regionale geologie archaeikum
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7/23/2019 Regionale Geologie Archaeikum
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Regionale Geologie der Erde
Vorlesung WS 2006/07Do 10.00 – 12.30
E. Wallbrecher
Teil 2 : Archäikum
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Informationen über
das Planetensystem
Informationen über
das Planetensystem
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Die neun Planeten desSonnensystems
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Größenvergleich der Planeten
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Meteoriten
L-Chondritenlow iron content
H-Chondritenhigh iron content
LL-Chondritenlow iron, low metal
600 –750°C
Chondriten
Chondrit
Minerale: Olivin, Pyroxen
400 –600° C
MetamorphoseTemperatur
750 – 1000°C
Chondrulen
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SNC-Meteoriten
Die 12 SNC-Meteoriten stammen aus den inneren Planeten,
sie werden als Mars-Material angesehen.
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Aus: Ozima 1987
Das Alter der Erde (der Planeten)
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Rb-Sr-Isochrone der SNC- (Mars)-Meteoriten
4.55 Ga
httcp://www.mpch-mainz.mpg.de/mpg-deutsch/jahrbuch-2002.pdf
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Das Hadäikum (4500 – 3800 Ma)
httcp://www.ucmp.berkeley.edu/precambrian.html
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Das Archäikum (3800 – 2500 Ma)
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Entwicklung der Atmosphäre
A t m o
s p h ä r e
u n b e k
a n n t
4.5 4 3 2 1Milliarden Jahre
100
75
50
25
0 P r o z e n t
d e r G a s e i n d e r A t m o s p h ä r e
Methan, Ammoniak
Stickstoff
Kohlendioxid
Wasserdampf
Sauer-stoff
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Die archäische Kruste
2 verschiedene Krustentypen:1) hochgradig metamorphe Granulit-Terrane
2) niedrig metamorphe Granit-Grünstein-Gürtel
2 verschiedene Krustentypen:1) hochgradig metamorphe Granulit-Terrane
2) niedrig metamorphe Granit-Grünstein-Gürtel
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Aus: Condie 1981
archäische Terrane
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Isua-Gesteine
Kalksilikate Isua-Pillow
Felsische Gänge im Zentralgneiss Deckenüberschiebung (Tonalit)
http://www.denison.edu/geology/greene/greenland.html
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allgemeine Ausbildung der
archäischen hochgradigen Terrane
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Suprakrustale Gesteine der Granulit-
TerraneQuarziteQuarzite
Karbonatschiefer Karbonatschiefer
felsische Tuffefelsische Tuffe
KonglomerateKonglomerate
Banded Iron Formation(Itabirite)
Banded Iron Formation(Itabirite)
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Archäische Terrane in Nordeuropa
www.ngu.no/Kola/geolmap.gif
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Profil durch Karelien und KolaHalbinsel
umgezeichnet nach www.geofys.uu.se/eprobe/Projects/svekal/Fig5_2b.gif
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Konglomerate der Vochelambia-Scherzone, Kola-Halbinsel
Itabirite der Kola-Halbinsel
Suprakrustale Gesteine auf Kola
H h d f i G i
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Migmatite in der Vochelambia-Scherzone
Hoch deformierte Gesteine,
Kola-Halbinsel
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Duktile Scherzone,
Vochalambia
Falte in der Vochalambia
Scherzone
Futteral-Falte
Kola-Halbinsel
hochduktile Gefüge, Kola-Halbinsel
Belomoriden
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Belomoriden
http://www.natires.com/eau_karel.html
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Belomoriden-Gneise, Weißmeerküste südlich Kandalakcha
Weißmeer-Gneise, Russland
Migmatite aus den Belomoriden mit zwei Generationen
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Migmatite aus den Belomoriden mit zwei Generationenvon Leukosom
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Westeuropa
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Archäisch- proterozoische
Terrane inSchottland
Hebriden
häi h T i W
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Aus: Windley 1986
Verbreitung desScourian in Schottland
archäische Terrane in Westeuropa
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Lewisian in Schottland
rechts:älteste high grade
Gesteine
links: proterozoischüberprägte Gesteine
http://www.earth.ox.ac.uk/~oesis/nws/loc-scourie.html
T l k lität S i i NW S h ttl d
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Typlokalität Scourie in NW-Schottland
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Gesteine des Scourian
http://www.earth.ox.ac.uk/~oesis/nsw/loc-scourie.html
Mafite und Ultramafite
felsische Gneise
Pegmatite
S i
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Scouriemore
Ultramafit
Ganggesteine des Sco rian
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Ganggesteine des Scourian
Schottland-Exkursion Institut für Geologie & Paläontologie KFU Graz, 2003
High-strain und low-strain Zonen im Scourian Gneis
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Umgezeichnet nach Windley, 1986
Die low strained Bereichesind Reste eines undefor-mierten Tonalites.
Basische Gänge sind indie Foliation der hochde-formierten Bereiche in-trudiert.
High-strain und low-strain Zonen im Scourian Gneis
West Grönland
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Umgezeichnet nach Windley, 1986
West-Grönland
Alter der Amitsoq Gneise
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Alter der Amitsoq-Gneise
http://www.onafaraway.com/Radiogenic/Ch5/Ch5-5.htm
Der Fiskanaesset-Komplex (West-Grönland)
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Umgezeichnet nach Windley, 1986
Grün: AnorthositeSchwarz: Metavulkanite
Der Fiskanaesset Komplex (West Grönland)
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Nordamerika
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Aus: Windley, 1986)
Archäische und proterozoische Terrane im Nordatlantik-Schild
Die Archäischen Provinzen Nord-Amerikas
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Umgezeichnet nach Eisbacher, 1988
G.H. Eisbacher: Nordamerika
(Geologie der Erde)176 S. Enke 1988ISBN 3 432 96901 5
Geologie der Provinz Ontario
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Geologie der Provinz Ontario
http://www.mndm.gov.on.ca/mndm/mines/resgeol/provgeo_e.asp
Terrane des Superior-Kratons
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Umgezeichnet nach Eisbacher, 1988
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Archäische Terrane in Nordamerika
Aus: Eisbacher, 1988
Geologische KarteDer Slave-Provinz,
KanadaAus: Condie, 1981
Yellow Knife SupergroupYellow Knife Supergroup
Die Yellowknife-Supergroup
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Die Yellowknife Supergroup
http://www.nwtgeoscience.ca/wl/bedrock_geology.html
M d ll häi h
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Modell archäischer
Plattentektonik (Slave Provinz)
http://www.cseg.ca/conferences/2000/2000abstracts/917.PDF
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Südafrika
Geologische Karte Südafrikas
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Geologische Karte Südafrikas
archäische Terrane
Archaisches Terran in Südafrika
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c a sc es e a Süda a
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Aus: Windley, 1986
Südafrika
archäische Sedimente in Südafrika
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Pillow-Lava der Onverwacht-Gruppe
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pp
Stromatolithen der Fig Tree Group
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Stromatolithen der Fig Tree Group
http://cushforams.niu.edu/Stromato/html
Botanischer Garten Witwatersrand
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http://www.users.skynet.be/ougseurope/Johannesburg.html
Limpopo-Orogen als Beispiel eines archäischen Kollisions-Orogens
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Orogens
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Westafrika
Die Kratone Afrikas
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Westafrika
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Auflagerung des proterozoischenTaoudeni-Beckens (Sedimente)auf archäischem Basement
Aus: Dallmeyer, R.D.; Lécorché, J.P. & Dia, O. (1987): Geotraverse Excursion across the Central Mauretanide Orogen
Dorsale de Léo
Dorsale de Réguibat
Landschaft auf dem Réguibat Schild
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Landschaft auf dem Réguibat-Schild
http://www.sadroilandgas.com
Das Taoudeni-Becken
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http://www.bgs.ac.uk/mmi/english/dmg/taoudeni.html
Der natürliche Reaktor Oklo (Gabon)
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Aus: Ozima, 1987
Minoru Ozima:GeohistoryGlobal Evolution of theEarth165 S. Springer 1987
ISBN 0-387-16595-9
http://www.ans.org/pl/np/oklo
Beweis:
Kein235
U,obwohl das Verhältnis235U/238U immerkonstant ist.
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Australien
Geologische
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Karte vonAustralien
Yilgarn-Kraton
Pilbara-Kraton
Geologische Karte der Yilgarn-Provinz (West-
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Aus: Condie, 1981
Yilgarn Provinz (West
Australien)
Akkretion:
2.94 – 2.63 Ga
Akkretion:
2.94 – 2.63 Ga
Der Pilbara-Kraton
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20S
24S
28S
116E 120E 124E
Yilgarn
PilbaraarchäischesBasement
archäischeSedimente
20S
24S
28S
116E 120E 124E
Yilgarn
PilbaraarchäischesBasement
archäischeSedimente
3.6 Ga : 1. Tektonischer Zyklus
3.3 Ga : Granitintrusionen3.25 Ga: Scherzonen
Granit-Grünsteingürtel:Warrawoona-Group
Profile durch den Pilbara-Komplex
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http://www.geo.uu.nl/research/sedimentology/staff/wnijman/wnres1.html
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AsienAsien
Das archäische
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Dharwar Terran(Indien)
http://www.userpage.fu-berlin.de/~dobmeier/english/egb-fig.1.jpg
Der zusammengesetzte Kraton „Cathaysia“ in China
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Umgezeichnet nach Goodwin 1996
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Granit-GrünsteingürtelGranit-Grünsteingürtel
Granit-Grünstein-Gürtel
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AfrikaKaapvaalZimbabweLiberia
Zentralafrika
AfrikaKaapvaal
ZimbabweLiberia
Zentralafrika
AustralienPilbaraYilgarn
AustralienPilbara
Yilgarn
NordamerikaSuperior SlaveWyoming
NordamerikaSuperior
SlaveWyoming
SüdamerikaSao Francisco
SüdamerikaSao Francisco
AsienS-Indien
AsienS-Indien
EuropaKola
Ukraine
EuropaKola
Ukraine
Idealisierter Granit-Grünstein-Gürtel
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Aus: Condie, 1981
Die Kola-Halbinsel (Grünstein-G.)
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Zeichnung: V. Alekseev
Granit-Grünstein-Gürtel in Europa
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Kola-Halbinsel
Ukraine
Aus: Condie, 1981
Archäische ozeanische Gesteine
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Pillow-Laven bei Nikel (Kola-Halbinsel, Russland)
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Nordamerika Nordamerika
Grünstein-
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Gürtel inManitoba
(Kanada)
http://geology.about.com/library/bl/maps/blmanitobaecmap.htm
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Superior ProvinzUmgezeichnet nachEisbacher, 1988
Abitibi-Grünstein-Gürtel
Umgezeichnet nach Windley1986
Pillow-Laven im Eli-Grünsteingürtel(Minnesota, USA)
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( , )
http://maps.unomaha.edu/maher/plate/week11/pillows.jpeg
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Südafrika
Granit-Grünstein-Gürtel in Simbabwe
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Umgezeichnet nachWindley, 1986
Verteilung wichtiger Goldbergbaue in Beziehung auf dieStratigraphie der Grünstein-Gürtel in Simbabwe
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Umgezeichnet nach Windley, 1986
Sebakwian
Der Baberton-Granit-Grünsteingürtel
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Aus: Windley, 1986
Baberton: Pillow-Lava in Komatiiten
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www.rz.uni-karlsruhe.de/~ea19/SA/Exkursionsfuehrer/image087b.jpg
Baberton: Banded Iron Formation
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www.rz.uni-karlsruhe.de/~ea19/SA/Exkursionsfuehrer/8_Baberton_Greenstone_Belt
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ZentralafrikaZentralafrika
Verteilung der Grünstein-Gürtel in Zentralafrika
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Aus: Condie, 1981
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Gemeinsamkeiten der
Granit-Grünsteingürtel
Gemeinsamkeiten derGranit-Grünsteingürtel
Hypothetische stratigraphische Abfolge ineinem archäischen Granit-Grünstein-
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Aus: Windley, 1986
Gürtel
Komatiite: Nach dem Komati-Fluß in den
Barberton-Mountains (Hoher Mg-Gehalt)
Komatiite: Nach dem Komati-Fluß in denBarberton-Mountains (Hoher Mg-Gehalt)
Spinnifex-Textur Spinnifex-Textur
Komatiite aus dem YilgarnKraton, Australien
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Spinnifex-Texturen (Mondgestein)
Schmelztemperaturen vonKomatiiten
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www.mantleplumes.org/Komatiites.html
G ld 1) k f l i h fi h
G ld 1) k f l i h fi h
Vererzungen in Grünstein-Gürteln
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Gold: 1) am Kontakt felsisch – mafisch2) Exhalation in Sedimenten3) basische Magmatite
4) alkaline Intrusionen
Gold: 1) am Kontakt felsisch – mafisch2) Exhalation in Sedimenten3) basische Magmatite
4) alkaline Intrusionen
Eisen:Banded Iron Formation1) Oxide
2) Karbonate3) Silikate4) Sulfide
Eisen:Banded Iron Formation
1) Oxide
2) Karbonate3) Silikate4) Sulfide
Umgezeichnet nach Windley 1986
Wichtigste Erze der Granit-Grünstein-GürtelUltramafite
Ch i
Ultramafite
Ch i
Mafisch –
f l i h V lk i
Mafisch –
f l i h V lk i
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Chromit NickelAsbest
MagnesitTalk
Chromit NickelAsbest
MagnesitTalk
felsische VulkaniteGoldSilber Kupfer Zink
felsische VulkaniteGoldSilber
Kupfer Zink
SedimenteEisenMangan
Baryt
SedimenteEisenMangan
Baryt
GraniteLithiumTantal
BerylliumZinnMolybdän
Wismut
GraniteLithiumTantal
BerylliumZinnMolybdän
Wismut
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EntstehungEntstehung
Ältere Modelle zur Entstehung der Granit-Grünstein-GürtelEinsinken in instabile Kruste
7/23/2019 Regionale Geologie Archaeikum
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Aus Windley 1986
Kontinentaler Graben
Entstehung eines Granit-Grünstein-Gürtels aus einem Randbecken
7/23/2019 Regionale Geologie Archaeikum
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Aus: Ozeane und Kontinente (Spektrum der Wissenschaft)
Plattentektonische Modelle zur EntstehungDer Granit-Grünstein-Gürtel
7/23/2019 Regionale Geologie Archaeikum
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Aus: Windley 1986
7/23/2019 Regionale Geologie Archaeikum
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Aus: M. de Wit et al., 1992
Erklärung eines Greenstone-Gürtels durchOzeanboden-Spreizung und Obduktion
Zusammenfassung der Alter verschiedener Granit-Grünstein-Provinzen
7/23/2019 Regionale Geologie Archaeikum
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Umgezeichnet nach Windley 1986
Typische archäische Gesteine
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Sedimentation
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Sedimentationsmilieu:
Epikontinentale Plattformen
Schelf Flachwasser
Keine Turbidite
d.h. stabile tektonische Verhältnisse
Sedimentationsmilieu:
Epikontinentale Plattformen
Schelf Flachwasser Keine Turbidite
d.h. stabile tektonische Verhältnisse
:Australien: Yilgarn: Tonalite 3.35 Ga
Grünsteine 2.8-2.6
Alter archäischer Terrane
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Pilbara: KarbonatePillows 2.95
KalkalkalineTholeiiteKomatiite 3.6-3.5
Indien: Dharwar Supergroup 3.0-2.5
Amerika: Superior, Slave Provinz 2.8-2.6klastischeSedimentefelsische Pyroklastika
Tholeiite
10-17 km
Gemeinsamkeiten archäischer Terrane
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Nach Windley, 1986