ALBERT

Description: In den letzten Jahren hat die Technik, die bei geophysikalischen Messungen eingesetzt wird, einen enormen Entwicklungsschub genommen. Hochempfindliche und -spezialisierte Meß- und Registrierapparaturen erhöhen die Genauigkeit der aus der Erde empfangenen Signale und ermöglichen damit das Vordringen in immer tiefere Bereiche der Erdkruste. Während das technische Equipment dem Prozeß einer ständigen Weiterentwicklung unterliegt, ist die Interpretation der gewonnenen Daten jedoch zumeist noch ein manuelles Problem. Zwar bedienen sich heute die Geowissenschaften, insbesondere die datenintensiven Bereiche wie Seismik, Gravimetrie, Magnetik usw., bereits hochentwickelter Computer zur Bearbeitung und Auswertung der Meßergebnisse; um den geophysikalisch-geologischen Interpretationsprozeß jedoch in eine neue Qualität zu überführen, muß die ihm zugrundeliegende Methodik grundlegend überdacht und erweitert werden. Da die konventionelle Datenauswertung im allgemeinen symbolisches Wissen nicht verarbeiten kann, während der Interpretation jedoch zum überwiegenden Teil mit solchem gearbeitet wird, ist es unumgänglich, neben den konventionellen Verfahren auch die wissensbasierte Methodik, die diesen Mangel beheben kann, einzubinden. Die Einbindung symbolischen Wissens bedeutet eine gründliche Analyse des abzubildenden Prozesses, der ihm zugrundeliegenden Prinzipien, Faktoren und Abläufe. In der vorliegenden Arbeit, die sich mit der Abbildung der manuellen Interpretationsmethodik in einem wissensbasierten System befaßt, nimmt dieser Analyseprozeß aufgrund seiner Komplexität und enormen Wichtigkeit einen breiten Raum ein. Kapitel 2 der Arbeit befaßt sich zunächst einleitend mit der Verknüpfung von Geowissenschaften und Informatik. Es gibt einen Überblick über die wissensbasierte Methodik und ordnet den geophysikalisch-geologischen Interpretationsprozeß in die Problematik der Wissensverarbeitung ein. Das übliche Interpretationsverfahren, seine Mängel und Schwachstellen werden im dritten Kapitel kurz erläutert. Die “Abstraktion des Interpretationsprozesses” setzt sich daran anschließend mit der Arbeitsweise des interpretierenden Wissenschaftlers auseinander und definiert somit den Funktionsumfang des zu entwickelnden Systems. Die wissensbasierte Methodik ist vielfältig; um die für die Interpretation geeigneten Ansätze auswählen zu können, faßt das Kapitel in den weiteren Ausführungen die allgemein üblichen Verfahren zusammen. Aus der Fülle der Methoden im zuvorliegenden Abschnitt werden nun die für die Geo-Interpretation geeigneten Verfahren ausgewählt (Kap. 5) und zu einem Interpretationssystem kombiniert. Das Kapitel begründet die Methodenauswahl und gibt einen Überblick über die interne Arbeitsweise des Prototypen, seine Funktionalität und seine Handhabung. Während der beschriebene Modellansatz das Werkzeug zur Interpretation darstellt, setzt sich das letzte und wesentlichste Kapitel (Kap.6) mit der Wissensformalisierung für die Geo-Interpretation auseinander Es beschreibt die Vorgehensweise und die Probleme bei der Entwicklung der Wissensbasis und führt eine detaillierte Untersuchung der einzubindenden Wissensgebiete und ihrer Parameter durch. Die Methodik wird anhand eines seismischen Profilabschnittes getestet und die Ergebnisse abschließend diskutiert. Alle Bestandteile des Prototypen wurden eigenständig entwickelt und programmiert. Das in Kapitel 5 beschriebene Werkzeug ist weitestgehend allgemein gehalten, so daß es nach Austausch der Wissensbasis auch für andere Bereiche nutzbar ist.

Description: In the last years, the technique which is used for geophysical measurements has developed enormously. Highly sensitive and specialized measuring and registration equipment increases the accuracy of the signals received from the earth thereby enabling a penetration into ever deeper areas of the earth's crust. While the technical equipment is subject to the process of constant advancement, the interpretation of the data, however, is mostly still a manual problem. Today the geosciences (in particular data-intensive areas such as seismology, gravimetry, magnetics) already use highly developed computers for the handling and analysis of measurement results; however in order to better the geophysical-geological interpretation process, its underlying methodology must be fundamentally revised and extended. Since conventional data evaluation cannot process generally symbolic knowledge which is mostly used during the interpretation process, it is absolutely necessary to use knowledge-based methodology in addition to the conventional procedures to eliminate this shortcoming. The integration of symbolic knowledge means a thorough analysis of the process which is to be modelled, its underlying principles, factors, and operational sequence. In the work presented here, which discusses the transfer of manual interpretation methodology into a knowledge-based system, the process of analysis takes much room due to its complexity and enormous importance. The introductory chapter 2 of the work describes the linkage of geosciences and computer science. This section gives an overview of the knowledge-based methodology and regards the geophysical-geological interpretation process under the criteria of knowledge processing. The usual interpretation procedure, its shortcomings and weak points are described briefly in the third section. Subsequently, the section "Abstraktion des Interpretationsprozesses" examines the methodology of the interpreting scientist and defines so the function range of the system which is to be developed. Knowledge-based methodology is multi-faceted; in order to be able to select the methods suitable for the interpretation, this section further summarizes the most important knowledge-based procedures. From the abundance of methods described in the past section, the procedures suitable for the geointerpretation are selected (chapter 5) and combined to form an interpretation system. This section justifies the method of selection and gives an overview of the internal structure of the prototype, its functionality and its use. While the described basic approach represents the tool for interpretation, the last and most substantial section (chapter 6) regards knowledge formalisation for geointerpretation. This section describes the methodology and the problems during the development of the knowledge base and analyzes thoroughly the fields of knowledge which are to be integrated and their parameters. Methodology is tested with a part of a seismic profile; and finally the results are discussed. All modules of the prototype were developed and programmed by myself. The tool described in chapter 5 is as far as possible general, so that it can also be used in other areas – after the exchange of the knowledge base.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Die mit der Drehwaage gemessenen Ableitungen des Schwerepotentials, insbesondere der Horizontalgradient und die Krümmungsgröße, begründeten ganz wesentlich den kommerziellen Erfolg der Geophysik bei der Suche nach Kohlenwasserstoffen. Die Bedeutung der Drehwaage - und damit die Weiterentwicklung der Auswertemethodik - nahm jedoch mit der weiten Verbreitung von Gravimetern seit etwa 1950 immer mehr ab. Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit der Frage, mit welchen Methoden die Berechnung von Schwerewerten aus Drehwaagemessungen am besten gelingt und verfolgt den Ansatz, eine Synthese aus klassischen Verfahren mit computergestützten numerischen Methoden herzustellen. Bei Lösung dieser Aufgabe dienen die Horizontalgradienten Wxz und Wyz als Eingangsparameter, während die Krümmungsgrößen Wxy und Wyy-xx keine Verwendung finden. Die verschiedenen Methoden werden dazu zunächst an einem synthetischen Modell und später mit Drehwaagedaten von BEB Erdgas und Erdöl GmbH (Hannover) getestet. Dazu sind insgesamt 39 Meßtischblätter im Gebiet Soltau bzw. Wathlingen (Norddeutschland) mit 35000 Drehwaagemessungen digitalisiert worden. Das Verfahren von Haalck liefert trotz seines simplifizierten Ansatzes eine recht gute Übereinstimmung zwischen der aus den Gradienten berechneten Schwere und der Modellschwere (etwa 0.4 x 10-5 ms-2), reagiert jedoch sehr empfindlich auf Datenfehler, die sich in ausgeprägten Verbiegungen der Isolinien der Schwere äußern. Durch nachträgliche Glättung läßt sich jedoch eine Verbesserung erzielen. Nachteilig bei diesem Verfahren ist die Abhängigkeit des Ergebnisses von der vorher durchzuführenden Interpolation der Gradienten auf ein regelmäßiges Gitter und die methodenbedingte Mittelwertbildung zweier unabhängig voneinander berechneten Schwerefelder. Diese Nachteile lassen vermeiden, wenn die Berechnung der Schwere aus den Horizontalgradienten als Ausgleichungsproblem formuliert wird, bei dem die vorherige Interpolation der Horizontalgradienten auf ein Gitter entfallen kann und eine gewisse Filterung von Fehlern in den Daten implizit durchgeführt wird. Die hiermit erreichbaren Genauigkeiten betragen bis zu 0.1 x 10-5 ms-2 und liegen in der Größenordnung der Genauigkeit einer Schweremessung. Eine noch flexiblere Berechnungsmethode bietet die Methode der kleinsten Quadrate, bei der sowohl „Rauschen“ in den Daten als auch die gleichzeitige Berücksichtigung von Horizontalgradienten und Schwerewerten möglich wäre. Die hiermit erreichte Genauigkeit beträgt etwa 0.5 x 10-5 ms-2. Die berechneten Schwerewerte lassen einfach sich in bestehende Datensätze integrieren, um Datenlücken zu füllen bzw. die Stationsdichte zu verdichten. In einem vier Meßtischblätter umfassenden Gebiet (Salzstock Wathlingen) konnte auf diese Weise für Teilgebiete eine verbesserte, detailreichere Schwerekarte generiert werden. Eine unmittelbare Verwendung der Horizontalgradienten - ohne vorherige Umrechnung in Schwerewerte - erlaubt die Modellierung von Dichte und Geometrie eines dreidimensionalen Untergrundmodells. Das aus der Modellierung über- und untertägiger Schweremessungen entstandene Dichtemodell des Salzstocks von Wathlingen zeigt auch eine prinzipielle Übereinstimmung zwischen gemessenen und berechneten Horizontalgradienten. Geringfügige Abweichungen sind durch Vernachlässigung von Strukturen in Oberfiächennähe zu erklären. Deren Berücksichtigung und die damit verbundene Modellierung der Horizontalgradienten könnte jedoch eine Verbesserung des bestehenden Modells erbringen.

Description: Torsion balance measurements of derivatives of gravitational potential - especially horizontal gradient and curvature - were a significant factor in the commercial success of exploration geophysics in detecting hydrocarbons. However, with the widespread use of gravimeters since about 1950, there has been a continuous decrease in the importance of the torsion balance and hence in the improvement of methods of analysis. This study aims to establish which are the best methods of determining gravity values from torsion balance measurements. Its approach is to synthesize classical procedures with computer-based numerical methods, taking horizontal gradients Wxz and Wyz as input parameters, but not using the curvature values Wxy and Wyy - xx . The various methods were first tested in a synthetic model and again using torsion balance data supplied by BEB Erdgas and Erdöl GmbH (Hanover). A total of 39 topographical maps (1:25,000) of the Soltau and Wathlingen areas (northern Germany) were digitzed with 35,000 torsion balance measurements. Despite its simplified approach, the Haalck procedure yields a good agreement between theoretical gravity and gravity calculated from gradients (about 0.4 x 10-5 ms-2 ); however it shows a highly sensitive response to data errors, expressed in pronounced deformations of the gravity contour lines. This can be improved by subsequent smoothing. The disadvantage of this procedure is that results depend on prior interpolation of the gradients to a regular grid and taking the mean of two independently calculated gravity fields. These disadvantages may be avoided by formulating the gravity calculation from the horizontal gradients as a least squares adjustment problem, leaving out the prior interpolation of the horizontal gradients to a grid and implicitly filtering errors in the data. Accuracies of 0.1 x 10-5 ms-2 may be obtained in this way and are in the order of magnitude of gravity measurement accuracy. A more flexible method of calculation is the method of least squares collocation by which both "noise” in the data and simultaneous allowance for horizontal gradients and gravity values are possible. Here the accuracy is about 0.5 x 10-5 ms-2. The computed gravity values can be readily integrated in existing datasets in order to fill data gaps or enhance station density. In the case of an area covered by four topographical maps (the Wathlingen salt dome) this method allowed us to create an improved, more detailed gravity map for specific sub-areas. The direct use of horizontal gradients - without prior conversion into gravity values - allows the modeling of density and geometry of a three-dimensional subsurface model. The density model of the Wathlingen salt dome generated by the modeling of surface and subsurface gravity measurements also shows a basic agreement between measured and computed horizontal gradients. Slight deviations are due to the disregard of near-surface structures. However, their inclusion and the simultaneous modeling of horizontal gradients could improve the existing model.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Die "höheren" Caenogastropoden umfassen viele tausend rezente und fossile Arten. Ihre charakteristischen Gehäuse haben gewöhnlich einen hohen Wiedererkennungswert, sind häufige Elemente fossiler Ablagerungen und eröffnen damit ausgezeichnete Möglichkeiten neontologische und paläontogische Studien zu korrelieren. Das Ziel solcher Studien ist hier, Evolution nachzuzeichnen, um sie dann auch interpretieren und letztlich verstehen zu können. Es wurde ein tendenziell holistischer Arbeitsansatz gewählt, der die Synthese gehäusemorphologischer, anatomischer, molekulargenetischer, reproduktionsbiologischer, ökologischer und biogeographischer Daten in die zeitliche Dimension übersetzt und damit in den Kontext der Geodynamik stellt. Diese Vorgehensweise wird als paläobiologische Konzeption bezeichnet. Im Ergebnis stehen folgende Erkenntnisse und darauf basierende Maßnahmen: die "höheren" Caenogastropoda sind sehr wahrscheinlich monophyletisch und werden als Überordnung Latrogastropoda nov klassifiziert. Die Ordnung Neomesogastropoda ist paraphyletisch und Teile von ihnen repräsentieren die Stammgruppe der Ordnung Neogastropoda. Es zeigt sich, daß viele der neontologisch klar zu definierenden evolutiven Linien, ohne weitere paläontologische Studien, im systematischen Vakuum wurzeln. Die stammesgeschichtlichen Lücken können nun anhand von Merkmalsabgrenzung - nach "unten" und nach "oben" - definiert bzw abstrahiert werden und als Phantombilder für zukünftige Recherchen dienen. Auf Grundlage der phylogenetischen Analysen wurde eine weitreichende Revison der Klassifikation erforderlich und durchgeführt. Der Ursprung der Latrogastropoda nov könnte in einer Lime liegen, welche auch zu der Stammgruppe der Rissoidae führt. Letztere und die potentielle Latrogastropode Maturifusus traten erstmals im Jura in Erscheinung. Erste signifikante Radiationen der Latrogastropoda nov. gingen mit der postneokomen weltweiten Erwärmung und der entsprechenden Tropisierung der Tethys einher Mit Beginn der Oberkreide differenzierten sich die Latrogastropoda infolge einer Reihe von Schlüsselinnovationen in ihre Hauptlinien. Die Wende vom Meso- zum Känozoikum spiegelt sich in der systematischen Entwurzelung der im Rezenten persistierenden Taxa wider; d.h. viele (noch genauer zu definierende) Stammlinien sind in der Erdneuzeit nicht mehr vertreten. Die weitere Evolution der Latrogastropoda nov ist durch extreme Radiationen im Eozän und im Miozän geprägt. Die neogenen supragenerischen systematischen Einheiten zeigen bereits eine hohe Übereinstimmung mit rezenten Pendants. Der relativ starke Wandel paläobiogeographischer Bezüge im Neogen korreliert also nicht mit evolutiven Innovationen von übergeordneter Bedeutung.

Description: The "higher" caenogastropods are represented by many thousand Recent and fossil species. Their characteristical shells can usually be well recognized and are frequently found particularly in marine Cenozoic deposits, thus offering excellent possibilities in respect of correlating neontological and palaeontological studies. Aim of such studies is here to trace evolution in order to obtain a basis for interpretation and actual insights respectively A more or less "holistic" approach was chosen, which translates the synthesis of conchological, anatomical, molecular genetical, reproductive biological, ecological and biogeographical data into the past and thus regarding evolution in the context of geodynamics. This approach is labelled palaeobiological conception. The different avenues of research led to the following results: the "higher" caenogastropods are very probably monophyletic and are classified as superorder Latrogastropoda nov The order Neomesogastropoda is paraphyletic because it includes the stem lineage of the Neogastropoda. It becomes apparent that many of the evolutionary lineages, which can be well defined by neontological means, are not yet correspondingly recognized in the fossil record and therefore are rooted in a systematic vacuum. The phylogenetic gaps can be defined or considered respectively by analyzing the direction of the evolution of morphological characters, which e.g. allows the creation of hypothetical fossils, which can be searched for Based upon the phylogenetic analyses, the necessity of a far-reaching revision of the classification became evident and consequently was conducted. The origin of the Latrogastropoda nov could be found in a lineage, which also leads to the stem-lineage of the Rissoidae. The latter and the potential latrogastropod Maturifusus both appeared in the Jurassic for the first time. First significant radiations of the Latrogastropoda nov correlated with the postneokomian global wanning and corresponding tropical climate of the Tethys ocean. During the early Upper Cretaceous the Latrogastropoda nov experienced key innovations which promoted the differentiation into their main lineages. The turn to the Cenozoic was accompanied by the systematic uprootal of taxa which persist in the modem fauna, which means that many stem-lineages (to be defined in detail) have not been detected in the Cenozoic. The Cenozoic evolution of latrogastropods is characterized by extreme Eocene and Miocene radiations. Neogene suprageneric systematic units show already great morphological correspondence with their Recent counterparts. Therefore the relatively strong change of palaeobiogeographic relations in the Neogene is not mirrored by principal evolutionary innovations.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Es wurden ca. 1500 jurassische Ammoniten mit regenerierten Verletzungen untersucht. Die Ammoniten stammen aus drei stratigraphischen Abschnitten: dem Unter-Toarcium (Süddeutschland, Südfrankreich, England) dem Ober-Callovium (Normandie / Frankreich) und dem Ober-Oxfordium (Madagaskar). Die ausgewählten Gattungen repräsentieren ein breites morphologisches Spektrum. Die Phänomene, die in Folge von Verletzungen an den Ammonitengehäusen sichtbar werden, wurden seit langer Zeit erkannt, benannt und klassifiziert. Das erfolgreichste Modell einer Klassifikation pathologischer Phänomene an Ammonitengehäusen geht auf HÖLDER (1956) zurück. Problematisch am Hölderschen Klassifikationsmodell ist das Fehlen klarer Rahmenbedingungen für das Aufstellen einer neuen forma aegra. Aus diesem Grund kam es in der Vergangenheit zu vielen, sich überschneidenden, verwirrenden und unnützen forma-Bezeichnungen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird ein stringentes Klassifikationsprinzip vorgeschlagen und eine nachvollziehbare Einordnung in dieses Prinzip gefordert. Unter dieser Prämisse werden ausgewählte forma-Bezeichnungen diskutiert. Es wird vorgeschlagen, auf die forma-Bezeichnungen: forma seccata (HÖLDER 1956), forma refecta (REIN 1994a), forma undaticarinata-undaticoncha (HENGSBACH 1996) und forma mordata (HENGSBACH 1996) zu verzichten. Als neue forma-Bezeichnungen werden eingeführt: forma augata n.f., forma umbilicata n.f. Als potentielle Verursacher regenerierbarer Schalenverletzungen konnten erkannt werden: durophage Fische (vor Allem: Lepidotes, Dapedium, Mesturas), dekapode Krebse (vor Allem: Eryma, Mecochirus) und Coleoideen. Für Verletzungen des Mantelrandepithelium (forma verticata) werden im Wesentlichen eryonide Krebse (z.B. Coleia, Proeryon, Eryon) verantwortlich gemacht. Diese Räuber lassen sich nur in Einzelfällen anhand ihrer Verletzungsspuren identifizieren. Die Ausbildung und Form der Verletzung wird im Wesentlichen von der Gehäusemorphologie bestimmt. Es lassen sich drei morphologische Variablen erkennen, die sensitiv für den Schutz vor Räubern waren: die Gehäuseform, die Wohnkammerlänge und die Skulpturierung der Schale. Dactylioceraten und Perisphinctiden, also Ammoniten mit geringer Windungsexpansionsrate, rundem Mündungsquerschnitt, langer Wohnkammer und kräftiger Skulptur waren am besten gegen räuberische Attacken geschützt. Harpoceraten und Hecticoceraten, also brevi-, mesodome, schlanke Ammoniten mit weniger kräftiger Skulptur waren schlecht gegen räuberische Attacken geschützt. Longidome Ammoniten (Dactylioceraten, Perisphinctiden) waren im Gegensatz zu den brevi-, mesodomen Ammoniten in der Lage, sich weit in die Wohnkammer zurückzuziehen. Sie konnten verletzte Schalenbereiche ausbessern, ohne dabei die Skulpturelemente wesentlich verzerren zu müssen. Longidome Ammoniten konnten aufgrund ihrer Gehäusemorphologie keine guten Schwimmer gewesen sein. Diese Ammoniten tolerierten laterale Abweichungen in der Windungssymmetrie als Verletzungsfolge und Abweichungen im Windungsquerschnitt, also Verletzungsfolgen die die Fortbewegung einschränken mußten, sehr viel besser als Morphotypen mit besseren hydrodynamischen Eigenschaften. Ammoniten konnten Schalenverlust sehr viel besser tolerieren als der rezente Nautilus. Am untersuchten Material fanden sich Ammoniten die einen Schalenverlust von 10-20 % regenerieren konnten. Beim rezenten Nautilus ist ein Schalenverlust von mehr als 4 % letal (WARD 1986). Unter der Annahme, die Ammoniten lebten, ähnlich wie Nautilus, im annähernden Schwebegleichgewicht, verweist dies auf einen sehr viel effizienteren Gleichgewichtsapparat bei den Ammoniten. Anhand des vorliegenden Materials können die als funktionell eingeschätzte Merkmale als Aptationen wahrscheinlich gemacht werden. Die relative Häufigkeit von Mehrfachverletzungen erweist sich dabei als guter Proxy für die Verletzbarkeit der Ammoniten. Die relative Häufigkeit regenerierter Verletzungen korreliert nicht mit der Verletzbarkeit der Ammoniten. Sie scheint in erster Linie die Wahrscheinlichkeit widerzuspiegeln, mit der räuberische Attacken auf den Mundrand stattgefunden haben. Gesteuert wird dieser Faktor ganz offensichtlich von der Lebensweise der Ammoniten, der sich wiederum in der Gehäusemorphologie widerspiegelt.

Description: The investigation is based on 1500 ammonoids with sublethal injuries. The observed ammonoids are Lower Toarcian (from Southern Germany / Southern France / England), Upper Callovian (from Normandy / France) and Upper Oxfordian (Madagascar). The selected ammonoid fauna represents a wide spectre of morphotypes. The healing pattern following the injuries of ammonoids have been subject to observation for a long time. The most successful model of a classification of these phenomena dates back to HÖLDER (1956). But the model of Hölder lacks a clearly defined framework for setting up a new forma aegra. For that reason many overlapping, confuse and useless forma types have been introduced. These investigation suggests a stringent principle of classification and calls for a comprehensive classification according to these principle. Following these premise, the current inventory of forma types is discussed. It is proposed to give up the terms forma seccata (HÖLDER 1956), forma refecta (REIN 1994a), forma undaticarinata-undaticoncha (HENGSBACH 1996) and forma mordata (HENGSBACH 1996). The forma-types forma augata n.f. and forma umbilicata n.f. are newly defined. Durophagous fishes (mainly Lepidotes, Dapedium and Mesturus), crustaceans (mainly Eryma and Mecochirus) and coleoids are found to be responsible for the sublethal shell breakages. Eryonid crustaceans (Coleia, Proeryon, Eryori) are most probably responsible of the healed damages of the mantle epithelia of the peristome (forma verticata, Hölder 1956). In almost all cases it is impossible to detect distinct predators by individual injuries. The character and shape of the shell breakage is defined mainly by the morphology of the shell. Three traits of the ammonoid shell are sensitive against predatory attacks: The morphology of the shell, the extension of the living chamber and the sculpture. Dactylioceratids and Perisphinctids which are longidome roughly ornamented morphotypes with a strong sculpture, a low whorl expansion and a subcircular area of aperture, are best armed against durophagous agressors. Instead Harpoceratids and Hecticoceratids, which are mesodome morphotypes with a smooth sculpture and high whorl expansion, are less armed by their shell. The longidome Dactylioceratids and Perisphinctids where in contrast to the meso- and brevidome morphotypes able to withdraw deeply in their shell. These relatively plump morphotypes tolerated an eccentric growth of the whorl (in rare cases a consequence of injury) much better than the discus-shaped Harpoceratids. Ammonoids in general tolerated a shell lost caused by a predatory attack much better than the recent Nautilus. The observed ammonoids where able to regenerate a maximal shell loss of 10-20 %. In the recent Nautilus a shell loss of more than 4 % is lethal. Under the assumption of a nearly neutral buoyant habit in life that gives evidence of a much higher efficiency of the buoyancy apparatus of the ammonoids. The traits supposed to be functional are shown to be real aptations by the frequency of multiple injuries. Multiple injuries are a good proxy of the vulnerability of the observed ammonoids. Instead the frequency of all healed injuries don’t correlate with the vulnerability but seems to be controlled mainly by the probability of a contact with a predator These factor is otherwise controlled by the habit of the ammonoids.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Diese Arbeit beruht auf der Nachbebenserie des Antofagasta-Bebens vom 30.07.1995. Die Nachbebenserie wurde während des CINCA ’95 Projektes in einer Zusammenarbeit zwischen den Instituten der Freien Universität Berlin und des GFZ Potsdam, im Rahmen des Sonderforschungsbereich 267, der BGR (Hannover), und des GEOMAR (Kiel) gemessen. Dazu wurde ein Netzwerk aus 50 Stationen on- und offshore im Zeitraum zwischen dem 10.08.1995 und dem 11.10.1995 betrieben. Das Netzwerk überdeckte insgesamt 310 km (22°10'S - 25°S) in Nord-Süd und 185 km (71°10'W - 69°20'W) in Ost- West-Richtung. Aus den gepickten P-und S-Einsätzen der Beben wurde mit dem Programm simulpsl2 ein 3D Geschwindigkeitsmodell berechnet. Das Modell zeigt Strukturen, die bereits früher mit aktiver Seismik gemessen wurden. So konnte entlang der Küste eine Hochgeschwindigkeitszone (vP ≈ 7.0 km/s) in 20 km, und eine Niedriggeschwindigkeitszone (vP ≈ 6.25 km/s) in 30 km Tiefe gemessen werden. Die Hochgeschwindigkeitszone wird als jurassische Unterkruste, die postjurassisch gehoben wurde, interpretiert. Im unteren Bereich kann die Hochgeschwindigkeitszone auch aus teilserpentinisierten jurassischen Mantelgestein bestehen. Als Interpretation für die Niedriggeschwindigkeitszone wird hydraulic fracturing favorisiert. Die Niedriggeschwindigkeitszone ist nicht durchgehend vorhanden. Bei 24°S befindet sich stattdessen ein Block hoher Geschwindigkeiten, der im oberen Bereich mit der Hochgeschwindigkeitszone verbunden ist. Der ozeanische Mantel konnte zwar in den Inversionen modelliert werden, jedoch war hier die Durchstrahlung nicht hinreichend, um genauere Angaben über seine Geschwindigkeit, oder seine Oberkante zu erhalten. Auch die oberen Bereiche der kontinentalen Kruste konnten nur unzureichend aufgelöst werden, da sich die Strahlen hier kaum kreuzten. Zusammen mit dem vP-Geschwindigkeitsmodell wurde auch das vP/vS- Verhältnis berechnet. Dabei konnte die Hochgeschwindigkeitszone mit einem vP/vS- Verhältnis von 1.76 - 1.81 korreliert werden. Die Niedriggeschwindigkeitszone kann mit einem vP/vS- Verhältnis von 1.67 - 1.76 korreliert werden. Mit dem 3D-Modell konnten fast alle Beben mit einer besseren Tiefengenauigkeit als 1 km lokalisiert werden. Der Hauptteil der Beben befindet sich in einem schmalen Bereich zwischen kontinentaler und ozeanischer Platte. Jedoch wurden auch einige krustale Beben detektiert. Desweiteren konnten einige Beben im ozeanischen Mantel gemessen werden. Die Bereiche, in denen das Modell gut bzw. schlecht bestimmt ist, wurden durch einen Vergleich verschiedener Modelle klassifiziert. Bei dieser Methode wurden Modelle mit verschiedenen Knotenebenen berechnet. Bereiche, in denen sich diese Modelle stark unterschieden, wurden über die Geometrische Spreizung als „schlecht aufgelöst“ klassifiziert. Weiterhin wurde die Wirkung verrauschter Daten auf die Inversion betrachtet, um den Einfluß ungenauer Picks auf das Modell zu erhalten. Zusätzlich wurden die Magnituden-Häufigkeits-Parameter für die Bebengebiete in ≈ 40 km, ≈ 100 km, sowie ≈ 200 km aus Daten verschiedener Kataloge berechnet. Es zeigte sich, daß die Beben in 100 km Tiefe nicht durch einen einzigen Magnituden-Häufigkeits-Gradienten („b-Wert“) beschreibbar sind. Dazu wurde vorgeschlagen, daß sich die tektonische Spannung hier aufbaut, und bei einer Magnitude von etwa 5.6 entlädt. Für die Beben in etwa 40 km Tiefe wurde weiterhin die zeitliche Änderung der Magnituden-Häufigkeits-Parameter zwischen 1973 und 1998 untersucht. Dabei konnte zum einen ein Trend von kleinen zu großen b- Werten zwischen 1977 und 1983 festgestellt werden. Für die nachfolgenden Jahre, bis 1995, wichen die Magnituden-Häufigkeits-Kurven fast immer so stark von einer Geraden ab, daß die Parameter nicht berechnet werden konnten. Als problematisch erwies sich die Umrechnung der Parameter zwischen den Lokalmagnituden (CINCA ’95) und den Raumwellenmagnituden (PDE-Katalog). Hier reichten die Beben, die in beiden Katalogen verzeichnet sind nicht aus, um eine Regressionsgerade zu erstellen. In Anbetracht dieser Problematik wurde in der Arbeit auch eine Methode formuliert, die Magnituden mittels der Magnituden-Häufigkeits-Parameter ineinander umzurechnen.

Description: This work is based on aftershock series of the Antofagasta event (30.07.1995). The aftershocks were recorded within the project CINCA ’95, as a collaboration between the Freie Universität Berlin and the GFZ Potsdam (within the frame of the collaborative research center 267), the BGR (Hannover) and the Geomar (Kiel). The seismological part of CINCA ’95 was performed with a network of 50 stations (on- and offshore) 10.08.95 and 11.10.95. The itself network covered an area of 310 km (22°10'S – 25°S) by 185 km (71°10'W – 69°20'W). A 3D velocity model has been obtained with the use of the program simulpsl2 from the P- and S-onsets of the events. Several structures which were known from previous active seismic experiments were resolved by the 3D model: a high velocity zone (vP ≈ 7.0 km/s) at a depth of 20 km and a low velocity zone ( vP ≈ 6.25 km/s) at a depth of 30 km. Generally, the high velocity zone is corellated to a vP/vS-ratio of 1.76 - 1.81, whereas he low velocity zone is corellated to a vP/vS-ratio of 1.67 - 1.76. The high velocity zone was explained as jurassic lower crust which was elevated in post Jurassic times. In its lower parts the high velocity zone possibly consists of former mantle material which was partly serpentinized. The low velocity zone was interpreted as material which is modified by upwelling fluids (hydraulic fracturing). In the southern part of the model (24°S) the low velocity zone is absent. In this region a block of high velocities was found which is connected to the high velocity zone. The oceanic mantle was computed within the 2D inversion step. However, the ray density was not adequate to gain sufficient information from the 3D inversion about the seismic velocity or the upper edge of the oceanic mantle. The upper regions of the continental crust were not sufficiently resolved as well. The majority of earthquakes was localized with a precision higher than 1 km. Most earthquakes were found in a small region between the continental and the oceanic plate. However, several crustal events were detected in the continental plate. Moreover, several events were detected within the oceanic mantle. A comparison of models obtained from different inversions was used to classify the quality of the regions of the model. This method included the computation of models with varying grids. Regions where the seismic velocities varied strongly with respect to the different models were classified as “low resolved“. From this classification a threshold value of the geometrical spread was determined. The influence of inexact picks on the model was investigated by inversions with noisy data. Additionally, the magnitude - frequency parameters were computed for earthquakes at ≈ 40 km, ~ 100 km and ≈ 200 km depth. As a single straight line is not adequate to describe the magnitude - frequency distribution in ≈ 100 km depth, it was proposed that the tectonic stress in this region rarely exceeds values which generate earthquakes with a magnitude of roughly 5.6. For the region of ≈ 40 km depth the temporal (1973 to 1998) variation of the magnitude - frequency parameters was investigated. It was found that the b-values increase between 1977 and 1983. In subsequent times the magnitude - frequency distribution can not be described by a straight line. The large quantity of events which were recorded within CINCA ’95 lead to accurate magnitude - frequency parameters. However, only a few events were listed in both, the PDE and the CINCA catalogue. Thus, the local - magnitudes (CINCA) could not be transformed sufficiently to body wave magnitudes by the use of regression. A formula was derived which transforms the magnitudes if all events belong to the same set of magnitude frequency parameters.

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: 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: 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

Description: Die Ordnungen Cerithiimorpha und Littorinimorpha stellen umfangreiche systematische Gruppen innerhalb der basalen Caenogastropoda mit einfachen konisch-orthostrophen Protoconchen dar. Diese Großgruppen lassen sich seit der späten Trias differenzieren und lassen seit der Kreidezeit eine zunehmende Diversität erkennen. Im folgenden werden ausgewählte Vertreter aus fünf Überfamilien und 20 Familien unter besonderer Berücksichtigung ihrer frühontogenetischen Schalen beschrieben und ihre Entwicklungsgeschichte wird seit der Kreide belegt. Die Überfamilie Cerithioidea stellt die Kerngruppe der Cerithiimorpha und war mit der Familie Procerithiidae seit dem Jura weltweit im Flachmarin verbreitet. Form und Skulptur der Larvalschale ermöglichte es, die Gattung Schroederium n.g. von den Gattungen Procerithium und Cryptaulax zu trennen. In der Oberkreide lassen sich die nahe verwandten Familien Cassiopidae, Potamididae, Melanopsidae und Scaliolidae über ihre Protoconchmorphologie sicher von den Procerithiidae differenzieren. Die Familien Batillariidae und Modulidae sind durch ihre charakteristische Embryonalschalenskulptur als Schwestergruppen ausgewiesen. Ihre nahe Verwandtschaft wird auch durch anatomische Daten gestützt. Innerhalb der seit dem Eozän in Protoconcherhaltung dokumentierten Familie Cerithiidae, Unterfamilie Cerithiinae, treten abhängig vom besiedelten Habitat zwei Protoconchtypen auf, die mit zu unterscheidenden Radulatypen korrelieren. Die Unterfamilie Bittiinae konnte über Details der Larvalschalenskulptur seit dem Eozän belegt und von den Cerithiinae differenziert werden. Die Adelphotaxa Planaxidae und Thiaridae mit dem gemeinsamen Merkmal einer Bruttasche im Kopffußbereich sind ebenfalls seit dem Eozän bekannt. Larvalschalen fossiler und rezenter Planaxinae werden vergleichend dargestellt. Larvalschalen der hinsichtlich der Morphologie des Teleoconches abweichenden Unterfamilie Fossarinae belegen die Nähe zur Nominatunterfamilie und ermöglichten eine sichere Abgrenzung von gehäusekonvergenten Vertretern der Littorinimorpha. Über die Formation der frühontogenetischen Schale, die eine charakteristische Embryogenese widerspiegelt, war es möglich, die Brackwasser und limnische Biotope besiedelnden Thiaridae bis in das mittlere Eozän zu belegen, was auch Anlaß zu neuen paläobiogeographischen Interpretationen gab. Pseudamauridae konnten über ihre Protoconche von der Oberkreide bis in das Eozän belegt und von gehäusekonvergenten Naticoidea (Neomesogastropoda) und Amphibolidae innerhalb der Archaeopulmonata (Heterostropha) abgegrenzt werden. Die Phylogenese der Überfamilien Vermetoidea und Turritelloidea wurde von der Unterkreide bis rezent dokumentiert, wobei konvergente Gruppen über ihre Protoconche differenziert wurden. Innerhalb der Littorinimorpha konnten charakteristische Merkmale der Embryonal- und Larvalschalen herausgearbeitet und zur Untergliederung der Littorinoidea und Rissooidea herangezogen werden. Pickworthiidae mit alloisostroph abgewinkelten Protoconchen konnten bis in das Danium belegt werden. Der direkte Vergleich mit Protoconchen der triassischen Protstyliferidae mit detaillierten Übereinstimmungen dokumentiert die unabhängige Evolution dieser Linie. Die konvergenten Vanikoridae ließen sich über ihre Protoconchmorphologie trennen, wobei auch signifikante Unterschiede zu den übrigen Littorinimorpha dargestellt werden. Micromphalina peyrerensis und Megalomphalus (M.) antwerpensis werden neu beschrieben und den Vanikoridae eingegliedert.

Description: The orders Cerithiimorpha and Littorinimorpha represent large systematic units within the stem of Caenogastropoda with simple conical-orthostrophic protoconchs. These groups are separated since the Upper Triassic showing increasing diversity since the Upper Cretaceous. Representatives of five superfamilies and 20 families are described with special reference to their early ontogenetic shells. The family Procerithiidae within the superfamily Cerithioidea has been distributed worldwide since Jurassic times as a faunal element in shallow marine environments. Regarding the shape and sculpture of its larval shell the procerithiid Schroederium n.g. could be differentiated from the genera Procerithium and Cryptaulax. Since the Upper Cretaceous brackish-water Cassiopidae, Potamididae and Melanopsidae can be differentiated from Procerithiidae by their protoconch-morphology. The families Batillariidae and Modulidae represent Adelphotaxa. This relation is proven by the uniting character of embryonic tuberculated sculpture and data concerning their anatomy. The Cerithiidae, subfamily Cerithiinae, are documented since the Eocene with preserved protoconchs. Two types of larval sculpture are present depending on the settled habitat, correlated with two different types of radulae. The subfamily Bittiinae is also documented and distinguished from the Cerithiinae by their protoconch-morphology since the Eocene. The Adelphotaxa Planaxidae and Thiaridae with the uniting character of a brood pouch within the head-foot are present since the Eocene. Larval shells of fossil and Recent Planaxinae are compared. Protoconchs of representatives of the subfamily Fossarinae with different teleoconch-morphology proved the close relation to the Planaxinae and also made a differentiation from convergent littorinimorphs feasible. The analysis of early ontogenetic shells of brackish water and limnic Thiaridae enabled to trace them back to the Middle Eocene and made new interpretations concerning their palaeobiogeography possible. Pseudamauridae could be documented from the Upper Cretaceous to the Middle Eocene with the aid of preserved protoconchs and could be discriminated from convergent Naticoidea and Archaeopulmonata. The phylogenetic history of Vermetoidea and Turritelloidea could be reconstructed since the Early Cretaceous and convergent groups could be differentiated. Within the Littorinimorpha characters regarding the early shell could be worked out to subdivide Littorinoidea and Rissooidea. Pickworthiidae with alloisostrophic protoconchs are documented since the Danian. Comparison with protoconchs of Triassic Prostyliferidae yielded detailed accordance and documents the independent history of this lineage. The convergent Vanikoridae could be discriminated by their protoconch-morphology and significant differences to the other Littorinimorpha are presented. Micromphalina peyrerensis and Megalomphalus (M.) antwerpensis are described as new species and are included within the Vanikoridae.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Es wurden verschiedene nichtlineare Optimierungsverfahren auf die Geometrieparameter von Dichtemodellen angewendet. Dabei waren diese mit Randbedingungen versehen. Ein Vergleich zeigte die Vor- und Nachteile der einzelnen Algorithmen. Anhand von zwei synthetischen Testfunktionen wurde das Verfahren Downhill-Simplex mit der (1,10)-CMA-ES verglichen. Das Simplexverfahren zeigte bei weniger als zehn Parametern ein besseres Konvergenz verhalten als die Evolutionsstrategie. Bei höheren Dimensionen konvergierte die Evolutionsstrategie deutlich besser, während Simplex bei mehr als 40 Parametern nicht mehr konvergierte. Die Evolutionsstrategie zeigt unabhängig von der Anzahl der Parameter logarithmische Konvergenzgeschwindigkeit. Die Evolutionsstrategie, genetische Algorithmen. Simulated-Annealing. Threshold-Accepting und der Deluge- Algorithm wurden danach anhand eines zweidimensionalen Salzstockmodells untersucht. Dabei wurden die Geometrieparameter optimiert und die Dichten des Modells konstant gehalten. Die 52 zu optimierenden Parameter wurden mit Randbedingungen versehen. Die (1,10)-CMA-ES benötigte im Durchschnitt die wenigsten Funktionsaufrufe und erreichte die besten Qualitäten. Ausgehend von verschiedenen Startmodellen konnten ähnliche Lösungen, welche alle sehr gute Qualitätswerte hatten, gefunden werden. Rekombination verbesserte die Konvergenzeigenschaften immer. Evolutionsstrategie war stabil gegenüber numerischen Variationen. Genetische Algorithmen konvergierten zu Beginn des Optimierungsprozesses schneller als alle anderen Verfahren, erreichten aber nie die von der Evolutionsstrategie gefundenen besten durchschnittlichen Qualitätswerte. Downhill-Simplex. Simulated-Annealing. Threshold-Accepting und der Deluge-Algorithm zeigten insgesamt schlechteres Konvergenzverhalten als die Evolutionsstrategie und die genetischen Algorithmen. Eine Anwendung der Evolutionsstrategie auf ein Salzstockmodell zeigte die Probleme der Optimierung in drei Dimensionen. Dennoch konnte das Modell in Hinblick auf die gravimetrische Anpassung deutlich verbessert werden.

Description: Various non-linear optimization techniques were applied to constrained geometry parameters of density models. A comparison showed advantages and disadvantages of each method. By means of synthetical test-functions the downhill-simplex-method has been compared to the (1,10)-CMA-ES. For numbers of parameters smaller ten. better convergence behaviour was achieved with the simplex-method. However, at higher dimensions evolution-strategy converges better than the simplex- met hod. Simplex does not converge for dimensions greater than 40. Independent of the number of parameters, the evolution-strategy showed a logarithmic convergence speed. The evolution-strategy, genetic algorithms, simulated annealing, threshold accepting and the deluge algorithm were investigated using a two-dimensional salt dome model. Here only the geometry of the model was optimized, the densities were held constant. The 52 parameters were constrained. In average the (1,10)-CMA-ES required the less function evaluations and gained the best qualities. Independent of the start configuration evolution-strategy found similar solutions, whose qualities were fairly good. Recombination always improved the results in terms of convergence behaviour. The evolution-strategy was stable against numerical variations. At the beginning of the optimization process genetic algorithms converge faster than all other methods, but they never reach the average quality values which were gained by evolution-strategy. In summary the simplex-method, genetic algorithms, simulated annealing, threshold accepting and the deluge algorithm showed worse convergence behaviour than evolution-strategy and genetic algorithms. An application of evolution-strategy to a three dimensional salt dome model showed the problems encountered in three dimensions. Despite this, in terms of gravity fit. the model could be improved noticeable.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Mit dem Ziel, aktuelle Arbeitshypothesen zum geologischen Aufbau der Südural-Lithosphäre zu überprüfen, wird das Schwerefeld im Bereich des Südurals mit folgenden gravimetrischen Methoden untersucht: • Numerische Analyse des Schwerefeldes mit Hilfe von Tiefenabschätzungen, Wellenlängenfilterungen und des Parker- Algorithmus sowie • zwei- und dreidimensionale Dichtemodellierungen. Im Vergleich mit dem hauptsächlich eingesetzten Verfahren zur Dichtemodellierung kann festgestellt werden, daß direkte gravimetrische Auswerteverfahren, wie z.B. die Wellenlängenfilterung, für komplizierte geologische Strukturen dem indirekten Auswerteverfahren mittels Dichtemodellierung weit unterlegen sind. So ist es z.B. mit der Wellenlängenfilterung nicht möglich, langwellige negative Schwerewirkungen der paläozoischen Sedimente von den bivergenten Unterkrustenstrukturen zu trennen. Auch mit variablen Dichtekontrasten bezüglich des Krusten-Mantel-Übergangs bei der Anwendung des Parker-Algorithmus ist es nicht möglich, die Schwerewirkung dieser Grenzfläche im gesamten Untersuchungsgebiet abzuschätzen. Die Verbindung und Interpretation aller verfügbaren Randbedingungen aus der Reflexions- und Refraktionsseismik sowie den zur Verfügung stehenden Datensätzen zur Sedimentbedeckung und Moho-Tiefe führt zu komplexen dreidimensionalen Dichtemodellen der Südural-Lithosphäre. Diese führen mit den derzeit verfügbaren Ergebnissen über die strukturellen und physikalischen Eigenschaften der Südural-Lithosphäre im Bereich von 52° - 65° O und 50° - 55,5° N auf zwei gleichberechtigt nebeneinanderstehende Dichtemodelle: 1. Das Dichtemodell 1 beruht auf einer bis in 90 km Tiefe subduzierten osteuropäischen Unterkruste, die massiv eklogitisiert wurde (Dichte 3,55 g /cm3 ). Die Ursache für diese Dichteinterpretation sind geringe Dichten im Bereich der bivergenten geologischen Strukturen der Unterkruste in 24 bis 42 km Tiefe. Diese bivergenten Strukturen sind ebenso die Folgen einer fossilen Subduktion. 2. Im Dichtemodell 2 bildet eine unter dem Orogen liegende osteuropäische Unterkruste eine Krustenverdickung, in deren Folge die Krustenmächtigkeit bis zu 60 km erreicht. Während der Delamination der Unterkruste muß ebenfalls eine Eklogitisierung stattgefunden haben. Das Dichtemodell 2 basiert auf höheren Dichten der bivergenten geologischen Strukturen innerhalb der Unterkruste als im Dichtemodell 1. Eine Gebirgswurzel mit einem deutlichen Kontrast zwischen Kruste und Mantel existiert nicht im Südural. Es wird eine Übergangszone mit Dichtegradienten modelliert. Dieser Dichtegradient kann auf Eklogitisierung des Unterkrustenmaterials beruhen und könnte somit auch die Ursache für das Ausbleiben von seismischen Reflektoren sein. Mit beiden Dichtemodellen werden auch Geoidundulation und Magnetfeld berechnet und deren Wirkung mit der Geoidundulation und dem aeromagnetischen Residualfeld verglichen. Der Vergleich ergibt für die Geoidundulation und das aeromagnetische Residualfeld im langwelligen Anomalienbereich em befriedigendes Ergebnis. Die auf der Interpretation der Bouguer-Schwere beruhenden Dichtemodelle 1 und 2 lassen folgende Schlußfolgerungen zum Aufbau der Lithosphäre im Südural zu: • Die bivergenten Strukturen vor allem im unteren Krustenbereich der Südural-Lithosphäre verursachen langwellige negative Schwereanteile. Zu diesen Strukturen gehören: - die nach Osten einfällende osteuropäische Kruste, - der Falten- und Überschiebungsgürtel im Westural, - die nach Westen einfällenden Strukturen des Ost- und Transurals sowie des kasachischen Terrans. • Eine durch Obduktion in der Oberkruste eingelagerte ozeanische Kruste erzeugt in der Magnitogorsk Zone eine positive kurzwellige Schwereanomalie, die die negativen Schwerewirkungen der darunter befindlichen Strukturen überlagert. • Die negative! Schwerewirkung im Bereich der Voruralsenke ist auf die Schwerewirkung der paläozoischen Sedimentbedeckungen zurückzuführen. Die Untersuchungen zum isostatischen Verhalten der Südural-Lithosphäre zeigen, daß keine klassischen isostatischen Modelle den isostatischen Zustand des Gebirges erklären können, da eine gering ausgeprägte Topographie im Bereich des West- und Zentralurals um 50 bis 100 km nach Westen versetzt ist gegenüber der Krustenverdickung im Bereich der Magnitogorsk und Osturalzone. Mit einem modifizierten Verfahren werden Airy-, Pratt- und Vening-Memesz-Modell miteinander kombiniert. Zunächst wird der lokale isostatische Ausgleich mit Hilfe der Auflastverteilung und -kompensation aus den komplexen Dichtemodellen der Südural-Lithosphäre abgeleitet (Airy- und Pratt-Modell). Um die von den Dichtemodellen nicht mehr kompensierten Masseninhomogenitäten im Zusammenhang mit der Rigidität der Lithosphäre betrachten zu können, werden sie in eine ’’topographische” Auflast zurückgerechnet. Anschließend wird in einem Vening-Meinesz-Modell der regionale isostatische Ausgleich für diese zurückgerechnete ’’topographische” Auflast berechnet. Nur unter Berücksichtigung einer hohen Rigidität der Lithosphäre (3,8 • 1024 Nm) befinden sich beide vorgestellten Dichtemodelle im isostatischen Gleichgewicht. Dies ist offensichtlich auch ein wesentlicher Grund dafür, daß sich die geologischen Strukturen in ihrer vertikalen Position seit der Unteren Trias nicht mehr geändert haben.

Description: I investigate the gravity field in the southern Urals in order to test current hypotheses on the lithospheric structure in this area. My approach to this problem includes the following gravimetric methods: • numerical analyses of the gravity field by means of depth estimations, wavelength filtering and application of the Parker algorithm • two- and three-dimensional density modelling. In contrast to the mainly used density modelling, inverse gravity methods (e.g. wavelength filtering) are not successful at resolving the complex geological structures in this area. For example, I am not able to separate the long-wavelength components of the gravity field from Paleozoic sediments and bi-vergent structures in the lower crust. Estimating the gravity effect of the crust-mantle boundary in the study area, using the Parker-algorithm, is not possible due to its variable density contrast. Data from seismic reflection and refraction surveys and other information relating to the sedimentary cover and Moho depth have been used in the construction of complex three-dimensional density models for the southern Urals’ lithosphere. Incorporating the available details on the structural and physical properties of the southern Urals’ lithosphere in the region between 52° - 65° E and 50° - 55, 5° N, two alternative density models are derived: 1. The density model 1 is based on an East European lower crust which could have been subducted to 90 km depth and eclogitized to a density value of 3.55 g/cm3 . The low density values in the bi-vergent geological structures of the lower crust (from 24 till 42 km depth) overlie a high density body in the upper mantle. These bi-vergent geological structures may be remnants of a fossil subduction setting. 2. In the density model 2, crustal thickening is caused by the East European crust underlying the orogen. The crustal thickness is 60 km. During delamination, the East European lower crust may have been eclogitized. The density model 2 is based on higher density values for the bi-vergent geological structures within the lower crust than in the density model 1. A crustal root, having a significant density contrast between crust and mantle, does not exist in the southern Urals. Using a density gradient, a transition zone is modelled. This density gradient is inferred to be due to eclogitized material in the lower crust. The increasing density could be the cause for the lack of seismic reflectors. The geoid undulation and the magnetic field are calculated for both density models. The results compare satisfactorily with the long- wavelength components of the observed geoid undulation and aeromagnetic residual field. Based on the interpretation of the Bouguer gravity, density models 1 and 2 reveal implications concerning the lithospheric fabric of the southern Urals: • The bi-vergent structures, particularly in the lower crust of the southern Urals’ lithosphere, cause long-wavelength gravity lows. There are following structures: ─ the East European crust dipping to the east, ─ the foreland fold and thrust belt located in the western Urals, ─ the westward-dipping structures of the eastern and Trans-Urals as well as the Kazakhstan terrain. • The obducted oceanic crust in the upper crust of the Magnitogorsk zone causes positive short-wavelength gravity anomalies which are superimposed on the long-wavelength negative gravity effects of the structures located beneath. • Negative gravity anomalies in the area of the Pre-Uralian Foredeep are associated with the gravity effects of the paleozoic sedimentary cover. The investigations into the isostatic behaviour of the southern Urals’ lithosphere show that no classic isostatic model is able to explain the isostatic state of the orogen. The moderate topography in the area of the West and Central Urals is shifted by 50 to 100 km to the west, relative to the largest crustal thickness beneath the Magnitogorsk and East Uralian Zone. A modified method combines the Airy-, the Pratt- and the Vening-Meinsz models. Firstly the local isostatic balance is inferred from the load distribution and the load compensation using the complex density models of the southern Urals’ lithosphere (Airy- and Pratt-model). In order to consider the non-compensated mass inhomogeneities of the density models according to the flexural rigidity of the lithosphere, the non-compensated mass inhomogeneities are recalculated to a ’’topographic” load. Next, the regional isostatic balance as a Vening-Meinesz-model is calculated for the recalculated ’’topographic” load. When allowance is made for the high flexural rigidity of the lithosphere (3.8 • 1024 Nm), both density models presented here are in isostatic balance. Obviously this is the main reason why the geological structures have not changed their vertical position since the Lower Triassic time.

Description: Целью данной работы является проверка существующих моделей строения литосферы Южного Урала по гравиметрическим данным. Для этого исрользуются методы численного анализа гравитационного поля, основанные на: • эмпирической оценке глубин источников аномалий, частотной фильтрации, методе Паркера и • прямом гравитационном моделировании литосферы (двух- и трехмерном). В отличие от обычно используемой технологии гравитационного моделирования, такие методы, как, например, частотная фильтрация не могут быть использованы в данном случае. Невозможно разделить влияние длинноволновых компонент гравитационного поля, обусловленных влиянием палеозойских осадочных отложений и наклоненных слоев нижней коры ц обеих сторон Урала. Также неправомерно использовать алгоритм Паркера для оценки влияния границы между корой мантией вследствие переменного перепада плотности на ней. Включение в анализ доступных опорных данных, основанных на результатах сейсмических методов с использованием отраженных и преломленных волн, данных об осадочном чехле и положении границы Мохо приводит к созданию комплексной плотностной модели литосферы Южного Урала. Использование всех существующих данных о структуре и физических свойствах литосферы Южного Урала в пределах 52° - 65° Е и 50° - 55,5° N позволило построить две эквивалентные плотностные модели: 1. Первая плотностная модель основана на представлении о том, что нижняя кора Восточно-Европейской платформы погружается на глубину 90 кт, при этом происходит эклогитизация её вещества с увеличением плотности до 3,55 g/cm3. Таким образом, наклоненные с обеих сторон блоки нижней коры ответственны за существование высокоплотного тела в верхней мантии. На глубинах 24 - 42 km они характеризуются сравнительно низкими значениями плотностей. Существование этих блоков может быть объяснено также как результат обычной субдукции. 2. Согласно второй модели, утолщение коры объясняется поддвигом под ороген коры Восточно-Европейской платформы. Толщина коры достигает 60 кт. Вследствие деламинации, часть её также должна быть эклогитизирована. Во второй модели значения плотностей наклоненных блоков нижней коры существенно больше, чем в пербой. Копень коры с существенным перепадом плотности под Южным Уралом отсутствует. Вместо этого мы используем при моделировании переходную зону с некоторым градиентом плотности. Этот градиент может быть оценен в предположении об эклогитизации нижней коры. Непрерывное увеличение плотности может быть связано с отсутствием отражающих горизонтов на этих глубинах. Ундуляции геоида и вариации магнитного поля были рассчитаны для обоих моделей и сопоставлены с наблюденными значениями геоида и аэромагнитными измерениями. Оказалось, что удовлетворительное соответствие наблюдается только для длинноволновых аномалий. Таким образом, основанные на интерпретации аномалий Буге плотностые модели 1 и 2 позволяют сформулировать следующие выводы о строении литосферы Южного Урала: • наклоненные в сторону Урала структуры коры, в особенности нижней, ответственны за существование длинноволнового гравитационного минимума. К ним можно отнести: ─ погружающуюся на Восток Восточно-Европейскую платформу, ─ предгорный складчатый пояс Южного Урала, ─ заглубленные в западном напрвлении структуры Восточный зоны, Трансуральской зоны и Казахстанского террэйна. • Фрагмент океанической коры, находящийся вблизи от поверхности в Магнитогорской зоне, вызывает сравнительно коротковолновую положительную аномалию гравитационного поля, которая наложена на длинноволновую отрицательную аномалию, обусловленную структурами, располагающимися ниже. • Отрицательная аномалия в районе Предуральского прогиба может быть объяснена за счёт гравитационного эффекта палеозойского осадочного чехла. Исследование изостатического состояния литосферы Южного Урала показывает, что классические изостатические модели не позволяют объяснить изостазию этого горного массива. Современная топография Западного и Центрального Урала смещена на 50 - 100 кт к западу по отношению к самому глубокому корню коры. Модифицированный метод соединяет изостатические модели Эри, Пратта и Вейнинг-Мейнеса. Первоначально, локальный изостатический баланс оценивается на основании данных о нагрузке и её компенсации в соответствие с построенной комплексной моделью литосферы Южного Урала (модели Эри и Пратта). Для того, чтобы оценить сумму нескомпенсированных плотностных неоднородностей, поддерживаемых за счёт жесткости литосферы, эти неоднородности пересчитываются в ” топографическую” нагрузку. Затем, для этой нагрузки рассчитывается региональная изостатическая компенсация в соответствие со схемой Вейнинг-Мейнеса. Обе рассмотренные плотностные модели могут считаться изостатически сбалансированы только в предположении о высокой эффективной жесткости литосферы (3,8 • 1024 Nm). Очевидно, это является также основной причиной того, что эти геологические структуры не претерпели существенных вертикальных движений со времени позднего Триаса.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: In dieser Arbeit wird die elektrische Leitfähigkeit von Krustengesteinen während des partiellen Schmelzens mit der Verteilung der Schmelze im Gestein und dem Schmelzanteil als Funktion der Temperatur verglichen. Es wurden impedanzspektroskopische Messungen der elektrischen Leitfähigkeit bei Temperaturen zwischen 600 und 1200°C durchgeführt. Die Messungen erfolgten bei Normaldruck und verschiedenen Sauerstoffugazitäten. Diese Messungen wurden mit den Ergebnissen von Schmelzexperimenten verglichen. Aus den Schmelzexperimenten wurden Informationen zur Verteilung der Schmelze im Gestein und zum Schmelzanteil in Abhängigkeit von der Temperatur gewonnen. Alle Untersuchungen wurden am gleichen Gestein unter den selben experimentellen Bedingungen durchgeführt. Während des partiellen Schmelzens gibt es einen sprunghaften Anstieg der elektrischen Leitfähigkeit um ein bis zwei Größenordnungen. Dieser sprunghafte Anstieg kann mit der Bildung eines vollständigen Netzwerkes an Schmelze erklärt werden, wobei die Schmelzfilme als Leitungspfade wirken. Es konnte festgestellt werden, daß zur Ausbildung der Gleichgewichtsmorphologie während des partiellen Schmelzens sehr lange Zeiten erforderlich sind. Wird die elektrische Leitfähigkeit am Beginn des Schmelzens bei konstanter Temperatur als Funktion der Zeit gemessen, so treten erst nach mehr als 200 h keine Änderungen der Leitfähigkeit mehr auf. Mit Hilfe eines modifizierten Brick-Layer-Modells (MBLM) kann die elektrische Leitfähigkeit als Funktion des Schmelzanteils berechnet werden. Dieses Modell gilt für den Fall, daß die Schmelze ein vollständiges Netzwerk entlang von Komgrenzen bildet. Mit dem Modell und den Ergebnissen aus den Schmelzexperimenten konnten theoretische Kurven der elektrischen Leitfähigkeit berechnet werden, die mit den gemessenen Kurven der elektrischen Leitfähigkeit verglichen werden können. Obwohl bereits bei Beginn des Schmelzens die Komgrenzen von Schmelze benetzt werden, wird eine vollständige Vernetzung der Schmelze erst bei höheren Temperaturen und größeren Schmelzanteilen erreicht. Dies kann durch Abweichungen vom morphologischen Gleichgewicht in den partiell geschmolzenen Proben gedeutet werden. Die Ergebnisse stützen die Annahme, daß eine Zone hoher Leitfähigkeit unter den zentralen Anden durch große Mengen an Magma verursacht wird. Mit dem MBLM konnte abgeschätzt werden, daß ca. 20% Schmelze notwendig sind, um die im Gelände mit der Magnetotellurik gemessenen Leitfähigkeiten zu erklären.

Description: The purpose of the present work is to achieve a better understanding of rocks during partial melting. Therefore the electrical conductivity of crustal rocks during partial melting was compared to the distribution of melt in the rock sample and to the melt fraction as a function of temperature. Impedance spectroscopic investigations of the electrical conductivity were conducted at temperatures between 600 and 1200°C, normal pressure and at different oxygen fugacities. These measurements were compared with the results of melting experiments. The melting experiments were performed under the same experimental conditions and the same rock sample was used. The rock samples were equilibrated at the desired temperatures, quenched and investigated using thin sections. These melting experiments provide information about the distribution of melt in the rock sample and yield the melt fraction as a function of temperature. A strong increase in electrical conductivity of about two orders of magnitude is observed during partial melting. This increase could be explained by assuming the formation of an interconnected network of melt. The charge transport follows the network forming melt films at the grain boundaries. It could be established that the formation of steady state of a partially molten rock requires a long time. The conductivity was measured as a function of time at temperatures little above the solidus. Under these conditions constant conductivity values are found after 200 h.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: In der vorliegenden Arbeit wurden weitwinkelseismische Daten aus dem Land-See-kombinierten Projekt CINCA 95 ausgewertet. Die Daten wurden auf drei EW-streichenden Profilen bei 21°S, 22°S und 23.25°S registriert. Die Linien umfassen das Gebiet zwischen Peru-Chile- Trench und Westkordillere, also den Forearc-Bereich der nord-chilenischen erosiven Subduktionszone. Der Hauptteil der Daten besteht aus einer Anregerlinie auf See und einer Empfängerlinie auf Land. Ergänzend wurden Sprengungen am westlichen und östlichen Ende der Empfängerlinie durchgeführt. Aus dem Datensatz wurden in der ersten Bearbeitungsstufe mit den Methoden der Refraktionsseismik drei vp-Geschwindigkeitsmodelle erstellt, die ihre Aussage im äußeren Forearc, also dem Gebiet zwischen Rinne und Küste haben. Dabei kann folgendes festgehalten werden: • Sie zeigen die Nazca-Platte mit einem sich versteilenden Subduktionswinkel von 10° direkt nach der Subduktion auf 23-25° vor der Küste Nord-Chiles. Die subduzierte Platte zeigt, was ihren Abtauchwinkel anbelangt, keine NS-Variation. • In der Geschwindigkeitszunahme an der Oberkante der subduzierten Platte zeigt sich durchaus eine Differenz in NS-Richtung: im Norden nimmt die Geschwindigkeit von 4.5 km/s direkt nach dem Untertauchen unter die südamerikanische Platte auf 6.5 km/s auf einer Distanz von 70 km zu, während sie im Süden dazu nur noch 30 km benötigt. Diese Struktur wird als Lage erodierten und subduzierten Gesteinsmaterials zwischen den Platten interpretiert. • Bereits im westlichsten Krustenblock, also dem Teil, der heute an der Rinne zur Erosion ansteht, zeigt sich eine hohe vp-Geschwindigkeit von 5.8 km/s. Sie nimmt zur Küste hin noch auf 6.0 km/s direkt an der Oberfläche zu. Die Kruste ist im Norden deutlich differenziert. Auch dies nimmt nach Süden hin ab und so sind auf dem südlichsten Profil keine Krustenstrukturen mehr in Tiefen unterhalb von 11 km modelliert worden. • Auf den Profilen bei 21°S und 22°S wurde eine platten-parallele Diskontinuität, die die Oberkante zu einer Zone erhöhter Geschwindigkeit bildet (7.1 km/s), modelliert. Sie hat eine Neigung von 15°. Diese Diskontinuität wird im Zusammenhang mit bereits existierenden Modellen für den landseitigen Forearc als Paläo-Moho interpretiert. Das darunterliegende Gestein mit einer Geschwindigkeit von 7.0 km/s wird entsprechend als serpentinisierter oberster Mantel verstanden. • Unterhalb schließt sich eine Zone stark erniedrigter Geschwindigkeit an, die zwischen der abtauchenden Platte und der Oberplatte einen Keil bildet. Sie hat eine Geschwindigkeit von 6.4 km/s und wird als Anlagerungsort des erodierten und subduzierten Gesteins interpretiert. • Die östlich der Küste in den vp -Schnitten als Moho modellierte Diskontinuität wurde durch die vorherigen Arbeiten bestätigt und als die heutige, geophysikalische Moho interpretiert. Zur Erosion am Kontinentalrand kann folgendes festgestellt werden: • Eine Varianz im Ablauf der Erosion wird nahegelegt, kann aber nicht bewiesen werden. • Nach der hier vorgelegten Interpretation findet die Erosion in der Hauptsache frontal statt. In einem zweiten Bearbeitungsschritt wurde die seeseitige Spurdichte von 160 m zu einer CMP-Stapelung der Weitwinkeldaten ausgenutzt. Bei der Bearbeitung der Daten wurden ausschließlich Tools der Standard-Reflexionsseismik verwendet. Dabei sollte ein Strukturabbild ähnlich dem aus der Standard-Reflexionsseismik bekannten entstehen. Diese Art des Prozessierens von Daten wurde bisher auf einen Datensatz mit so großer Apertur noch nicht angewandt. Es konnte gezeigt werden, daß mit einem unkonventionellen Ansatz durchaus Zusatzinformationen aus den Daten gewonnen werden können: die Oberkante der Niedergeschwindigkeitszone sowie die ozeanische Moho konnten auf dem nördlichsten Profil bestätigt werden, die platten-parallel liegende Struktur sowie die ozeanische Moho konnten auf dem mittleren Profil bestätigt werden und auf dem südlichsten zeigte sich, dass die Unterkante der ozeanischen Kruste weiter nach Osten hin detektiert werden konnte, als durch die refraktionsseismische Bearbeitung möglich war.

Description: In this thesis wide-angle seismic data from the on-shore/off-shore CINCA 95project were analysed. The data set was recorded on three E-W profiles at 21°S, 22°S und 23.25°S. These profiles cover the region between the Peru-Chile trench and the Western Cordillera, i.e. the forearc of the north-Chile subduction zone. The north-Chile margin is an example of a non-accreting, eroding continental margin. The data set mainly consists of three off-shore lines of airgun shots and on-shore receiver lines. Additional chemical shots were performed at the ends of the receiver lines. A vp-velocity model was derived for each profile using seismic refraction interpretation methods. The models are well constrained in the outer forearc, i.e. the region between the trench and the coast line. Major results are summarized as follows. • The models show the Nazca plate subducting at an angle of 10°near the trench, increasing to 23-25° near the coast. There is no N-S variation in the behaviour of the subduction angle. • However, a N-S variation in the lateral velocity increase at the top of the subducted plate can be derived. On the northernmost profile the velocity increases from 4.5 km/s at the trench to 6.5 km/s, 70 km E of the trench, whereas on the southernmost profile, this velocity increase occurs over a distance of only 30 km. This structure is interpreted as a layer of eroded and subducted material. • In the westernmost portion of the continental crust, where erosion occurs, a high vp-velocity of 5.8 km/s is found. It increases to 6.0 km/s towards the coast. In the north the crust is more differentiated. This differentiation weakens southwards and on the southernmost profile no additional crustal structure in the upper plate was modelled beneath 11 km depth. • On the profiles at 21°S and 22°S a discontinuity parallel to the subducting plate was modelled, representing the top of a high velocity (7.1 km/s) zone. The discontinuity dips at an angle of 15°. On the basis of an existing model for the on-shore part of the forearc this discontinuity is interpreted as a paleo-Moho. The high velocity zone is thus interpreted to be serpentinized uppermost mantle. • The high velocity zone is followed by a low velocity zone, which forms a wedge between the subducting plate and the overriding plate. It has a velocity of 6.4 km/s and is interpreted as a depot for the eroded and subducted material. • The Moho east of the coast is confirmed by former studies in the area and interpreted as the recent geophysical Moho of the South American continent. Concerning erosion at a continental margin the following can be noted. • An episodical character of erosion is implied by the models but cannot be proven. • The interpretation presented in this thesis implies frontal erosion along the Peru-Chile trench in this region. For further interpretation the dense shot line off-shore (160 m shot interval) was utilized for a CMP-stack of the wide-angle data. This was achieved with standards tools used in the processing of near- vertical incidence reflection data. The goal was to achieve a structural image similar to that which can be obtained from standard near-vertical incidence data. So far, this kind of processing has not been used for data with such a large aperture. Using this non-conventional approach some further information could be drawn from the data set. On the profile at 21°S the upper boundary of the low velocity wedge between the plates could be confirmed as well as the oceanic Moho. On the profile at 22°S the plate parallel structure as well as the oceanic Moho could be confirmed. On the profile at 23.25°S, with the help of the CMP processing, the subducting oceanic Moho could be traced further east than in the velocity model which was derived using standard seismic refraction interpretation methods.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: In der vorliegenden Arbeit werden die Ergebnisse des refraktionsseismischen Experimentes PISCO'94 [Proyecto de Investigaciones Sismológicas de la Cordillera Occidental 1994] präsentiert, das 1994 vom Sonderforschungsbereich 267 "Deformationsprozesse in den Anden" im Andensegment 21-24°SZ 67-70°W durchgeführt wurde. Das Experiment knüpfte an ein in den 80er-Jahren vermessenes Netz refraktionsseismischer Profile an. Das Ziel der neuen Messungen war die Bestimmung der Lithosphärenstruktur im Bereich des magmatischen Bogens und seiner Nachbargebiete. Zu diesem Zweck wurde ein 300 km langes N-S streichendes Profil mit 4 Schußpunkten am westlichen Rand des magmatischen Bogens, der Westkordillere, vermessen. Weiterhin wurde ein neues W-E streichendes Profil, welches bei 23°30'S von der Krustenkordillere bis zur Westkordillere reicht, beobachtet. Bereits früher vermessene Profile in der Präkordillere wurden durch Gegenbeobachtungen bzw. weitere Schußpunkte ergänzt. Aus den abgeleiteten ein- und zweidimensionalen Modellierungen wurde ein dreidimensionales Übersichtsmodell für das Untersuchungsgebiet erstellt. Im Forearc-Bereich bestätigt es im wesentlichen die Ergebnisse früherer refraktionsseismischer Untersuchugen: Die Durchschnittsgeschwindigkeit der Kruste nimmt von 6.6 km/s unter der Küstenkordillere auf 6.2 km/s unter der Präkordillere ab. Die Moho der subduzierten ozeanischen Platte wird in ca. 40 km Tiefe unter der Küstenkordillere beobachtet. Die ursprüngliche kontinentale Moho wurde stark überarbeitet und ist seismisch nicht eindeutig zu bestimmen. Eine Diskontinuität in 10-12 km Tiefe unter der Küstenkordillere, die unter der Präkordillere bei ca. 20 km Tiefe liegt, wird als Grenze zwischen Ober- und Unterkruste angesehen. In 20 km Tiefe unter der Küstenkordillere befindet sich ein Bereich hoher Geschwindigkeit, der als Basis der kontinentalen Kruste interpretiert wird. Dieser Bereich läßt sich in die Präkordillere hinein verfolgen, wo er bei ca. 35-40 km Tiefe liegt. Der Bereich darunter weist bis in ca. 60 km Tiefe Krustengeschwindigkeiten (vp 〈 7.5 km/s) auf. Dies könnte durch hydratisiertes Material des peridotitischen Mantelkeils erklärt werden. Die Natur einer markanten, in 60-70 km Tiefe liegenden Diskontinuität, an der die Geschwindigkeit regional auf über 7.9 km/s zunimmt und die als "Moho" bezeichnet wird, ist unklar. Vermutlich handelt es sich um die Oberkante einer Übergangszone zwischen Asthenosphäre und Lithosphäre. Die für die magmatischen Bogen aus seismologischen und gravimetrischen Untersuchungen abgeleitete Krustendicke von ca. 70 km wird durch die neuen refraktionsseismischen Daten nicht bestätigt Bis in eine Tiefe von 60 km wurden keine Mohoreflexionen beobachtet. Jedoch können die seismischen Diskontinuitäten der Präkordillere, insbesondere die Grenze zwischen Ober- und Unterkruste in ca. 20 km Tiefe, in die Westkordillere hinein verfolgt werden. Bis in 45-60 km Tiefe überschreitet die Geschwindigkeit der beobachteten seismischen Diskontinuitäten 7.5 km/s nicht Die Durchschnittsgeschwindigkeit ist mit 5.9-6.0 km/s gering. Im Streichen des magmatischen Bogens ändern sich Krustenstruktur und Geschwindigkeitsverteilung im Übergangsbereich von steiler zu flacher Subduktion. Im Norden des Untersuchungsgebietes wird eine stark strukturierte Kruste mit z.T. extremen Niedriggeschwindigkeitszonen und starker Dämpfung seismischer Wellen beobachtet. Eine plausible Erklärung dafür ist die Existenz partieller Schmelzen in der Kruste. Als Quelle des extremen Schwerehochs, das von Calama südöstlich streicht, wurde Material mit Geschwindigkeiten von 〉 6.4 km/s in 2-10 sowie 15-20 km Tiefe bestimmt. Im südlichen Teil des Untersuchungsgebietes dagegen ist die Kruste des magmatischen Bogens relativ unstrukturiert und weist keine erhöhte Dämpfung mehr auf. Als Ursache für diese Differenzen sowie das Zurückversetzen des magmatischen Bogens südlich von 23°S wird eine (prä-neogene) dünne und harte Kruste im südlichen Teil des Untersuchungsgebietes angesehen.

Description: The object of this paper is the presentation of the results of the seismic refraction experiment PISCO'94 [Proyecto de Investigaciones Sismológicas de la Cordillera Occidental 1994], carried out in 1994 by the Collaborative Research Center 267 "Deformation Processes in the Andes" in the Andean segment 21-24°S/ 67-70°N. The experiment continued a net of seismic refraction profiles measured in the 80s. The aim of the new measurements was to investigate the crustal structure of the magmatic arc region and its vicinity. A N-S-running profile, 300 km long with 4 shotpoints, was measured along the western margin of the magmatic arc, the Western Cordillera. Furthermore a new W-E profile at 23°30'S was observed, which reaches from the Coastal Cordillera to the Western Cordillera. Complementary shotpoints and reversed observations to earlier profiles in the Precordillera were realized. From the derived 1- and 2- dimensional models a generalized three dimensional model was produced. In the forearc region it confirms essentially the results of earlier seismic refraction studies. The average P-wave velocity of the crust decreases from 6.6 km/s beneath the Coastal Cordillera to 6.2 km/s beneath the Precordillera. The Moho of the downgoing oceanic plate is observed at about 40 km depth beneath the Coastal Cordillera. The original continental Moho was strongly modified and cannot be clearly determined by seismic data. The discontinuity in 10-12 km depth beneath the Coastal Cordillera, downgoing to about 20 km depth beneath the Precordillera, is interpreted as boundary between upper and lower crust. A high velocity zone at about 20 km depth beneath the Coastal Cordillera is interpreted as base of the continental crust This zone can be continued to a depth of 35-40 km beneath the Precordillera. The region below is characterized down to about 60 km depth by crustal velocities (vp 〈7.5 km/s). One explanation could be hydrated material of the peridotitic mantle wedge. In 60-70 km depth the velocity increases regionally to values above 7.9 km/s. The nature of this prominent discontinuity, called "Moho", is unclear. It indicates probably the top of a lithosphere/asthenosphere transition zone. A crustal thickness of 70 km for the magmatic arc, derived from seismological and gravimetric investigations, is not confirmed by the new seismic refraction datas. There are no Moho observations down to 60 km, but the seismic discontinuities of the Precordillera can be traced into the Western Cordillera. A discontinuitiy at about 20 km depth is interpreted as top of the lower crust, which reaches to about 40 km depth. Down to 45-60 km the velocities of the observed seismic discontinuities do not exceed 7.5 km/s. The average velocity is low (5.9-6.0 km/s). Along the strike of the magmatic arc crustal structure and velocity are changing in the transition zone from steep to flat subduction. In the north of the area under investigation a strongly structured crust with zones of extremely low velocities and strong attenuation of seismic waves is observed. This could be explained by partial melts in the crust. As source of the gravity high SE of Calama material with velocities 〉 6.4 km/s in 2-10 and 15-20 km depth was determined. In contrary, the crust of the southern part of the area is relatively uniform without high attenuation. These differences as well as the rebound of the magmatic arc south of 23°S could be caused by a pre-neogene thin and hard crust in the southern part of the area under investigation.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Im nördlichen Bereich der Provinz Kantabrien (Nordspanien) wurden Sedimente der "Mittelkreide" (Oberalb und Cenoman) unter stratigraphischen, faziellen und sedimentologi sehen Gesichtspunkten bearbeitet. Strukturell gehört die Region zum Nordkantabrischen Becken (NCB), dessen Einsenkung mit tektonischen Bewegungen im mittleren Valangin beginnt. Das NCB ist eines der zahlreichen Sedimentbecken, die sich infolge des mesozoischen Riftings und Spreadings in der Biscaya auf dem iberischen Nordschelf bilden. Strukturgeologisch zeigt das NCB eine E/W-Ausrichtung zwischen zwei Hochgebieten im S und N (Cabuemiga-Rücken und Liencres-Hoch), die als "Santillana-Achse" bezeichnet wird. Im W grenzt das NCB an das Paläozoikum des Asturischen Massivs. Östlich Santander wird es strukturell und faziell durch die N/S-streichende Rio-Miera-Flexur vom hochsubs identen Basko-Kantabrischen Becken abgetrennt. Die Sedimentation im NCB wird stark von tektonischen Ereignissen im sich bildenden Biscaya-Ozeans beeinflußt, durch welche die Strukturierung der Schichtenfolge in sedimentäre Megasequenzen erfolgt. Im Alb und Cenoman können folgende Megasequenz-Grenzen erkannt werden, durch welche die Megasequenzen des Alb und Cenoman definiert werden: • Santander-Tectoevent (Cenoman/Turon-Grenzbereich) • Vraconian Tectoevent (hohes Oberalb) • "Mittelalb-Ereignis" ("break-up unconformity", [?hohes] Unteralb). Das Mittelalb-Ereignis fuhrt im Arbeitsgebiet zum Zerbrechen der faziell wenig differenzierten Urgon-Karbonatplattformen des Clansay (Oberapt/Unteralb) in ostvergente Kippschollen. In den entstehenden N/S-orientierten Halbgräben werden im Mittelaib fluvio-deltaische Klastika abgelagert, während auf den Hochschollen eine Verkarstung erfolgt. Im tiefen Oberalb initiiert ein transgressiver Puls die weit verbreitete Ablagerung mariner Sedimente im NCB. Dieses transgressive Ereignis ist in ganz Iberien nachzuweisen. Im Laufe des Oberalb kommt es zu einem Onlap mariner Sedimente auch auf den ehemals emergenten Hochschollen und zu einem Ausgleich des durch das Mittelalb-Ereignis erzeugten Paläoreliefs. Durch weit verbreitete Emersion des NCB's infolge tektonischer Bewegungen im oberen Oberalb (Vraconian Tectoevent) wird die sedimentäre Megasequenz des Alb beendet. Die sedimentäre Megasequenz des Cenoman beginnt im Alb/Cenoman-Grenzbereich mit der Progradation deltaischer Klastika. Die im NCB der Santillana-Achse folgend von W nach E kanalisiert werden. Dieses "Santillana-Delta" mündet im Bereich Galizano/Langre östlich Santander in das Basko-Kantabrische Becken und verzahnt sich dort mit den Prodelta-Sedimenten des Valmaseda-Deltas ("Schwarzer Flysch" der Bilbao-Region). Die differentielle Subsidenz im NCB in Folge des Vraconian Tectoevents wird von den Delta-Sedimenten ausgeglichen. Im tiefen Untercenoman (untere Mantelliceras mantelli-Zone) gestaltet eine bedeutende transgressive Faziesentwicklung das gesamte NCB in einen vollmarinen, karbonatisch dominierten Ablagerungsraum um. Dieser transgressive Puls dürfte mit der "Untercenoman-Transgression" sensu lato korrelieren. Im Cenoman können folgende Ammoniten-Biozonen erkannt werden: • Obercenoman: Eucalycoceras pentagonum-Zone, und Metoicoceras geslinianum-Zone [pars] • Mittel cenoman: [Cunningtoniceras inerme-Zone], Acanthoceras rhotomagense-Zone und A. jukesbrownei-Zone • Untercenoman: Mantelliceras mantelli-Zone und M. dixoni-Zone. Das höchste Obercenoman (oberer Teil der geslinianum-Zone und die Neocardioceras juddii-Zone) fehlt im NCB. In der oberen mantelli-Zonc des NCB etabliert sich in weiten Bereichen die flachmarine Karbonat-Fazies der Altamira-Plattform, die sich östlich der Rio-Miera-Flexur mit mächtigen Beckensedimenten (Mergel, Knollenkalke, Kalk/Mergel-Rhythmite) verzahnt. Im Mittel- bis unteren Obercenoman wird die Altamira-Plattform in drei Schritten von E nach W "ertränkt". Die prominenten Drowning-Unconformities (mineralisierte Hartgründe mit Ammoniten) werden dabei stufenweise nach W jünger. Im Obercenoman (pentagonum-Zono) ist die gesamte Altamira-Plattform ertränkt und weite Teile des NCB werden in die Beckensedimentation einbezogen. Die Ablagerungsgeschichte des Cenoman wird durch das Santander-Tectoevent in der oberen geslinianum-Zonc beendet, infolgedessen weite Teile des NCB trockenfallen. Selbst in hochsubsidenten Beckenprofilen ist der Cenoman/Turon-Grenzbereich durch eine Schicht lücke gekennzeichnet. Die fazielle Entwicklung der cenomanen Megasequenz ist durch die schubweise voranschreitende ("pulsierende") Cenoman-Transgression geprägt. Insgesamt können im Cenoman sechs Sequenzgrenzen (SB's) erkannt werden, durch die die Ablagerungssequenzen DS Ce I bis VI definiert werden. Ihre stratigraphischen Positionen sind: • SB Ce VI = obere geslinianum-Zonc • SB Ce V = Wende Mittel/Obercenoman • SB Ce IV = basale jukesbrownei-Zone • SB Ce III = hohe dixoni-Zone • SB Ce II = obere mantelli-Zone • SB Ce I = untere mantelli-Zone. Im regionalen Vergleich zeigt sich für das Cenoman eine gute Übereinstimmung mit sequentiellen Gliederungen aus dem Basko-Kantabrischen Raum. Überregionale Vergleiche dokumentieren, daß viele der Meeresspiegel-Bewegungen im Cenoman (z.B. SB Ce III, mfz in der rhotomagense-Zone, SB Ce IV, HST in der pentagonum-Zone) über weite Entfernungen korreliert werden können und wahrscheinlich eustatische Signale darstellen. Die Korrelation mit der "globalen Meeresspiegel-Kurve" (Exxon Chart) ist schlecht. Betrachtet man die im Cenoman im NCB abgelagerten Sedimente als "2nd-order cycle", so zeigt sich ein übergeordneter transgressiver Trend mit einem maximalen Onlap im Obercenoman innerhalb der mfz von DS Ce VI (pentagonum-Zone). Das NCB zeigt im Oberalb und Cenoman im biogeographischen Vergleich starke tethyale Einflüsse. Das Turrilites scheuchzerianus/Neohibolites ultimus-Evert. im tiefen Mittelcenoman des NCB korreliert in bio-, sequenz- und Isotopen-stratigraphischer Hinsicht mit dem Actinocamax primus-Event NW-Europas, womit eine eventstratigraphische Anbindung an das "temperierte" Cenoman erreicht werden kann.

Description: Mid-Cretaceous (Upper Albian and Cenomanian) sediments in the northern part of the province of Cantabria (northern Spain) were investigated with the emphasis on stratigraphical and sedimentological aspects. Structurally, the area belongs to the North Cantabrian Basin (NCB), the depositional history of which started with distensional tectonic movements in the Mid-Valanginian. The NCB is one of the numerous sedimentary basins which developed on the north Iberian continental margin in consequence of the rifting and spreading in the Bay of Biscay during Mesozoic times. It is a gulf-like basin with an E/W-elongation ("Santillana axis"). In the south and in the north the NCB is bordered by the Cabuemiga Ridge and the Liencres High, respectively. To the west, the NCB is bordered by the Palaeozoic Asturian Massif; in the east, the N/S-trending Rio Miera Flexure forms a structural boundary to the strongly subsiding Basco-Cantabrian Basin. The depositional history of the NCB was strongly influenced by tectonic events which can be related to the evolving Biscay Ocean. These tectoevents give rise to a gross subdivison of the succession into sedimentary megasequences. Three tectonically induced megasequence boundaries can be recognized in the Albian and Cenomanian, defining the Albian and Cenomanian megasequences: • Santander-Tectoevent (Cenomanian/Turonian boundary interval) • Vraconian Tectoevent (late Late Albian) • "Middle Albian event" (break-up unconformity, [?late] Early Albian). The "Middle Albian event" caused a disintegration of the widespread Urgonian Clansay platforms (Late Aptian/Early Albian) into a palaeo-relief of eastward-dipping tilted blocks. In the N/S trending halfgrabens, fluvio-deltaic clastics were deposited during the Middle Albian, whereas the exposed tilted block crests were karstified. A strong transgressive pulse flooded the NCB in the early part of the Late Albian, giving rise to the widespread deposition of marine Upper Albian sediments. This transgressive event can also be recognised in southern Iberia and Portugal. During the later part of the Late Albian, the emergent crestal areas of the tilted blocks were onlapped by marine sediments, resulting in the filling-up of the Middle Albian palaeo-relief. Tectonic movements in the latest Albian (Vraconian tectoevent), causing emergence in wide parts of the NCB, terminated the Albian Megasequence. The Cenomanian megasequence started in the Albian/Cenomanian boundary interval with progradation of deltaic clastics, which were channelized (following the Santi liana-axis) into an eastward direction. This "Santillana Delta" flowed into the Basco-Cantabrian Basin east of Santander, where an interfingering with the prodeltaic sediments of the Valmaseda Delta ("Black Flysch" of the Bilbao area) took place. The differential subsidence in the NCB due to the Vraconian tectoevent was compensated by the deltaic sedimentation. In the lower part of the Mantelliceras mantelli Zone, a transgressive pulse flooded the NCB and led to the deposition of marine, predominantly calcareous sediments. This transgressive event is thought to correlate with the "Early Cenomanian transgression" sensu lato. In the Cenomanian succession of the NCB, the following ammonite zones can be recognized: • Late Cenomanian: Eucalycoceras pentagonum Zone and Metoicoceras geslinianum Zone [pars] • Middle Cenomanian: [Cunningtoniceras inerme Zone], Acanthoceras rhotomagense Zone and A. jukesbrownei Zone • Early Cenomanian: Mantelliceras mantelli Zone and M. dixoni-Zone. The upper part of the Upper Cenomanian (upper part of the geslinianum Zone and the Neocardioceras juddii Zone) is missing in the NCB. In the upper part of the mantelli Zone, deposition of the shallow marine carbonate sediments of the Altamira Platform became established over large areas of the NCB. In the strongly subsiding area east of the Rio Miera Flexure, thick successions of basinal sediments (marls, nodular limestones, marl/limestone rhythmites) were deposited contemporaneously. During the Middle to early Late Cenomanian, the Altamira Platform was drowned in three successive steps from east to west. The developing drowning unconformities (condensed, mineralized hardgrounds with ammonites) young towards the west, resulting in a backstepping of the Altamira Platform. In the Late Cenomanian (pentagonum Zone), all former sites of shallow marine carbonate deposition were drowned. The depositional history of the Cenomanian was terminated in the higher part of the geslinianum Zone when tectonic movements of the Santander tectoevent caused widespread emersion of the NCB. The resulting Cenomanian/Turonian boundary hiatus can be recognized both in the condensation horizons on top of the submerged platform as well as in the basinal successions. The facies development of the Cenomanian Megasequence is dominated by the pulsatory nature of the "Cenomanian transgression". Within the Cenomanian succession of northern Cantabria, six sequence boundaries can be recognized, which define six depositional (3rd-order) sequences (DS Ce I - VI). The stratigraphic positions of the sequence boundaries (SB) are as follows: • SB Ce VI = upper geslinianum Zone • SB Ce V = Middle/Late Cenomanian boundary interval • SB Ce IV = basal jukesbrownei Zone • SB Ce III = upper dixoni Zone • SB Ce II = upper mantelli Zone • SB Ce I = lower mantelli Zone. Comparison of this sequential subdivision with regional cycle charts from the Basco-Cantabrian area reveals good agreement, whereas correlation with the "global sea-level curve" (Exxon Chart) is poor. The extent to which many of the sea-level events in the Cenomanian (e.g. SB Ce III, mfz within the rhotomagense Zone, SB Ce IV, HST in the pentagonum Zone) can be correlated between basins elsewhere in Europe and Tunisia suggests that they were probably of eustatic nature. Considering the Cenomanian Megasequence as a "2nd-order cycle", an overall transgressive trend occurs throughout the Cenomanian; maximum coastal onlap was reached during the maximum flooding of DS Ce VI (pentagonum Zone). Palaeobiogeographically, the NCB shows strong tethyan affinities in the Late Albian and Cenomanian. The Turrilites scheuchzerianus/Neohibolites ultimus event in the early Middle Cenomanian permits a correlation with the Actinocamax primus event of the temperate Cenomanian of northern Europe by means of bio-, sequence and isotope stratigraphy.

Description: Los sedimentos del Cretácico medio (Albiense superior/Cenomaniense) en la parte septentrional de la Provincia de Cantabria han sido estudiados, centrándose en aspectos estratigráficos y sedimentolögicos. El área de estudio pertenece estructural mente a la Cuenca Norcantábrica (NCB), cuya historia depositional comenzó con movimientos tectónicos distensivos en el Valanginiense medio. La NCB es una de las numerosas cuencas sedimentarias que se desarrollaron en el margen continental norteibérico como consecuencia del "rifting" y apertura del golfo de Vizcaya durante el Mesozoico. Es una cuenca con forma de golfo con una elongatión E/W ("Eje de Santillana"). Los límites septentrional y meridional de la NCB son el "Liencres High" y el Escudo de Cabuemiga respectivamente. Hacia el Oeste, la NCB queda confinada por el Macizo Paleozoico Asturiano; en el Este, el límite estructural conocido como Flexión del Río Miera de dirección N/S, la separa de la Cuenca Vasco-cantábrica mucho más subsidente. La historia deposicional de la NCB estuvo fuertemente influenciada por eventos tectónicos que pueden ser relacionados con la evolution del oceano de Vizcaya. Estos tectoeventos dieron lugar a una gruesa subdivision de la sucesión en megasecuencias sedimentarias. Tres límites de megasecuencias, que están inducidos por la tectónica, pueden ser reconocidos en el Albiense y Cenomaniense, definiendo respectivamente las megasecuencias albienses y cenomanienses: • Tectoevento de Santander (intervalo límite del Cenomaniense/Turoniense) • Tectoevento Vraconiense (Albiense superior tardío) • "Evento del Albiense medio" (discordancia de ruptura, Albiense inferior [?tardio]). El "Evento del Albiense medio" causo una desintegración de las plataformas urgonianas clansayenses (Aptiense superior/Albiense inferior), que estaban muy extendidas en paleorelieves de bloques basculados hacia el Este. Se produjo durante el Albiense medio una sedimentatión clástica fluvio-deltaica en los semi-grabenes, de dirección N/S, mientras que las cimas expuestas de los bloques basculados sufrieron procesos de karstificatión. Un fuerte pulso transgresivo inundó la NCB al comienzo del Albiense superior, dando lugar al depósito de sedimentos marinos en el Albiense superior due alcanzaron una muy amplia extensión. Durante la parte superior del Albiense superior las crestas de los bloques basculados fueron recubiertas por sedimentos marinos, indicando el equilibrio del paleorelieve en el Albiense medio. Los procesos tectónicos al final del Albiense superior (Tectoevento Vraconiense), que causaron la emersión de amplias zonas de la NCB, terminan la megasecuencia albiense. La megasecuencia cenomaniense comenzó en el limite Albiense/Cenomaniense con la progradatión de material clástico deltaico que fue canalizado (siguiendo el Eje de Santillana) hacia el Este. Dicho delta ("Delta de Santillana") discurria al Este de Santander hacia la Cuenca Vasco-cantabrica, interfiriendo con los sedimentos de prodelta del Delta de Valmaseda ("Flysch Negro"). En la parte inferior de la zona de Mantelliceras mantelli, un pulso transgresivo inundó la NCB y permitió el depósito de sedimentos marinos, predominantemente calcáreos. Este evento transgresivo puede ser correlacionado con la "transgresión del Cenomaniense initial" sensu lato. En la sucesion Cenomaniense de la NCB pueden ser reconocidas las siguientes zonas: • Cenomaniense superior: Zona de Eucalycoceras pentagonum y la Zona de Metoicoceras geslinianum [pars] • Cenomaniense medio: [Zona de Cunningtoniceras inerme], Zona de Acanthoceras rhotomagense y Zona de A. jukesbrownei • Cenomaniense inferior: Zona de Mantelliceras mantelli y Zona de M. dixoni. La parte superior del Cenomaniense superior (parte superior de la zona de M. geslinianum y la Zona de Neocardioceras judii) está ausente en la NCB. Los sedimentos marino-someros de naturaleza carbonatada de la "Plataforma de Altamira" comenzaron a depositarse en amplias zonas de la NCB en la parte superior de la zona de mantelli. Al Este de la Flexión de Río Miera, en un área fuertemente subsidente, fueron depositadas contemporáneamente potentes sucesiones de sedimentos de cuenca (margas, calizas nodulares y ritmitas de marga/caliza). Durante el Cenomaniense medio hasta la base del Cenomaniense superior, la Plataforma de Altamira fue inundada desde el Este al Oeste en tres intervalos sucesivos. El desarrollo de discordancias de inundatión ("drowning unconformities" = series condensadas, "hardgrounds" mineralizados con ammonites) resultan más recientes hacia el Oeste, concluyendo en un basculamiento hacia atrás de la Plataforma de Altamira. En el Cenomaniense superior (Zona de pentagonum) todos los anteriores lugares caracterizados por el depósito de carbonates marino-someros fueron anegados. La historia deposicional del Cenomaniense acabó en la parte alta de la zona de geslinianum, cuando movimientos tectonicos del Tectoevento de Santander causaron la emersión generalizada de la NCB. El hiato resultante puede ser reconocido en los horizontes condensados a techo de las plataformas sumergidas e igualmente en las sucesiones de cuenca. El desarrollo de facies del Cenomaniense está dominado por el carácter de pulsos que tuvo la "transgresión cenomaniense". Seis límites de secuencia pueden reconocerse dentro de la sucesión cenomaniense del norte de Cantabria, los cuales definen seis secuencias deposicional es de tercer orden (DS Ce I-VI). La positión estratigráfica de los límites de secuencia (SB) son los siguientes: • SB Ce VI = parte superior de la Zona de geslinianum • SB Ce V = intervalo límite del Cenomaniense medio/superior • SB Ce IV = base de la Zona de jukesbrawnei • SB Ce III = parte superior de la Zona de dixoni • SB Ce II = parte superior de la Zona de mantelli • SB Ce I = parte inferior de la Zona de mantelli. Una comparación de esta subdivisión secuencial con las tablas de ciclos regionales del reino vasco-cantábrico revela una buena correlatión, mientras que la correlatión con la "tabla global" ("Exxon chart") es pobre. La correlatión entre varias cuencas sugiere una causa eustática para los numerosos eventos de cambios del nivel del mar en el Cenomaniense (por ejemplo SB Ce III, mfz dentro de la Zona de rhotomagense, SB Ce IV, HST en la Zona de pentagonum). Considerando la megasecuencia del Cenomaniense como un "ciclo de segundo orden", una tendencia transgresiva general ocurrió a lo largo del Cenomaniense, el máxirno "onlap" costero fue alcanzado durante la máxima inundatión de la DS Ce VI (Zona de pentagonum). Desde el punto de vista paleobiogeográfico, la NCB muestra fuertes afinidades tethyales en el Albiense superior y el Cenomaniense. El "Evento de Turrilites scheuchzerianus/Neohibolites ultimus" al comienzo del Cenomaniense medio permite una correlation con el "Evento de Actinocamax primus" del Cenomaniense de la Provincia templada norteuropea.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Die Stammesgeschichte der Ordnung Ptenoglossa (Gastropoda, Caenogastropoda) wird anhand von 179 rezenten und fossilen Arten bis ins Paläozoikum zurückverfolgt. Ihre rezenten Überfamilien, die Cerithiopsoidea, Triphoroidea und Janthinoidea ernähren sich karnivor. Eine kollabral berippte Larvalschale stellt in den rezenten Überfamilien den ursprünglichen Zustand dar und ist die aussagekräftigste schalenmorphologische Symplesiomorphie. Dies erweist sich durch Radulauntersuchungen und den Fossilbericht. Cerithiopsoidea und Triphoroidea fressen Schwämme und bilden gemeinsam mit den mesozoischen Protorculidae ein Monophylum. Die Janthinoidea fressen Coelenteraten. Sie sind nahe mit den mesozoischen Zygopleuridae verwandt. Die Stammlinien der Schwamm- und Coelenteratenfresser waren schon in der Trias getrennt. Die Zygopleuroidea (Zygopleuridae, Pseudozygopleuridae und Protorculidae) sind folglich ein Parataxon. In allen drei Familien der Zygopleuroidea kommt die kollabral berippte Larvalschale vor und repräsentiert den ursprünglichen Zustand. Die paläozoischen Pseudozygopleuridae stellen wahrscheinlich die Schwestergruppe der rezenten und mesozoischen Ptenoglossa dar. Arten der Pseudozygopleuridae mit planktotropher und nicht planktotropher Frühontogenese können biometrisch getrennt werden. Die Abgrenzung nicht planktotropher Pseudozygopleuridae von den devonischen bis karbonischen Palaeozygopleuridae ist schwierig, weil letztere anhand eines nicht planktotrophen Protoconchs definiert wurden. Mit Hilfe von Protoconchvermessungen ist es jedoch meist möglich, beide Gruppen zu trennen. Die Außengruppe der Ptenoglossa sind die Cerithimorpha, die im Paläozoikum durch die Acanthonematidae und die Murchisoniidae repräsentiert werden. Die paläozoischen Acanthonematidae werden neu gefaßt und enthalten nun unter anderem die Gattungen Orthonema, Palaeostylus, Cerithioides und Knightella. Sie zeichnen sich durch einen heliciformen Protoconch aus, der sich grundsätzlich von dem der Pseudozygopleuridae (Ptenoglossa) unterscheidet. Mithin ist der Protoconch der Pseudozygopleuridae die wesentliche schalenmorphologische Apomorphie der Ptenoglossa. 30 Arten werden neu beschrieben (siehe Anhang A), davon 2 rezente, 8 aus dem Tertiär, 1 aus der Kreide, 13 aus der Trias, 1 aus dem Perm und 5 aus dem Karbon. Turritella hybrida MONSTER non DESHAYES erhält den neuen Namen Zygopleura hybridissima nom. nov. 5 neue Gattungen werden errichtet: Antiphora n. Gen. (Triphoroidea, Tertiär), Eorex n. gen. (Triphoroidea, Tertiär), Atorcula n. gen. (Protorculidae, Trias), Azyga n. gen. (Zygopleuridae, Trias) und Stiazyga n. gen. (Zygopleuridae, Trias). Ampezzopleurinae n. subfam. wird als Unterfamilie der Zygopleuridae WENZ errichtet. Nystiellinae CLENCH & TURNER erhält Familienstatus (Nystiellidae). Die Untergattung Cerithiopsis (Vatopsis) GRÜNDEL wird zur Gattung erhoben und von den Cerithiopsidae zu den Eumetulidae transferiert. Tembrockia GRÜNDEL wird von den Cerithiopsidae zu den Eumetulidae transferiert. Variseila DOCKERY wird von den Triforidae JOUSSEAUME zu den Eumetulidae GOLIKOV & STAROBOGATOV transferiert. Ampezzopleura BANDEL wird von den Protorculidae BANDEL zu den Zygopleuridae WENZ transferiert. Zygopleura tenuis (MÜNSTER) sensu Zardini wird als neue nominelle Art Ampezzopleura tenuis BANDEL betrachtet, für die ein Lectotyp hinterlegt wird. Teutonica SCHRÖDER wird von den Cerithiopsidae zu den Zygopleuridae transferiert. Orthonema MEEK & WORTHEN wird von den Turritellidae LOVÉN zu den Acanthonematidae WENZ zurücktransferiert. Palaeostylus MANSUY wird von den Procerithiidae COSSMANN zu den Acanthonematidae transferiert. Knightella LONGSTAFF wird von den Pseudozygopleuridae KNIGHT zu den Acanthonematidae transferiert. Cerithioides HAUGHTON wird von den Murchisoniidae zu den Acanthonematidae WENZ transferiert. Die systematische Stellung einiger weiterer Taxa wird kritisch hinterfragt. Etliche Arten werden anderen Gattungen zugeordnet (siehe Anhang A "comb. nov.").

Description: The phylogeny of the order Ptenoglossa (Gastropoda, Caenogastropoda) is traced back into the Paleozoic by studying 179 Recent and fossil species. The Recent superfamilies Cerithiopsoidea, Triphoroidea und Janthinoidea are carnivorous. A larval shell with collabral ribs represents the plesiomorphic state in the Recent superfamilies and it is the most informative symplesiomorphy that concerns to the shell morphology. Evidence for that is given by the radula morphology and the fossil record. Cerithiopsoidea and Triphoroidea feed on sponges and form a clade with the Mesozoic family Protorculidae. The Janthinoidea feed on coelenterates. They are closely related to the Mesozoic family Zygopleuridae. The stem lines of sponge eaters and coelenterate eaters have been separated from each other at least since the Triassic. Thus, the superfamily Zygopleuroidea (Zygopleuridae, Pseudozygopleuridae and Protorculidae) is a parataxon. In all three families of the Zygopleuroidea a larval shell with collabral ribs occurs and represents the plesiomorphic state. The Paleozoic Pseudozygopleuridae are presumably the sister-group of the Recent and the Mesozoic Ptenoglossa. Species of the Pseudozygopleuridae with planktotrophic and non-planktotrophic larval development can be separated from each other by measuring their protoconchs. The separation of non-planktotrophic Pseudozygopleuridae from Devonian and Carboniferous species of the Palaeozygopleuridae is difficult because Palaeozygopleuridae were defined by a non-planktotrophic protoconch, whereas Pseudozygopleuridae were defined by a larval shell of the planktotrophic type. But in most cases it is possible to identify the species by protoconch measurements. The outgroup of the Ptenoglossa are the Cerithimorpha which are represented in the Paleozoic by the families Acanthonematidae and Murchisoniidae. The Paleozoic Acanthonematidae are newly defined and contain genera like Orthonema, Palaeostylus, Cerithioides and Knightella. They have a heliciform protoconch which is fundamentally different from the protoconch of the pseudozygopleurids (Ptenoglossa). The protoconch of the Pseudozygopleuridae is the essential apomorphy concerning the shell of the Ptenoglossa. 30 species are described as new (see Anhang A), 2 of which are Recent, 8 are from the Tertiary, 1 from the Cretacous, 13 from the Triassic, 1 from the Permian and 5 from the Carboniferous. Turritella hybrida MÜNSTER non DESHAYES gets the new name Zygopleura hybridissima nom. nov. 5 new genera are erected: Antiphora n. gen. (Triphoroidea, Tertiary), Eorex n. gen. (Triphoroidea, Tertiary), Atorcula n. gen. (Protorculidae, Triassic), Azyga n. gen. (Zygopleuridae, Triassic) and Striazyga n. gen. (Zygopleuridae, Triassic). Ampezzopleurinae n. subfam. is erected as subfamily of the Zygopleuridae. Nystiellinae CLENCH & TURNER is raised on family level (Nystiellidae). The subgenus Cerithiopsis (Vatopsis) GRÜNDEL is raised on genus level and is transferred from Cerithiopsidae H. & A. ADAMS to Eumetulidae GOLIKOV & STAROBOGATOV. Tembrockia GRÜNDEL is transferred from Cerithiopsidae to Eumetulidae. Variseila DOCKERY is transferred from Triforidae JOUSSEAUME to Eumetulidae. Ampezzopleura BANDEL is transferred from Protorculidae BANDEL to Zygopleuridae WENZ. Zygopleura tenuis (MÜNSTER) sensu Zardini is deemed to be the new nominal species Ampezzopleura tenuis BANDEL (type species of Ampezzopleura) for which a lectotype is designated. Teutonica SCHRÖDER is transferred from Cerithiopsidae to Zygopleuridae. Orthonema MEEK & WORTHEN is retransferred from Turritellidae LOVÉN to Acanthonematidae WENZ. Palaeostylus MANSUY is transferred from Procerithiidae COSSMANN to Acanthonematidae. Knightella LONGSTAFF is transferred from Pseudozygopleuridae KNIGHT to Acanthonematidae. Cerithioides HAUGHTON is transferred from Murchisoniidae KOKEN to Acanthonematidae WENZ. The systematic position of several other taxa has been critically revised. The generic position of several species is changed (see Anhang A "comb. nov.").

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Klaus Bandel & Thorsten Kowalke: Systematic value of the larval shell of fossil and modern Vanikoridae, Pickworthiidae and the genus Fossarus (Caenogastropoda, Mollusca) … 3 ; R. Thomas Becker: Eine neue und älteste Glatziella (Clymeniida) aus dem höheren Oberdevon des Nordsauerlandes (Rheinisches Schiefergebirge) … 31 ; Glenn G. Rechner: Eine Dinoflagellaten-Zysten-Vergesellschaftung des tieferen Rupelium (Unter-Oligozän) aus transgressiven Ablagerungen nördlich von Altenhausen in Sachsen-Anhalt (Blatt 3733, Erxleben) … 43 ; Joachim Gründel: Zur Kenntis einiger Gastropoden-Gattungen aus dem französischen Jura und allgemeine Bemerkungen zur Gastropodenfauna aus dem Dogger Mittel- und Westeuropas … 69 ; Joachim Gründel: Heterostropha (Gastropoda) aus dem Dogger Norddeutschlands und Nordpolens. I. Mathildoidea (Mathildidae) … 131 ; Joachim Gründel: Heterostropha (Gastropoda) aus dem Dogger Norddeutschlands und Nordpolens. III. Opisthobranchia … 177 ; C. M. Hampton & J. E. Rae: Genesis of the fossiliferous Pleistocene Hima Limestone, western Uganda, as indicated by its isotopic composition … 225 ; Helmut Keupp: Anomal kiellose Hildoceratidae (= „Subfamilie Monestierinae SAPUNOV 1965“): Ursache taxonomischer Konfusionen (Ammonoidea, Toarcium) … 233 ; Helmut Keupp: Paläopathologische Analyse einer „Population“ von Dactylioceras athleticum (SIMPSON) aus dem Unter-Toarcium von Schlaifhausen/Oberfranken … 243 ; Rolf Kohring: Eischalen neognather Vögel aus dem mitteleozänen Geiseltal (Deutschland) … 269 ; Rolf Kohring: Eggshell Structure as Evidence in Avian Systematics - Preliminary Results … 281 ; Jürgen Kriwet: Beitrag zur Kenntnis der Fischfauna des Oberjura (unteres Kimmeridgium) der Kohlengrube Guimarota bei Leiria, Mittel-Portugal: 2. Neoselachii (Pisces, Elasmobranchii) ... 293 ; Thomas Schlüter: Validity of the Paratrichoptera - an extinct Insect Order related to the Mecoptera, Diptera, Trichoptera or Lepidoptera? Suggestions based on discoveries in the Upper Triassic Molteno Formation of South Africa … 303 ; Rolf Kohring: Bibliographie 1996, Institut für Paläontologie, Freie Universität Berlin … 313 ;

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Mit einer dreidimensionalen Vorwärtsmodellierung von Dichtestrukturen der Kruste und des oberen Mantels im Gebiet von 12°-35°S und 57°-79°W wird der regionale Trend des Schwerefelds und gleichzeitig das Geoid am aktiven Kontinentalrand Südamerikas zwischen 20° S und 29°S erklärt. Das Dichtemodell umfaßt die abtauchende Nazca-Platte, Teile des südamerikanischen Kratons, den Asthenosphärenkeil zwischen Unter- und Oberplatte und die Kruste der Zentralanden. Eine Vielzahl externer geowissenschaftlicher Randbedingungen schränkt die Dichteverteilung ein. Die Strukturierung der zentralandinen Kruste im Modell orientiert sich hauptsächlich an den Ergebnissen der Refraktionsseismik. Zur Ermittlung der Krustendichten wird eine druck- und temperaturabhängige Geschwindigkeits-Dichte-Beziehung (S. Sobolev) zur Anwendung gebracht. Neben der bekannten Berechnung der Schwerewirkung dreidimensionaler Dichteverteilungen erlaubt eine neuentwickelte Berechnung des Schwerepotentials nun auch die Modellierung des Geoids. Das Einbeziehen eines Referenzdichtemodells ermöglicht die Anpassung der berechneten Felder an die beobachteten Felder bei gleichzeitiger Verwendung von Absolutdichten. Verschiedene Dichtekontraste der abtauchenden Nazca-Platte gegenüber dem umgebenden Mantel sowie mögliche Dichtekontraste innerhalb des Slab, die sich aus Phasenumwandlungen der gesteinsbildenden Minerale ergeben, werden behandelt und ihre einzelnen Beiträge zum Schwerefeld und Geoid der zentralen Anden berechnet. Mit dem fertigen Gesamtmodell wird die Zusammensetzung des Schwerefeldes und des Geoids am aktiven Kontinentalrand Südamerikas analysiert und ihre Hauptbeiträge dargestellt. Die im Modell enthaltenen Strukturen erklären das regionale Schwerefeld und das Geoid vollständig. Daraus folgt, daß aus tieferliegenden Dichteinhomogenitäten, beispielsweise an der Grenze vom oberen zum unteren Mantel oder im unteren Mantel aufgrund einer möglichen isostatischen “in situ”-Kompensation keine weiteren Beiträge zu erwarten sind. Das Schwereminimum wird hauptsächlich durch eine bis auf 65km verdickte Kruste erklärt. Die Schweremaxima in der Küstenkordillere werden durch den Beitrag des Slab und eine Zone erhöhter Dichte in mittlerer Krustentiefe verursacht. Eine anomale VΡ-ρ-Beziehung unter dem rezenten Arc läßt dort partielle Aufschmelzung vermuten. Eine Untersuchung des Schwimmgleichgewichts des Modells ergibt isostatische Unterkompensation (= Massenüberschuß) im Bereich der Küstenkordillere und der Ostkordillere sowie isostatischen Ausgleich bis leichte Überkompensation im Bereich der Westkordillere und des Altiplano bzw. der Puna.

