten Lokalitäten sind die Sphärizitätsindizes der Gehäuse deutlich höher als in der Korallenfazies, c) Reduzierte Werte des Dicken / Breiten - Verhältnisses scheinen ein Indiz für weichere Substrate zu sein, d) Im zeitlichen Verlauf (Oxfordium bis Unter-Tithonium) nehmen die Werte der Sphärizitätsindizes der Brachiopodengehäuse ab. e) Die Amplituden der Frontalkommissuren von Brachiopoden aus dem Moundbereich sind höher als diejenigen aus der Korallenfazies, f) Das Mengenverhältnis von terebratuliden zu rhynchonelliden Brachiopoden läßt Rückschlüsse auf das dominierende Substrat in den Moundbereichen zu. Ein quantitatives Übergewicht rhynchonellider Brachiopoden geht mit einem mergelreichen, stillen Tieferwasserenvironment einher, während die kalkdominierten Flachwasserbereiche mit erhöhter Hydrodynamik bevorzugt von Terebratuliden besiedelt werden, g) Untergeordnet wird ein Substratwechsel durch die Foramengröße und -position angezeigt. Große mesothyridide Foramina kennzeichnen meist Festsubstrate. Kleine hypothyridide Foramina sind eher für allomikritische Bereiche charakteristisch, h) Brachiopoden der koralligenen Fauna zeichnen sich durch Asymmetrien der Frontalkommissur (Rhynchonellida) und Asymmetrien in der dorsalen Umrißlinie aus (Terebratulida). Die artikulaten Brachiopoden aus den untersuchten „Riff-Ablagerungen scheinen hinsichtlich ihrer Morphologie und faunistischen Komposition von den kontrollierenden Bildungsfaktoren (besonders Sedimentationsrate, Substratbeschaffenheit und Hydrodynamik) der Schwamm- und Korallenassoziationen, beeinflußt worden zu sein. Die in den jeweiligen Aufschlüssen dominierenden Brachiopoden-Morphotypen reflektieren wenigstens statistisch die Bildungsbedingungen.

Description: Data on brachiopods in spongolites from the Upper Jurassic of southern Germany were collected in order to establish associations based on paleoenvironmental parameters and compare these results to similar fauna across a range of depositional paleoenvironments. Fossils were sampled and their dominant growth morphotypes identified from 11 localities representing different ages and facies of the Upper Jurassic in the Franconian and Swabian Alb. These growth morphotypes were compared to standard morphotypes and to biometric data of modern brachiopods gleaned from the literature. Through statistical analysis, it was found that the mode of commissure line and in part the diameter of the foraminae correlate well with substrate types and hydrodynamic to bathymetric paleoconditions. General results include: a) the external morphology of brachiopods from spongolites is significantly different from that of brachiopods from well-bedded limestone containing few to no sponges but corals and oolites, b) within a mostly marl substrate, the sphericity index of brachiopod shells is much larger than for shells in coral-bearing rocks, c) width to length ratios of shells are less for softer substrates indicating possible use as an index for substrate consistency, d) from the Lower Oxfordian to the Tithonian, the sphericity index of shells in general decreases, e) amplitudes of the frontal commissure line of brachiopods found within spongolite build-ups are much larger than those from coral-bearing rocks, f) Terebratulidae to Rhynchonellida biometric relations may be used as an index for judging the “quality” of the paleoenvironment; rhynchonellid brachiopods were dominantly found in marly, deeper paleoenvironments, whereas carbonate sediments deposited under shallow, high energy, water paleoconditions were colonized by terebratulid brachiopods, g) the size and position of foraminae are linked to the substrate type; brachiopods with larger mesothyrid foraminae are found associated with hard substrates while smaller hypothyrid foraminae in soft carbonate sediment areas, h) brachiopods from coral rocks are characterized by their asymmetric growth in form (Terebratulida) and of their frontal commissure (Rhychonellida). In general, brachiopods from reefal deposits appeared to have been directly influenced morphologically by paleoecologic factors, such as sedimentation rate, substrate type, and water energy levels. The dominant standard morphotype of brachiopods appears to correlate in a statistically significant way with the interpreted depositional circumstances at each locality. Due to here presented morphological data of brachiopodes from the Upper Jurassic of Southern Germany, associations of brachiopodes in spongiolites are interpreted palecologically and compared to similar faunae from other depositional environments. From 11 localities of different stratigraphical age and facies in the Franconian and Swabian Alb the dominant growth morphotypes are presented and abstracted to so-called „standard morphotypes“. The latter are compared to biometrical data of modern brachiopodes, mainly extracted from literature data. Interpreting the mathematical analyses it can be concluded that the dorsal outline, the mode of commissur line and partially the diameter of the foraminae can be used as indicator of substrates, hydrodynamical and paleobathymetrical conditions. The main results are: a) External morphology of brachiopodes from spongiolites exhibits strong differences in contrast to brachiopodes from well-bedded limestones with few or no sponges, to coral-bearing strata and to oolithic limestones, b) In localities, where marls have been predominantly deposited, the sphericity index is much larger than in the coral-bearing rocks, c) Reduced relations of width and length can be tentatively used as index for soft substrates, d) From the Lower Oxfordian to the Tithonian the sphericity index becomes smaller, e) Amplitudes of the frontal commissur line from brachiopodes of spongiolitic buildups are much higher than from brachiopodes in coral-bearing rocks, f) Quantitative relations from Terebratulidae to Rhynchonellida can be used as index for quality of substrates. Rhynchonellid brachiopodes are dominating marly, deeper environments, whereas carbona-tic sediments deposited under shallow water conditions with higher water energy are dominated by terebratulid brachiopodes. g) Changes of substrates are indicated by the size and position of foraminae. Larger mesothyrid foraminae characterize hard substrates, smaller hypothyrid foraminae are typically developed in allomicritic areas, h) Brachiopodes from coralligene rocks are characterized by their asymmetrical growth of form (Terebratulida) and of their frontal commissure (Rhynchonellida). Generally, brachiopodes from reefal deposits have been influenced morphologically by ecologically controlling factors such as the sedimentation rate, the substrate, and the water energy levels. The dominating standard morphotypes of brachiopodes in each locality reflect at least statistically the former depositional environments. (Translation: Dr. Elizabeth H. Gierlowski-Kordesch, Department of Geological Sciences, Ohio University)

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen