I f I . E R I ) G E S C H I C H T E

8. A l t e r s v e r g l e i c h de r O r o g e n e s e n . n d V e r s . e h e i n e r K o r r e l a t i o n

des G r u n d g e b i r g e s i n v e r s c h i e d e n e n T e i l e n de r E r d e

Von Waiter Wahl (Helsingfors)

~I[t I Textabbildung

1. D i e B e d e u t u n g d e r B e s t i m m u l l g d e s A l t e r s d e r O r o g e n e s e n f i i r d e n A l t e r s v e r g l e i e h d e s G r u n d g e b i r - g e s i n v e r s e h i e d e n e n T e i l e n d e r E r d e . FOr die Bestimmung des Alters des Grundgebirges ist der Allersvergleieh der Orogenesen yon groBer Bedentung. Verfasser hat in einem Vortrag, gehalten vor der Sehwe- disehen Miner:alogisehen Gesellsehaft am 7. :ran. *9369, diese Frage erstmalig behandelt und hierbei darauf hingewiesen, dab grol3e Anteile des Grund- gebirges aus den Resfanteilen yon tier abgebauten Gebirgsz[igen auf- gebaut sin&

Innerhalb dieses arehtiisehen Grundgebirges, das aIso die Wurzelparlien einst vorhandener Gebirgsketten darstellt, deren t laupttei le wegerodiert worden sind, finden wir in betreff der dort auftretenden Granite inlmer wieder dieselben Verh'altnisse wiederholt, namlieh in der Art, dal3 zwei Oruppen yon G-raniten vorkommen, die eng an die gebirgsbildenden Pro- zesse gekn6pft sin& Tells sind es Granite, welehe jetzt den Habitus yon ,,Gneisgraniten" besitzen, die aber unzweifelhaft urspriinglieh in den um- gebenden, aus Sedimenten oder vulkanisehem Material bestehenden Ge- steinsgrund wghrend ether ziemlieh frfihen Phase der Orogenese intrudiert worden sind, ihren jetzigen Charakter yon Gneisgraniten aber wghrend sp-~iterer Phasen der 0rogenese aufgepr~gt erhalten haben. Tells sind es eine andere Art yon Oraniten, welehe einen mehr pegmatitisehen Charakter be- sitzen und mit ,,Adergneisen" und ,,Mig'matiten" intim verbunden sin& Wit finden welter, daB, we diese zwei Arten yon Oranizen miteinander in Kon- takt treten, der mit Migmatitbildung verbundene den gneisfSrmigen Granit durehbrieht und also als der jiingere hervor/ritt. Im Orundgebirge kommen dann oft noeh Granite vor, die, ohne nlit Migmatitbildung verbundea zu sein und bet vie1 geringeren Anzeiehen tektoniseher Beanspruehung, die beiden genannten Oranitgruppen durehbreehen. Es Mad dieses ,postorogeae" Granite, die wohl aueh in Bezug auf die 5itere Orogenese und eine sp'atere Orogenese als ,,intraorogene" Granite bezeiehnet werden kSnnen.

Wenn in einem Grundgebirgsgebiet die Restparfien yon mehreren, unter- einander ihrer Entstehungszeit naeh versehiedenen Orogenesen vorhanden sind, so finden wir, dab zu jeder Orogenese ihre besonderen Oneisgranite und k[igmatitgranite geh5ren - - vorausgesetzt, dab die Denudation so welt vorgesehritten ist, dal3 geniigend fiefliegende Sehnitte dureh die Wurzel- partien des orogenen Zuges entb15Bt worden sind - - und a uflerdem nlSg-

*) W. "WAHL. Geol. PSr. FSrh. Stockholm 58, 1936, S, 90. -- ~,V. WAHL, Compt. rend. See. g6ol. FlnI. 9, Nr. 27; im Bull. Comm. gdoi. Pinl. Nr. 115. C-eologische Rundsehau. XXXIV 14

210 Erdgesehichte

lieherweise aueh intraorogene Granite. Die Gneisgranite der versehieden alten Orogenesen sind unter sieh petrographiseh sehr ~hn]ich, und aueh die Migmatitgranite der versehieden alten Orogenesen gleiehen einander zum Verweehseln, sie kSnnen abet im Grundgebirge ihrer Bildungszeit nach um Hunderte yon ~fillionen ,Iahren versehieden sein. Das Vorkommnis der- artiger Grani~gruppen im Grundgebirge ist deshalb nich~ auf drei be- sehr~nkt, wie man es lange glaubte und bet tier geologisehen Kart ierung des finnisehen Grundgebirges in mehr als 30 Jahren als leitendes Prinzip be- nutzte, sondern es t r e t e n i n j e d e m G r u n d g e b i r g s g e b i e t e b e n s e v i e l e ]~fale d r e i G r u p p e n y o n G r a n i t e n a u f , w i e es a l e r t o r o g e n e Z y k l e n g i b t .

Die Sehwierigkeiten, auf die man stie[~ be[ den Versueben, die Granite in einem Grundgebirgsgebiet miteinander naeh petrographisehen Charakteren zu paralellisieren, hing eben zum g.'roilen Tell davon ab, dal~ man nicht er- kannt hatte, dal3 zu versehiedenen Orogenesen gehSrende Granite nicht au~ Grund petrographiseher ]~'[erkmale miteinauder vergliehen werden kSnnen. Zur Klarstellung des Alters der Grundgebirgsgranite mfissen deshalb die Beziehungen der Granite zu den versehiedenen dort stattgefundenen Ore- genesen festgelegt werden, wodurch dann ihre Altersbeziehungen zu anderen Graniten und den anderen Oesteinen des Gebietes auch klargestellt werden.

D i e E r ~ o r s e h u n g d e r O r o g ' e n e s e n i m G r u n d g e b i r g e u n d alas F e s t s t e l l e n d e s r e l a t i v e n A l t e r s t i e r s t a t t g e - f u n d e n e n O r o g e n e s e n w i r d h i e r d u r e h z u m a l l g e m e i - n e n l e i t e n d e n P r i n z i p b e t d e r E i n t e i l u n g d e s G r u n d - g e b i r g e s . U m g e k e h r t e r l a u b t d i e r a d i o a k t i v e M e t h o d e d e r A l t e r s b e s t i m m u n g e i n e s O r a n i t s , d e s s e n A ] t e r s - b e z i e h u n g e n zu e t h e r O r o g e n e s e b e k a n n t i s ~ , d i e F e s t s t e l l u n g de s A l t e r s d e r O r o g e n e s e , u n d so e r h ~ l z m a n h i e r d u r e h e i n M i t t e l z u r K o r r e l a t i o n d e s G r u n d - g e b i r g e s i n v e r s e h i e d e n e n T e i ] e n d e r E r d e .

2. A l l g e m e i n e s f i b e r d i e V e r w e n d b a r k e i t d e r r a d i o - a k t i v e n B e s t i m m u n g s m e t h o d e n . In ether neulieh in der Geo- logisehen Rundsehau ver6ffentliehten Arbeit ~) hat der Ver~asser eine Uber- sieht gegeben fiber die Methoden, die sieh zur Zeit erSffnen, um das absolute Alter yon Gesteinen zu bestimmen. Es ist sehon hierbei darauf kurz hin- gewiesen worden, daf~ alle diejenigen ~{ethoden, die sieh auf die Bestim- mung des gasfSrmigen in einem Mineral oder Oestein eingesehlossenen }Ieliums stfitzen, fiir ~ater iaI , das gebirgsbildenden Prozessen und demzu- folge mechaniseher Deformation ausgesetzt worden ist, ausscheiden und solehe Bestimmungsmethoden somit nur auf ,,postorogene" Gesteine An- wendung finden k6nnen.

Es fragt sieh welter: KSnnen einzelne ~[inerale~ in denen radioaktive Prozesse verlaufen sind, und Eruptivgesteine, Sedimentgesteine und kristal- line Sehiefer, die solehe Minerale enthalten, in g]eieher Weise zur Alters- bestimmung Verwendung finden'?

Wie im folgenden gezeigt werden soil, verhalten sieh die Gesteine soleher genetiseh versehiedenen Gesteinsgruppen mit Bezug auf versehiedene Be- stimmungsmethoden versehieden,.und die Resultate k~nnen deshalb niebt ohne weiteres miteinander vergliehen werden.

a) I - t e l i u m m e t h o d e

E r u p t i v g e s t e i n e. Bei einem frisehen, feink~rnlgen Gestein ]iegen theoretiseh die Verh~ltnisse am giinstigsten. Alle Minerale des Gesteins sind

~) ~ . WA H E , Geol. Rundsch. 32, 1941, S. 550.

WALTER W a H L - Altersvergleieh der Orogenesen usw. 211

praktiseh yore selben Al• und das entstandene Gas dfirfte im Gesfein ein- geschlossen verblieben sein.

S e d i m e n t g e s t e i n e. Die 5finerale, die sieh zu einem Sedimentgestein ansmmneln, k5nnen seer versehiedenen Que]len entstammen und seer ver- sehiedenen Alters sein. Erst naeh der Verfestigung des Gesteins wird das sieh hiernaeh en[wiekelnde Helium im Gestein verb]eiben, wogegen das yon den darin entha]ienen Minerale~l verher abgegebene Helium nicht bestimm~ werden kann, und da aueh fi]tere Minersle, ~lie sehon mehr oder weniger Helium abgegeben haben, gleiehfal]s an dem Auibau des Sediments teil- nehmen, wird das Heliumverh'~hnis keinen riehtigen 5[al3stab ffir die Bil- dungszeit des Seclimentgesteins ergeben.

t( r i s t a 11 i n e S c h i e f e r. Fiir krisfaEine Sehiefer, die aus Sediment- gesteinen entstetlen, gilt ohne weiteres das oben Gesagte. Ffir kristaIEne Sehiefer, die aus Eruptivgesteinen entstehen, is[ aber die Heliummethode aueh nieht verwendbar, denn es ist nieht wahrseheixflich, daf~ bei der Ge- steinsmetamorphose der vorher gebildete tIeliumgehalt beibehalten bleibt, und somit gibt das Heliumverh[Itnis eines kristall inen Sehiefers weder das riehtige Alter der er~thaltenen Minerale, noeh das der Bildungszeit des 6e- steins an.

Wie aber aus dem neulieh yon K e e v i I a) verSffentliehten Berieht fiber ,lie Ergebnisse tier 3fessungeil naeh der tteliummethode hervorgeht, ist die- selbe iiberhaupt noeh nieht fiir Altersbestimmungen prakfiseh verwendbar, da keine zuverl~ssigen Vergleiehszahlen erhalten werden.

b) B l e i m e t h o d e n

E r u p t i v g e s t e i n e . Bei der Verwendung der Bleimethoden gilt es wohl im aligemeinen, die radioaktiven Ninerale zu separieren, mn mit einer geniigenden Konzentration arbeiten zu kSnnen. Grundsatzlieh And alle Bleimethoden verwendbar, vorausgesetzt, dab alas ]~[aterial friseh ist und nicer inlolge yon Verwltterung und Zersetzung eine Auslaugung entweder der :kusgangstoffe Uran und Thorium oder des entstandenen Umwandlungs- produktes Blei hat stattfinden kSnnen. Bei zersetzfem ~Iaterial ist die einzige ~[ethode, die riehtige Resultate geben kann, wie frfiher hervor- gehoben% die Bestimmung des Verh~ltnisses der aus Uran entstehenden Bleiisotopen 206 und 207 zueinander. Zur Zeit ist eine genfigende Oenauig- keit ffir Altersbestimmungen wohI nut m i t d e r N~ERsehen Apparatur zu erreiehen; bei den mi~ photometrisehen Methoden arbeitenden ]~[assen- spektographen I~I]t sieh wegen der sehr groBen Konzentrationsuntersehiede zwisehen den zu bestimmenden Isotopen keine geniigende Genauigkeit er- zielen. Aueh mug die Bestimmung der Radioaktivitatskonstanten des Aetino-Urans noeh mehr verfeinert werden, bevor diese Bestimmungen eine genfigende Genauigkeit erreiehen kSnnenb.

Bei s~mtliehen Bleime[hoden ist welter in Betraeht zu ziehen, dab die Resultate beeinfluBt werden kSnnen dutch beigemisehtes, in Form yon LSsungen oder Adern eingedrungenes ,gewShnliehes Blei", und dsB dieses ,,gewShnliehe Blei" zu versehiedenen geolegisehen Zeiten eine versehiedene isotopisehe Zusammeasetzung gehabt haben wird~).

S e d i m e n t g e s t e i n e . Die Mlnerale, die sieh zu einem Sediment- gestein ansammeln, kSnnen seer versehiedenartigen Quellen entstammen und seer versehiedenen Al~ers sein. Eine Bestimmung der Bleiverha]tnisse an einer Oesteinsprobe wfirde deshalb nut das Mittel des Alters der darin enthaltenen, versehieden allen Minerale ergeben. 24hnlieh w~re das Ergebnis

a) X. B. KEEVIL , N a t u r e Nr. 3754, 1941, S. 445. 4) W. W A H L , Geol. R u n d s e h . 32~ 1941, S. 550. ~) YV. W.&HL, Geol. R u n d s e h . 32, 1941, S. 550.

212 Erdgesehiehte

aueh naeh Separation eines gewissen l~finerals, denn die einzelnen KSrner kSnnen ja aus Eruptlvgesteinen sehr versehiedenea Alters stammen. Sedi- mentgesteine und Mineralseparationen aus denselben sind also fiir Alters- bestimmungen nieht verwendbar.

K r i s t a 1 1 i n e S e h i e f e r. Piir kristalline Sehiefer, die aus Sediment- gesteinen entstehen, gilt ohne weiteres das oben Gesagte. Far kristalline Sehiefer, die aus Eruptivgesteinen hervorgegangen sind, gilt, dab falls sie nieht gar zu stark metamorphosiert sind, die Bleimethode das ursprfingliehe Alter des Eruptivgesteins ergeben wird, nieht aber das Alter des Gebirgs- bildungsprozesses.

Allgemein lfil~t sieh also sagen, dab weder Sedimeatgesteine noeh kristal- ]ine Schlefer ffir die Bestimmung des Alters einer Orogenese benutzt werden kSnnen.

8. B e s t i m m u n g d e s A l t e r s o r o g e n e t i s e h e r P e r i o d e n a u s d e n B l e i v e r h f i l t n i s y o n ~ i i n e r a l e n , i s o ] i e r t au~ d e n w ~ i h r e n d e i n e r b e s t i m m t e n P h a s e d e r O r o g e n e s e k r i s t a l l i s i e r t e n E r u p t i v g e s t e i n e n . Da der Verlauf einer Oro- genese sieh fiber - - aueh geologiseh - - verh'51tnism~gig lange Perioden erstreekt, is[ es zur genauen Besthnmung des Alters der Orogenese nieht gentigencl, zu wissen, dab das Material zur Bestimmung der Bleiverh.~ltnisse aus einem bestimmten Gebirgsfaltungsgebiete oder aus den restierenden Wurzelpartien eines solehen stammt, es mu[~ vielmehr bekannt sein, aus weleher Phase der Gebirgsbildung die Proben herkommen. (Wit haben ja z.B. innerhalb der A[pen triadisehe Eruptivgesteine, und wiirdea wit das Bleiverhgltnis nut an Mineralen, die aus diesen Erup~iven stammen, best[m- men, so wfirden wir kein riehtiges Bild fiber den Zeitverlauf der alpinen Faltung erhalten.) Um die AltersbestimmungsmSgiiehkeiten [iberblieken zu k6nnen, miissen wit deshalb zuerst untersuehen, ob und wie das Hervor- dringen yon Erupt[yen sieh an (lie versehiedenen Phasen der Gebirgsbildung ansehlieSL Das Ergebnis einer derartigen Untersuehung is[ vorweg, dag ein Zusammenhang zwisehen der Entwieklung der Gebirgsbildung sowie ihrer einze]nen Phasen und der Besehaffenhe~t der w~hrend derselben hervor- gedrungenen Eruptivmag'men besteht.

Der H a u p t s a c h e nach lassen sieh in Fennoskand ia die folgemden H a a p t p e r i o d c n des P ;ervordr in~ens roll E r u l n i v m a s s e n w~.hrend einer Orogeaese un te rsche iden .

I. G e o s y n k l i l l a l p e r i o d e

Wi~hrend dot Geosynkl ina lper iode und vor d e n e igent l lchen Be~inn der Fa l t u n g d r ingen me[st basa l t t sche bis pyroxenandes i t i sehe L a v e n hervor , oder v e r b r e i t e n sic:h innerha lb des Sed imentkomplexes als I n t r u s i v l a g e r . P i l lowlavas und I~:[andelsteine nebst sich anschlief lenden Tuffen scheinen f a r diese Per[ode geradezu eha rak t e r i s t i s ch zu sein.

In den Mteren Te[len tier Svekolenn iden Finn[ands sind d e r a r t i g e E r u p t i v e durch die Un te r su ( ' hungen yon SEDERHOLM e ingehend b e k a n a t geworden , so z .B. aus T a m m e l a ( , ,Ura l i tpor fyre" , I~fandetsteine), a u s d e r Gegend gleieh nSrdl ich yon Tam- mer fo r s and aus Peil inge. sowie du t c h die U a l e r s u e h u n g e n yon WEGMANN an d KRXNCK aus d e n Schitrenhof 5stl tch yon tIelsing'fors (hier such Pi l lowlavas) . Aus d e n ~iitoren Grundgeb i rge Schwedens kennen wi r sie z. B. durch SIINDIUS' Untersuchunge~! aus d e n . .Grythyt tef~ , l t " , wo sie einen sehr bas ischen C h a r a k t e r besitzen.

In den 51~esten Teilen der I-:areliden Finnlands und besonders den 0s t i tches Teilen yon l~ussisch-Karel ien sing basisehe ~landels te ine a nd Tulle sowie aus diesett he rvo r - ~egangene Grt tnsehiefer sehr h~nfig.

],:in Tell der . ,Ophiolite" tier a lpinen Faltun~, is[ wohl such h l e rh e r zu reehnen.

I[. Pcriode der beginnenden Faltuns

Charaktcrlstisch far die ersten Zeiten der Faltung urspriinglicher Geosynklinal- sed imente ist das k o n k o r d a n t e E ind r ingen und E r s t a r r e n gro~er Gran i tmassen , die �9 moistens eine granodior i t i sche Z u s a m m e n s o t z u n g haben, abe t zum Tell ~,ohI auch in saurere , s~woi~l ka l ig ran i t i sche wie t rondhe imi t i sche Different ia te ~bergehen .

W A L T E R W A H L - Altersvergleieh der 0rogenesen usw. 21~

I I i e rhe r geh6ren die , ,[il terea G r a n i t e " oder , ,Grani te der e r s t en Gruppo" SEDER- HOLMs aus dem G r u n d g e b i r g e ( = W urz e ln der Svekofenniden) Finnlands , f r i iher yon W I I K als , ,Ol igoklas -Gneisgran i te" bezeiehnet . H i e r h e r gehSren aueh die meis ten der in Schweden als , ,Urgrani te ' " bezeiehneten Gran i tgne i se des sehwedisehen Teiles der Svekofenniden . Jnnerha lb des Oebietes, das yon den ~3berbleibseln der K a r e i i d e n f a l t u n g e i n g e n o m m e n wird, k o m m e n d e r a r t i g e . ,Sltere G r a n i t e " yon meis t g ranod io r i t i sehe r Z n s a m m e n s e t z u n g in g roge r }Ienge vor . Sir gehOren, nach Ans ieh t des Ver fasse rs dieser Per iode der ka re l id i sehen F a l t u n g an, obgleich sir zum Teil - - wohl mit Un- reeht - - ~ilteren in die Fa l tungszone e ingehenden G r u n d g e b i r g s p a r t i e n zuge reehne t worden sind. Von den j i ingeren Orogenesen sind wohl am b e k a n n t e s t e n die grof3en Granod io r i tba tho l i the der Sierra Nevada , die sieh dureh Bri t iseh-Columbien bis naeh Alaska, und w i e d e r u m s~idiieher in Kal i forn ien tiber wei te Gebiete e r s t r eeken . Ebenso hat m a n sir in den s t tdamer ikan i sehen Anden in groBer Verb re i tung , hier abe t in po t rograph iseh g rS~ere r Var iab i l i t f t , wie z .B. aus KRANCKs Besehre ibungen dee Bathol i te des Feuer landes h e r v o r g e h t %

Zum Tell t r i l l wahrsehe in l i eh das M a g m a dieser g rouch Plutone, yon denen die t iefer ge legenen noeh lange Zeit als ~ i a g m a r e s e r v o i r e dienen kSnnen, zugieieh und wohl aueh in sp~iterer Zeit e f f u s i v i n E r s e he tnung als F 6 r d e r u n g s g u t der andes i t i sehen K a m m v u l k a n e , wie sie in den Anden und den os t tndisehen Inse ib6gen h e r v o r t r e t e n .

D:ese in ih re r Beziehung zu den umgebei~den Sed imen tmassen k o n k o r d a n t ersehei- llenden gr6fleren and g e r i n g e r e n Massen s a ue re r P lu tone sind v o m Ver fa s se r in seiner C ha rak t e r i s i e rung der Grani te des Grundge b i rge s yon Fennoskandia 7) als , .prim- oroa'ene Gran i t e " oder f r t thorogene Grani te bezeichnet worden.

I[I. P e r i o d e d c r f o : ' t d a u e r n d e n F a l t unq"

SEDERHOLM hat wohl zuers t auf die wieh t ige Ta t saehe h ingewiesen, daft im sfid- finnisehen G r u n d g e b i r g e (Wurze laone der Sxekofenniden) in der Zeit zwisehen dem I I e r v o r d r t n g e n des ,~il teren G r a n i t s " und des ,,j~ing'eren Grani ts - ' basisehe Erup t iv - massen h e r v o r g e d r u n g e n sind, die jetT.t in der Fo rm yon oft zah l re iehen , ,basisehen Ggngen" e rha l t en sind. Die bas ischen G e s t e i n s v o r k o m m e n der h6her ge!egenen Teile des Oebirges, die aus diesen G~hlgen gespeist worden sind, sind jetzt n ieht m e h r im Gebiet d e r - S v e k o f e n n i d e n zu beobachten , nu r die Zufuhr spa l t en sind in den Wurze l - zonen des Gebirges iibrig, aber die Spalten haben wohl zum groflen TeiI das Mater ia l empoegef0rdee t , das wi r jetzt in den , ,Ophiol i ten" der F lysehper iode der i g n g e r e n Ge- birge beobaehten . Die e twas gr01]eren, zusammenh i ingenden Gebiete yon , ,Metadia- t, a sen" und , ,Leukod labasen" sowie yon gabbro iden Gesteinen, die wi r innerha lb der Oebirgszone tier Kare l iden 1lussisch-Karel iens und in Lappland voefinden, kO,inen wenigs tens zunq Teil dieser Periot 'e e n t s t a m m e n , obgleieh sie zum Tell der Periode V angehSren .

IV. P e r i o d e d o t K u l m i n a t i o n v i c e F a l t u n g und d e r g r o l ~ e a f - b e r s e h i e b u n g e n

Zu der Zeit, da die F a l t u n g e n und Oberseh iebungen ihren gr013ten U m l a n g and die Sediment- und E r u p t i v g e s t e i n s p a k e t e ihre grbf~te Mi~ehttgkeit e r re iehen, w i rd a u e h die Per iode der we i tgehends t en Metamorphose der un t e r en Teile der Geosynkl inalsedi - men te und ih re r even tue I l en Un te r l agen e in t re t en mlissen. Es i s t n/imitch eine nat t l r - ltehe Folge der F a l t u n g und der Dbersehtebung, dab die v e r t i k a l e M~iehtigkeit der v o f her hor izonta l v e r b r e i t e t e n Ges te insmassen s t a r k ans te ig t . H i e rd u reh ge l ang t Material , das fr t ther in das T e m p e r a t u r g e b i e t der Erdoberf l~ehe gehOrte, in t iefer ge legene Regionen yon s t a rk erh~Shter T e m p e r a t u r . Es ist dieses die Per iode der , ,U l t rameta - morphose" der in die Tiefe hinabgedr~ingten Soekelpar t ien der Gebi rgsmasse , der Bil- dung tier =:Migmatite" and . .paling'enen Gran i t e" . Die Teile der Ges te insmassen , die am le ieh tes tea schmelzen oder sieh in v o r h a n d e n e n LOsungen 10sen, we rden sich bet den T e m p e r a t u r e n in der Tiefe 16sen bzw. schmelzen and es en t s t ehen die leiehtfi t issigeren, hellen, ka l ig ran i t i s chen Teile der Migmat i t e a nd Venire, welehe dann aueh te!lweise als pa l ingene G r a n i t m a g m e n a us ge que t s e h t w e r d e n und in hOhere Zonen des Gebirges odor a.ueh seit l ieh a b w a n d e r n , um liter als a ' rani t isehe oder pegma t i s ehe _~Iassen zu m 's ta r ren . Diese w g h r e n d der I{u lmina t ion der F a l t ung und Ble tamorphose en t s tan- denen Gran i t e sind v o m Ver fa s se r als . , se rorogene oder spi i torogene Gran i t e " be- zeiehnet wordenS). "Wiees in den t ie feren Tetien der Svekofenn iden leieht fes tzus te l len ist, we rden auch wen igs tens die un t e r e n TeiIe der in der Per iode I[ in die Geosyn- k l ina l sed imente e i n g e d r u n g e n e n pr imorog 'enen Grani te (=,gltere G r a n i t e " SEDEItHOLMs) in diese U l t r a m e t a m o r p h o s e mit e inbezogen, t'.nd es sind die a lka l i r e i che ren Ante i le der

~) E. H. KRANOK, Geol. Investig. Cordillera Terra des Fuego. Aeta Geogr. 4, Mr. 2, I Ie !s ingfors 1932.

7) W. W A H L , Geol. F f r e n . F6rh. 58, 1936, S. 94. s) W. W A H L , Geol. FSren. FOrh. lee. eit.

214 Erdgeschichte

Granodior i te , die mi t Quarz m e h r oder w e a t h e r ges~t t ig t , h ierbei zuers t in L6sung gehen and so zuers t die , , :kdern" der 3[ igmat i te l iefern, aus denen bei der Ausque t - sehung h ie rauf die pa l ingenen Ma.gmen der , j a n g e r e n G r a n i t e " SEDERHOLhls, die Grani te vom H a n g 6 t y p u s in Siidfinniand h e r v o r g e h e n . Iu den hiSher ge legenen Teilen des Gebirges d u r e h d r i n g e n darer GSnge und StSeke dieses pa l ingenen G r a n i i m a g m a s unver [ inder te Teile der Granodior i te uud kSnnen sogar , wie es z. B. im T a m m e r f o r s - g'ebiet der Fall ist, in den k~i te ren _~knteilen des Gebirges mit endogenen Koutak thOfen yon Q u a r z p o r p h y r e r s t a r r en .

Gewisse Teile dieser ]~Iagmen ~'erdm~ wohl auch e~fusiv he rvord r ing ' en und aIs Rhyol i te und Q ua rz po rphy re e r s t a r r en , wie sic in m a n e h e n der j u a g e n Ke t t en g eb i rg e als verhiiltnism/iftig sp~te Effusi\-e gefundel~ w e r d e n (STILLES , , subsequenter s ial ischer Vulka l l i smus") .

Da diese se rorogenen , pa l ingenen Grani te alie die f lf tchtigeren Teile der Soekelpar t ie der GetJirgsmasse und aile yon un ten nach aufw~trts w a n d e r n d e n tlLiehtigen Bestand- teile, die die t ie fer l iegenden Magmeu abgaben , in sieh a u f g e n o m m e n haben, sind sie - - wie es t tber~l l im G r u n d g e b i r g e zu sehen is~ - - verh~tmism' : ig ig sehr liquid gewesen and gehen lokal oft in reine P e g m a t i t e tiber, die d a n a aueh die se l t ene ren Peg ma t i t - mine ra l e en tha l ten . Es ist deshalb hauptsi%ehlieh in diesen den , , j t ingeren" Gran i ten ( , ,Grani ten der zwei ten Gruppe" SEDERHOLMs) sicb, ansehliel~enden Pegmat i t en , we die h{inerale der se l tenen Erden, des Thor iums und des Urans sich ange re i che r t haben.

Dagegen eu tha i t en die , .p r imorogenen Gran i t e " "a~ohl n u t f~ul3erst sel ten r ad ioak t ive hlinerale. Der Ver fasse r ha t sehon seii J a h r e u versuch t , 3~onazi~, Orthi t oder u ran- f t ihrende Tan ta lon ioba te ia. den ,,filteren Grar t i ten" des f enuoskand i sehen Grundgeb i r - ges aufzuf indea, aber dieses ist bis jetzt w e d e r mir noeh. mehrere~t schwedisehen Kol- legen, die sieh aul" meine Bit te d a t u m bemiih~ haben, ge lungen. Diese Granodior i te der e r s t en Gruppe eu tha l t en n u t Zirkon uud Apat i t , abe t ke tuen h{ouazit oder Orthi t , und die P e g m a t i t e derselben, die i ibr igens auet~ sehr se l tea sind, en th a l t eu a a e h keine r ad ioak t iven ~Iinera.le. Das Verhgiltnis ist ganz [ihnlieh bei den , ,f i l teren" Gran i ten der Karel iden, we ve rge be ns naeh Orth i t und Monazit gesueht wordert i s t . . k u e h aus den Granodior t t en der Sierra N e v a d a sind bisher, so viel arts der L t t e r a t u r zu e rsehen ist, keine r ad ioak t iven 3finerale erw.;i.hnt.

V. P e r i o d e d e s k r a t ' o g ' e n e n A b s e h l u s s e s d e c G e h i r g s h i l d n a g

I m Grundgeb i rge Fennoskand ias s m a n die sp~itorogenen Grani te , d . h . die , ,Grani te der zwei ten Gruppe" , die Han~Sgran t t e , n u t sel ten yon j t ingeren E r u p t i v e n dn rchque r t . :Es dt i r f ten sieh solehe jttng'ere Erup t ive , we sie noch za r Orogenese ge- hSren, auf Diabasg/inge, d . h . basa i t i sehe 31agmen b e s e h r a n k e a . In den j t ingeren Fal- t engebi rgen , mit der ka ledonisehen F a l t ung beglnnend, t r e t en abe t naeh AbschluB der e igent l iehen Fa l tungsper iode End m e h r im AnsehluB an die absehliel~ende , ,g 'ermano- type" Sehlul}periode der Orogenesen sowohl innerha lb des Gebirges, wie v e t a l lem in den sieh ansehltel~eaden k r a t o g e n e n Gebieten auge rha lb des e tgent l iehen Gebirgszuges , a lka l ine Magmen auf. :kueh das H e r v o r d r i n g e u der medilerrane~_ 3.Iagmeu sehliel3t sich der e igent l iehen Gebi rgsb i ldang ers t spiiter an und e r fo lg t im k r a t o g e n e n Gebiet auge rha lb des der Fa l tun~ und ?)bersehiebung ausg 'esetzten Gebietes. Es I r ag t sieh, ob nieht das Emt)ordr ingen der , , a ika i inen" uad , ,med i t e r r anen M a g m e u " wen igs t ens teil- weise eher in die i u t r ao rogenen Per toden gehOrt. Die g rogen basa l t i sehen Ergt isse der , ,P l a t eaubasa l t e " und , ,Y[utbasai te" scheinen auch eher in t r ao ro~en zu sein, als der k r a t o g e n e n Absehlugper iode ether Orogenese anzugeh6ren .

Die Ergebnisse der obigen Darstel lun~' lasseu sich f o l g e n d e r m a g e n zusammens te l l en :

I. Geosynkl iaa lper iode II . An[i ingl iehe Faltut~gspcriode

I I I . F o r t d a u e r n d e Fa l tung ( , ,Flyschperiode der alpillen Geologen)

IV. I (u lmina t iou der Fa l tung (, ,~[olasseperiode der a lp iaen Geologen)

~,L _~.bsehliel3ende ge r lna lmlype Phase tier Oro- genese

basisehe E r u p t i v e Granod[or i tp lu tone basisehe E r u p t i v e

pai i~gene Grani te und de rea N'ig- ma t i t e nnd P e g m a t i t e

basisehe Erup t ive , a lka l ine 3,[agmen

Diese Dar s t e l l ungen der Bez iehuugen zwisehen dell Phasen tier geb i rgsb i ldenden Prozesse und der ]~iobilmaehung yon E r u p t i x ' m a g m e n ist nat t i r l ich s t a r k schemat i s ie r t und ve re in faeh t , um le iehter einen fTberblick zu gewi~hren. I m einzelnerL liegert die "Verhaltnisse wohl bedeu lend kompl iz ie r te r , v e t a] lem wohl a.uch insoiern, a 1 s e i a - z e l n e d e r b i e r d a r g e s t e l l t e n P h c ~ s e n d_er O r o g e a e s e s i e h m e h r m a l s w i e d e r h o l e n k S n n e n , s o z. B. d a s E i n d r i n g e n d e r G r a n o d i o r i t p l u t o n e u I ] d a u c h d i e ~ I i g m a t i t b i l d u n g . - - Z u sol- chen Kompl ika t ionen geh6ren aneh das lokale A u f t r e t e n saue re r Ef fus ivmassen und e x t r e m z a s a m m e n g e s e t z t e r Erup t ive , wie in den , ,Bergs lagen" Schwedens usw., abe t im groBen dt i rf te der geschi lder te Ver lauf au~ die meis ten OrogeneserL passeL, so wel t sic bisher b e k a n n t sind.

\VALTER W A H L - Aleersvergle ich dee" 0 rogenesen usw. 215

In e iner neul ich verbf fen t l ich ten Arbe i t , ,Zur F rage der H e r k u n f t der Magme~'" hat ST[LLE ~) aueh die Beziehung zwischen Geb i rgsb i ldung und E m p o r d r i n g e n der Magma besproeheu und gibe ftir den . ,magmat i s chen Xormalab la f t f der o rogeuen Zonen" die fo lgenden Stadien an:

1. in i t i a l (s imische Magmen), 3. subsequen t (s ia l ische Magmen) , -% synorogen (sialische ~[agmen), 4. final (simische Magmen).

Beim ersten Anbllck erschei~t der Untersehied zwischen diesem magmatischeu Ab- ~ar und dem vorhin yam 5~er[asser gegebenen grSt~er als er tatsgehlich Jst. Die ver- scMedene Formulierung ist wahl eigentlich dadurch entstanden, dal3 STILLE haupt- sgehlieh you den Effusiven der jttngeren 0rogenesen ausgeht, der Verfasser dagegen van den Plutonen und Gtingen der abgetragenen tilteren Orogenesen. Hierdurch ist orkl/irlieh, datl der Periode III der basischen Gtinge SEDEP~HOL3rs eine selbsttindige Bedeutung zugesprochen wird, wogegen STILLE nur das Vorkommen basischer Ge- steine im Ansehlul.~ an die synorogenen sialischen Plutone erw/ihnt und in ihnen Dif- ferentiale der sialischen M:agmen vermuteL Die Perioden I1, III und IV des ~Ter- Cussers sind eigentlieh alia ,,synorogen" ebenso wie die Perioden 2 und 3 STILLES. Dal~ der Verfasser der Unterseheidung der friih- oder primorogenen Granite und der spSt- oder serorogenen Granite und. der dazwischenliegenden Periode der ,,~[etabasit- g/~nge'" SEDERHOLMs eine grundiegende Bedeu{ung beimiBt, ]iegt gerade in der fun- damentalen Bedeutung dieses Untersehiedes f{ir die ganzen Altersuntersehe'dungs- mSglichkeiten im Grundgebirge. Da das ,,subsequente" (sialisehe) Stadium STILLES den Effusi* en der serorogenen patingenen Granite der Periode III des Verfassers ent- sprieht, und. die Perioden I u n d V des Ver[assers den Stadien 1 und ~ STILLEs ent- sprechen, ist as ersiehtliefi, wie weitgehend das Tatsachenmaterial, das beiden g~ber - legungeu zugrunde liegt, iibereinstimmt.

Da die Minerale , welehe radioakt ive Grundstoffe entha l ten , alle aus grani- t isehen, sven i t i sehen und alkali- bis nefe ] insveni t i sehen ~J[agmen und vor allem aus deren Res t l augen und P e g m a t i t e n auskr is ta l l i s ieren, kSnnen solehe Nine ra l e nur in den oben eha rak t e r i s i e r t en Per ioden II , IV und V en t s t anden sein. Hierzu kommt dann noah das Vorkommen dera r t ige r h[ine- rate in den, in der Zeit zwischen den grol3en Orogenesen mSgl ieherweise emporgedrungenen, , , in t raorogenen" 0 r a n i t e n und deren Pegmat i t em Wie vorhin hervorgehoben, seheinen die f r i ihorogenen Granodior i te der Periode I I keine rad ioak t iven MineraIe auBer Zirkon zu entha] ten , und an Zirkonen ]iegen bisher i iberhaupt nu t wenige Uran-Ble i -Bes [ immungen vor (aus (}raniten, I~laek Hills, und aus Zi rkonkonzent ra ten , :~[ozsmbique). Die mei- sten rad ioakt iveu ~{fnerale wie ~fonazite, Xenot ime, Orthi te , Uran in i t e , Fer- gusonite, u Samar sk i t -Euxen i t sind also w~ihrend der h ier als tV bezeiehneten Kuhn ina l ionspe r iode der Orogenese in Zusammenhang mit der E n t s t e h u n g der serorogenen Grani te , d. h. der Migmat i te und pal ingenen Grani te (, , j i ingeren Grani te" des Grundgebirges naeh SEDEe~0L~) gebildel warden u n d e i n e B e s t i m m u n g d e r B l e i v e r h ~ l t n i s s e d i e s e r P e g m a t i t m i n e r a l e e r g i b t a l s o d e n Z e i t p u n k t d i e s e r K u l m i n a t i o n s p e r i o d e e i n e r O r o g e n e s e .

Bes t immnngen der Bleiverh~l tnlsse an P e g m a t i t m i a e r a l e n , die in i raorogen hervorgedrungenen Oran i t en ents{ammen, sol l ten denmaeh n ieh t mi t den Bes t immungen an P e g m a t i t m i n e r a l e n der Orogenesen vergl iehen werden. Arts j i ingeren geologisehen Per ioden haben wir ja Grani te , wie z .B. die- .ienigen der wes t -sehot t l~ndisehen ter t iSren pe t rographisehen Provinz, die ke iner Orogenese di rekt zugereelmet werden kSnnen, und aus ~Iterer Zeit z.B. die sog. ,,postareh-5~sehen" Erupt ive des fennoskandisehen Grund- gebirges, vor allem die Rapakiv igran i te . Auf fa l l end ist, dal? bisher keine Beqtimmune'en an Minera len aus de ra r t igen Grani{en vorzul iegen seheinen. " Es sehe in t i iberhaupl, aIs ob derart.ige, i ibrigens fast immer mit gabbroiden Magmen vergeset isehaztete Grani te keine P e g m a t i t e im Gefolge mi t sieh ffihren. Wie wi r spgter b ier sehen werden, geh6ren nur ganz vereinzel te der e twa 125 Analysen, die an P e g m a t i t m i n e r a l i e n bis je tz t ausgefi ihr t

9) L, STILLE, Abfi. PreufL Akad. ~riss., math . -na t . KI., 1939, Nr. 19.

21 (~ Erdgesehieh%

worden ~ind, intraorogenen Perioden an, undes seheint demna~:h, dab intra-. orog'ene Granite tiberhaupt selten sind oder daf~ ihnen fast durehweg ein pegmatitisehes Gefolge fehlt.

Die Bleibesthnmungen, die an Zirkonen der Granodiorite tier Per iodel I einer Orogenese ausgef~hrt sind, k6unen nieht direkt mit den Bestimmungen an den Pegmatitmineralen der Periode IV zusammengestellt werden, denu saehgem~il3 wird ja eine geriiumig'e Zeit verflossen sein zwisehen der Verfestigung der friihorogenen Granite und der sp~itorogenen ~Iigmatit- bildung. Bisher liegen keine derartigen Bestimmungen aus ein und der- selben Orogenese vet, und wir k6nnen nieht genau sagen, wie g'roi3 der Zeitabsehnitt ist, weleher bet den Orogenesen zwisehen den ~{i~eralbildun- gen der Phase I I und tier Phase IV liegt und ob derse]be iiberhaupt fiir die versehiedenen Orogenesen yon derselben Or6f~enordnung ist oder nieht. Ein Beispie,1 m~Sge indessen herangezogen werden, um zu zeigen, dab es sieh um ZeitmaBe handeln kann, die gr~iBer sind als die Fehler der Bestimmungs- methoden. So sind die Oranodiorite der Sierra Nevada jungkhnmeriseh~ wo- gegen die l~egmatitf/ihrenden Idaligranite Siid-Kaliforniens wohl laramiseh sind, weshalb sieh in diesem Palle ein Altersuntersehied ;-on etwa ,50 his 60 ~Iillionen Jahren ergeben sollte.

Was sohIieBIieh die Bleiverh~iltnisse betrifft, die an]Xfineraleu der Nefelin- syenitpegmatite und mit diesen genetiseh verbundenen _klkalisyenit- und Alkaligranitpegmatiten bestimmt worden sind, so sind diese Zahlen aueh nieht direkt mi~ denen der secorogenen Oranitpegmatite ~Tergleiehbar, denn diese ;\lkaligesteine geh6ren ja erst der germanotypen, der eigentliehen Orogenese folgemlen Phase tier Oebirgsbildung an und sind zum Teil web] aueh erst bedeutend sp~ter emporgedrungen.

4. Z u s a m m e n s t e l l u n g y o n A n a l y s e n d e r T h o r i u m - u n d U r a n m i n e r a l e a u s G r a n i t p e g m a t i t e n . Xus den rorangehen- den f?berlegungen ist ersiehtlieh, dal.~ die Pegmatitminerale der seroro- genen (= spiitsynorogenen) Granite aus einander entspreehenden Phasel~ der Orogenesen stammen. Die Bleiverhiiltnisse dieser Pegmatitminerale eignen sieh deshalb gut fiir einen allgemeinen Altersvergleieh zwisehen den ver- sehiedenen Orogenesen und ffir eine Korrelation yon flesten alter Oro- genesen im Orundgebirge versehiedener Teile der Erde.

Es sind deshalb s~mtliehe his 5etzt ausgefiihrte Bestimmungen x'on Biei- verhiiltnissen der radioaktiven Granitminerale aus der Literafur zusam- mengestellt ~-orden. Jedoeh wurden nut Analysen yon primer gebildetell, frisehen Pegmatitmineralen bertieksiehtigt, wogegen sekund~r gebildete Ninerale wie z.B. Oummite, Uranophane, Tueholit sowie stark umgewan- delte oder wasserhaltige i~finerale nieht bertieksiehtigt worden sind, obgleieh zahlreiehe, besonders iiltere Analysen yon solehen vorhanden sind. We :knalysen yon derartigen sekund~rgebildeien oder zersetzten !~[ineralen und yon prim~ir gebildeten, Irisehen l~fineralen aus denselben Pegmatitggngen vorliegen, ergeben jene immer stark variierende und ~:on diesen abwei- ehende Zahlen. Ihre ~Iitberiieksiehtigung kann a!so nut Verwirrung sehaffen.

Von ~ilteren Xualysen (vor 1910) sin,] nut diejenigen yon }'. W. HILLE- BRAND beriieksiehtigt worden, da, wie es seheint, nur diese mit eiuer solehen Oenauigkeit ausgef/ihrt sind, dab das Eleiverh~iltnis mit demjenigen modemer Analysen vergleiehbar i s t Von den 12.5 benutzten Analysen sind nieht weniger als ;-~l yon Itt~CHT und K R o u ~ im Wiener Universit.~tslabo- ratorium ausgeffthrt. Diese sind naeh gleiehen ~Iethoden ausgeftihrte ~'[ikroanalysen und deshalb gut untereinander vergleiehbar. Da sie mit grol?er Sorgfalt und naeh vorbiIdliehen Vorstudien und eingehender Pra- lung der ~'[ethoden ausgefiihrt sind und Naterial aus fast alien Orogen-

\~TALTEg W A H L - Altersvergleieh der Orogenesen usw. 21 T

perioden umfassen, bilden sie sozusagen das Geriist der ganzen naeh~olgen- den Zusammenstellung tiber die Korrelation der Orogenesen und den zeit- lichen Verlauf derselbea. Neben den Analysen yon HECItT und KROUPA rind diejenigen yon ELs aus dem Canadisehen Grnndgebirge (17 Stiiek) yon groBer Bedeutung'. Aueh diese AnMysen rind untereinander gut ver- gleiehbar. Wo Analysen aus demselben Gebiet y o n E L L S W O R T H und von den Wiener Analytikern vorliegen, besteht meist eine reeht gute tJberein- stimrnung.

Alle -knalysen sind ohne jegliche I~orrektur fiir das mSgliche Vorhanden- rein yon ,,gewShn]iehem Blei" bereehaet worden, da derartige I<orrekturen ja leieht einea subjektiven Charakter haben. Die Bereehnnng des geologi- sehen Alters aus den Analysen gesehah naeh der Formel

Pb Bleiverhgltuis i ~-

U +0,.36 • Th

und aus dem Bleiverhiiltnis i wurde das Alter in Millionen Jahren als Ein- heir abgeleitet mittels tier in BulI. Nat. Research Council N: 80 (Washing'- ton 1931) pp. 208--:211 gegebenen graphisehen Darstellung', die sieh auf die sog. ,,logaritmisehe FormeF" stiitzt. Die Bereehnung naeh diesen Formeln ist indessen nieht g'eniigend genau, um das absolute Alter der Ninerale zu be- stimmen, geniigt aber, um einen Vergleieh des relativen Alters der Oro- genesen zu erm6gliehen, ~;-ie es hier beabsiehtigt istt~ Dabei ist besonders zu beaehten, daft die auf diese Art bereehneten Zahlen far die uranreiehen Minerale yon hohem Alter zu hock rind, well diese Minerale bei ihrer Kri- stallisation verh.~ltnism-gl3ig mehr an Actinouran enthielten als die in j/in- gerer Zeit gebildeten ~inerale . Diese Frage und die fiir die ~ilteren Minerale anzubringende Korrektar wird sp'gter noeh nfiher besproehen.

In der graphisehen Darstellung der 3_bb. 1 And die Alterszahlen dureh einen gleieh iangen Vertikalstrieh dargestellt. Wo mekrere Altersbesfim.- mnngen zusammenfallen, ist eine jede dutch eine Verl'~ngerung der Ver- tikale um ein gleiehes EinheitsmaB dargestellt. Wie aus der Abbildung er- siehtlieh, hiinfen sieh die Resultate um gewisse Zeitperioden an, wogege~ die zwisehenliegenden Zeitperioden unbesetzt rind. D i e s e A n h a u f u n g t ier B l e i i n d e x z a h l e n d e r r a d i o a k t i v e n P e g m a t i t m i n e - r a ! e um g e w i s s e g a n z a u s g e s 1 ) r o e h e n e ~ [ a x i m a d a r f w o h l d e r a r t g e d e u t e t w ~ e r d e n , d a b j e d e s o l e h e A n h g u f u n g e i n e O r o g e u i ) e r i o d e d a r s t e l l t . DieAnhi iu fungenze igennun , daB die Bleiindexzahlen der serorogenen Granite wirklieh zu einem Altersver- gleiek der Orogenesen geeignet sin& Da auf der Abb. 1 Altersbestinsmuagen aus alien Teilen der Erde eingetrag'en rind und da dieseIben sick derartig um gexvisse Zeitmaxima ansatnmeln, zeigt diese Darstellung welter, dab die betreffenden Orogenesen in versehiedenen Teilen der Erde zu gleieher Zeit - - oder jedenfalIs nahezu gleieher Zeit - - stattgefunden hahen, und dal.~ die Orogenesen naeh gewissen Ruhezeiten wiederkehrende Erseheinungen rind, wie dieses ja aueh air allgemeines Ergebnis der geologisehen Forsehung sehon lange bekannt gewesen ist. Es ist abet doeh yon prinzi1)ieller Bedeu- tung', dab w i r e s bier mit einer ziffer~ngBigen Bestgtig'ung des ..o r o g e n e n

tel Z u s a m m e n s t e l l u n g yon A I t e r s b e s t i m m u n g e ~ l r ind fr t ther , besonder s yon HOLMES in Bull. Nat . R e s e a r c h Council No. 80, 1931, pp. 127--459 und in , T h e Age of the E a r t h " , Londo,a 1937, verOffent l ieht worden . Die Dtskussiotx in der l e tz te ren Arbe l t stfitz~ sich attf Z u s a m m e n s t e i l u n g yon i n s g e s a m t 30 aus~ew/ ih l t en Ana lysen . Seil dem Er sc he ine ~ dieser Arbe i t is t a b e t ein recht u m f a s s e n d e s A n a l y s e n m a t e N a l e r seh ienen , und so ist es auch e rk lSr l ich , daLI dle v o r l i e g e n d e U n t e r s u c h u n g in v ie lcn Bez i ehungen zu yon HOLMES a b w e i c h e n d e n Resu l t a t en ft thrt . In A n b e t r a c h ; dessen, dal~ hier ein wei~ um- f a s s e n d e r e s Materia.1 benu tz t worde11 ist, '~'ird h ie r n ieh t a u f eine X r i t i k der An- s ieh ten yon HOLMES e i n g e g a n g e n .

218 Erdgeschichte

Z e i ~ g e s e t z e s " und des , , o r o g e n e n G l e i c h z e i t i g k e i t s g e - s e t z e s " (STILLE) zu tun haben~).

Das Mittel ffir die Analysenpunkte, die sieh zu einem Maximum an- hfiufen, ist in der Abbildung oberhalb der Analysenpunkte durch einen kr~f- tigen VerfikalMrieh vermerkt. Die Streuung um dieses :~Iittel wird wahr- scheinlieh durch folgende Umst~nde bedingt: J_. dureh die Analysenfehler, 2. dutch teihveise Verwitterung der analyslerten ]~[inerale und teilweise Auslaugung der Bestandteile, 3. dutch A_nwesenheit yon gew5hnliehem Blei, 4. durch den A_ctinourangehalt, 5. dutch das wahrscheinlich nieM ganz g]eichzeifige Eintreffen der Kuiminationsperiode der Fal tung in versehie- denen Teilen der Gebirgsketten, d.h. in versehiedenen Erdteilen, 6. durch eine lokale Wiederhoiung maneher Phasen der Gebirgsbildung, wodurch wiederum andere Phasen zeitlich versehoben wurden.

Etwa 100 der bereehneten Analysen verteilen sich auf die 7 ersten An- h'~ufungen der Abbildung, die iibrigen etwa 25 Ana]ysea bezlehen sieh auf Minerale hSheren :klters. Wenn wir uns au~ den vorhin begriindeten Stand- punkt stellen, dab jede Anh'~ufung yon Bleiindexpunkten in der Abbildung eiller orogeuetisehen Periode in der Entwicklung der Erde entsprieht, und welter alas Mittel jeder 3_nhgufung yon Analysenzahlen als die Kulmina- tionszeit der betre/fenden Orogenese enlspreehend auffassen, kSnnen wir die sieben zuletzt stattgefundenen Orogenesen in der folgenden Tabelle t zusammenfassela:

T a b e l l e 1

_'iUn~l~e}udgr Z e i t s e i t d e r

y o n Bte i index- [ i F a l t u n g ' e n KulminatiOnin M i [ l i o n e n

z a h l e n Abb 1 i! J a h r e n

I

I I

I I I

I V

V

V I

V I I

ii A l p i n e . . . . . . . . . . . . Ii 59

i[ V a r i s z i s c h e . . . . . . . . . . ] 286

K a l e d o n i s c h e . . . . . . . . . ~ 381 I

O s t a f r i k a n i s c h - s a m i s e h e . . . . ] 612

K a r e l i s e h - h u r o n i s e h e . . . . . . !, 801 '[

G o t i s e h - a l f _ o m a n e . . . . . . 941

S v e k o f e n n i s c h - l a u r e n t i s e h e . . . 1122

Z e i t i n t e r w a l l z w i s e h e n den

K u l m i n a t i o n e n in 5 I i l l i o n e n

aahren

227

95

231

189

1.40

181

Diese Orogenesen I his VII d iirflen dureh die zahlreieh vorhandenen Analysen als ziemlieh siehergestellt angesehen werden k5nnen. Zwar ist fiir manehe Erdteile, aus denen Analysen vorliegen, die diesen Orogenesen ent- spreehen, die AnalysenanzahI eine nleht genligende, um das Auftreten der Orogenesen in diesem Erdteil sieherzustellen. Aber aus anderen Erdteilen liegen wiedermn eine geniigende Anzahl yon Analysen vor, um die Existenz der betreffenden Orogenese mit 8ieherheit feststellen zu kSnnem Eine Oe- samtbehandlung der Analysen aus allen Erdteilen, wie die hier versuehte, bietet also den Vorteil, dab wir feststellen kSnnen, in welehen Zett- absohnitten erdumspannende Oebirgsbildungsprozesse stattgefunden haben. Wenn aus einem bestimmten Gebiet bisher aueh nur einzelne Analysen vor-

i l ) D ie in A.bb. 1 g e g e b e n e D a r s t e l l u n g d e s A . l t e r s b e s t i m m u n g e n a u f G r u n d l a g ' e t ier : k n a l y s e n d e r s e r o r o g e n e n G r a n i t p e g m a t i t m i n e r a l e u n d die s ich h i e r a n a n k n a p f e n d e n B e t r a c h t u n g ' e n s i n d z u e r s t in e i n e m V o r t r a g e , g e h a l t e n v o r , , G e o l o g i s k a F 6 r e n i n g e n " in S t o c k h o l m a m 1.l. J a n u a r 1943 v o r g e l e g t w o r d e n . Doe spez i e l l e Te i l des ~ 7 o r t r a g e s , d e r die A . l t e r s v e r h g l t n i s s e d e r f e n n o s k a l l d i s c h e n O r o g e n e s e n b e h a n d e l t , w i r d a n a n d e r e m O r t e v e r S f f e n t l i c h t .

WALTER WAI4L - - Altersvergieieh der Orogenese~ usw. 219

l/egen, die alleine fiir sieh nieht beweisen, dab in dem betreffenden Erdteil eine Orogenese stattgefunden hat, so ist dieses doeh sehr viel wahrsehein- lieher, wenn das Bleix'erh~ltnis der Analyse innerhalb einer Anh~iufung der knalysenpunkte der ;~kbbildung liegt, also Gleiehzeifigkei[ mit ether welt- ~,erbreiteten Orogenperiode m~gibt. ,kueh in Erd[eilen, wo als Ergebl~is der g'eologisehen Untersuehnngen das Vorhandensein yon Resten mel~rerer Oro- g'enesen naehgewiesen worden ist, aber wo bislaer nut Analysen aus einem Tell der Orogenesen x~orliegen, kSnnen in vielen FEllen auf Grund der gra- phisehen Darstellung der Abb. 1 aueh die iibrigen Orogenesen mit gro~3er Wahrseheinliehkeit bekannten Orogenesen zuo'eteilt werden. Und wo eine ungeniigende Zahl yon Analysen vorliegt, wird dab Resultat dutch eine zeit- l iehe Ubereinstimmung mit aus anderen Erdteilen bekannten Orogenesen wesentlieh gesiehert.

5. D i e V e r b r e i t u n g d e r s i e b e n l e ~ z t e n O r o g e n e s e n i n v e r s e h i e d e n e n E r d t e i l e n . Die dreiletzten, die alpine, die variszi- ache und die kaledonisehe, werden bier nieht besproehen, da ja ihre Ver- breitung seLon aus dem Ergebnisse der geologisehen Forsehung weir besser bekannt ist.

O r o g e n e s e n IV. Von ~knalysen, d~e siel~ innerhalb der vierten Xnhgu- lung tier Abb. i ansammeln, sind eine groBe ,~_nzahI aus Ostafrika

I , - ~286 ]138'i 1Y6~2 u 21:941 ~21~11z2 59~,, J~ 3ahr. I 95 | 231 i 189 I 140 I ]B1 I

�9 ~ , , ~ . . I,II, . . . . . II h, l,l,l,,Ir . . . . . . 1, , I , , .., . . . . . . . I . , , , , I,,, , , , , ,

10~] 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 I100 ~200

.~- bl). 1

(~forogoro, E(atanga), und naeh dem, was ~tl)er die geologischen Verhgltnisse dieser Gegend bekannt ist, hgtte man es hier mit den t-Tberbleibseln eines etwa nord--siidlieh streiehenden Qebirges zu tun.

,~-us geologlschen Grtinden, die an anderem Orte ngher entwiekelt werden sollen, h'glt der Verfasser es ffir wahrseheinlieh, dab das alte, noeh niehf ganz abgetragene Gebirge, welches sieh in ost--westlieher Riehtung dutch die Halbinsel Kola zieht, um dann in Nordfinnland nSrdlieh abzubiegen und in Norwegen vor der kaiedonisehen Gebirgsfront aufzuharen, und yon dem aueh der finnisehe Granulitbogen ein wesentlieher Teil ist, den Ver~reter dieser Orogenese innerhalb t~ennoskandiens darstellt. Diese Gebirgsfaltun~' wird im Ansehlug an einen in ether filteren Darstellung der g'eologisehen Verhgltnisse auf der I-Ialbinsel Kola yon POLKANOW benutzten Ausdruek die ,,samisehe" genannf. Zwar ist d~e Benennung ,,samiseh" yon POLKANOW ffir eine yon ihm sngenommene, geologisell fiir sehr alt geLaltene Faltung benutzt worden, iX~hnlich wie es friiher ]~'ROSTERUS, W I L K h f A N and R.~rSAY ffir die karelisehe Faltungszone annahmen, sueht PonI<AXow nachzuweisen. dab innerhalb des Faltungsbogens, der dutch die Kolahalbinsel streiehf, mehrere verschiedene Orogenesen mit zwisehenliegenden Einebnungszeiten vorhanden gewesen sind. Verfasser dieser Arbeit ist der ~feinung, daG es sieh hier nut um e i n e Orogenese handelt, -ghnlieh wie dieses jetzt aueh fiir die ,,Kareliden" allgemein angenommen wird. Die Granodiorite, welehe POLKANOW als iiltere Gneisgranite und glteren Gebirgsketten angehbrende G-ranodiorite auffaBt, werden yore Verfasser Ms ,,primorogene Granite" der Samiden gedeutet, und was als spgtere ,,karelidisehe" Fal tung yon PoL- KA~COW gedeutet wurde, wird ffir ,,Flyseh" der Samiden gehalten. Natiirlieh ist hierdurch nleht ausgesehlossen, dal~ auetl tleste yon filterem Grund-

920 ErdgetehieMe

gebirge, die die Unterlage der Geosynklinalsedhnente der Samiden gel)i!det haben, bei der samisehen Orogenese zusammen mit den jiingeren Geosyn- klinalsedimenten mit eingefaltet worden rind. Auf diese Fragen wh'd in der angekiindigten Publikation niiher eingegangen.

Lant den Analysen w'~re diete tamisehe Orogenete auger in Ottafrika noeh in Canada und den nord6stliehen Teilen der Vereinigten Staaten, in Brasilien, Ceylon und Westaustralien vertreten.

O r o g e u e s e V. Die meisten knalysen der Orogenete V trainmen aus dem huronitehen Gebiet (!anadat und den nahegelegenen Tei]en der Ver- einigten Staaten, sowie aus New ~lexieo. Nut einzelne Analysen Hegen yon Cornwall und Ostafrika vor, weshalb dat Vorhandensein deft als noeh sehr fraglieh bezeiehnet werden muB. Von den fennoskandisehen Orogeneten wird die ,,kareliditehe" veto Verfaster aus geologisehen Griinden, die a~ anderer Stelle nSher entwiekelt werden, dieser orogenen Zeitperiode zu: erteilt.

0 r o oj e n e s e VI. Die Bleiindexzahlen dieter Orogenese liegen meist nnt 0,188. Aft die ersten derartigen Indexzahlen ermittelt wurden, glaubte man sie mlt den Indexzahlen der svekofennftehen Orogenete zusammenstellen nnd zu ein und derselben wenn aueh sehr langandauernden Orogenese reehnen zu miitsen. Es ist das grebe Verdienst M.~GNUSSONs geweten, dureh geolog'itehe Felduntersuehungen gezeigt zu haben, da6 das siidwetlliehe sehwedisehe Grundgebh'ge j~inger ist als das (ittlieh und nordSst]ieh dav0n gelegene, zu der FaI• der Svekofenniden gehSrende. Umt der Ver- fatter hat dann in seiner ertten -krbeit fiber die Granitgrut)pen und Oro- geneten Sehwedens und F~nnlandt darauf hingewieten, dab man es hier mit den ~Vurzelzonen einer etwa senkreeht zu den ii]• ,,Svekofenniden" ver- laufenden Gebirgsketle, die er alt die ,,gotitehe" bezeiehnete, zu tun hat. ])as Alter der gotisehen Orogenese wird dureh die zahlreiehen :\nalysen aus der Oegend yon ~Ioss und aus S.Stersdalen auf etwa 941 Mil l . . Iahre fett- gelegt.

Die hn eanadisehen Orundg'ebh'ge zwitehen der huronitellen und der laureniisehen Orogenete stattgefundene ,,algomane" Orogenese kann infolge ihrer zeitliehen Lage nut der gotisehen euttpreehen. Bis jetzt besitzen wir nut zwei Analysen aus Canada mit dem Index 0,130--0,140, aber eine Kor- relation der gotiseheu und a!gomanen Orogeneten seheint doeh ant geologi- sehen Griinden bereehtigL, find die algomane Orogenese des laurentisehen Ortmdgebirget kann infolgedetsen auf 925--950 lli]l . Jahre fettgesetzt. werden. Et ist dieset ein gutes Beitpiel dafLir, wie eine gemeinsame Be- arbeitung der Analysenzahlen ans allen Teilen der Erde dazu beitragen kann, den Zeitpunkt einer Orogenese in eiuem WeltteiI, we bisher nut wenige Analyten vorliegen, klarzulegen. A]s weltumspannende Orogenese dtir~te diese Orogenete mlt dem Bleilndex 0,130~0,140 als ,:lie ,,g o t i s e h - a 1 g o m a n e" bezeiehnet werden.

Aul3er aus Fennoskandla nnd Laurentia liegen Indexzahlen dieser Ore- genese vor aut Gordonia (Kapland), aus Oaya (Indien) und ?~['om~t Iza (_~_us•

0 r o g' e n e s e VII. Von dieser 0rogenese haben wir nieht weniger als etwa 30 Analysen, deren Bleiindex sleh um ein ~Iittel yon 0,160 h~iufen, ent- spreehend einem Durehtehnit t ta l ter yon 1120 ~{ill. Jahren, davon etwa zehn aus Fennoskandia und fiinfzehu aus Laurentia. Einzelne Analysen liegen dann noeh ant Texas und Colorado und aut Sttdaustralien vor. Sowohl die zentralen Teile yon Fennoskandia wie yon Laurentia werden zum grSBten Teil you Bildnngen dieter orogene• Periode elngenommen und das ,,Grundgebirge" dieser beiden grogen arehiiisehen Gebiete der jetzigen Erdoberfl~iehe verdankt demnaeh der tvekofenniseh-lanrentisehen

WAr~'t'SR W:~_HL--Ahersvergle ieh der 0rogenesen usw. 221

Orogencse seine Ents tehung. Das l [ i t t e l der fennoskandisehen Altersbesthn- mungen l iegt e twa 16 l%Iillionen hSher als dasjenige der laurenl isehen, nnd die Ku lmina t i on der Fa l tung h'Stte demnaeh etwas fr[iher in Fennoskandia als in Lauren t ia s ta t tgefunden. Indessen ist die AnzahI der Analysen aus Fennoskandia eine ger ingere und der Zustand des i~iaterials im ailg'emeinen wohl nicht ganz so frisch, was bekannt l ieh zu etwas hSheren Ble i -Uran- Verh'~ltnissen fiihrt, so dab es sehr wohl mSglieh ist, daft dieser zei t l iehe Untersehied, wenn mehr kfater ia l untersueht wird, versehwinden wird ; trod wir sind wohl bereeht igt , das Mit te l s~imtlieher Analysen, 1122 1{i11. �9 Yahre, als die Kuhninat ionszei t der svekofenniseh- laurent isehen Orogenese zu betraehten. Aueh die I (or re la t ion des Alters der zentra len Teile yon Fennoskandia und der 5stliohen [ ISlf te yon Canada und der dort statt- g 'efundenen Orogenesen dar t duroh diese zahlrelehen untere inander guL fiber- e ins t immenden _4.nalysen an Uran- und Thor~ummineralen a]s in hohem ~{a[}e g'esiehert angesehen werden. Und so ergibt sieh hieraus aueh der grol.3e Wer t der rad ioakt iven Untersuehungsmethode.

6. D i e [i 1 t e s t e n 0 r o g e n e s e n. Aueh reehts yon dem l f a x h n u m V I I der kbb. 1, das der svekofennisehen Orogenese entsprieht, l inden sieh Anh'Sufungen yon Analysen vor, die analog' den Anh~ufungen I - - V I I , noeh [[/teren Orogenesen entspreehen ndif3ten. Indessen 2ieg'en insgesamt bisher nur e twa 25 :4na lysen fiir dieses ganze, filtere Oebiet vor. Unte r den Blei- indexzahlen dieser a l ien Uranmine ra l e befinden sieh ffinf CTruppen yon Zahlen; f l int Fundor ten ents tammend, we wenig ~bere ins t immung besieht zwisehen den versehiedenen :knalysen (Bleiindexzah]en) yon Mater ia l des- selben Fundortesr-'). Es besteht deshalb zur Zeit noeh eine grebe Unsieher- heir in betreff des wi rk l i ehen Alters der Minera]e dieser Fundorte.

Aueh ist zu beaehten, daf~ die Blei indexzahlen der ganz a l len Uran in i i e und ]_~Ionazite n ieht direkt mi~einander vergle iehbar sind, denn da die ~fenge des ~kktinourans. alas bet der Kr is ta l l i sa t ion des Minerals vorhanden war, mi t dem Alter des ~Iinerals und bet den "~ltesten 13iineralen verh~ltnis- m~13ig sehr s tark ansteigt, miil~ten die Indexzahlen der Uran in i t e und

Pb Zirkone naeh der Formel U § 0,3~6 TI( bereehnet viel hSher sein als die naeh

derselben Formel bereehneten Indexzahlen der gIeieh al ien u rana rmen 3fonazite und Orthite. Es m~iBte deshalb die Blei indexzahl naeh genaueren Formeln ais die obige (wie solehe z. B. yon KEEVIr. neul ieh angegeben wet - den sind) ~) bereehnet werden, um einen Vergle ieh gestat ten zu kSnnen. indessen stof3en wir h ierbei auf die Sehwier igkei t , dal3 die Ha]bwer tze i t des Akt inourans noeh reeht unsieher ist. Sie ist f r i iher yon v. GROSSE auf 4 X 108 geseh~tzt worden, sollte aber naeh den neuen, zwar indirekten, Bestim- mungen yon NrER 7,13 )<i0s betragen~). Diese yon lqIEa abgelei tete t t a lb : wer tze i t steht aber in einem gewissen Widersprueh zu h-IEns e igenen Mes- sungen fiber das Verha l tn i s yon Blei 207 zu Blei 206 in versehiedenen alten Uranmineralen '5) .

Wie W~CK~rANX ~) neulieh gezeigt hat, t r i l l bet der ]~leiindexbestim- mung yon Uranmine ra l en noeh eine Fehlerquel le hinzu, die his je tz t wenig beachtet wurde. I n allen drei rad ioakt iven Umwandlungsser ien t r i t t ein gasf6rmiges Zwisehenprodukt auf, Radiumemanat ion , Ae t in fumemana t ion

12) Wiikite vom Nordufer des Ladogasees, UraninLte yon Great Bear Lase, UJrichJte yon Varutr/isk, Uraninite und Monazite veto nbrdlichen karelischen Ufergebiet dos Weil]en Meeres und Uraninite und ~fonazite yon Huron Claim, Manitoba.

~3) N. B. KEEVIL, Am. J. Be. "~37, 1939, S. 195. 1~) A. O. NIER, Phys. Rev. 5,5, 1939, S. 150. ~5) _4.. O. NIER, Phys. Rev. 55, 1939, S. 153. �9 ~) F. E. ~ICKMAN, Geol. FSren. tV{Srh. 64, !942, S. 465.

222 Erdgesehiehte

und Thoriumemanation. Die Actinium- und Thoriumglieder haben eine so kurze ltalbperiode, dab keine bedeutenden Mengen Gas aus dem ~ inera l wegzudiffundieren Zeit haben, aber die t talbwertzeit der Radiumemenation ist etwas l~inger, so dab hier eine merkliche Diffusion und somit Verlust an Blei stattfinde~a diirfte. Dieser Umstand wirkt aiso dahin, dab der Bleiindex bereehnet aus dem Verh~ltnis Pb 206/UI kleiner ausf~llt. Bei Thorium- minesalen wird dieser Veriust an dem Endprodukt Pb 208 wegen der kurzen Halbwertzeit der Thoriumemanation wenig bedeutend sein. Aui Grund dieser Umst~nde k~men fiir die Altersbestimmtmg ganz alter Gesteine eigentlieh nut die Bleiverh~ltnisse yon Monaziten und Orthiten in Frage. Da aber bisher nut drei Analysen von ~[onaziten und eine yon einem Allanit, die :~ilter als die svekolelmiseh-]aurentisehe Fal tung sind, ~orliegen, wurden bei einer vorlfiufigen Bereehnung alle Analysen ~lterer Gesteine, mit Aus- nahme der Uraninitanalysen (Wiikit, Ulriehit usw.) der vorhin genannten flint Fundorte, mit berfieksiehtigt, und zwar wurden die Uran-Blei-Ver- h~iltnisse naeh den neuen Formeln yon KEEVIL ~) bereehnet.

Die Vesteilung des in dieses Art ermittelten Zahlen deutet darauf bin, dal3 in der Zeit vor der svekofenniseh-laurentisehen noch fiinf Orogenesen stattgefundea haben. Diese Zahlen sind abet reeht unsicher und es miissen noeh viel mehr Analysen soleher alten 7ffinerale ausgefiihrt werden, bevor etwas Bestimmtes iiber das Auftreten uud die Lokalisiesung dec ganz alten Orogenesen in versehi@enen TeiIen der Erdoberfi~ehe ausgesproehen wer- den kann.

7. D i e D a u e r d e r Z e i t p e r i o d e n z w i s e h e n d e n O r o g e n e - s e n. Wie aus der Tabelle I t und des graphisehen Darstellung der Abb. 1 ersiehtlieh, is~ die Zeit, die zwisehexa den Kuiminationsstadien zweier auf- einanderfolgenden Orogenesen liegt, eine recht verschieden ]ange. Den kiirzesten Zeitabsehnitt, etwa 10O i~IiI1. Jahre, haben wir zwisehen der variszisehen (II) und der kaIedonisehen (III) Faltung und den l'~ngsten: etwa 2.50 ~iiil. Jahre, zwisehen der kaledonisehen (III) und der saml- schen (IV). Die Zeitabsehnitte zwisehen den Orogenesen IV bis VII varl- ieren zwiscllen viei engeren Osenzen, 139 und 189 Mill. Jahre, und beiragen im ~iitte] 165 ~IitI. Jahre. Es w'~re denkbar, dab zwisehen des samisehen und der kaledonisehen Orogenese noeh eine Orogenese stattgefunden habe, yon der bisher keine Analysen vorliegen, zwar w'~re dann der ZeitverlauI zwisehen jener und der samisehen einerseits sowie der kaledonisehen ander- seits ~'on .~hnlieh kurzer Dauer gewesen wie derjenige zwisehen des kale- donisehen und des variszisehen. Anderseits hat es den Ansehein, als ob die I{aledonisehe Orogenese sozusagen verspiitet eingetreten w.;ire und hierdureh die Zeitabsehnitte vor und naeh dersetben ex~crem lang bzw. extrem kurz wurden.

Wenn man mit einem mittleren Zeitabsehnitt yon 165 Mill. Jahren zwi- sehen je zwei aufeinander folgenden Orogenesen reehnet, w~re in den letzt- verflossenen 2000 ]Iill. Jahren geniigend Zeit fiir 12--'13 Orogenesen vor- handen gewesen, was im grof3en mit den Ergebnissen der Analysenzusam- menste]lung iibereinstimmt.

Es, ist bemeskenswert, dab in des langen Zeitpause won etwa 250 5fill. Jahren zwisehen der samisehen und tier kaledonisehen Orogenese das orga- nisehe Leben in grSBerer _~{annigfaltigkeit und in grol~em Umfange sieh ant der Erde unter solehen Bedingungen verbreitet, dal] es fossil bewahrt werden konnte. Aus dieser Zwischenzeit. stammen aueh grol?e sowohl Sedi- ment- wie Eruptivgesteinskomplexe, die in ~delen Teilen der Erde welte Verbreitung baben, sowie mehrere der wiehtigsten Erzlagerst';itten der

tT) N. B. KEEVIL , Am. J. Sc. 237, 1939, S. 195.

W A L ~ WA~5 Alters~,ergleieh tier Orogeziesen usw. ~20

Welt. In Fennoskandia haben wit unmitte[bar naeh der samisehen Oro- genese eine Glazialzeit (Tillite yon Siidvaranger), die sieh auch fiber Spitz- bergen naeh GrSnland erstreekt. Hiernaeh fo]gt ein arides Klima, und in dieser Zeit haben wi t die BiIdung der Jotniseheu Sandsteine (Fennoshqn- alia), des Keweenavan (Lake Superior) und noeh ahn]iche weitverbreitete Sedimentformationen in Stidafrika, Indien usw. Aus dieser Zeit unmit~elbar naeh der samisehen Orogeuese stammen such die Rapakivigrani te Finn- lands und Elvdals Porphyrdeeken Sehwedens sowie die meisten fr[iher als ,,postareh~iseh" bezeiehneten sowohl saueren wie basisehen Eruptive Fenno- skandiens, die Duluth- und Sudburyeruptive aus Laurentia, die Busehveld- gesteine in Siidafrika usw. Die Granite dieaer Eruptivgebiete sind ,,inlra- orogene" Grani te nnd ihre Genesis ist hBehst wahrseheinlieh eine andere als die der sp~torog-'enen, palingenen mit ~figma(/ten verkntipften Grani te tier orogenen Zonen~S).

8. D i e D a u e r d e r O r o g e n p e r i o d e n . Da wir in vielen Fiillen Bildungen aus zwei aufeinanderfolgenden Orogenperioden unmit telbar an- einandergrenzend vorfinden, wie z. B. im FslIe tier slpinen, variszisehen und kaledonisehen Orogenesen, nnd da jede Orogenese mit einer verh.~]tnis- m~13ig ruhigen Periode beginnt, in der sieh die Geosynkl%a]e ausbi]det und die Sedimente in derselben eine groI3e 1K~iehtigkeit oew[nnen, kann die ganze Dauer ether Orogenese kei~e liingere Zeit in Ansprueh nehmen als tier Zeitabsehnit t zwisehen zwei Orogenesen, wird aber wahrsehein]ieh um ein bedeutendes kiirzer seth. I-Iieraus und aus dem, was fiber die in den drei letzten Orogenesen enthaltenen Sedimente bekannt ist, ergibt sieh eine Dauer dieser Orogenesen yon 60--80 Nill . Jahren. Die Dauer wird wohl eine versehieden ]ange bet tten versehiedenen Orogenesen sein, und die Zeit- bestimmung ist ]a gewissermat3en aueh davon abh~ing~g, yon warm an man den Anfsng der Geosynklinalbildung reehnet, und warm man die kratogene Periode fiir abgesehlossen h:~ilt.

9. D i e D a u e r d e r A b t r a g u n g e i n e r O e b i r g s k e t • 5lit der Frage fiber die Dauer der eigentliehen orogenen Periode darf die Prage dariiber, wie lange ein dutch Bloekbi]dung und Emporhebung infolge der dureh die Orogenese hervorgerufenen iaostatisehen Verh~]inisse entstan- denes ,,Oebirge" als topographisehes OebiIde besteht, nieht zusammen- gewor%n werden. Infolge des dureh die Orogenese gest/3rten isostatisehen Oleiehgewiehtes finde• naeh ether Orogenese eine Emporhebung einzelner B16eke innerhalb der orogenen Zone start, wodureh das isostatisehe Oleieh- gewieht teilweise wiede} hergestellt wird. Die gehobenen B16eke, die als Oebirge topographiseh hervortreten, fallen den abtragenden Kr~ften anheim und werden allm~ihlieb eingeebnet Naehdem die Einebnung des Gebirges ein gewisses MaB erreieht hat, werden sieh dann die isoststisehen Kr~fte aura nene geltend maehen und dutch erneute Bloekhebung eine weltere An- naherung an die Oleiehgewiehtslage erstreben. Es ist zu beobaehten, dab die Einebnung des Oebirges kontinuierlieh stattfindet, daS abet der iso- statisehe Ausgleieh sieh wohl haupts~iehlieh naeh lfingeren Ruhepausen ausl6sen und wiederholen wird. Dieses wiederholte AusI6sen der isostati- sehen Kr~ilte wird innerhMb alter Oebirgszonen oft beobaehtet und ist ~n der Li te ra tur aueh als ,,Neubelebung tier Orogenese" oder als , ,kratogener Tektonismus" bezeiehnet worden. Es handelt sieh hierbei um einen stufen- weisen, alhn~ihliehen Ausgleieh des bet der Orogenese entstandenen iso- statisehen Ungleiehgewiehtes, und erst naehdem das isostatisehe Gleieh- gewieht sehliel31ieh zum gr613ten Tell erreieht worden ist, gewinnen die

1~) Es h a n d e l t sic>h u m G e s t e i n e d e r , , ' V u ] k a n o - P l u t o n e " i m O e g e n s a t z zu d e n �9 , X ~ i ~ ' m a - P l u t o n e a " (H. CLOOS u n d A. R I T T M A N N ~ GeoI. R u n d s e h . 38, 19~9),

224 Erdgesehiehte

einebnenden Kr'afte das Ubergewieht, und eine vollst'andige und endgiiltige Einebnung der ehemaligen orogenen Zone kann hiernaeh staitfinden. Eine Folge dieser Verhgltnisse des Weehselspiels zwisehen Abtragung und iso- statisehem Ausgleieh ist, dab Teiie der einstigen orogenen Zone sieh noeh vim I'~nger tol~ographiseh bemerkbar maehen, als zur Einebnung des ursprfinglieh emporgehobenen Oebirges nStig w-are. Es fragt sieh dann: w i e l a n g e l a s s e n s i e h d i e F o l g e w i r k u n g e n e i n e r O r o - g e n e s e i n d e r T o p o g r a p h i e v e r s p f i r e n ?

Das einst yon den Svekofenniden eingenommene Terrain Sfidfimalands und ~iittelsehwedens ist flaeh, und sein Relief, we ein so[ehes zu beobaehten ist, wird dureh spStere Vorg'ange wie Verwerfungen, Landhebung und gla- ziale Skulptur bedingt. Ebenso ist der EIauptteil des ehemaligen Gotisehen Oebirges Siidwestsehwedens vollst.andig abgetragen. Wenn wit uns aber aus Sfidwestfinnland in nordiSstlieher Rieh• bewegen, stolaen wit, naehdem wit den gr6Bten Teil der zentralfinMsehen Seenplatte fiberquert haben, auf Ianggestreekte JcI5henrfieken, die, etwa nord--nordwestlieh verlaufend, der eine naeh dem anderen innerhalb ether Breitenzone yon etwa 150 km auf- tauehen. Es ist die karelisehe ,,Vaara"-Landsehaft, die mit den1 VerbrM- iungsgebiet der ehemaligen ,,karelidisehen Orogenese" zusammenfglIt, das wir jetzt durehquert haben, und hierauf folgt dana wieder das flaeh abge- tragene Granitgneisgebiet des Kfistengebietes am Weil3en ~'[eere. Die ,,Vaa- ras" bestehen oft aus weiBem Quarzit und deeken sieh oft mit den langen sehmalen Quarzitstreifen der geologisehen Karte. Es sind die letzten harten Part ien des karelidisehen ,,Flyseh"-Quarzites, die infolge ihrer Hgrte und Wiederstandsf'Xhigkeit tier Denudation gegeniiber als letzte Reste des ehe- maligen kare]idisehen ,,Gebirges" fibriggeblieben sind und sieh noeh topo- graphiseh bemerkbar maehen. Wenn man sigh das ostalpine Oebirge fast vo!lstandig abgetragen denkt, so wfirde man wohl ein Gebilde erha]ten, we der Flyseh als lange ,,Vaaras" emporstehen wfirde. Aueh die geologisehe Karte wtirde zu dieser Zeit wohl der heutigen Karelidenkarte sehr ~hn- lieh seth. �9 Wenn wit nun uns langs den karelischen Vaaras wetter naeh Norden be-

wegen, so gelangen wir naeh mehreren Unterbreehungen der Quarzitrfieken und fiber zwisehenliegendes Granit- und Gneisterrain zum hohen Norden Lapplands, wo wir im Nordosten die zum Tell ziemlieh hohen Berge des Oranulitbogens und 5stlieh davon die Hoehplateaus und I-Ioehriieken der tIMbinsel Kola vor uns haben, in Nordwesten wiederum den Olintrand und das Koehgebirge der Kaledoniden Nordsehwedens und Nordnorwegens. Im finnisehen Granulitbogengebiet. und 6stlieh davon (Saariselkii, Kola) t r i t t der Charakter eines Oebirges viol deutlieher hervor als in den ,,Vaaras" der Kareliden. Der Ubersehiebungsrand der ,,Samiden" t r i t t z. B. am Westrand des Granulitbogens aueh auf den geologisehen Karten viol deutlleher hervor als im Randgebiet der Karelidem Aueh die Bloekbildung und die Verwer- ~ungen und Kluftbildungen, die zu dem Gebirgseharak• beitragen, kiSnnen hier in viel6n Gegenden viel deutlieher sowohl in der Topographie wie aus den geologisehen Karten verfolgt werden, d.h. tier Charakter eines ,,Ge- birges" tritt hier in hSherem Grade hervor als in den Kareliden weiter Mid- 6stlieh.

Im Nordwesten sehlieBlieh haben wit in den Kaledoniden den Hoeh- gebirgseharakter noeh vollkommen erhalten. Und wenn aueh der allge- meine ttoehgebirgseharakter zufolge sp'~terer geologiseher Gesehehnisse stlirker akzentuiert ist, so haben wir doeh den ,,geologisehen Hoehgebirgs- eharakter" liings dem ganzen 5stliehen ,,Glintrand" der KMedoniden (au~ lange Streeken vorhandene ,,tIyalithuszone" und Ubersehiebungen) besser bewahrt, als er in den gltesten Samiden und Kareliden zu finden ist.

W A L T E I ~ W A H L - - Altersvergteieh tier Orogenesen usw. 225

Wir sehen aus diesem u wie die erhaltenen Reste des Baustiles eines Gebirges bei den jiingeren Gebirgen framer deu~lieher hervortreten je jiinger das Gebirge ist, und wie aueh Hand in Hand hiermit die vollst~ndige Einebnung des topographisehen Reliefs, infolge yon bei der Orogenese ent- standenen noeh nieh~ ausgegliehenen isos~atisehen St6rungen verhinderi wird.

Wenn wi t jetzt zu den Bleiindexzahlen zuriiekkehren, linden wir, daft die i120 Nill . Jahre al~en ,,Svekofenniden" vollstiindig eingeebnet sind: ebenso die 940 l~ill. Jahre alien ,,Gothiden". Die mutma?olieh 800 ~fill. Jahre alien , ,Kareliden" maehen sieh eben noeh dureh die Streiehriehtung der ihnen folgenden , ,Vaaralandsehafi" bemerkbar. Die aus dem allgemeinen Ver- bande dem Alter 615 ~{ill. Jahre zuerteilten ,,Samiden" haben noeh ein all- gemeines Gebirgsgepriige beibehalten, und die 380 3/fill. Jahre alien ,,Kale- doniden" treien noeh immer als Hoehgebirge dem Besehauer en~gegen. Es vergehen also etwas mehr als 800 ~.fill. Jahre bis zur vollstiindigen Ein- ebnung eines alpinotypen Gebirges; aber sehon naeh 400--500 l~fill. Jahren sind die isostatisehen Kr~ifte, die die Bloekhebungen bewirken, so weit er- seh6pft, daft ein Hoehgebirgseharakter innerhalb der noeh ,,lebenden" Orogenese nieht mehr zustande k o m m t

Nan k6nnte die in dlesem Absehnitt versuehten Methoden der Bestim- mung des reiat iven Alters der Orogenesen aus dem Erhaltungszustand des Reliefs tier einst dutch das bei der Orogenese entstandene isostatisehe Un- gleiehgewieht zu Gebirgen emporgehobenen B16eke, die ,,isostatisehe Alters- bestimmungsmethode" nennen.

Wenn man die gesam~e hier gegebene Darstel lung iiberb!ieki , erseheint das Mater ial noeh in vieler Hinsieht l i iekenhaft, und vor allem isi eine gr6Bere Anzahl yon Analysen yon Thoriummineralen aus den iilteren Teil~n des Grundgebirges wiinsehenswert Anderseits zeigt diese Zusammenfassung tier sehon gewonnenen Resultate, dab die mfihevolle Arbeit, die Uran- und Thoriumminerale zu analysieren, nieht erfolglos geblieben ist, sondern im Gegenteil Aufsehliisse gibt fiber die ,,priifossile" Aera der Erdoberfl~iehe und die Entwieklung derselben und der alien Orogenesen, wie man sie wohl auf anderem Wege kaum erreiehen kSnnte, und diese Ergebnisse soli~en deshalb zu weiterer Arbei t fiber die radioaktiven Minerale Anla8 geben.

Geologisehe Rundsehau. XXXIV ] 5