Description: A three-dimensional foreward modelling of the density structures of the crust and the upper mantle in the region between 12°-35°S and 57°-79°W explains both the regional trend of the gravity field and the geoid at the active continental margin of South America from 20°S to 29°S. The density model comprises the downgoing Nazca plate, parts of the South American craton, the asthenospheric wedge between lower and upper plate, and the crust of the Central Andes. A large number of external geoscientific boundary conditions constrains the density distribution. The Central Andean crust of the model is structured according to the results of refraction seismic studies. A pressure and temperature dependent velocity- density relation (S. Sobolev) is applied to determine densities within the crust. Apart from the well known calculation of the gravity effect of three-dimensional density distributions, a recently developped calculation of the gravity potential now allows the modelling of the geoid. Using absolute densities, the fitting of the calculated fields to the observed fields is realized by the application of a reference density model. Several density contrasts of the subducting Nazca plate against the surrounding mantle and possible density contrasts inside the slab resulting from mineral phase transitions are discussed and their particular contributions to the Central Andean gravity field and the geoid are calculated. Using the complete model, the composition of the gravity field and the geoid at the active continental margin of South America is analyzed and the main contributions are visualized. The model structures explain both regional gravity field and geoid completely. This implies that density inhomogeneities at greater depth than presented in the model, e. g. at the interface between the upper and the lower mantle or in the lower mantle are not expected to have effects at the surface due to possible isostatic “in situ” compensation. The gravity minimum is generally explained by a crust thickened to 65 km maximum. The gravity highs in the Coastal Cordillera are caused by the contribution of the slab and a zone of increased density in mid crustal layers. An anomalous VΡ-ρ- relation beneath the recent arc implies partial melt. The investigation of the isostatic state of the density model results in isostatic undercompensation (= mass surplus) in the region of the Coastal Cordillera und the Eastern Cordillera, and isostatic equilibrium to slight overcompensation in the Altiplano/Puna region.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: In der Zentralen Dobrogea in Ostrumänien liegen die östlichsten europäischen Vorkommen oberjurassischer Mikrobialith/Kieselschwamm-Gesteine (Spongiolithe). Im Oxfordium existierte in der Zentralen Dobrogea eine flach nach Westen geneigte Karbonatplattform (homoklinale Rampe), auf der verschiedene kieselschwamm- und korallendominierte Rifftypen auftraten. Die Entwicklung der Karbonatrampe begann mit einer raschen Transgression im unteren Oxfordium. Gegen Ende der transgressiven Phase konnten sich in Wassertiefen unterhalb ca. 25 m Schwammrasen etablieren, in der Hochstandsphase schließlich auch Kieselschwamm/Mikrobialith-Bioherme. Ein für die rumänischen Vorkommen charakteristischer ringförmiger Biohermtyp spiegelt vermutlich ein präexistierendes Relief des Untergrundes wieder. Diese Kieselschwamm/Mikrobialith-Riffe besaßen ein früh zementiertes rigides Gerüst aus mikrobiellen Automikriten, das in erster Linie von lithistiden Demospongien und von hexactinelliden Kieselschwämmen besiedelt war. Deren Skelette wurden nach ihrem Absterben ebenfalls mikrobiell zementiert und kalzifiziert. Die Reste ihrer Skelette sind in den Riffen untergeordnet überliefert, in den Biostromen dominieren sie jedoch gegenüber Mikrobialithen. Diese Mikrobialith-Kieselschwamm-Bioherme besiedelten die mittlere Rampe in Wassertiefen, die unterhalb der Schönwetter-Wellenbasis lagen und nur bei schweren Stürmen von der Sturmwellenbasis erreicht wurden. Auf der äußeren Rampe von Sturmwellen nicht erreichbar entwickelten sich gleichzeitig kleine Thrombolith-Kieselschwamm-Mudmounds, an denen vorwiegend Hexactinellida beteiligt waren. Landwärts verzahnten sich die Spongiolithe mit kalkigen Areniten. In Wassertiefen vermutlich um 10 bis 15 m traten die ersten sehr dünnplattigen hermatypen Korallen auf und bildeten weite Biostrome (Fungiiden-Biostrome). Gründe für die Ablösung der Mikrobialith-Kieselschwamm-Assoziation durch hermatype Korallen erst in so flachem Wasser sind zum einen die geringe Toleranz der Mikrobialith-Kieselschwamm-Assoziation gegenüber stärkerer Wasserbewegung mit erhöhten Sedimentations- und Sedimentumlagerungs-Raten. Zum anderen hinderte möglicherweise eine Einschränkung der euphotischen Zone durch ein zeitweise leicht erhöhtes Nährstoffangebot mit Planktonblüte und dadurch verringerter Wassertransparenz hermatype Korallen daran, in tiefere Bereiche vorzudringen. Die im oberen Oxfordium einsetzende Regression führte zur Progradation der lagunären und bioklastischen Fazies der inneren Rampe. In dieser retrograden Phase entstanden Korallen-Fleckenriffe im hochenergetischen Flachwasser und Korallen-Stromatoporen-Chaetetiden-Fleckenriffe in den flachsten Teilen der mittleren Rampe. Die Schwamm-Mikrobialith-Assoziation verschwand zuerst in der östlichen Zentralen Dobrogea. In landferner Position im Westteil der Zentralen Dobrogea wurde sie etwas später von Korallenvorkommen abgelöst.

Description: The Central Dobrogea in Eastern Romania exhibits the easternmost occurrence of Upper Jurassic microbialite/siliceous sponge facies (spongiolite facies) in Europe. The spongiolites are part of the Lower to Upper Oxfordian Casimcea Fm. which was deposited on a gently westward dipping carbonate platform (homoclinal ramp). This platform was surrounded by deep marine basins in the south, west and north, while to the east the existence of a land area with low relief is assumed. The gently sloping carbonate ramp shows an E-W facies zonation. A lagoonal belt is followed towards the open sea by a coral patch reef belt, a bioclastic-oolitic sand belt, and a spongiolitic belt. The lagoonal belt is rich in structureless to laminated microbial crusts, which occasionally exhibit prism cracks and comprise bioclasts and dark lithoclasts ("black pebbles"). Crusts are accompanied by oncoidal wackestones with Bacinella-Lithocodium oncoids. C/adocorops/s-cayeuxiid floatstones are transitional to the facies of the coral patch reef belt. Seaward of the coral patch reef belt, bioclastic and oolitic sands occupy the proximal middle ramp. The transition to deeper water is reflected by changes in sedimentary and faunal composition from moderately to poorly sorted bioclastic and intraclastic grainstones/rudstones, to oolitic sands, and eventually to fine grained bioclastic packstones. In these packstone areas, coral reef banks grew which are entirely different from coral reefs of the patch reef belt. They were constructed almost exclusively by thin laminoid fungiid corals (Microsolena sp., Comoseris sp. Thamnasteria sp.). Seaward adjacent to these packstone areas are sponge meadows with interspersed microbialite/siliceous sponge reefs. These are followed by monotonous bioclastic wackestones. Small mud mounds bearing siliceous sponge are intercalated. The different reef types occupied specific positions on the ramp. In general spongiolitic facies developed at a more distal and deeper position on the ramp than any coral-dominated facies. The development of the carbonate ramp started with a rapid transgression in Lower Oxfordian time. At the end of the transgressive phase sponge meadows could establish themselves at water depths below about 25 m. During the time of relative sea level high stand microbialite-siliceous sponge bioherms developed, interspersed into the sponge meadows. These spongiolitic reefs occasionally show peculiar ring shapes, a feature that is only observed in Romania. Their formation was most probably controlled by a preexisting uneven surface with subtle hollows. The spongiolitic bioherms had an early cemented microbialitic framework, which was settled by lithistid demosponges and hexactinellid sponges. After the death of the sponges, their skeletons were also calcified and microbially cemented. The ring-shaped bioherms developed on the distal middle ramp below fair weather wave base, where only during heavy storms waves could touch the bottom. On the outer ramp below storm wave base small thrombolitic mud mounds dominated by hexactinellid sponges developed at the same time. Landwards, on the middle ramp, the spongiolitic belt interfingered with bioclastic sands. In water depths of about 1 0 to 1 5 m very thin platy corals appeared forming wide biostromes (fungiid biostromes). One important reason why hermatypic corals did not substitute the siliceous sponge facies in deeper water as well might have been pulses of slightly elevated nutrient concentrations. These elevated nutrient concentrations stimulated growth of plankton, which reduced water transparency, limiting depth range of hermatypic corals and calcareous algae. On the other hand high water turbulence together with elevated rates of sediment input and sediment movement prevented siliceous sponges from growing in areas where fair weather waves influenced the sea-bottom. Regression started in late Oxfordian time and lagoonal and bioclastic facies of the inner ramp prograded to the west. During this phase coral patch reefs developed in very shallow and turbulent water and coral-stromatoporoid patch reefs grew on the proximal middle ramp. The microbialite-siliceous sponge association first disappeared in the eastern part of the Central Dobrogea. In the western part the spongiolitic association was substituted by coral-dominated associations only during the latest Oxfordian. All reef types bearing microbialites (all spongiolitic buildups and fungiid biostromes) developed during transgression or relative sea level highstand. Coral patch reefs in shallow water did establish themselves during the regressive phase. Two basic types of microbialite crusts are recognized in Central Dobrogea: Fenestral automicritic crusts and peloidal automicritic crusts. In fenestral automicritic crusts lamination is often indistinct and defined by dense intervals alternating with losely packed intervals where small linear arranged spar-cemented areas (fenestrae) occur. This crust type is exclusively observed in the spongiolitic belt on the outer ramp where it forms the primary 'framework' in the thrombolitic mudmounds and participates in the hexactinellid-dominated biostromes. In a slightly shallower position within the ring-shaped bioherms they play only a minor role. Peloidal automicritic crusts show a rhythmical lamination which originates from the alternation of spar-cemented peloidal intervals and thin micritic layers. The peloidal intervals have integrated a varying amount of detrital grains. A fine-grained variety of this crust type forms the rigid primary framework of the ring-shaped bioherms. Coarse-grained varieties, locally with an ooid portion, developed in somewhat shallower and more turbulent water in the fungiid biostromes and in the coral-stromatoporoid patch reefs. Like the formation of the different crust types, the early diagenesis of sponge skeletons together with their organic tissue is another example for a microbially induced formation of automicrites. In general two modes of cementation are distinguished, a dense aphanitic and a peloidal one. It is assumed that the mode of cementation of the siliceous sponges (lithistid demosponges and hexactinellids) depends on the taxonomic affiliation of the sponges and on the physical and chemical conditions of the environment where they lived and died. Lithistid demosponges always show a peloidal mode of preservation. Hexactinellids, from deep and very low energy settings, however, exhibit dense aphanitic cementation and complete preservation. In shallower, more turbulent zones (ring-shaped bioherms) they have a low preservation potential and are in general incompletely preserved with a coarse grained peloidal mode of cementation.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Baron-Szabo, R.C. & Steuber, T.: Korallen und Rudisten aus dem Apt im tertiären Flysch des Pamass-Gebirges bei Delphi-Arachowa (Mittelgriechenland) … 3 ; Fechner, G.G.: Septarienton und Stettiner Sand als Fazieseinheiten im Rupelium der östl. Mark Brandenburg: Palynologisch-fazielle Untersuchungen bei Bad Freienwalde ... 77 ; Fischer, K.: Das Mammut (Mammuthus primigenius Blumenbach, 1799) von Klinge bei Cottbus in der Niederlausitz (Land Brandenburg) ... 121 ; Frydas, D. & Keupp, H.: Biostratigraphical results in Late Neogene deposits of NW Crete, Greece, based on calcareous nannofossils ... 169 ; Kohring, R.: Structure and Biomineralization of Eggshell of Elaphe guttata (Linnö 1766) (Serpentes: Colubridae) ... 191 ; Kriiger, F.J.: Parietale Modifikationen bei Echinocorys obliqua (Nilssohn 1828) (Echinoidea, Holasterida) und ihre Beziehungen zur Weichkörper-Organisation ... 201 ; May, A. & Becker, R.T.: Ein Korallen-Horizont im Unteren Bänderschiefer (höchstes Mitteldevon) von Hohenlimburg-Elsey im Nordsauerland (Rheinisches Schiefergebirge) ... 209 ; Mehl, D. & Reitner, J.: Observations on Astraeospongium meniscum (Roemer, 1848) from the Silurian of western Tennessee: Constructional morphology and palaeobiology of the Astraeospongiidae (Calcarea, Heteractinellidae) 243 ; Neumann, C.: The mode of life and paleobiogeography of the genus Douvillaster Lambert (Echinoidea: Spatangoida) as first recorded in the Lower Cretaceous (Albian) of Spain ... 257 ; Niebuhr, B.: Die Scaphiten (Ammonoidea, Ancyloceratina) des höheren Obercampan der Lehrter Westmulde östlich Hannover (N-Deutschland) ... 267 ; Rehfeld, U.: Der Ausgangschemismus fossiler peloidaler und aphanitischer Zemente - eine geochemische Analyse an jurassischen und kretazischen Karbonatgesteinen ... 289 ; Rehfeld, U.: Steuerungsfaktoren bei der Dissoziierung des Skelettes und der Zementation des Gewebes bei jurassischen und kretazischen Kieselschwämmen ... 303 ; Rehfeld, U.: Paläoredoxpotential während der Diagenese von jurassischen und kretazischen spongiolithischen Biokonstruktionen ... 321 ; Werner, C. & Bardet, N.: New record of elasmosaurs (Reptilia, Plesiosauria) in the Maastrichtian of the Western Desert of Egypt ... 335 ; Wiese, F.: Preliminary Data on the Turanian Ammonite Biostratigraphy of the Liencres Area (Province Cantabria, Northern Spain) ... 343 ; Wilmsen, M.: Flecken-Riffe in den Kalken der „Formaciön de Altamira“ (Cenoman, Cobreces/Tofianes-Gebiet, Prov. Kantabrien, Nord-Spanien): Stratigraphische Position, fazielle Rahmenbedingungen und Sequenzstratigraphie ... 353 ; Rauhut, O.W.M.: Bibliographie 1995, Institut für Paläontologie, Freie Universität Berlin ... 375 ;

Description: research

Description: DFG, SUB Göttingen

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: 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: Die Ostracodenfaunen des Unter-Oxfordium (höchste Omaten-Tone) bis Unter-Berriasium (Serpulit) im Niedersächsischen Becken werden, da die Forschungen hier seit den intensiven Bearbeitungen der 40er, 50er und beginnenden 60er Jahre stagnierten, auf der Grundlage eines modernen taxonomischen Konzeptes neu untersucht und zum Teil rekombiniert. Es werden 98 Arten und 6 Unterarten aus 36 Gattungen und 10 Untergattungen, davon eine neue Art (Mantelliana wietzensis n. sp.), beschrieben und rasterelektronenmikroskopisch dokumentiert. Acht Diagnosen - Cypridea binodosa MARTIN 1940, Cypridea dunkeri inversa MARTIN 1940, Rhinocypris jurassica (MARTIN 1940), Fabanella boloniensis (JONES 1882), Galliaecytheridea hiltermanni (STEGHAUS 1951), Cytheropteron bispinosum bispinosum SCHMIDT 1954, Cytheropteron bispinosum crassum SCHMIDT 1954 und Paranotacythere (Unicosta) interrupta (TRIEBEL 1941) - mußten emendiert werden, weitere vier Taxa werden anderen Gattungen zugewiesen: Macrodentina (P.) vinkeni GRAMANN & LUPPOLD 1991 der Gattung bzw. Untergattung Amphicythere (Amphicythere) OERTLI 1957, Limnocythere? inflata STEGHAUS 1951, Limnocythere? brevispina STEGHAUS 1951 und Limnocythere fragilis MARTIN 1940 der Gattung Mandelstamia LYUBIMOVA 1955 sowie Cytheridella? bamstorfensis MARTIN 1957 der Gattung bzw. Untergattung Marslatourella (Marslatourella?) MALZ 1959. Die bislang unter dem Begriff ’Cypridea aff. punctata" gefaßten Ostracoden werden zu Cypridea gr. lata MARTIN 1940 gestellt. Die im Erscheinungsbild völlig identischen Männchen von Galliaecytheridea hiltermanni (STEGHAUS 1951) und Galliaecytheridea wolburgi (STEGHAUS 1951) werden, da kein Unterscheidungskriterium zur Verfügung steht, als "Männchen der wolburgi / hiltermanni -Gruppe" zusammengefaßt. In drei fortlaufenden Reichweitentabellen für Nordwestdeutschland sind die zeitlichen Vorkommen der Taxa dargestellt und in drei weiteren Schemata mit denen in den benachbarten europäischen Becken in Relation gesetzt. Im Niedersächsischen Becken können im obengenannten Zeitraum (im Gegensatz zur bisher allgemein gebräuchlichen Standardgliederung mit 15 Ostracodenzonen) nunmehr 23 Zonen ausgeschieden werden, deren Grenzen nicht immer mit denen der herkömmlichen biostratigraphischen Gliederung mittels Ostracoden nach KLINGLER et al. (1962) korrellieren. Darüberhinaus wird immer deutlicher, daß auch die Formationsgrenzen nicht zwingend mit chronostratigraphischen Grenzen korrelieren. So ist die Korallenoolith / Kimmeridge-Grenze nicht mit der Oxfordium / Kimmeridgium-Grenze gleichzusetzen, der Korallenoolith (als Gesteins-Formation) reicht noch in das Unter-Kimmeridgium hinein. Im überregionalen Vergleich zeigt sich, daß die im Niedersächsischen Becken ausgegegliederten Zonen eher als Lokalzonen definiert werden müssen, da es sich hierbei, durch die paläogeographische Situation bedingt, um ein oftmals abgeschlossenes Becken mit eigenständiger fazieller Sonderentwicklung handelt.

Description: Based upon modem taxonomic concepts, the ostracod faunas from the Lower Oxfordian (uppermost Omaten-Tone) up to the Lower Berriasian (Serpulit) of the Lower Saxony Basin have been reinvestigated. 98 species and 6 subspecies out of 36 genera and 10 subgenera have been described and documented by SEM photos. Eight diagnoses – Cypridea binodosa MARTIN 1940, Cypridea dunkeri inversa MARTIN 1940, Rhinocypris jurassica (MARTIN 1940), Fabanella boloniensis (JONES 1882), Galliaecytheridea hiltermanni (STEGHAUS 1951), Cytheropteron bispinoswn bispinosum SCHMIDT 1954, Cytheropteron bispinoswn crasswn SCHMIDT 1954, and Paranotacythere (Unicosta) interrupta (TRIEBEL 1941) - have been emended. Four species have been recombined with other genera or subgenera: Macrodentina (P.) vinkeni GRAMANN & LUPPOLD 1991 with the genus Amphicythere (Amphicythere) OERTLI 1957, Limnocythere? inflata STEGHAUS 1951, Limnocythere? brevispina STEGHAUS 1951, and Limnocythere fragilis MARTIN 1940 with the genus Mandelstamia LYUBIMOVA 1955, Cytheridella? bamstorfensis MARTIN 1957 with the subgenus Marslatourella (Marslatourella?) MALZ 1959. In addition, the ostracods of the former "Cypridea aff. punctata" group have been recombined with Cypridea gr. lata MARTIN 1940. Moreover, the males of Galliaecytheridea hiltermanni (STEGHAUS 1951) and Galliaecytheridea wolburgi (STEGHAUS 1951) have been characterized as "males of the wolburgi / hiltermanni group" due to their absolute morphological identity. In three detailed diagrams, the stratigraphical ranges of the taxa in NW Germany are provided. In three additional diagrams, these ranges are compared with those in neighbouring European basins. 23 ostracod zones have been erected for the interval of time under study in the Lower Saxony Basin. In a few cases, boundaries of this new zonation do not coincide with one of the boundaries of the traditional standard subdivision (15 ostracod zones, KLINGLER et al. 1962). Moreover, some chronostratigraphical boundaries can not be correlated with lithostratigraphical ones. The (lithostratigraphical) Korallenoolith-Kimmeridge boundary, for instance, does not coincide with the (chronostratigraphical) Oxfordian-Kimmeridgian boundary, as previously suggested, because the uppermost part of the Korallenoolith Formation, at least in some areas, is Lower Kimmeridgian in age. Supraregional comparison of stratigrapical ranges clearly indicates that ostracods can only be used to establish a local zonation rather than a true biozonation in NW Germany. Because of its paleogeographical situation, the area under study has been a rather isolated basin during most of the time, thus providing its very own facies development and preventing better faunal relationships with neighbouring regions.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Der Untersuchung der Entwicklung der kalkigen Nannofossilien und der kalkigen Dinoflagellaten-Zysten an der Kreide/Tertiär-Grenze liegt Probenmaterial aus der Kembohrung Nennhausen 2/ 63 (Westbrandenburg) und von den Dänischen Vergleichsprofilen in Nordjütland (Nye K10v, Kj01by Gaard, Bulbjerg, Vokslev) und von der Typuslokalität des Danien, Stevns Klint (Seeland), zugrunde. Aus der Einstufung des Probenmaterials aus der Bohrung Nennhausen 2/ 63 anhand kalkiger Nannofossilien ergibt sich eine stratigraphische Neubewertung dieses Materials. Der beprobte Bereich (Teufe 812 - 572 m) umfaßt den Abschnitt vom höheren Untermaastricht (Oberer Bereich der CC 24 nach SISSINGH, 1977) bis zum untersten Dan (untere NP2 nach MARTINI, 1971 bzw. untere Cruciplacolithus asymmetricus-Zone nach VAN HECK & PRINS, 1987). Die Kreide/Tertiär- Grenze ist, tiefer als bisher, bei Bohrmeter 590, begründet durch eine Fazieswechsel von Tonmergel zu glaukonitischem Kalkfeinsandstein und das Auftreten der ersten tertiären Florenelemente sowie der "survivor"-Arten anzusetzen. Der Hiatus im Grenzbereich umfaßt nur den oberen Bereich der CC 26 (Nephrolithus frequens-Zone nach SISSINGH, 1977) und den unteren Bereich der Biantholithus sparsus-Zone nach VAN HECK & PRINS, 1987). Die Bohrung Nennhausen durchteufte ein für Ostdeutschland einmaliges Profil im Bereich der Kreide/Tertiär- Grenze, dessen für den Küstenbereich ungewöhnliche Vollständigkeit durch die Lokalisierung in einer Salzstockrandsenke begründet wird. Der in der Nennhausener Abfolge fehlende Bereich wird, entsprechend der Korrelation der Nannofossildaten, von den Dänischen Vergleichsprofilen vollständig abgedeckt, so daß die Darstellung der Entwicklung der Vergesellschaftung kalkiger Dinoflagellaten-Zysten im Kreide/Tertiär- Übergangsbereich möglich wird. Aus der taxonomischen Bearbeitung ergeben sich Neubeschreibungen folgender Taxa: vier Gattungen: Orthotabulata (Orthopi thonelloideae), Operculodinella (Obliquipithonelloideae), Lentodinella und Septiareata (Pithonelloideae), 13 Arten: Orthopithonelloideae: Orthopithonella multipora, Orthocarinellum biconvexum, Orthotabulata obscura, Bitorus bulbjergensis, Ruegenia crassa, Obliquipithonelloideae: Obliquipithonella ossa, Operculodinella hydria, Od. reticulata, Od. costata, Carinellum turbosimile, Calcicarpinum tetramurus, Pithonelloideae: Lentodinella danica, Septiareata pyramiforma, und einer “Form- Art": Orthopithonella gustafsonii forma salebra. Die Gattungsdiagnose von Orthocarinellum wird dahingehend erweitert, daß auch Formen mit gleichmäßig gewölbtem Epi- und Hypotrakt einbezogen sind. Die Morphospezies Obliquipithonella operculata, Operculodinella hydria, Od. reticulata und Od. Costata werden als zusammengehörige Formreihe sensu KEUPP et al. (1991) mit gleitenden Übergängen erkannt. Mit der Einbeziehung von O. operculata als kugelförmiges Minimalstadium in die Formreihe, in der O. hydria das monocarinate Stadium, Od. reticulata das kryptotabulate und Od. costata das nahezu holotabulate Stadium vertreten, wird deren Zystennatur bestätigt. Nach ihrer Reichweite sind für den Bereich der Kreide Tertiär-Grenze vier Gruppierungen von Morphospezies kalkiger Dinoflagellaten-Zysten unterscheidbar: 1. das Gros der "Durchläufer“ [;] 2. wenige Formen, die offensichtlich ohne direkte Reaktion zu ihr, im Kreide/Tertiär-Übergangsbereich ihren Niedergang haben [;] 3. “Stress“- Formen, mit bloom-artiger Entwicklung im untersten Dan [;] 4. Formen, die erst ab dem oberen Paläozän bekannt sind. [;] Ausgehend davon können im untersuchten Material vermutlich als Reaktion auf den ökologischen Stress infolge der Ereignisse an der Kreide/Tertiär-Grenze fünf Etappen mit jeweils spezifischer Zystengemeinschaft erkannt werden. Diese lassen innerhalb der Assoziationen der kalkigen Dinoflagellaten- Zysten eine Entwicklung vermuten, die ähnlich der der kalkigen Nannofossilien neben den 'Durchläuferarten” ein Überdauern der Grenze durch bloom-artige Häufigkeit von "Stress”-Formen dokumentiert, aus denen sich später mehrere neue Morphospezies ableiten. Eine Analyse von evolutiven Aspekten scheitert jedoch daran, daß es sich bei den untersuchten Objekten nur um die fossil erhaltungsfähigen Kalkwände der Zysten der kalkigen Dinoflagellaten handelt, während die Theka fossil nicht überliefert ist. Die verwendeten taxonomischen Einheiten tragen deskriptiven Charakter, spiegeln also nur die erfaßbaren Merkmalskombinationen wider, deren genetische Fixierung vorerst nicht sicher erkannt werden kann. Darüber hinaus kann aufgrund des Nachweises funktionell strukturierter Organica an der Basis der kalkigen Innenwand von Bonetocardiella sp. ein Biomineralisationsprozess abstrahiert werden. Dieser ist, ausgehend von den beobachteten Strukturen, durch eine genetische Steuerung sowohl der Kristallnukleierung durch Anlage eines spezifischen Stützskeletts als auch des Kristallwachstums, gekennzeichnet. An Obliquipithonella ossa n.sp. sind erstmals an einer einfachwandigen obliquipithonelloiden Form, als Nukleierungszentren interpretierte, sternförmige Eindrücke auf der proximalen Seite der wandaufbauenden Skelettkristalle beobachtet worden. Ausgehend davon kann angenommen werden, daß ein entsprechend konfiguriertes Netz aus Mucusfasem als spezifizierte, also genetisch fixierte unlösliche (gerüstbildende) Strukturkomponente fungierte. Der stark von der anorganischen Gestalt abweichende Skelettkristallhabitus scheint maßgeblich auf die inhibitierende Wirkung immobilisierter löslicher (Nukleierungs-) Matrix zurückführbar zu sein. Sowohl Kristallnukleierung als auch Kristallwachstüm haben demnach einer genetischen Kontrolle unterlegen. Die Charakteristika von O. ossa n.sp. lassen vermuten, daß es sich um einen Morphotyp handelt, der eine Zwischenstellung zwischen Orthopithonelloideae und Obliquipithonelloideae einnimmt. Die Biomineraliationsprozesse von orthopithonelloiden und obliquipithonelloiden kalkigen Dinoflagellaten-Zysten sind vermutlich weniger krass zu trennen als vielmehr durch Übergänge bestimmt.

Description: The purpose of this study is to investigate the development of calcareous nannofossils and especially of calcareous dinoflagellate cysts (Calciodinellaceae, DEFLANDRE (1947) across the Cretaceous/Tertiary-boundary. The samples originate from core Nennhausen 2/ 63 (western Brandenburg, eastern Germany) and for comparison from Danish sections in Northern Jutland (Nye Kiev, Kjelby Gaard, Bulbjerg, Vokslev) and from the type Danian Stevns Klint (Seeland). The nannofossil data from the core samples give evidence for a new stratigraphical interpretation of the material allready investigated between 1965 and 1971. The sampled depth interval (812-572 m) ranges from late early Maastrichtian (upper part of CC 24 sensu SISSINGH (1977) to lowermost Danian (lower part of NP2, MARTINI, 1971; lower Cruciplacolithus asymmetricus-zone VAN HECK & PRINS, 1987). The K/T-boundary is considered to be located lower than hitherto supposed, based on the first appearance of tertiary floral elements and "survivors” and on an abrupt change of facies from clayey marl to greensands, both at a depth of 590 metres. The hiatus in the boundary interval comprises the uppermost part of CC 26 (= Nephrolithus frequens-zone, SISSINGH, 1977) and the lower part of the Biantholithus sparsus-zone (VAN HECK & PRINS, 1987).The Nennhause Core recovered a unique profile for eastern Germany. The profile contains an uncommonly complete record of the K/T-boundary interval for the near shore environment of this area, caused by its location in the rim syncline of a salt diapir. The missing interval of the core is, according to the correlation of the nannofossil data, completely covered by the Danish profiles. This fact allows characterization of the development of the assemblages of calcareous dinoflagellate cysts around the K/T-boundary. For the description of calcareous dinoflagllate cysts only a morphospecies- concept is possible because only the cyst stage is preserved and we know nothing about the thecae. Even though the taxa used follow binary nomenclature, they are only of descriptive nature and express the external features of their bearers. The extent of genetic fixation of these is still questionable. Moreover the problem whether calcareous dinoflagellate cysts are stratigraphical useful or not derives from that fact. The taxonomical study of the calcareous dinoflagellate cysts results in the description of: - 4 new genera: Orthotabulata (Orthopithonelloideae), Operculodinella (Obliquipithonelloideae), Lentodinella and Septiareata (Pithonelloideae) - 13 new species: Orthopithonelloideae: Orthopithonella multipora, Orthocarinellum biconvexum, Orthotabulata obscura, Bitorus bulbjergensis, Ruegenia crassa, Obliquipithonelloideae: Obliquipithonella ossa, Operculodinella hydria, Od. reticulata, Od. costata, Carinellum turbosimile, Calcicarpinum tetramurus, Pithonelloideae: Lentodinella danica, Septiareata pyramiforma. - 1 new "form”-species: Orthopithonella gustafsonii forma salebra. The diagnosis of the genus Orthocarinellum is extended in order to integrate forms with equally bulged epiand hypotracts. The morphospecies Obliquipthonella operculata, Operculodinella hydria, Od. reticulata and Od. costata are recognized as belonging to one “form group" sensu KEUPP et al. (1991) with gradual transitions. While Obliquipthonella operculata represents the spherical minimum-stage, Operculodinella hydria is assigned to the monocarinate, Od. reticulata to the cryptotabulate and Od. costata to the nearly holotabulate cyst-stage. By including Obliquipthonella operculata, known by nannofosssil workers as "Thoracosphaera" operculata, within a "form group" of increasing paratabulation its long debated cyst nature can be confirmed. Corresponding to the range of the particular morphospecies around the K/T- boundary interval four groupings of calcareous dinoflagellate cysts are discernible: 1. persisting forms, which are the most numerous [;] 2. a few forms, declining without evident reaction to the ecological stress within the K/T -transition interval [;] 3. "stress"- forms first occuring in the upper Maastrichtian at low abundances and showing a bloom-like development in the lowermost Danian [;] 4. incomming forms known only up from the upper Paleocene and above. [;] From this a development of 5 more or less artifical stages can be recognized following the ecological stress at the K/T- boundary. They allow to infer a similar development within the calcareous cyst-assemblage to that known from the calcareous nannofossils. It is characterized (besides the persisting forms without any reactions) by the "surviving" of "stress"-forms, from which later the new morphotypes seem to have derived. For instance Pithonella sphaerica which dominates Cretaceous assemblages from the Albian upward is replaced by Lentodinella danica n.g. n.sp. during the boundary crisis. In addition aspects of biomineralization are discussed, especially for Bonetocardiella sp., a member of the subfamily Pithonelloideae KEUPP (1987). The observation of organic remains, with an obviously functional structure, at the base of the inner calcareous wall, permits the abstraction of a biomineralization-model. Growth startes from a biologically induced and controlled, and therefore genetically fixed nucleation and growth of the wallbuilding crystals. Main control originates from a specific connective-skeleton of fossiliferous organic fibres ("mucofibrous material", GAO et al., 1989) acting as an insoluble matrix, which is preservable under special conditions. An obliquipithonelloid calcareous dinoflagellate cyst, Obliquipithonella ossa n.sp., showed for the first time, star-shaped imprints on the inner surface of each calcite-crystal of the single layered calcareous wall. They are interpreted as nucleation-centres, localities where the net of organic fibres has crossing-points from which the nucleation has its onset. This suggests that the organic net (insoluble, structur forming matrix) had a highly characteristic morphology and therefore must have been a genetically determined structure. The strong deviation of the wall crystal morphology from the inorganic habit indicates growth control by the mobilized molecules of the soluble (nucleating) matrix. Again both nucleation and growth of crystals seem to be biological controlled and genetically determined. The biomineralization processes of ortho- and obliquipithonelloid calcareous dinoflagellate cysts are presumably not crossly different but controlled by gradational alteration of the same underlying process.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Die vorliegende Arbeit beschreibt neoproterozoische und frühestkambrische Megaalgen aus 1 1 Aufschlüssen der Yangtze Plattform und eines Vorkommens der Nordchinesischen Plattform. 4 neoproterozoische Florenbilder (Shilu Group; Liulaobei / Jiuliqiao Fm.; Doushantuo / Lantian Fm.; Dengying / Liuchapo Fm.) und ein frühkambrisches Florenbild (Yanjiahe Fm.) werden zusammengefaßt. 28 Megaalgen werden ausführlich taxonomisch bearbeitet. Eingehende biostatistische, palynologische und elektronenmikroskopische Studien erfolgten zu Chuaria circularis und Tawuia dalensis. Unter Einbeziehung von Vergleichsuntersuchungen an Rezentmaterial(Nostoc) wird Chuaria als mikro- bis makroskopische (?chroococcal organisierte) Prokaryota-Kolonie angesehen. Fossilisierte Reste der äußeren, organisch imprägnierten Hüllen von Prokaryota-Kolonien können große Einzeller vortäuschen und wurden häufig als eukaryotische „Megasphaeromorphe“ fehlinterpretiert. Enge morphologische und strukturelle Beziehungen bestehen zwischen Chuaria und Tawuia. Letztere Art wird ebenfalls den koloniebildenen Prokaryota zugeordnet. Biostatistik weist darauf hin, daß die verschiedenen Formenschwärme von Tawuia dalensis möglicherweise unterschiedliche Ökophäne von Chuaria circularis darstellen. Für die Megaalgen Beltanelliformis brunsae, Vendotaenia antiqua, Yemaomianiphyton bifurcatum, Liulingjitaenia alloplecta, Sinospongia chenjunyuani und Konglingiphyton erecta wird eine Revision vorgeschlagen. 4 Gattungen und 5 Arten werden validisiert (Miaohephyton bifurcatum, Doushantuophyton lineare, D. rigidulum, Flabellophyton lantianensis, Anhuiphyton lineatum). Mucoplagum primitivum n.gen.et sp., Omalophyma magna n.sp., Glomulus filamentum n.gen.et sp., ?Gesinella gracilis n.sp., Sinospongia tubulata n. sp. und Cucullus fraudulentus n.gen.et sp. Werden neu beschrieben. Fossilien die bisher als proterozoische „Würmer“ oder „Wurmröhren“ beschrieben wurden, zeigen durch Querrunzelung große Ähnlichkeiten mit Strukturen der Algen s.l., wie sie beispielsweise bei gealterten siphonalen Zellen der rezenten Chlorophyta auftreten. Sinosabellidites wird als Synonym von Tawuia angesehen und für Pararenicola huaiyuanensis erfolgt eine Revision und Emendation. Die untersuchten Megaalgen werden im Kontext der Evolution der Eu- und Prokaryota dargestellt. Im Neoproterozoikum kam es zu Gigantismus bei Prokaryota-Kolonien. Großkolonien der (?chroococcalen) Prokaryota werden durch Chuaria, Tawuia, Mucoplagum n.gen. und Beltanelliformis, große Kolonien fädiger Prokaryota durch Vendotaenia, Longifuniculum und Glomulus n.gen. repräsentiert. Beltanelliformis und Mucoplagum n.gen. zeigen z.T. Merkmale von Ediacara Fossilien. Cucullus n.gen., Liulingjitaenia, Sinospongia u.a. werden den Megaalgen Incertae sedis mit Merkmalen der Ediacara Fossilien zugeordnet. Hier ist ebenfalls eine Zugehörigkeit zu Prokaryota-Kolonien zu vermuten. Regelmäßig strukturierte, teilweise kompartimentierte, aufrechte Ruhe-Kolonien rezenter Myxobacteria verdeutlichen, daß organische Strukturen, wie sie z.T. für Ediacara Fossilien typisch sind, von Prokaryota erzeugt werden können. Ein Auftreten gigantischer, siphonal organisierter Prokaryota (fGrypania-, lOmalophyma magna n.sp.) ist nicht auszuschließen. Ein gesicherter Nachweis der Eukaryota wird durch Fossilien von Mehrzellern mit spezialisierten Anheftungsorganen und Zelldifferentiation (z.B. Gesinella, Miaohephyton, Doushantuophyton) sowie zystenartige Mikrofossilien (acanthomorphe Acritarchen) für das Neoproterozoikum erbracht.

Description: This study describes Neoproterozoic and Earliest Cambrian mega-algae from 11 localities of the Yangtze platform and from one locality of the Northchinese platform. 4 Neoproterozoic „floral portraits“ (Shilu Group; Liulaobei I Jiuliqiao Fm.; Doushantuo I Lantian Fm.; Dengying I Liuchapo Fm.) and one Early Cambrian „floral portrait“ (Yanjiahe Fm.) are summarized. 28 mega-algae are taxonomically treated in greater detail. Closer biostatistical, palynological an SEM - studies are realized on Chuaria circularis und Tawuia dalensis. Under incorporation of investigations for comparisons on Recent material (Nostoc), Chuaria is characterized as micro- to macroscopic (? chroococcal organized) colonial procaryote. Fossilized remains of the external, organically impregnized envelope of procaryotic colonies may simulate large unicells. These often were misinterpreted as eucaryotic „megasphaeromorphs“. Close morphologic and structural relations exist between Chuaria and Tawuia. Latter genus is as well classified as colonial procaryote. Biostatistics indicates, that different form swarms possibly represent different ecophenes of Chuaria circularis. A revision is proposed for the mega-algae Beltanelliformis brunsae, Vendotaenia antiqua, Yemaomianiphyton bifurcatum, Liulingjitaenia alloplecta, Sinospongia chenjunyuani and Konglingiphyton erecta. 4 genera and 5 species are validated (Miaohephyton bifurcation, Doushantuophyton lineare, D. rigidulum, Flabellophyton lantianensis, Anhuiphyton lineatum). Mucoplagum primitivum n.gen.et sp., Omalophyma magna n.sp., Glomulus filamentum n.gen.et sp., ‘IGesinella gracilis n.sp., Sinospongia tubulata n. sp. and Cucullus fraudulentus n.gen.et sp. represent newly erected taxa. Fossils, that up to now were described as Proterozoic „worms“ or „worm tubes“ exhibit great similarities with structures of algae s.l., due to the cross wrinkling. Those structures e.g. exist in old siphonous cells of Rezent chiorophytes. Sinosabellidites is treated as synonym of Tawuia. Pararenicola huaiyuanensis is revised and emendated. The investigated mega-alge are described in context with the evolution of eucaryotes and procaryotes. Gigantism of procaryotic colonies ocurred during Neoproterozoic times. Giant colonies of (? chroococcal) procaryotes are represented by Chuaria, Tawuia, Mucoplagum n.gen. and Beltanelliformis, large colonies of filamentous procaryotes by Vendotaenia, Longifuniculum and Glomulus n.gen.. Beltanelliformis and Mucoplagum n.gen. partly show characters of Ediacaran fossils. Cucullus n.gen., Liulingjitaenia, Sinospongia are classified as mega-algae Incertae sedis with some characters of Ediacaran fossils. An affilation to colonial procaryotes may be supposed. Erect resting colonies of Recent myxobacteria with partly regular structures and a compartmentation illustrate, that structures may be produced by procaryotes, that are typical for some Ediacaran fossils. The occurence of giant, siphonous procaryotes (fGrypania; lOmalophyma magna n.sp.) can not be excluded. Secure evidences of eucaryotes are given by fossils of multicelled organisms with specialized attachement structures and cell differentiation (e.g. Gesinella, Miaohephyton, Doushantuophytori) as well as cyst-like microfossils (acantomorph acritarchs) for Neoproterozoic times.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Für die dreidimensionale Konstruktion und Visualisierung gestörter geologischer Schichtverbände wurde ein Systemverbund zur graphisch-interaktiven 3D-Flächenmodellierung auf der Basis geologischer Profildaten geschaffen. Die Verifizierung des Systems erfolgte anhand der Konstruktion eines 3D-Flächenmodells der Erftscholle (Niederrheinische Bucht). Zunächst wird die geologische Entwicklung und die heutige Situation des Untersuchungsgebietes beschrieben. Es werden auf die verwendete Datenbasis, bestehend aus Profilen, Bohrungen und Tiefenlinienpläne sowie die Interpretation, Aufarbeitung, Erfassung und Verwaltung der Daten eingegangen. Es schließt sich die Erläuterung des Systemverbundes an, der unter einer programmierbaren Anwenderoberfläche sowohl kommerzielle als auch freie Software vereinigt. Dieses anwendungsspezifisch gestaltbare System vereinigt Funktionen des Datenbankmanagements, der Visualisierung und der interaktiven 3D-Flächenkonstruktion auf CAD-Basis miteinander. Der offene modulare Aufbau des Systemverbundes ermöglicht die Anpassung an die spezifischen geologischen Anforderungen und die aktuellen Aufgabenstellungen. Dabei erlaubt die Interaktivität bei der Konstruktion und Visualisierung das Einbringen von Fachkenntnissen und Zusatzwissen in den Modellierungsprozess sowie eine gezielte Analyse komplexer 3D-Sachverhalte. Methodische Grundlagen der angewendeten Flächenkonstruktion auf der Basis irregulärer Dreiecksvermaschungen werden erläutert, und auf unterschiedliche Ansätze der Triangulierung eingegangen. Die Approximation natürlicher Flächen geschieht dabei durch ebene polygonale Facetten. Aufbauend auf diesen Grundlagen erfolgt die 3D-Flächenkonstruktion ausgewählter Schicht- und Störungsflächen aus dem Bereich der Erftscholle. Die einzelnen Arbeitsgänge von der Datenselektion über die Konstruktion bis zur Analyse des Flächenverbandes werden besprochen, um sowohl die gewählten Konstruktionsansätze, als auch die Funktionalität des Systemverbundes zu beschreiben.

Description: A soft and hardware system was combined for construction and visualisation of faulted geological strata units. Based on geological cross-sections, the system enables the graphical interactive 3D-surface modeling. By constructing the 3D-layermodel of the Erftblock (Lower Rhine Basin, Germany) the system was verified. First a description of the geological evolution and the present situation of the exploration area is provided. In addition the used data will be explained. This consists of cross-sections, wells, isopleth maps as well as the interpretation, processing, recording and management of the data. Then follows an illustration of the system. It joins commercial and free software under a programable user interface, which allows an optimisation of this tool depending on the necessary applications. The system unifies functions of database management, 3D-visualisation and interactive 3D-construction based on CAD-methods. The open and modular design of the system enables the adaption to specific geological requirements and current tasks. In particular, the interaction in terms of construction and visualisation allows the insertion of expert knowledge and additional facts into the modeling process. It also provides the possibility for exact analysis of complex 3D-objects. Methodical elements of the used construction process that are based on irregular triangulation will be explained. References to diferent approaches of triangulation will be revealed. In this work the approximation of natural surfaces is realized by means of flat and polygonal facets. This method form the base of the 3D-construction of the Erftblock, by which certain selected fault- and strata-boundaries are considered. To describe the function of the system and the approach for construction the singel steps of modeling will be pointed out. The process of modeling consists of data selection, construction, and finaly the analysis of the 3D-surface arrangement.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: In der vorliegenden Arbeit werden Untersuchungen zur Verteilung des elektrischen Widerstandes in den südlichen zentralen Anden vorgestellt. Gestützt auf eine breite Datenbasis konnten mit Hilfe von ein- und überwiegend zweidimensionalen Modellierungen für Daten der Magnetotellurik und der Erdmagnetischen Tiefensondierung Modelle zur Verteilung des elektrischen Widerstandes in der andinen Kruste erstellt werden. Sie erlauben qualitative und quantitative Aussagen zur elektrischen Struktur in der Kruste. Im Andensegment von 21° bis 25° S wurden für einzelne Meßpunkte und für fünf mehrere 100 km lange Profile aus Nord-Chile, Süd-Bolivien und Nordwest-Argentinien Leitfähigkeitsmodelle erarbeitet. Elektromagnetische Untersuchnungen werden an einem aktiven Kontinentalrand durch den ’Küsteneffekt’ stark erschwert. Um den Küsteneffekt zu berücksichtigen, wurde der Pazifische Ozean bei einem zweidimensionalen Modell für ein Profil von der Küste bis in die Hochkordillere als ’Randbedingung’ mitmodelliert. Aus drei zweidimensional modellierten W-E-Profilen konnte ein alle morphostrukturellen Einheiten der Anden querendes Gesamtmodell auf der Breite von ca. 21°30’ S abgeleitet werden. Folgende Hauptmerkmale werden im Modell von W nach E beobachtet: • Unterhalb der Küstenkordillere ist der Widerstand mit größer als 3000 ihn relativ hoch. In diesem Bereich wird aber parallel zur Streichrichtung ein guter Leiter in der oberen Kruste gefunden, der lamelliert vorliegen muß. • Der Widerstand der ’normalen’ andinen Kruste ist bis in große Tiefen mit Werten von 50 bis 200 Ωm relativ gering. • Eine große Leitfähigkeitsanomalie liegt unterhalb der Westkordillere in geringer Tiefe. Sie erreicht eine integrierte Leitfähigkeit von ca. 25000 S. • Eine weitere Leitfähigkeitsanomalie mit einer integrierten Leitfähigkeit von ca. 14000 S wird unterhalb des Altiplano in der unteren Kruste beobachtet. Sie steigt von W nach E in die obere Kruste auf, und die integrierte Leitfähigkeit nimmt im westlichen Teil der Ostkordillere deutlich zu. Die Anomalie endet abrupt östlich von La Quiaca (ca. 65°30’ W). Im Ostteil der Ostkordillere wird ein relativ hoher Widerstand (ca. 500 Ωm) von der Oberfläche bis in große Tiefen beobachtet. • Das Vorland der Anden ist durch eine gut leitende Bedeckung charakterisiert. Der Widerstand der Lithosphäre nimmt von W nach E auf mehr als 3000 Ωm zu. Als Ursache der erhöhten elektrischen Leitfähigkeit werden für den guten Leiter unter der Küstenkordillere Kluftsysteme angesehen, in denen das in der subduzierten Platte vorhandene freie Wasser aufsteigt. Der extrem gute Leiter unter der Westkordillere kann im Einklang mit seismischen und gravimetrischen Untersuchungen als partiell geschmolzene Kruste interpretiert werden. Die Leitfähigkeitsanomalie unterhalb des Altiplano und der westlichen Ostkordillere könnte hingegen teilweise durch massive Vererzungen aber auch durch tektonische Ursachen begründet sein, wie z.B. tiefreichende Auf- und Abschiebungshorizonte, in denen Fluide vorhanden sind.

Description: The purpose of the present work is the research regarding the distribution of the electrical resistivity in the southern part of Central Andes. Supported by a considerable database and with the aid of one- and two-dimensional modelling tools developed for magnetotelurics and deep geomagnetical sounding, several models of the distribution of the electrical resistivity in the Andean crust were developed. They allow qualitative and quantitative insights related to the electrical structure within it. In the Andean segment between 21° and 25° S, several isolated measure stations and five regional profiles each of several 100 km length were processed to establish conductivity models for northern Chile, southern Bolivia and northwestern Argentina. Within this research work the ’coast effect’ at an active plate margin has to be taken into account and for this purpose, the Pacific Ocean was included as a boundary condition in a 2D model extending from the Pacific up to the High Andes. Based on three 2D modelled E-W oriented profiles, a greater model could be derived that involves all the present morphostructural units at a latitude of 21° 30’ S. These models showed mainly that: • below the Coastal Cordillera, the resistivity ranging within 3000 Ωm is comparatively high. Nevertheless, in this region a strike-parallel oriented conductor in the upper crust could be identified, which has to be lamellated. • down to great depths the resistivity of the ’normal’ Andean crust is relatively small, having values of 50 to 200 Ωm. • beneath the Western Cordillera, a shallow conductivity anomaly reaches total conductance of about 25000 S. • another conductivity anomaly with a total conductance of ca. 14000 S has been identified in the lower crust below the Altiplano. This anomaly reaches shallower levels to the east, and in the western part of the Eastern Cordillera, the total conductance increases. Eastwards of La Quiaca (ca. 65° 30’ W) the anomaly terminates abruptly. In the eastern part of the Eastern Cordillera a relatively high resistivity from the surface down to great depths was observed. • the Andean foreland shows a cover with good conductivity values. Beneath, the resistivity increases downward up to more than 3000 ßm from W to E. As a cause of the increased conductivity beneath the Coastal Cordillera, joint systems could account for the uprise of free water generated during the subduction of the Nazca plate. The extremely good conductor below the Western Cordillera can be interpreted together with gravity and seismic evidences as a partial melted crust. Besides, the conductivity anomaly beneath the Altiplano and the western Eastern Cordillera can be explained partly through the existence of ore deposits but also in terms of thrust tectonics, where the detachment zones are characterized by the presence of fluids.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Innerhalb der Demospongiae werden in allen höheren Kategorien Poriferen mit desmoiden Megaskleren beobachtet. Deshalb wird die polyphyletische Gruppierung der "Lithistida" (Mittelkambrium - Rezent) aufgelöst. Die in der vorliegenden Arbeit untersuchten Spongien beinhalten fossile und rezente Taxa. Das Merkmal Desmata wird als autapomorph für das Homoscleromorpha-Demospongiae-Taxon betrachtet und muß in dessen Grundmuster verankert sein. Der tetraxone Calthrops wird in diesem Taxon als ursprünglicher Sklerentyp betrachtet. Die verschiedenen Desmata, die aufgrund ihrer Axialsymmetrie unterschieden werden, können von ihm abgeleitet werden. Die asteroiden Desmata von Crambe werden, wie die acrepiden Desmata der Vetulinidae, als Autapomorphie des Taxons betrachtet. Diese beiden Desmata-Typen lassen sich von keiner bekannten Ausgangsform ableiten. Innerhalb der Demospongiae wird aufgrund der konstitutiven Merkmale, Mikroskleren und Skelettarchitektur, unter besonderer Berücksichtigung desmentragender Spongien ein pylogenetisch-taxonomisches Modell vorgestellt. Die Demospongiae werden gegliedert: 1. In Taxa mit astrosen Mikroskleren, die sich in die Adelphotaxa "Euaster-Taxa" und Spirasterophora aufspalten. Die Spirasterophora, die sich durch Abwandlung des plesiomorphen Protoasters auszeichnen, enthalten die Taxa Spirastrellidae, Megamorina, Corallistidae (= Dicanocladina), Tetracladina und Pachastrellidae. 2. Die Taxa mit sigmatosen Mikroskleren sind in die Schwestergruppen Halichondridae und Sigmatophora aufgespalten. Innerhalb der Halichondridae sind primär jedoch keine Mikroskleren vorhanden. Das Taxon ist durch seine Skelettarchitektur charakterisiert. Als Taxa mit desmoiden Megaskleren sind den Halichondridae Petromica, die Vetulinidae, Siphonidiidae und die Desmanthidae zugeordnet. Die Sigmatophora teilen sich in die Schwestertaxa ,’Spirophorida"/Rhizomorina mit Sigmaspiren-Mikroskleren und Poecilosclerida mit Chelen-Mikroskleren. Beide Mikroskleren-Typen können aus dem plesiomorphen Protosigma abgeleitet werden. Innerhalb der Halichondridae und der Sigmatophora sind Rhizoclone wahrscheinlich unabhängig voneinander entstanden.

Description: Within the demosponges in all main taxa, irregular spicules, the desmas are observed. Therefore, the polyphyletic "Lithistida" SCHMIDT 1870 is eliminated. Desma-bearing demosponges are known since the Middle Cambrian. The desma-types are differenciated by their axial symmetry. In the present theory, the character desma probably evolved from a regular tetraxonid calthrops through "secondary" (intracellulary) silification within the scleroblast. This is indicated by the ornamentation and zygomes (ends of these spicules) of this special type of spicules. First the tetraxonid desmas (tetraclones) evolved. Then a possible reduction of two calthrops rays to diactine forms, like oxeas, and the reduction of three rays to monactine spicules, like styles, took place. The monaxonid desmas (rhizoclones, dicranoclones, dendroclones) are derived from "normal" spicules, such as styles. The hypothesis is that the reduction of rays of the calthrops first lead to normal monaxonid spicules, and monaxonid desmas evolved by "secondary" silification. The acrepid desmas (sphaeroclones and the acrepid ones within the taxon Vetulinidae) maybe a new autapomorphie achievement, because it cannot definitely be attributed to the basic calthrops type. Also the triaene type of ectosomal megascleres, is considered calthrops derived, because of its tetraxonid nature. The ability to form desmas is interpreted therefore as symplesiomorphic within the Homoscleromorpha-Demospongiae taxon and as a part of their basic pattern. It is a cryptotypic character, which is realized and altered autapomorphicly within certain demosponge taxa. In higher categories of the demosponges, the systematizaton is done by the characters microscleres and skeleton architecture. The different microscleres types, asters and sigmas respectively, are known to never occur together in one species, and for that reason they are considered characters of Tetractinomorpha pars and Ceractinomorpha pars. In the fossil record, the microscleres are normally absent because of their poor preservation potential. Nevertheless, homologization of spicules and the skeleton architecture of fossil and living sponges is often possible. For desma-bearing demosponges since the Mesozoic, a new phylogenetic modell is presented, the taxon "Lithistida" is eleminated and grouped into possible monophyla. The taxon Demospongiae is subdivided into: 1. Taxa with aster-type microscleres, comprising the adelphotaxa "Euaster-Taxa" and Spirasterophora. The Spirasterophora new taxon comprise the taxa "Spirastrellidae", Megamorina, Corallistidae, Tetracladina, and Pachastrellidae, established by their autapomorphic character spirasters, derived from the basic type "protoaster" Different desma-types (megaclones, dicranoclones, tetraclones) are represented within the Spirasterophora. The ectosomal triaene megasclers are symplesiomorphic for all taxa. The pachastrellids possess in addition the plesiomorphic calthrops. The Pleromeridae (with megaclone desmas) are attributed to the Megamorina, the Dicranocladina (dicranoclon desmas) to the Corallistidae and the Theonellidae (tetraclone desmas) to the Tetracladina. The senior names given to the Mesozoic members of these groups thus have priority instead of the younger synonymeous names given to the Recent taxa. 2. Taxa with sigma-type microscleres are grouped into the sistergroups Halichondridae and Sigmatophora, respectively. Within the Halichondridae also desma-bearing taxa exist. The autapomorphic characters are isonitrils secondary metabolites), monaxone megascleres, and the reduction of microscleres. The skeletal architecture is of the halichodrid-type. The taxon Petromicidae shows isolated monaxonid desmas. Within the Vetulinidae, acrepid polyclad desmas appear. The Siphonidiidae possess monaxonid or tetraxonid chonasomal desmas, and in the ectosomal region eigther desmas without zygosis or normal spicules are present. In the Desmanthidae monactine special "croquet-type" desmas are found. All these taxa are known only from living demosponges, in the fossil record they are not preserved. The Sigmatophora SoLLAS are extended to comprise also the plesiomorphic Charakter of desmoid megascleres. The contitutive autapomorphic microsclere-type are the sigmas. The Sigmatophora comprise the sistergroups "Spirophoridae"/Rhizomorina and the Poecilosclerida. "Spirophoridae" are characterized by sigma-/spinispire-microscleres, evolved from sigmas, and they possess also the symplesiomorphic triaenes. The Rhizomorina possess monaxonid desmas, the rhizoclones, sigmaspire-microslers, and monaxonid "normal" spicules. The living Scleritodermidae are attributed to the taxon Rhizomorina. Within the Poecilosclerida, o desmas also occur. The poecilosclerids are characterized by autapomorphic characters subtylostyle megascleres, simatose microscleres (chelae). Within this taxon, monactine and diactine megasclers are frequent. We also know few taxa which shows different desmoid megascleres Lithochela, Crambe and Esperiopsis. Within the taxon Halichondridae and Sigmatophora the rhizoclones probably evolved convergently.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Eine effektive Methode für die Interpretation verschiedener geophysikalischer Daten ist die kombinierte Auswertung der unterschiedlichen Messungen. Eine wichtige Grundlage für die kombinierte Auswertung seismischer und gravimetrischer Daten sind empirische Korrelationsbeziehungen zwischen der seismischen Geschwindigkeit und der Dichte. In Regionen mit extrem großen Krustenmächtigkeiten und hohen Temperaturen läßt sich mit bekannten Geschwindigkeit-Dichte-Relationen kein übereinstimmendes Modell aus den seismischen und gravimetrischen Daten ableiten. Auf der Basis von in der Literatur veröffentlichten Labordaten wurde das Verhalten der Dichte und der seismischen Geschwindigkeit von kristallinen Gesteinen unter dem Einfluß von Druck und Temperatur systematisch untersucht. Die Untersuchungen beinhalten auch den Temperaturbereich der partiellen Aufschmelzung der verschiedenen Gesteine. Druck und Temperatur haben einen entgegengesetzten Effekt auf die seismische Geschwindigkeit. Druckerhöhung bewirkt im allgemeinen eine Zunahme der Geschwindigkeit, Temperaturerhöhung führt zu einer Erniedrigung. Bei Erreichen der Schmelztemperatur wird eine drastische Geschwindigkeitsabnahme beobachtet, die bis über 50% betragen kann. Der Einfluß von Druck und Temperatur auf das Verhalten der Dichte ist, im Vergleich zur Geschwindigkeit, sehr viel geringer. Bei Temperaturerhöhung bis zur partiellen Aufschmelzung werden Dichteänderungen von unter 5% beobachtet. Um eine ausreichende Anzahl von Daten für die Entwicklung einer temperaturabhängigen Geschwindigkeit-Dichte-Relation zur Verfügung zu haben, wird aus den vorhandenen Labordaten das Verhalten der Geschwindigkeit unter extremen Temperaturbedingungen mit Hilfe von Modellrechnungen extrapoliert. Auf der Basis der vorhandenen chemischen Analyse wird für verschiedene Gesteine die initiale Schmelztemperatur und der Anteil der Schmelze bestimmt. In einem weiteren Schritt wird mit Hilfe eines einfachen Modellansatzes die Änderung der Geschwindigkeit bei partieller Aufschmelzung berechnet. Aus den so gewonnenen Daten wird eine temperaturabhängige Geschwindigkeit-Dichte-Relation und eine Geschwindigkeit-Dichte-Relation in Abhängigkeit des Schmelzanteils abgeleitet. Für die kombinierte Auswertung von seismischen und gravimetrischen Profildaten wurde ein Programmsystem zur Umrechnung von Raytracing-Geschwindigkeitsmodellen in Dichtemodelle geschrieben. Für die Umrechnung können verschiedene Geschwindigkeit-Dichte-Relationen benutzt werden. Das Dichtemodell kann über eingebundene Optimierungsalgorithmen an die gemessene Schwerekurve angepaßt werden. Die Anwendung der temperaturabhängigen Korrelationsbeziehungen zwischen Dichte und Geschwindigkeit wird am Beispiel von gravimetrischen und seismischen Profildaten aus dem Bereich der zentralen Anden zwischen 21° S und 24° S vorgestellt. Die Profildaten kreuzen einen Krustenbereich des Andenorogens, der von einem extremen Schwereminimum und einer großen Krustenmächtigkeit geprägt ist. Geothermische Modellrechnungen ergeben extreme Temperaturverhältnisse im Tiefenbereich der mittleren und unteren Kruste. Das refraktionsseismische Modell der andinen Kruste zeigt ausgeprägte Zonen erniedrigter Geschwindigkeit (LVZ) in der mittleren und unteren Kruste. Die niedrigen Geschwindigkeiten, verbunden mit der extremen Krustenmächtigkeit ergeben bei der Umrechnung der refraktionsseismischen Modelle in Dichtemodelle mit normalen Geschwindigkeit-Dichte-Relationen eine deutliche Überkompensation des Schwereminimums. Mit der temperaturabhängigen Geschwindigkeit-Dichte-Relation läßt sich eine gute Anpassung an die gemessene Schwerekurve erreichen. Mit dem Ergebnis der Anpassung kann der Grad der partiellen Aufschmelzung der andinen Kruste bestimmt werden. Der Anteil der partiellen Schmelze in den LVZ der Kruste im Bereich unter der Westkordillere kann, abgeleitet aus den Modellrechnungen, bis zu 20% betragen.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Zur Untersuchung der Krustenstruktur der Zentralen Anden ist in den Jahren 1982 bis 1989 ein Netz von größtenteils gegengeschossenen refraktionsseismischen Profilen vermessen worden, deren Auswertung und Interpretation Gegenstand dieser Arbeit ist. Die abgeleiteten Krustenstrukturen und -mächtigkeiten wurde durch eine tektonische Bilanzierung modelliert. Aus den drei in N-S Richtung verlaufenden Profilen in der Küstenkordillere, der Präkordillere und auf der argentinischen Puna, drei W-E Profilen von der Küste bis zur Puna (24°S), bis zur Westkordillere (22 °S) und über das gesamte Andenorogen bis zum Chaco in Bolivien (21 °S), sowie von der Kupfermine Chuquicamata ausgehenden Profilen und einer Fächerbeobachtung, wurde eine starke Variation der Kruste sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung abgeleitet. Eine deutliche Diskontinuität in 40 km Tiefe unter der Küstenkordillere wird als Moho der subduzierten ozeanischen Nazca Platte interpretiert. Sie taucht nach Osten ab und läßt sich in den refraktionsseismischen Beobachtungen bis zum chilenischen Längstal und möglicherweise bis zur Präkordillere verfolgen. Eine eindeutige Interpretation der Diskontinuitäten in 50-55 km Tiefe unter dem Längstal und in 60-70 km Tiefe unter der Präkordillere ist allerdings nicht möglich. Es kann sich hier um die ozeanische Moho oder abgeschuppte Teile davon oder um eine, möglicherweise in Bruchstücken vorhandene, kontinentale Moho handeln. Die kontinentale Kruste im Forearc zeigt im Westen eine sehr hohe Durchschnittsgeschwindigkeit von 6.6 km/s, die bis zur Präkordillere auf 6.2 km/s abfällt. Die Mächtigkeit steigt von 30 km in der Küstenkordillere auf 60-70 in der Präkordillere an. Es kann eine Unterteilung in eine durch hohe seismische Geschwindigkeiten gekennzeichnete obere und mittlere Kruste, die die mesozoische Kruste in diesem Bereich repräsentiert, und eine tiefere Kruste, überwiegend durch Zonen geringer Geschwindigkeit (LVZ) geprägt, vorgenommen werden. In der östlich angrenzenden Westkordillere, dem heutigen magmatischen Bogen, sind nur auf dem südlichen Profil deutliche Anzeichen für eine Kruste/Mantel Grenze in 60 km Tiefe vorhanden. Weiter nördlich muß von einer starken Absorption der seismischen Wellen und daraus abzuleitender geringer Durchschnittsgeschwindigkeit (6.0 km/s) bis in etwa 70 km Tiefe ausgegangen werden, ohne daß eine Moho zu erkennen ist. Im Backarc sind der Abfall der Moho von 40 km unter dem Subandin auf etwa 70 km am Ostrand des Altiplano sowie Zonen hoher Geschwindigkeit (6.8 km/s) in der Oberkruste der Ostkordillere mit darunterliegender LVZ die wichtigsten Merkmale der Krustenstruktur. Die Überschiebungsstrukturen und die heutige Krustenmächtigkeit im Backarc konnten durch eine tektonische Modellierung ("crustal balancing") mit einer Verkürzung von 320 km seit der Oberkreide und einer Ausgangskrustenmächtigkeit von 35 km modelliert werden. Die Bereiche hoher Geschwindigkeit in der Ostkordillere werden als Unterkrustenmaterial interpretiert, das nach Osten auf das Vorland überschoben wurde und damit zu einer Krustenverdopplung geführt hat. Etwa 20% des heutigen Krustenvolumens, entsprechend der tieferen Kruste im Forearc und unter dem magmatischen Bogen, kann, unter der Annahme von 320 km tektonischer Verkürzung seit der Oberkreide, nicht durch tektonische Krustenverdickung erklärt werden. Diese tiefere Kruste, die durch extreme Krustenparameter wie geringe seismische Geschwindigkeit und hohe elektrische Leitfähigkeit gekennzeichnet ist, muß als Mischzone von Material unterschiedlicher Herkunft angesehen werden, wobei tektonisch erodiertes Material vom Kontinental rand, serpentinisiertes Mantelmaterial sowie magmatisches Material am Aufbau dieses Krustenstockwerkes beteiligt sein können. Südlich von 21 °S ändern sich die tektonischen Strukturen und die Krustenmächtigkeit und sowohl die Verkürzungsbeträge als auch das gesamte Krustenvolumen gehen nach Süden, im Bereich der flachen Subduktion, deutlich zurück. Für den lithosphärischen Mantel muß eine Verkürzung um den gleichen Betrag wie für die Kruste vorausgesetzt werden, die einen Transport dieses Materials in tiefere Mantelzonen erforderlich macht.

Description: The object of this paper is the evaluation and interpretation of a net of mainly reversed seismic refraction profiles measured from 1982 to 1989 to investigate the crustal structure of the Central Andes. The derived crustal structure and crustal thickness was then modelled by a tectonic balancing method. A strong variation of the crustal parameters has been derived by three N-S profiles in the Coastal Cordillera, the Precordillera and the Argentine Puna, three W-E profiles from the coast to the Puna (24 °S), to the Western Cordillera (22 °S) and crossing the entire Andes up to the Bolivian Chaco (21 °S) as well as by profiles and fan recordings referring to the Chuquicamata copper mine. A clear discontinuity at 40 km depth below the Coastal Cordillera is interpreted as the Moho of the subducted oceanic Nazca plate. The plate dips to the east and can be observed by the seismic refraction data up to the Longitudinal Valley and possibly up to the Precordillera. The continental crust in the forearc has a very high average velocity of 6.6 km/s, descending to 6.2 km/s in the Precordillera. A division into a high velocity upper and middle crust, representing the mesozoic crust in this area, and a deeper crust, mainly represented by low velocity zones (LVZ), can be done. Only in the southern profile of the eastern adjacent Western Cordillera, the actual magmatic arc, a crust/mantle boundary can be observed at 60 km depth. Further north a strong absorption of the seismic waves must be assumed that leads to a low average velocity (6.0 km/s) down to 70 km depth, but a Moho is not observed. In the backarc, a dip of the Moho from 40 km below the Subandean Ranges to about 70 km at the eastern margin of the Altiplano as well as zones of high velocities (6.8 km/s) in the upper crust of the Eastern Cordillera followed by a thick LVZ are the main features of the crustal structure. The thrust structures and the actual crustal thickness in the backarc have been modelled by a crustal balancing with 320 km of shortening since the Upper Cretaceous and an initial crustal thickness of 35 km. The areas of high velocity in the Eastern Cordillera are interpreted as lower crustal material overthrusted upon the foreland and which thereby produced a crustal doubling. The deeper crust below the forearc and the magmatic arc, about 20% of the actual crustal volume, cannot be explained by the crustal shortening. This deeper crust must be seen as a mixture of material of different provenience as tectonically eroded material from the continental margin, transformed mantle material and magmatic underplated material. South of 21 °S the tectonic structures as well as the crustal thickness change in a way that the shortening values and the total crustal volume decrease strongly towards the south where the subduction angle tends to be subhorizontal. The same amount of shortening must be assumed for the mantle lithosphere which requires a transport of material into the deeper mantle.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Es wird ein 3D-Dichtemodell der Nördlichen Kalkalpen vorgestellt, das sich auf eine breite Datenbasis von Ergebnissen aus der Gravimetrie, der Reflexionsseismik, der Refraktionsseismik und von Bohrlochmessungen stützen kann. Das Modell erfaßt die oberflächennahen Störmassen durch die Verwendung der Bougueranomalie mit variablem Dichteansatz (Meurers et al., 1989) und berücksichtigt eine Moho, deren Struktur unter Verwendung einer Kombination von direkten und indirekten, gravimetrischen 3D-Verfahren auf der Basis der gravimetrischen und seismischen Ergebnisse berechnet wurde. Zusammen mit den Informationen aus der Reflexionsseismik konnten mit diesem Konzept alle wesentlichen, bekannten Strukturen zwischen der topographischen Oberfläche und der Moho in die Modellierungen integriert werden. Das vorgestellte 3D-Dichtemodell erlaubt eine • Analyse der gravimetrischen Krusten- und Mantel-Effekte, sowie eine • Analyse der Qualität der Bougueranomalie mit variablem Dichteansatz. Voruntersuchungen, die Erstellung der nötigen Hilfsmittel zur Berechnung des 3D-Modells und dessen Diskussion brachten die folgenden Resultate: • Eine Zusammenstellung der im Untersuchungsgebiet vorkommenden Gesteinsdichten, basierend auf Handstücken, Dicht elogs und Ergebnissen der seismischer Teufenwandlung und der statistisch behandelten Geschwindigkeit slogs, wird vorgelegt. • Die 2D-Modellrechnungen im Vorland zeigen, daß Dreieckszonen (triangle zones) gravimetrisch nicht direkt nachweisbar sind. Auch eine altersabhängige Dichteverteilung der einzelnen Molasseeinheiten erzeugen nur sehr geringe gravimetrische Effekte. Die Bausteinschichten sind dagegen in oberflächennaher, steiler Lagerung gravimetrisch auflösbar. Sie können als ’’tektonische Indikatoren” in ein lokales 3D-Modell integriert werden. Im regionalen Rahmen sind sie wegen ihres geringen Schwereeffektes aber nicht erfaßbar. • Für die Nördlichen Kalkalpen wird die gravimetrische Auflösbarkeit geologischer Strukturen untersucht und die Aussagefähigkeit von 2D-Modellrechnungen relativiert. • Die geologischen Interpretationen auf den Profilen Grünten - Landeck und Bad Tölz - Innsbruck stehen im Einklang mit den gravimetrischen Daten. Die 2D-Modellrechnungen fordern für Schwereuntersuchungen in diesem Gebiet die Verwendung der Bougueranomalie mit variablem Dichteansatz und die Berücksichtigung der Moho. • Eine das gesamte Untersuchungsgebiet überdeckende Bougueranomalie mit variablem Dichteansatz wird vorgestellt und anhand des Residualschwerefeldes des 3D-Modells diskutiert. • Die unter Verwendung von Daten aus der Reflexionsseismik, Refraktionsseismik und Gravimetrie berechnete Moho unter den Nördlichen Kalkalpen wird vorgestellt. • Der in der Literatur oft verwendete Dichtekontrast an der Moho von 0.4 g/cm3 ist für das Untersuchungsgebiet nicht realistisch. Die Modellrechnungen führen zu einem Kontrast von 0.22 g/cm3 an der Kruste-Mantel-Grenze. • Eine Trennung der Krusten- und Mantel- Effekte im Untersuchungsgebiet ist nicht mit Wellenlängenfilterungen, sondern nur mittels 3D-Modellrechnungen möglich.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Im Bereich der westlichen Poebene stoßen die aus der Kollision der adriatischen und der europäischen Platte hervorgegangenen Gebirge der Alpen und des Apennin mit ihren gegensätzlichen Vergenzen unmittelbar aneinander. Diese in unterschiedlichen Zeiten entstandenen Orogene näher zu untersuchen, war das Ziel der in den Jahren 1983 und 1986 auf dem Südsegment der Europäischen Geotraverse (EGT) durchgeführten umfangreichen refraktionsseismischen Messungen. Zusammen mit älteren refraktionsseismischen Daten bilden diese die Grundlage für die vorliegende Arbeit, die sich mit den Strukturen der die nordwestliche Adriaplatte umgrenzenden Gebirgszuge der Südalpen und des Nordapennin auseinandersetzt. Zusammen mit den Ergebnissen der reflexionsseismischen Messungen bestätigen die refraktionsseismischen Messungen, daß der nordwestliche Teil der adriatischen Platte im Westen und Norden randlich der europäischen Platte aufliegt. Entlang der EGT-Hauptlinie kann auf eine Fortsetzung von Krustenmaterial der europäischen Platte in 45 - 65 km Tiefe bis weit unter die Südalpen geschlossen werden. Die resultierende Krustenüberlappung mit ihren keilförmigen und stark asymmetrischen Strukturen weist Ähnlichkeiten sowohl mit der Situation in den Westalpen als auch mit deijenigen in den Pyrenäen auf. Eine Krustenbilanz im europäischen Teil der Alpen entlang der EGT-Hauptlinie unter Berücksichtigung geologischer Randbedingungen ergibt, daß die tiefe Alpenwurzel vollständig mit europäischem Material gefüllt ist und ihre Ausbildung im Neogen stattfand. Die adriatische Platte zeigt eine sehr prägnante Fragmentierung, so daß sich hier das Bild eines Stapels lithosphärischer Einheiten ergibt. Die einzelnen Fragmente können entsprechend ihrer geographischen Lage und ihrer Reihenfolge im Stapel in eine ligurische Einheit, eine Poebenen- und eine Südalpen-Einheit, welche wiederum auf der europäischen Einheit liegt, unterteilt werden. Unter dem Nordrand des Nordapennnin legen die geophysikalischen Ergebnisse eine intrakontinentale Subduktion nahe. Der damit verbundene Abscherungshorizont durchschneidet die gesamte Kruste wie auch einen Teil des obersten Mantels. Eine Bewegung an diesem Storungssystem muß zu einem Aufsteigen des fragmentierten Randes der Adriaplatte bis einschließlich des obersten Mantels führen. Eine Folge davon kann die in dem oberen Krustenniveau der Toskana zu beobachtende und sich in die externen Bereiche verlagernde Extensionstektonik sein. Die spät-miozäne und pliozäne Überschiebung dieses lithosphärischen Keils ist das Endstadium der orogenen Entwicklung im Nordapennin nach der paläogenen ozeanischen Subduktion und der Ausbildung eines Keils kontinentaler Kruste im frühen und mittleren Miozän. Eine Krustenbilanz entlang der EGT-Hauptlinie ergibt eine Verkürzung von mindestens 90 km, die seit dem Torton stattgefunden haben muß. Zu den geophysikalischen Ergebnissen gehören im einzelnen: Aufgrund der hohen Dichte der seismischen Information konnte entlang der EGT-Hauptline ein detailliertes raytracing-Modell erarbeitet werden, aus dem die folgenden Punkte abgelesen werden können: ► Unter dem nördlichen Teil der Poebene erreicht die Krustenmächtigkeit ein Minimum von 29 -30 km. ► Etwa 20 km nördlich des Po beginnt die adriatische Moho mit einem Winkel von rund 10 - 14° nach Süden einzufallen. Sie erreicht an ihrer südlichsten nachzuweisenden Position, 20 km nördlich der Küstenlinie, eine Tiefe von etwa 55 km. ► Die Moho besitzt unter dem ligurischen Küstenbereich eine Tiefe von 20 - 22 km. Sie ist bis 25 km nördlich der Küste in einer Tiefe von 22 - 24 km nachweisbar. Es folgt, zusammen mit dem letztgenannten Punkt, eine krustale Verdopplung unter dem Hauptkamm des Nordapennin. ► Unter dem nördlichen Rand des Nordapennin sind in der Kruste extrem niedrige Geschwindigkeiten anzutreffen. In einer Tiefe von 8-11 km nimmt die Geschwindigkeit auf 4.0 km/s ab. Eine Zone niedriger Geschwindigkeit (LVL) setzt sich unter südlichem Einfallen zumindest bis in Tiefen von 25 km fort. Die Durchschnittsgeschwindigkeit für die gesamte Kruste ist mit 5.7 km/s außergewöhnlich gering. ► Am Übergang von der Poebene zu den Südalpen existiert ein Sprung in der Moho-Tiefe von 6-8 km. Die Moho der Südalpen erstreckt sich in relativ flacher Lagerung in 36 - 42 km Tiefe nordwärts bis etwa 20 - 25 km nördlich der Insubrischen Linie. ► Unter dem südlichen Teil der Südalpen befindet sich in rund 10 - 15 km Tiefe eine LVL, in der die Geschwindigkeit maximal 5.6 km/s beträgt. ► Das südliche Einfallen der europäischen Moho unter den Schweizer Alpen setzt sich bis unter die Südalpen fort. Die größte Tiefe wird mit rund 65 km knapp südlich der Insubrischen Linie erreicht. Es folgt damit unter den Südalpen und einem Teil der angrenzenden Schweizer Alpen eine weitreichende krustale Überlappung. Aus der Interpretation der Fächer und Profile außerhalb der EGT-Hauptlinie folgt weiterhin: ► Die Moho setzt sich im ligurischen Küstenbereich östlich der Hauptlinie in einem Tiefenniveau von 20 - 25 km um zumindest 100 km bis Viareggio fort. Sie ist bis 20 - 30 km landeinwärts nachweisbar. ► Nach Westen setzt sich die Moho in demselben Tiefenniveau bis unter das Penninikum der Seealpen und unter das südliche Piemont fort. Der Übergang von der adriatischen zur europäischen Platte läßt sich dort nicht in der Konfiguration der Moho-Tiefen beobachten. ► Die Krustenstruktur im Piemont erscheint südlich des Monferrato tektonisch stark gestört. ► Am südlichen Rand der Südalpen setzt sich der Versatz der Moho östlich der Hauptlinie in den östlichen Teil der Südalpen fort. ► An der Grenze zwischen Südalpen und Schweizer Alpen setzt sich östlich des Hauptlinie die Überlagerung der adriatischen Moho über die tiefe europäische Moho zumindest bis zur Judicarien-Linie fort. Das auf der EGT-Hauptlinie entwickelte seismische Strukturmodell wurde auf seine Vereinbarkeit mit dem Schwerefeld überprüft. Die Dichtewerte des Startmodells wurden aus den seismischen Geschwindigkeiten nach einer Standard-Beziehung ermittelt. Zunächst wurde ein Optimierungsverfahren nach der Evolutionsstrategie angewendet. Eine zusätzlich durchgeführte 'trial and error* Modellierung ergab im wesentlichen dieselben Ergebnisse und bestätigte damit die Einsatzmöglichkeiten des Optimierungsverfahrens. Als Ergebnisse sind zu nennen: ► Die Modellierung des Kontaktes der europäischen zur adriatischen Kruste aufgrund des seismischen Modells ist mit Abweichungen der Dichte von unter 0.05 g/cm3 vom Startmodell möglich. ► Die Modellierung des Überganges von der Poebene zum Nordapennin ist problematischer. Es ergibt sich aus dem Startmodell aufgrund der dort bis in die mittlere Kruste seismisch gut belegten niedrigen Geschwindigkeiten ein signifikantes Massendefzit. ► Unter der Poebene befindet sich unterhalb der Moho eine positive Dichteanomalie, deren Wirkung in etwa mit der einer schon früher postulierten Dichteanomalie übereinstimmt. ► Über die Existenz und Ausdehnung der bis in Tiefen von 65 km bzw. 60 km liegenden Krustenwurzeln unter den Südalpen und unter dem Nordapennin kann keine eindeutige Aussage getroffen werden. Die Krustenstruktur wurde weiterhin mit der Verteilung der Hypozentren der Beben verglichen. Hierfür wurden Daten der nationalen seismologischen Stationsnetze aus Italien und der Schweiz untersucht. Die wichtigsten Ergebnisse sind: ► Die größte Konzentration von Hypozentren tritt an dem Sprung von der flachen Moho im ligurischen Küstenbereich zur tiefen Moho unter dem nördlichen Nordapennin auf. ► Die tiefen Hypozentren (Tiefe ≥ 20 km) sind in den Bereichen zu finden, in denen die Krustenmächtigkeit groß (Tiefe ≥ 40 km) ist. ► Die quasi-kontinuierliche Tiefenverteilung der Hypozentren bis in 50 km Tiefe unter dem nördlichen Nordapennin läßt dort auf eine hohe Rigidität und damit vermutlich auf ungewöhnlich niedrige Temperaturen schließen.

Description: The mountain chains of the Alps and the Northern Apennines, which developed from the collision of the Adriatic and the European plate, border each other in the area of the western Po-plain with opposite vergences. In order to investigate these different orogenes extensive seismic refraction measurements were carried out in the southern segment of the European Geotraverse (EGT) in the years 1983 and 1986. Combined with older refraction profiles they served as a basis for this thesis, which investigates the structures of the mountain ranges that encircle the northwestern Adriatic plate, the Southern Alps and the Northern Apennines. Together with the results of seismic reflection studies the seismic refraction measurements confirmed that the northern and western margin of the northwestern part of the Adriatic plate is lying onto the European plate. Along the EGT-mainline a continuation of crustal material of the European plate at a depth range of 45 – 65 km beneath the Southern Alps can be concluded. The resulting crustal overlapping with its flakelike and strongly asymmetric structures shows similarities to the tectonic situation in the western part of the Alps as well as to the Pyrenees. A crustal balancing in the European part of the Alps under consideration of geological constraints shows, that the deep Alpine root contains European crustal material and that this deep root developed in neogene times. The Adriatic plate shows a very distinct fragmentation with a staking of lithospheric units. The fragments can be subdivided according to their geographical position and to their stacking sequence in the Ligurian, the Po-plain and the Southern Alps unit, the last one lying on the European plate. Beneath the northern rim of the Northern Apennines the geophysical results suggest a intracontinental subduction. The corresponding decoupling horizon cuts through the whole crust and a part of the uppermost mantle. Movement along this system must result in an upwards motion of the fragmented rim of he Adriatic plate, including parts of the upper mantle. As a consequence, the extensional tectonic, which can be observed in the upper crustal layers in Tuscany, may develop. The late-miocene and pliocene thrusting of the lithospheric wedge seems to be the final stage of the orogenic development in the Northern Apennines after the paleogene oceanic subduction and the development of a wedge of continental crust in early to middle miocene. A crustal balancing along the EGT-mainline results in a minimum shortening of 90 km since tortonian times. The geophysical results in particular are: ► Below the northern part of the Po-plain the crustal thickness reaches 29 - 30 km. ► About 20 km north of the river Po the Moho starts to dip southwards with an angle of 10 - 14°. At the southernmost provable position 20 km north of the coastline the depth of the Moho reaches 55 km. ► Beneath the Ligurian coast the Moho lies at a depth of 20 - 22 km. It is documented till 25 km north of the coastline at a depth of 22 - 24 km. Together with the previous point it follows a crustal doubling beneath the crest of the Northern Apennines. ► Under the northern part of the Northern Apennines extrem low velocities were detected in the crust. At a depth of 8 - 11 km the velocity lowers to only 4.0 km/s. A low velocity layer (LVL) continues with a southern dip to a depth of at least 25 km. The avarage crustal velocity in this area is as low as 5.7 km/s. ► At the transition from the Po-plain to the Southern Alps the Moho jumps 6-8 km in depth. The Moho beneath the Southern Alps continues northwards with a relatively low dip at a depth of 36 - 42 km to about 20 - 25 km north of the Insubric line. ► Below the southern part of the Southern Alps a LVL exists at a depth of about 10 - 16 km where the velocity drops to at least 5.6 km/s. ► The southward dip of the European Moho beneath the Swiss Alps continues below the Southern Alps. The maximum depth of 65 km is reached some km south of the Insubric line. It follows a crustal overlapping beneath the Southern Alps and beneath a part of the adjacent Swiss Alps. From the interpretation of fans and profils off the EGT-mainline it follows: ► In the Ligurian coastal area the Moho continues east of the mainline at a depth of 20 - 25 km for at least 100 km to Viareggio. Onshore it is provable for a distance of 20 - 30 km off the coastline. ► West of the mainline the Moho continues in the same depth range till below the penninic realm in the coastal area of the Western Alps and below southern Piemont. The transition from the Adriatic to the European plate cannot be seen in the configuration of the Moho. ► The crustal structure south of the Monferrato seems to be tectonically distorted. ► Beneath the southern boundary of the Southern Alps the jump in the depth of the Moho continues into the eastern part of the Southern Alps. ► At the boundary between the Southern Alps and the Swiss Alps the overlapping of the Adriatic Moho over the deep European Moho continues eastwards at least till the Judicaria-line. The structural model along the EGT-mainline based on seismic data must be compatible with the gravity field. Density values of a starting model were calculated using a standard relationship between velocity and density. To fit the observed gravity , an optimization method according to an evolution strategy was applied. Additional trial and error modeling was done, which gave essentially the same results and confirmed the applicability of the optimization method. The following results have been found: ► The modeling of the transition between the European and the Adriatic lithosphere on the basis of the seismic model is possible without problems and deviations of less than 0.05 g/cm3 from the starting model. ► The modeling of the transition between the Po-plain and the Northern Apennines causes more problems. A significant mass deficit results from the starting model, which is due to the the seismically well proven low velocities in this area. ► A positive density anomaly must exist in the area of the Po-plain below the Moho, which coincides roughly with the density anomaly postulated earlier in this region. ► No definite statement is possible concerning the existence and extend of the up to 65 km resp. 60 km deep crustal roots beneath the Southern Alps and the Northern Apennines. The crustal structure was furtheron compared with the distribution of hypocentres of earthquakes. The data were taken from the national seismological networks in Italy and Switzerland. The most important results are: ► The concentration of hypocentres is highest where the shallow Moho in the Ligurian coastal area jumps to the deep Moho beneath the northern part of the Northern Apennines. ► Deep hypocentres (depth ≥ 20 km) are found in areas where the crustal thickness is large (thickness ≥ 40 km). ► The quasi-continuous depth distribution of hypocentres down to a depth of 50 km below the northern part of the Northern Apennines suggests a high rigidity und therefore presumably unusual low temperatures.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: In vielen naturwissenschaftlich-technischen Disziplinen zeigt es sich immer wieder, daß es sehr lohnend sein kann, eine schon als abgeschlossen betrachtete Fragestellung mit neuen methodischen Ansätzen wieder aufzunehmen. So bemerkt man in den technischen Anwendungen eine regelrechte Renaissance der Variationsrechnung, da die damit durchgeführten Computersimulationen helfen, einen Teil der Entwicklungskosten für z.B. Automodelle im Maßstab 1:1 einzusparen. Die topographischen Reduktionsrechnungen, welche als geradezu klassisches Gebiet der Gravimetrie gelten, werden in dieser Arbeit analog dem oben angeführten Gesichtspunkt erneut diskutiert. Dabei werden in den einleitenden Betrachtungen diejenigen Verfahren in einem sehr kurzen historischen Abriß vorgestellt, die sich durch ihre Anwendungsbreite und ausreichende Genauigkeit auszeichnen. Der entscheidende Gesichtspunkt für die erneute Entwicklung von Reduktionsverfahren sind die gerade jetzt im Entstehen begriffenen Höhendatenbanken. Die dort in geeigneter Weise abgespeicherten Daten ersparen dem Gravimetriker in Zukunft die enorm zeitaufwendige Kartendigitalisierung. Ausführlich werden in der Arbeit die beiden neuesten Rechenschemata das • Sideris-Verfahren , das die schnelle Fourier-Transformation (FFT) benutzt, und • eine Methode, die auf der Basis einer Polyeder-Approximation des Geländes arbeitet, erläutert und an synthetischen Beispielen getestet. Eine kritische Gewichtung der Arbeitsresultate hinsichtlich der Verwendung dieser Verfahren und ihrer Weiterentwicklung ergibt folgendes Bild: • Die Verwendung der FFT nach Sider is liefert zwar ein überragend schnelles Verfahren, ist aber durch seine physikalische Äquivalenz zur Massenlinienmethode für die angewandte Gravimetrie zu ungenau. • Die Polyeder -Methode ist von einer exakten Darstellung des Geländes (zumindest in unmittelbarer Stationsumgebung) abhängig und erleidet bei der Anwendung auf Datensätze mit mittleren Höhen einen Genauigkeitsverlust. Die zukünftig verfügbaren Datenbanken, die so oder ähnlich wie das mit TIN bezeichnete Abspeicherungsschema auf gebaut sind, werden für die Polyeder -Methode in idealer Weise verwendbar sein. Denn diese Höhendatenbanken verwenden nicht nur exakte Punkthöhen zur Geländebeschreibung, auch die sehr rechen zeitaufwendige Dreiecksbildung würde damit entfallen. Bis zur Verfügbarkeit solcher Datenbanken kann man aber mit dem in der Arbeit als "kombiniertes System" vorgestellten Kompromiß arbeiten: Die Schnelligkeit der FFT-Methode wird für den Stationsfernbereich ausgenutzt und die Genauigkeit der Polyeder -Methode in der Stationsnähe. Mit diesem Verfahren lassen sich Fehler von weniger als einem Milligal mit durchaus vertretbarem Aufwand erzielen. In den Anwendungen der entwickelten Methoden auf reale Gegebenheiten werden im Falle des Westharzes die oben genannten Eigenschaften bestätigt. Dabei kann man als Ergebnis der Simulation eines TIN -Höhenmodells davon ausgehen, daß die Polyeder -Methode ohne Kompromisse auch auf sehr große Datensätze anwendbar ist, wenn die Dreiecksbildung entfällt. Das Beispiel aus Zimbabwe zeigt, daß man sich mit modernen digitalen Methoden solch ein TIN-Höhenmodell selbst erstellen kann (Digitalisiertablett und angeschlossener PC). Die dann im weiteren diskutierten, modellgebundenen Anwendungen der topographischen Massenreduktionen wurden in erster Linie durch die einfache morphologische Situation des Gebietes provoziert.

Description: In most natural sciences and technology it is sometimes profitable to tackle an old problem which seems to be solved once more with new powerful tools. In finite element computer simulations one can find optimization methods which are based on a very old mathematical discipline called variational calculus. These methods can be used in the automobile industry for instance, for reducing the costs in motor car development. Analogously, in this work, the classical subject of topographic reduction calculations has been tackled with modern algorithmic techniques. Firstly a brief historical overview gives insight into topographical algorithms which are precise enough in calculating and flexible to use. Some remarks about data bases of topographic heights serve as an introduction into geographical information systems. Such systems may be of great help in future topographical work, as they eliminate the time consuming digitalization of topographic maps by hand. The topographical reduction method of Sideris using the fast fourier transform algorithm and a new developed reduction scheme based on an exact polyhedron algorithm and a triangulization of the topography are discussed in detail and tested. The calculations of synthetic topographic models gave varied results: • The method of Sideris works with an enormous speed but as it is physically equivalent to the massline method it is not precise enough for applied gravimetry. • The algorithm using polyhedral bodies needs exact topographical point heights especially in the near surroundings of the gravimetrical station. In future there will be a data base of topographical heights stored in a triangular fashion (triangulated irregular network) called a TIN data base. With TIN the topographical reduction method using the polyhedron formula will be fast enough to handle even big topographical models. As such data bases are not available at present one can use a method developed in this work which combines the positive attributes of both algorithms: The heights far away from the station are calculated with FFT while those in the immediate surroundings with the algorithm using the polyhedron formula. This combined system gives results which are better than 1 mGal and take a considerable short CPU-time. All algorithms are tested with real topographical models of the Harz mountains of West Germany and the Zambezi escarpment of Zimbabwe.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: In der vorliegenden Arbeit wird das Schwerefeld in den südlichen zentralen Anden in Hinblick auf die Vorgänge an einem aktiven, konvergenten Plattenrand untersucht. Es können wesentliche Randbedingungen für die Strukturen und den Stoffbestand der Lithosphäre abgeleitet werden. Die Grundlage dieser Interpretationen bildet die Bearbeitung der gravimetrischen Meßdaten in drei Schritten: • Erstellung einer homogenen, regionalen Datenbasis unter besonderer Berücksichtigung der Vernetzung der Schweredaten und der topographischen Reduktion • Numerische Analyse des Schwerefeldes mit Hilfe von Filterungen, isostatischen Berechnungen und Massenabschätzungen • Durchführung 2-dimensionaler und 3-dimensionaler Modellrechnungen Die wesentlichen Ergebnisse der Bearbeitung des Schwerefeldes der andinen Subduktionszone sind in der Reihenfolge von den tieferen zu den höheren Stockwerken: • Die subduzierte Nazca Platte hat einen maximalen gravimetrischen Effekt von 55 mGal. • Thermische isostatische Prozesse nach Froidevaux ir Isacks (1984) haben einen minimalen Einfluß auf das Schwerefeld. • Die Berechnung regionaler isostatischer Modelle nach Banks et al. (1977) ergibt eine Biegesteifigkeit der Kruste von 1 ∙ 1023 Nm im W-E Segment zwischen 20° S und 22° S und 5 ∙ 1022 Nm im Segment zwischen 22° S und 26° S. • Die Kruste - Mantel - Grenze zeigt entlang der Hochkordillere einen strukturierten Verlauf mit einer maximalen Tiefe von 63 km bei 67.5° W, 23° S. • In dem Gebiet zwischen 23.5° S bis 24.5° S und 68.5° W bis 69.5° W wird im Bereich der Moho eine anomale Geschwindigkeit - Dichte Beziehung registriert. • Die kombinierte Interpretation seismologischer, refraktionsseismischer, gravimetrischer und petrophysikalischer Untersuchungen deutet auf eine Mächtigkeit der kontinentalen Kruste im küstennahen Bereich von 30 - 33 km und einer zunächst mit einem sehr geringen Abtauchwinkel subduzierten ozeanischen Lithosphärenplatte hin. • Die kontinentale Unterkruste zeigt im Untersuchungsgebiet eine geringe Änderung in der Streichrichtung der Anden. • Die Ostgrenze der aus refraktionsseismischen Messungen abgeleiteten, stark aufgegliederten Unterkruste mit sehr geringen Durchschnittsgeschwindigkeiten kann mit Hilfe des Schwerefeldes kartiert werden. Ihre Übereinstimmung mit der Ostgrenze des neogenen bis holozänen Vulkanismus deutet auf einen direkten Zusammenhang zwischen dieser Unterkrustenstruktur und dem rezenten Magmatismus hin. • Die gravimetrisch geforderte Mittelkruste mit Dichten um 2.9 g/cm3 unter der Hochkordillere könnte zum überwiegenden Teil aus Gesteinen einer präandinen Unterkruste bestehen. • Die gravimetrische Modellierung der Schichten mit schon oberflächennah sehr hohen Geschwindigkeiten im Bereich Küstenkordillere und Längstal in Kombination mit Massenabschätzungen zeigt, daß nur der obere maximal 5 km mächtige Teil der modellierten Körper für die Anomalien im Residualfeld verantwortlich ist. Die tieferliegenden Massen erzeugen zusammen mit der Unterkrustenstruktur im wesentlichen den regionalen Trend im Schwerefeld. • Die bedeutendste Struktur im residualen Schwerefeld, das langgestreckte Maximum südöstlich von Calama, ist vermutlich ein relativ einheitlicher, paläozoischer Gesteinskomplex in 10 bis 20 km Tiefe. • Modellrechnungen und Massenabschätzungen im Bereich des rezenten magmatischen Bogens lassen auch aufgrund des Schwerefeldes die Anwesenheit von kleineren, partiell geschmolzenen Magmenreservoiren in der oberen Kruste möglich erscheinen. • Im andinen Vorland ist im Schwerefeld deutlich zwischen dem SANTA BARBARA SYSTEM und dem fold and thrust belt zu unterscheiden. Auf der Basis des regionalen Schwerefeldes konnten bisher unbekannte Krustenstrukturen aufgezeigt werden. Trotz der Einschränkungen, die sich aus den mangelnden oder nicht existenten Randwerten ergeben, konnte ein plausibles Strukturmodell des Untergrundes des Andenorogens erstellt werden.

Description: The present work deals with the gravity field in the Southern Central Andes in regard to the processes at an active convergent margin. Substantial boundary conditions can be deduced for the structure and the material parameters of the lithosphere. This interpretation is based on the processing of the gravity data in three steps: • Preparation of a homogeneous, regional data base considering especially the connection of the different gravity networks and the topographic reduction. • Numeric analysis of the gravity field with the aid of filtering procedures, isostatic calculations and excess mass estimations. • Realization of 2-dimensional and 3-dimensional model calculations. The main results of the analysis of the gravity field at the Andean subduction zone considered from the lower to the higher levels are: • The subducted Nazca slab has a gravity effect not exceeding 55 mGal. • Processes of the thermal compensation model by Froidevaux fc Isacks (1984) have an insignificant effect on the gravity field. • The calculation of regional isostatic models according to Banks et al. (1977) results in a crustal flexural rigidity of 1 • 10 23 Nm in the W - E segment between 20° S and 22° S, and 5 • 10 22 Nm between 22° S and 26° S. • The crust - mantle boundary shows undulations along the High - Cordillera with a maximum depth of 63 km at 67.5° W, 23° S. • In the region between 23.5° S - 24.5° S and 68.5° W - 69.5° W a level with a anomalous velocity - density relationship exists near the M – discontinuity. • The combined interpretation of seismological, refraction seismic, gravimetric and petrophysical investigations points to a thickness of the continental crust near the coast of 30 - 33 km. There the dip of the subducted plate seems to have a very low angle. • In the area under investigation the lower continental crust shows only little variations in the general strike direction of the Andean orogen. • According to the seismic investigations the lower Andean crust is highly structured and has a small mean velocity. The easternmost limit of this lower crust can be mapped with the aid of the gravity field. Its agreement with the limit of the neogene to holocene volcanism points to a direct relation between this structured lower crust and the recent, magmatism. • The postulated crustal layer with densities about 2.9 g/cm 3 beneath the High - Cordillera, which is necessary for the gravity fitting, may consist mainly of rocks of a preandean lower crust. • The 3D - modelling of the layers with high velocities near the surface under the Coast Range and the Longitudinal Valley in combination with mass estimations shows, that only the uppermost 5 km of the modelled structure are relevant for the anomalies seen in residual gravity fields. The deeper masses produce, in combination with the structure of the lower crust, mainly the regional trend of the gravity field. • The most important feature in the residual gravity fields, the pronounced regional maximum southeast of Calama, is presumably a relatively homogeneous, paleozoic rock complex in the depth range of 10 to 20 km. • The results of modelling and mass calculations in the area of the recent magmatic arc could possibly account for smaller, partly molten magma reservoires in the upper crust. • The gravity field distinguishes well between the Santa Barbara System and the Bolivian fold and thrust belt along the Andean Foreland. Based on the regional gravity field new structures in the lithosphere were detected. Besides the restriction of the limited boundary constraints it was possible to establish a plausible structural model of the Andean orogen.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Die vorliegende Arbeit stellt einen Beitrag zur Gezeitenforschung im allgemeinen, und zur Überprüfung von Meeresgezeitenmodellen in Südskandinavien im speziellen dar. Die relativ gut bekannten Krusten- Mantelstrukturen im Bereich Dänemarks ermöglichen die Interpretation von beobachteten ozeanischen Auflasteffekten, hinsichtlich der Beurteilung verschiedener Meeresgezeitenmodelle. Mit zwei ASKANIA Gravimetern und einem LaCoste & Romberg Erdgezeitengravimeter wurden Gezeitenregistrierungen an sieben verschiedenen Orten in Dänemark durchgeführt. Der Auflasteffekt für die Hauptpartialtide M2 liegt zwischen 0.75 μgal und 1.40 μgal, sowie 52° und 87°, wobei die größten Amplituden in Südwest - Jütland beobachtet wurden. Der Effekt klingt nach Norden und Osten, mit zunehmender Entfernung von der Deutschen Bucht ab. Neben der Gezeitenanalyse wurden die Registrierungen auf nicht lineare Einflüsse des Wattgebietes und auf Effekte von windfeld verursachten Auflasten untersucht. In den küstennahen Stationen Varde und Møgeltdnder lassen sind keine signifikanten "höheren Harmonischen" der Hauptgezeitenwellen nachweisen. Allerdings kann der spektrale Nachweis eines periodischen Signals (3 Stunden, 15 Minuten) in der Registrierung aus Møgeltdnder erbracht werden. Für drei Sturmfluten mit extremen Wasserständen wurden die Einflüsse auf die Gravimeterregistrierungen untersucht. Mit der Einschränkung, daß die Gerätedrift nicht genau genug bekannt ist, lassen sich größere Driftgradienten ca. einen Tag vor und einen Tag nach den maximalen Wasserständen feststellen. Die theoretischen Auflasteffekte wurden nach dem Algorithmus von FARRELL (1972) berechnet. Vor den Modellrechnungen wurde untersucht, in welchem Maße die Ergebnisse von der Wahl des Erdmodells und der Modellierung der regionalen und lokalen Geologie abhängen. Der Einfluß des Erdmodells ebenso wie der Krusten- Mantelstruktur auf den theoretischen Auflasteffekt ist mit ca. 5 % äußerst gering. Für die Überprüfung der Meeresgezeitenmodelle wurden theoretische Auflasteffekte mit den Modellen von Schwiderski, Mathisen, Flather und des Deutschen Hydrographischen Instituts (DHI) berechnet und mit den beobachteten Auflasteffekten verglichen. Es zeigt sich, daß bei der Verknüpfung, Modifikation und Erweiterung von Meeresgezeitenmodellen die Konservierung der modellierten Wassermasse eine wesentliche Rolle spielt. Der regionalen Fragestellung entsprechend wurde die Massenkonservierung der adaptierten Meeresgezeitenmodelle als Normierung auf Schwiderski’s Modell der Nordsee realisiert. Dies bewirkt eine deutlich bessere Übereinstimmung von modelliertem und beobachtetem Auflasteffekt. Die Modellrechnungen bestätigen vor allem das vom DHI verwendete Meeresgezeitenmodell für die Deutsche Bucht. Eine Modellerweiterung für den Skagerrak, Kattegat, Beltsee und südliche Ostsee, sowie eine Verfeinerung der Gridstruktur an der Nordseeküste erhöhen zusätzlich die Korrelation von theoretischem und beobachtetem Auflasteffekt. Dieses Meeresgezeitenmodell ist in Kapitel 6.4.6 beschrieben und im Anhang (Kapitel 13.6) in dem von Schwiderski verwendeten Format wiedergegeben und kann für Auflastberechnungen in Südskandinavien, auch hinsichtlich der Korrektur geodätischer Messungen, herangezogen werden. Bei der Interpretation der Ergebnisse wurde versucht, Hinweise über die Richtung möglicher Verbesserungen der Meeresgezeitenmodelle der Deutschen Bucht und der östlichen Nordsee heraus zuarbeiten. Hierbei ist einerseits die Methode zur Ausgleichung von Restvektordifferenzen zwischen den Stationen eingesetzt worden, andererseits wurden ca. 150 Modellrechnungen mit schrittweise modifizierten Amplituden und Phasen der Meeresgezeitenmodelle für die genannten Meeresgebiete gerechnet. Die Ausgleichung führt bei unveränderten Phasen der Modelle zu einer Vergrößerung der Amplituden in der Deutschen Bucht und einer Amplitudenverminderung in der östlichen Nordsee. Die Summe der Restvektordifferenzen zwischen den Stationen wird dabei von 0.5 pgal auf 0.2 pgal reduziert. Die systematische Variation der Amplituden und Phasen der Meeresgezeitenmodelle der Deutschen Bucht, der östlichen Nordsee und des Nordsee Küstenbereichs ergibt eine Verringerung der mittleren Restvektoramplitude von 0.22 μgal auf 0.15 μgal bei größeren Phasen der Modelle (Östliche Nordsee und Schelfgebiet +20°, Deutsche Bucht +10°) und einer Verringerung der Modellamplituden (östliche Nordsee -5 cm, Schelf -20 cm und Deutsche Bucht -10 cm). Diese Resultate können als Randbedingungen für ozeanographische Überlegungen zur Verbesserung der Meeresgezeitenmodelle genutzt werden.

Description: This work is a contribution to general tidal research and specially to the investigation of ocean tide models in the area of South Scandinavia. The relatively well known crust - mantel structures in the region of Denmark enable the interpretation of observed ocean load effects with regard to view of different ocean tide models. Earth tide measurements were carried out with two ASKANIA gravimeters and one LaCoste & Romberg Earth tide gravimeter at seven different stations in Denmark. The load effect of the main tidal wave M2 is between 0.75 μgal and 1.40 μgal, with 52° to 87° phase; highest amplitudes were observed in Southwest Jutland. The effect is decreasing to north and east with larger distance to the German Bight. In addition to the Earth tide analysis, the recordings were investigated with regard to non-linear influences, due to tidal water level changes in the coastal area, and to loading effects during storms and windfields. For the coastal stations Varde and M0gelt0nder no significant higher harmonicals of the main tidal waves were found. But the spectral investigation of the record at M0gelt0nder shows a periodical signal of 3 hours and 15 minutes. The theoretical load effect was calculated according to the method of FARRELL (1972). Before the model calculations, the influence of the chosen earthmodel and the modelled regional and local geology was investigated. The effect due to changes in the earthmodel or to the structure of the crust to the theoretical load effect is very small with about 5 %. For reviewing the ocean tide models, the theoretical load effects of the models from Schwiderski, Mathisen, Flather and the German Hydrographical Institute (DHI) were calculated and compared with the observed load effects. It was shown that for the adaption, modification and extension of ocean tide models, the conservation of water, moved by tides, playes a decisive role. Corresponding to the regional question the massconservation of the adapted ocean tide models were realized as normalisation to Schwiderski’s model for the North Sea. This produces an increased agreement of the theoretical and the observed load effect. The model calculations confirm especially the ocean tide model of the DHI. The extension of the model for the Skagerrak, Kattegat, Belt Sea and South Baltic Sea and the refined gridstructure of the North Sea coast leads to further improvement of correlation between theoretical and observed load effects. This model is described in chapter 6.4.6 and reproduced in the appendix (chapter 13.6) in the format applied by Schwiderski. The ocean tide model can be used for load calculations in South Scandinavia and for correction of geodetical precise measuremants. The interpretation of the results was carried out in order to find out the requirements of possible improvements for the ocean tide model (M2) of the German Bight and the East North Sea. On the one side the method for the adjustment of the rest vectors between the stations was used, on the other side 150 model calculations were carried out by varying the amplitudes and phases of the ocean tide models for the mentioned sea areas. The adjustement leads with constant model phases to increased amplitudes in the German Bight and decreased amplitudes in the East North Sea. The sum of the restvector differences between the stations was reduced from 0.5 μgal to 0.2 μgal. But the systematical variation of the amplitudes and phases for the ocean tide models of the German Bight, the East North Sea and the coastal area at the North Sea leads to a reduced mean restvector amplitude from 0.22 pgal to 0.15 pgal with increased model phases (East North Sea and Shelf Area +20°, German Bight +10°) and decreased amplitudes (East North Sea -5 cm, Shelf Area -20 cm and German Bight -10 cm). These results can be used as boundary conditions of oceanographical considerations for the improvement of ocean tide models.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen