New compositional and optical data for antimonian and bismuthian varieties of hemusite from Japan

Summary New compositional and optical data are reported for antimonian and antimonianbismuthian varieties of hemusite from epithermal Au-Ag-Cu deposits in Japan. The empirical formula for the antimonian variety, from the Iriki mine is: (Cu_5.83Fe_0.14Ag_0.01)_5.98Mo_1.03(Sn_0.54Sb_0.41Te_0.03Bi_0.02)_1.00(S_7.85Se_0.15)_8.00, and that of the Sb-Bi variety from the Kawazu mine is: (Cu_5.84Fe_0.14Ag_0.01)_5.99Mo_1.03(Sn_0.82Sb_0.11Bi_0.l0Te_0.04)_1.07(S_7.80Se_0.12)_7.92. The theoretical formula of hemusite is Cu⁺ ₄Cu²⁺ ₂MO⁴⁺Sn⁴⁺S₈, whilst the most probable formula of the Iriki hemusite is Cu⁺ _4.5CU²⁺ _1.5Mo⁴⁺Sn⁴⁺ _0.5Sb⁵⁺ _0.5S₈, with Sb⁵⁺ substituting for Sn⁴⁺ and forming (SbS₄)^3– tetrahedra as might be expected, given that the metal to sulphur ratio is 1, and given the sphalerite-like structure of the mineral. However Bi³⁺ cannot be so accommodated, resulting in a deficiency in (S + Se) for Kawazu hemusite. Reflectance spectra for both are compared with those of the tungsten analogue (compositional) of hemusite, kiddcreekite. The relationship between hemusitesensu stricto and these newly reported varieties is discussed in terms of simple and coupled chemical substitutions, and inferences are drawn on the valency of Sb, Bi, Mo and Cu in the hemusite structure.

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Neue chemische und optische Daten für antimon- und bismuthführende Varietäten von Hemusit aus Japan

Zusammenfassung Neue chemische und optische Daten für antimon- und bismuthführende Hemusite auf epithermalen Au-Ag-Cu Lagerstätten in Japan werden vorgelegt. Die empirische Formel für die antimon-führende Varietät aus der Iriki-Mine ist: (Cu_5.83Fe_0.14Ag_0.01)_5.98Mo_1.03(Sn_0.54Sb_0.41Te_0.03Bi_0.02)_1.00 (S_7.85Se_0.15)_8.00, und die der Sb-Bi Varietät aus der Kawazu Mine ist: (Cu_5.84Fe_0.14Ag_0.01)_5.99M0_1.03(Sn_0.82Sb_0.11Bi_0.l0Te_0.04)_1.07 (S_7.80Se_0.12)_7.92. Die theoretische Formel von Hemusit ist Cu⁺ ₄Cu²⁺ ₂Mo⁴⁺Sn⁴⁺S₈, während die wahrscheinlichere Formel für den Hemusit von Iriki Cu⁺ ₄Cu²⁺ _1.5Mo⁴⁺Sn⁴⁺ _0.5Sb⁵⁺ _0.5S₈, mit Sb⁵⁺ an der Stelle von Sn⁴⁺, das(SbS₄)^3– Tetraeder bildet, wie zu erwarten ist, unter der Voraussetzung, da das Metall zu Schwefelverhältnis 1 und die Struktur sphaleritähnlich ist. Bi³⁺ kann jedoch nicht in dieser Weise untergebracht werden, und das führt zu einem Mangel an (S + Se) für den Hemusit von Kawazu. Die Reflektions-Spektren beider Minerale werden mit denen des Wolfram-Equivalents von Hemusit (Kiddcreekit) verglichen. Die Beziehung zwischen Hemusitsensu stricto und diesen jetzt beschriebenen Varietäten wird auf der Basis einfacher und gekoppelter chemischer Substitution diskutiert. Auf dieser Basis werden Schlüsse auf die Valenz von Sb, Bi Mo und Cu in der Hemusit-Struktur gezogen.

     

Cell parameters of thermally treated anorthite. Al,Si configurations in the average structures of the high temperature calcic plagioclases

Thermal treatments of anorthite carried out at up to 1,547° C show that the unit cell parameter changes as a function of the treatment temperature. The best fit curve found by non-linear least squares analysis is: =91.419-(0.327·10^-6)T ²+(0.199·10^-12)T ⁴-(0.391·10)T ⁶. The results obtained support significant Al,Si disorder (Al0.10, where Al=t ₁(0)-1/3 [t ₁(m)+t ₂(0)+t ₂(m)], Ribbe 1975), in anorthite equilibrated near the melting point and confirm a high temperature series differentiated from the low temperature series for calcic plagioclases in the An₈₅–An₁₀₀ range also. In the plot vs. An-content the high and low temperature curves intersect at An₈₅ composition and progressively diverge in the An₈₅–An₁₀₀ range. The trends of the high and low temperature curves in this range are interpretable on the basis of the degree of Al, Si order in the average structures of calcic plagioclases.     

Electrical conductivity,thermopower and <Superscript>57</Superscript>Fe Mössbauer spectroscopy of aegirine (NaFeSi<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>6</Subscript>)

DC and AC electrical conductivities were measured on samples of two different crystals of the mineral aegirine (NaFeSi₂O₆) parallel () and perpendicular () to the [001] direction of the clinopyroxene structure between 200 and 600 K. Impedance spectroscopy was applied (20 Hz–1 MHz) and the bulk DC conductivity _DC was determined by extrapolating AC data to zero frequency. In both directions, the log _DC – 1/T curves bend slightly. In the high- and low-temperature limits, differential activation energies were derived for measurements [001] of E_A 0.45 and 0.35 eV, respectively, and the numbers [001] are very similar. The value of _DC [001] with _DC(300 K) 2.0 × 10^{–6 –1}cm^–1 is by a factor of 2–10 above that measured [001], depending on temperature, which means anisotropic charge transport. Below 350 K, the AC conductivity () (/2=frequency) is enhanced relative to _DC for both directions with an increasing difference for rising frequencies on lowering the temperature. An approximate power law for () is noted at higher frequencies and low temperatures with () ^s, which is frequently observed on amorphous and disordered semiconductors. Scaling of () data is possible with reference to _DC, which results in a quasi-universal curve for different temperatures. An attempt was made to discuss DC and AC results in the light of theoretical models of hopping charge transport and of a possible Fe²⁺ Fe³⁺ electron hopping mechanism. The thermopower (Seebeck effect) in the temperature range 360 K < T <770 K is negative in both directions. There is a linear – 1/T relationship above 400 K with activation energy E 0.030 eV [001] and 0.070 eV [001]. ⁵⁷Fe Mössbauer spectroscopy was applied to detect Fe²⁺ in addition to the dominating concentration of Fe³⁺.     

Unilateral ARMA processes on a square net by the herringbone method

Because multidimensional ARMA processes have great potential for the simulation of geological parameters such as aquifer permeability, it was important to resolve which of two proposed alternative methods should be used for determining the two-dimensional weighting parameter, , for a unilateral ARMA (1, 0) process on a square net. Practical simulations demonstrates that the correct formulation is: =₁₀/(1+ ₁₀ ² where _r,s is the correlation between lattice points at lagsr and s. When the simulations are performed with correlations of 0.8 or more a residual bias was detected which was found to be caused by a difference in the variance between the one- and two-dimensional models. This can be rectified by modifying the two- dimensional model as follows: z_ij=(z_{i–1, j} + z_{i, j–1}) + a_ij where ²=1/(1 + ₁₀ ² ).     

The TiO2 frequency in volcanic rocks

The authoress calculates the frequency of the TiO₂-content in the lavas of the active volcanoes and shows by the aid of a quotient =Al₂O₃ – Na₂O/TiO₂ the pronounced bimodality of the frequency curve from which she concludes that the great variety of the magmas cannot be explained by a magmatic differentiation but only by a double origin of the magmas from the upper mantle and from the sialic crust of the earth.

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Zusammenfassung Die Verfasserin berechnet die Häufigkeit des TiO₂-Gehalts in den Laven der tätigen Vulkane und zeigt vermittelst eines Quotienten =Al₂O₃ – Na₂O/TiO₂ die ausgesprochene Bimodalität der Häufigkeitskurve, woraus sie den Schluß zieht, daß die große Verschiedenheit der Magmen nicht durch eine magmatische Differentiation erklärt werden kann, sondern daß man eine zwiefache Herkunft der Magmen annehmen muß: aus dem oberen Mantel und aus der sialischen Kruste der Erde.

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Résumé L'auteur calcule la fréquence du pourcentage de TiO₂ dans les laves des volcans la bimodalité cans actifs et montre, à 1 aide d un quotient =Al₂O₃ – Na₂O/TiO₂ la bimodalité prononcée des courbes de fréquence, et en tire la conclusion que la grande variété des magmas ne peut pas être expliquée par une différenciation magmatique, mais par l'origine double des magmas: du manteau supérieur et de la crôute sialique de la terre.

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Riassunto L'autrice calcola la frequenza del contenuto in TiO₂ nelle lave dei vulcani attivi e dimostra mediante un quoziente =Al₂O₃ – Na₂O/TiO₂ la pronunziata bimodalità delle curve di frequenza e ne trae la conclusione che la grande varietà dei magmi non è dovuta a differenziazione magmatica ma ad una duplice provenienza: dal mantello superiore e dalla crosta sialica della terra.

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Dedicated to Professor Dr. A.Rittmann on the occasion of his 75. birthday

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This study is a part of the researches, carried out with the funds of the National Research Council of Italy under the direction of Prof. A.Rittmann.     

Mean and turbulent velocity measurements of supersonic mixing layers

The behavior of supersonic mixing layers under three conditions has been examined by schlieren photography and laser Doppler velocimetry. In the schlieren photographs, some largescale, repetitive patterns were observed within the mixing layer; however, these structures do not appear to dominate the mixing layer character under the present flow conditions. It was found that higher levels of secondary freestream turbulence did not increase the peak turbulence intensity observed within the mixing layer, but slightly increased the growth rate. Higher levels of freestream turbulence also reduced the axial distance required for development of the mean velocity. At higher convective Mach numbers, the mixing layer growth rate was found to be smaller than that of an incompressible mixing layer at the same velocity and freestream density ratio. The increase in convective Mach number also caused a decrease in the turbulence intensity ( _u /U).List of Symbols a speed of sound - b total mixing layer thickness betweenU ₁ – 0.1U andU ₂ + 0.1U - f normalized third moment ofu-velocity,f u ³/(U)³ - g normalized triple product ofu ² v,g u ² v/(U)³ - h normalized triple product ofu v ², h uv' ²/(U)³ - l _u axial distance for similarity in the mean velocity - l _u axial distance for similarity in the turbulence intensity - M Mach number - M _c convective Mach number (for ₁=₂),M _c (U ₁–U ₂)/(a ₁+a ₂) - P static pressure - r freestream velocity ratio,rU ₂/U ₁ - Re unit Reynolds number,Re U/ - s freestream density ratio,s ₂/ ₁ - T _t total temperature - u instantaneous streamwise velocity - u deviation ofu-velocity,u u–U - U local mean streamwise velocity - U ₁ primary freestream velocity - U ₂ secondary freestream velocity - U average of freestream velocities, ¯U (U ₁ +U ₂)/2 - U freestream velocity difference,U U ₁ –U ₂ - v instantaneous transverse velocity - v deviation ofv-velocity,v v – V - V local mean transverse velocity - x streamwise coordinate - y transverse coordinate - y ₀ transverse location of the mixing layer centerline - ensemble average - ratio of specific heats - boundary layer thickness (y-location at 99.5% of free-stream velocity) - similarity coordinate, (y –y ₀)/b - compressible boundary layer momentum thickness - viscosity - density - standard deviation - dimensionless velocity, (U –U ₂)/U - 1 primary stream - 2 secondary stream A version of this paper was presented at the 11th Symposium on Turbulence, October 17–19, 1988, University of Missouri-Rolla     

Synthesis and some properties of iron- and vanadium-bearing kyanites, (Al,Fe3+)2SiO5and (Al,V3+)2SiO5

Iron- and vanadium-bearing kyanites have been synthesized at 900 and 1100° C/20 kb in a piston-cylinder apparatus using Mn₂O₃/Mn₃O₄- and MnO/Mn-mixtures, respectively, as oxygen buffers. Solid solubility on the pseudobinary section Al₂SiO₅-Fe₂SiO₅(-V₂SiO₅) of the system Al₂O₃-Fe₂O₃(V₂O₃)-SiO₂ extends up to 6.5 mole% (14mole %) of the theoretical end member FeSiO₅(V₂SiO₅) at 900°C/20 kb. For bulk compositions with higher Fe₂SiO₅ (V₂SiO₅) contents the corundum type phases M₂O₃(M = Fe³⁺, V³⁺) are found to coexist with the Fe³⁺(V³⁺)-saturated kyanite solid solution plus quartz. The extent of solid solubility on the join Al₂SiO₅-Fe₂SiO₅ at 1 100°C was not found to be significantly higher than at 900° C. Microprobe analyses of iron bearing kyanites gave no significant indication of ternary solid solubility in these mixed crystals. Lattice constants a ₀, b ₀, c ₀, and V₀ of the kyanite solid solutions increase with increasing Fe₂SiO₅- and V₂SiO₅-contents proportionally to the ionic radii of Fe³⁺ and V³⁺, respectively, the triclinic angles ,, remain constant. Iron kyanites are light yellowish-green, vanadium kyanites are light green. Iron kyanites, (Al_1.87 Fe _0.13 ³⁺ )SiO₅, were obtained as crystals up to 700 m in length.     

Aluminium species distribution during mixing of acid coal and slate mine drainage with neutral stream waters

We measured the spatial variation of aluminium concentrations and computed its species distribution before and during mixing of acid mine drainage containing waters with near neutral receiving waters. Acid mine drainage was collected from the Loquitz Creek, Thuringia, Germany, and Garvey Creek, Westland, New Zealand, which drain slate mine workings and coal mine workings, resp. The acidneutralizing capacity (ANC) of the receiving streams and the mixing with waters having low Al-concentrations cause a decrease of aluminium concentrations below the confluence. Depending on volumes and ANCs involved, the content of free Al and sulphate bound Al decreases after mixing in favour of organic and hydroxide bound Al. In addition, below the junction of the Loquitz Creek and the Aue Creek with its high ANC, we observe the precipitation of aluminium hydroxides and Al hydroxysulphates.

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Zusammenfassung Wir haben die räumliche Änderung der Aluminiumkonzentrationen vor und nach der Mischung von Flußwasser, versauert durch Bergwerksabwässer, mit nahezu neutralem Wasser der Vorfluter gemessen und haben dazu die Speziesverteilung berechnet. Saure Bergwerksabwässer sickern aus Halden eines Schiefertagebaus in Thüringen in die Loquitz ebenso wie aus Halden eines Kohletagebaus in den Garvey Creek, Westland, Neuseeland. Die Säuren-Neutralisierungskapazität der Vorfluter und die Mischung mit Al-armem Wasser bewirken eine Abnahme der Aluminiumkonzentrationen nach dem Zusammenfluß. In Abhängigkeit von beteiligten Abflüssen und Säuren-Neutralisierungskapazitäten nimmt der Gehalt an freiem Aluminium und sulfatgebundenem Aluminium nach der Mischung zugunsten von organisch- und hydroxy-gebundenem Aluminium ab. Ferner beobachten wir unterhalb des Zusammenflusses von Loquitz und Aue, der eine hohe Säuren-Neutralisierungskapazität eigen ist, eine Ausfällung von Aluminiumhydroxyden und Aluminiumhydroxysulfaten.

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Résumé Nous avons mesuré la variation spatiale de la teneur en Al et calculé la distribution de ses différentes formes dans deux cours d'eau différents, qui reçoivent des eaux acides venant de mines situées sur leur cours. Ces mesures ont été faites d'une part sur le cours du Loquitz (Thuringe-Allemagne) qui reçoit des aux acides venant d'une mine d'ardoise et d'autre part sur le cours du Garvey (Westland - Nouvelle Zélande) qui reçoit les eaux d'une mine de charbon. Pour chaque cours d'eau, les mesures ont été faites en amont de la source d'apport, puis en aval, c'est-à-dire après le mélange avec les eaux acides. La capacité de neutralisation des acides (ANC) des eaux des cours d'eau récepteurs et la basse teneur en Al des eaux d'apport provoquent une diminution de la teneur en Al après le mélange. Dans une mesure liée aux volumes en jeu et à l'ANC, la teneur en Al libre et en Al lié au sulfate diminue près le mélange au profit de l'Al lié soit à des substances organiques, soit à des hydroxydes. De plus, en aval du confluent du Loquitz et de l'Aue, rivière à ANC élevé, nous observons la précipitation d'hydroxydes d'Al et d'hydroxisulfates d'Al.

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, , - , . , , Garvey Creek, Westland, . , , , , , , , , , . , , , .

     

Hochtemperatur-Plagioklas im Meteorit von Oldenburg

Zusammenfassung Der Plagioklas im Meteorit von Oldenburg (10. 9. 1930) zeigt Hochtemperaturoptik, die damit auch für weitere Chondrite wahrscheinlich ist. Zusammensetzung ist An₁₁, 2V = 60 1/2°, = 1,5365, Auslöschungsschiefe 7 1/2°, Winkel zwischen und der 0-Stelle der Auslöschung 24°, Winkel zwischen [001] und = 20°. Anteil 6%, Verzwillingung sehr eng nach dem Albit- und Periklingesetz. Die Indikatrix wird mit den bisherigen Werten für die Hochtemperaturoptik verglichen.     

Intrusion of igneous rocks — Physical aspects

Igneous rocks occur in two predominant modes. The plutonic mode is characterized by intrusive emplacement under compressional tectonic stress regimes. The volcanic mode is dominated by the eruption of large volumes of magma through fault controlled dyke structures in extensional tectonic stress regimes.Those typical intrusive phenomena are discussed in the light of the physical parameters like the dynamic-thermal regime of the lithosphere, the nature and source of buoyant forces as well as mechanical aspects of subsolidus flow of rocks.Twodimensional numerical models on the basis of typical parameter specifications and by means of a coupled dynamic-thermal physical approximation are presented. The simulation of buoyantly-driven diapiric intrusions has been adopted to derive parameters which are critically controlling the transport and emplacement of intrusion under surroundings of variable viscosity. Both sill-type and batholith-type structures are presented and discussed with respect to their predominant dependence on mechanical and physical conditions.

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Zusammenfassung Magmatische Gesteine treten in zwei vorherrschenden Erscheinungsformen auf. Die Plutonite sind charakterisiert durch eine intrusive Platznahme unter kompressiven tektonischen Spannungsbedingungen. Die Vulkanite werden beherrscht von gro\en Volumina eruptierten Magmas, das vorzugsweise durch weiträumige Bruchsysteme unter Zugspannungsbedingungen aufsteigt.Derartige magmatische Phänomene werden aus der Sicht physikalischer Parameter wie dynamisch-thermische Bedingungen der Lithosphäre, der Natur und des Ursprungs von Auftriebskräften sowie der Mechanik von Gesteinsformationen diskutiert.Es werden zweidimensionale numerische Modellrechnungen auf der Grundlage typischer Parameterbereiche vorgestellt. Die Rechnungen basieren auf einer dynamisch-thermischen Approximation von Flie\vorgängen. Sie werden eingesetzt zur Untersuchung von diapirartigen Intrusionsvorgängen, die durch Dichteinversionen angetrieben sind. Hierbei sollen die Parameter bestimmt werden, die Aufstieg und Platznahme der Intrusionen bestimmen. Die Umgebung ist charakterisiert durch eine vorgebbare variable Viskosität. Sowohl linsenförmige Sill-Strukturen als auch typische Batholith-Strukturen werden mathematisch simuliert. Ihr Zusammenhang mit den strukturbestimmenden Parametern wird aufgezeigt.

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Résumé Les roches magmatiques se répartissent en deux catégories principales: la catégorie plutonique est caractérisée par une mise en place dans des régimes de contraintes tectoniques compressives; la catégorie volcanique est dominée par l'éruption de volumes importants de magma à travers des systèmes de cassures dans des régimes de contraintes tectoniques d'extension.Ces phénomènes intrusifs sont discutés à la lumière de paramètres physiques tels que: le régime thermique et dynamique de la lithosphère, la nature et l'origine des forces ascensionnelles, ainsi que les aspects mécaniques du fluage sub-solidus des roches.Les auteurs présentent des modèles numériques bidimensionnels basés sur des domaines paramétriques typiques, au moyen d'une approximation dynamo-thermique de phénomène d'écoulement. La simulation d'intrusions diapiriques permet de déduire les paramètres qui déterminent le transport et la mise en place d'une intrusion dans diverses conditions de viscosité de l'encaissant. Les structures de type sill et de type batholite sont discutées en relation avec les conditions mécaniques et physiques dont elles dépendent.

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. . , . , .: , , . , . - . , . , , .

     

Single-crystal X-ray diffraction study of cation distribution in MgAl<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>4</Subscript>–MgFe<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>4</Subscript> spinel solid solution

Synthesis experiments in the system MgAl₂O₄–MgFe₂O₄ [MgAl_2–xFe_xO₄ (0 x 2)] were carried out using a PbF₂ flux. The crystalline products synthesized in the compositional range of 0.6 <x 1.2 consisted of two spinel phases, whereas those synthesized in the compositional ranges of 0.0 x 0.6 and 1.2 < x 2.0 crystallized as single spinel phases. Structure refinements of the spinel single crystals, which grew in the ranges of 0.0 x 0.6 and 1.2 < x 2.0, show that the degree of randomness of cation distribution between A and B sites increases as x approaches the two-phase region. This means that the degree of the size mismatch among Mg²⁺, Fe³⁺ and Al³⁺occupying each equivalent mixing site increases as x approaches the two-phase region. Consequently, if the coexistence of two spinels observed in the intermediate compositions reveals the existence of a miscibility gap at low temperatures, this increase in the degree of the size mismatch among the three cations is suggested as a factor of energetic destabilization to form the miscibility gap.     

Structural evolution of the Simla klippe in the lower Himalayas

The rocks of the Jutogh Series in the Simla area have been involved in folding of three generations and metamorphism in two phases. The earliest structures are isoclinal, recumbent/reclined folds (F₁) with a shallow plunge toward east or west where least reoriented. The axial surfaces of these folds have been folded coaxially into open, upright antiforms and synforms (F₂), which become tight to isoclinal in the northern part, causing local involution. The F₁ and F₂ folds have been affected by conjugate and chevron folding (F₃) with an overall NS strike of axial planes, resulting in axial culminations and depressions of the early folds. Axial plane foliation related to F₁ folding and transposition schistosities parallel to the axial planes of the F₂ and F₃ folds are the planar deformation structures that have developed. Cross stratification at one contact of two rock-units suggests that the structure of the Jutogh Series in the largest scale is a recumbent syncline, the peaks of Taradevi, Jutogh and Prospect Hill representing the inverted limb.The Jutogh rocks are surrounded and structurally underlain by the rocks of the Chail Series. The open, synformal nature of the Jutogh-Chail boundary in contrast with the complex fold-geometry within the Jutogh Series, tearing-off of the largescale early folds and sharp break in the first metamorphism at the Jutogh-Chail contact, and widespread cataclasis all along the border prove that the Jutogh Series has been thrust over the Chail Series forming a klippe in the Simla area. Continuation of the second metamorphism and the third folding across the Jutogh thrust indicates that the thrusting preceded F₃ and was broadly coeval with the F₂ movement.An unrestricted southward transport could generate the F₁ recumbent folds. The F₂ folds point to a flattening in the waning phase of the overthrust movement in broadly the same plan of deformation. The F₃ folds indicate a compression in an EW direction in the last phase of deformation.

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Zusammenfassung Die Gesteine der Jutogh-Serie im Gebiet von Simla wurden von drei Faltungs- und zwei Metamorphosephasen betroffen. Die ältesten Strukturen sind isoklinale, liegende bis geneigte Falten (F₁) mit flachem Achsentauchen nach E oder W in den am wenigsten überprägten Bereichen. Die Achsenflächen dieser Falten wurden koaxial zu offenen, aufrechten Anti- und Synformen verbogen (F₂). Im nördlichen Teil werden diese eng bis isoklinal, was zu lokaler Involution führt. Die F₂- und F₂-Falten wurden durch paarige Knicksowie Zickzackfalten (F₃) mit generell N-S-streichenden Achsenflächen überprägt, wodurch in den älteren Falten Achsenkulminationen und -depressionen entstanden. An den Achsenflächen von F₁ ausgerichtete Spaltbarkeit und Umformungsschieferang parallel zu den Achsenflächen von F₂ und F₃ haben sich als planare Deformationsstrukturen entwickelt. Aus der Schrägschichtung am Kontakt zweier Gesteinseinheiten ist zu schließen, daß die Jutogh-Serie im ganzen eine liegende Synklinale bildet. Die Gipfel von Taradevi, Jutogh und Prospect Hill liegen in deren überlapptem Schenkel.Gesteine der Chail-Serie umgeben und unterlagern die Jutogh-Gesteine. Die offene, synformale Grenze zwischen Jutogh und Chail im Gegensatz zu der komplexen Faltengeometrie innerhalb der Jutogh-Serie, das Abreißen großmaßstäblicher alter Falten sowie das scharfe Absetzen der ersten Metamorphosephase am Jutogh-Chail-Kontakt und die verbreitete Kataklase überall an der Grenze beweisen, daß die Jutogh-Serie auf die Chail-Serie überschoben wurde und im Gebiet von Simla eine Klippe bildet. Die Auswirkungen der zweiten Metamorphosephase und der dritten Faltung über die Basis des Jutogh hinweg zeigen an, daß die Überschiebung vor F₃ und annähernd gleichzeitig mit den F₂-Bewegungen einzustufen ist.Die liegenden F₁-Falten konnten durch eine unbehinderte Verschiebung nach Süden entstehen. Die F₂-Falten weisen auf eine Pressung in der Spätphase der Überschiebungsbewegungen mit etwa gleichem Deformationsplan hin. Die F₃-Falten zeigen einen ost-westlichen Zusammenschub während der letzten Deformationsphase an.

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Résumé Les roches de la série Jutogh dans la région de Simla ont subi trois phases de plissement et deux phases de métamorphisme. Les plus anciennes structures sont des plis isoclinaux couchés à déversés (F₁), à faible plongement d'axe vers l'E et l'W dans les parties les moins remaniées. Les surfaces axiales de ces plis ont été reployés suivant les mêmes axes en plis antiformes et synformes, droits et ouverts (F₂). Dans la partie N, ces derniers se resserrent jusqu'à devenir isoclinaux, ce qui conduit à des involutions locales. Les plissements F₁ et F₂ sont remaniés par des plis en chevrons ou en zigzag (F₃) à surface axiale de direction Nord-Sud; il naît de la sorte dans les plis anciens des culminations et des dépressions d'axes. Une fissilité suivant les surfaces axiales de F₁ et une schistosité parallèle aux surfaces axiales de F₂ et F₃ se sont développées en tant que structures planaires de déformation. La stratification entrecroisée au contact des unités lithologiques permet de dire que la Série de Jutogh dans son ensemble constitue un synclinal couché. Les sommets Taradevi, Jutogh et Prospect Hill se trouvent sur le flanc renversé.Les roches de la Série de Chail entourent et forment le substratum des roches de Jutogh. L'allure synforme et ouverte dessinée par la limite entre les Séries de Jutogh et de Chail opposée à la géométrie plissée complexe de l'intérieur de la Série de Jutogh, l'étirement à grande échelle des plis anciens comme aussi la diminution nette de la première phase de métamorphisme au contact Jutogh-Chail et la cataclase générale à leur limite, démontrent que la série de Jutogh a été charriée sur la série de Chail et qu'elle forme un lambeau dans la région de Simla. Les effets de la 2ème phase de métamorphisme et du troisième plissement à partir de la base de la série de Jutogh montrent que le charriage est intervenu avant les mouvements F₃ et à peu près en même temps que les mouvements F₂.Les plis couchés F₁ purent se produire grâce à une poussée sans opposition vers le Sud. Les plis F₂ indiquent un écaillage au cours de la phase tardive des mouvements de charriage suivant le même plan de la déformation. Les plis F₃ montrent une compression Est-Ouest pendant la dernière phase de déformation.

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Jutogh Simla 3 2 . —, , (F₁) E, W . (F₂). , , . F₁ F₂ , (F₃), N-S , . , F₁ F₂ F₃, . , Jutogh . Taradevi, Jutogh Prospect Hill . Chail Jutogh. Jutogh Chail Jutogh, Jutogh/Chail , Jutogh Chail Simla Klippe. Jutogh , , F₃, , F₂. F₁ . F₂ . F₃ , - .

     

Ptygmatic structures: an analysis and review

Buckling of an isolated elastic-plastic layer embedded in a Newtonian viscous matrix has been studied and the generation of ptygmatic folding leading ultimately to clod and fragmentation at the crests as well as along the limbs has been discussed. The cause of formation of some of the uncommon ptygmatic structures has also been evaluated along with a review of the different postulates.

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Zusammenfassung Im Experiment wird die Aufwölbung einer isolierten, elastisch-plastisch Lage in einer viscosen Newton'schen Matrix simuliert. Es entstehen hierbei ptygmatische Falten, die im Endstadium sowohl in den Scheiteln als auch auf den Flanken zerscheren und zerbrechen. Es kann dabei auch die Entstehung ungewöhnlicher ptygmatischer Strukturen studiert werden.

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Résumé Le gondolement d'une couche de plastique élastique enrobée dans une matrice visqueuse newtonienne montre que la formation de plis ptygmatiques conduit finalement à des loupes et des cassures dans les charnières comme aussi le long des flancs. La cause de la formation de certaines structures ptygmatiques a été également considérée sur la base des différents postulats.

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- Newton'a. , c . .

     

Solid solution of rare earth elements in synthetic titanite: a reconnaissance study

Summary Titanite varieties doped with rare earth elements (REE) have been prepared by ceramic synthesis and quenching in air. Their crystal structure was determined by Rietveld analysis of the powder X-ray diffraction patterns. Two different substitution schemes, Ca_1–xNa_x/2Sm_x/2TiSiO₅ and Ca_1–xDy_xTi_1–x SiO₅, are studied at x=0.2. Both synthetic varieties of titanite adopt space group A2/a. This implies that both single-site and complex multivalent substitutional schemes destroy the coherence of the off-centering of octahedral chains in the titanite structure resulting in a P2₁/aA2/a phase transition. Unit cell dimensions obtained for the REE-bearing titanite varieties are as follows: a=7.0541(1)Å; b=8.7247(1)Å; c=6.5664(1)Å; =113.732(1)° for Ca_0.8Na_0.1Sm_0.1TiSiO₅; and a=7.0021(1)Å; b=8.7256(1)Å; c=6.5427(1)Å; =113.294(1)° for . Both REE-doped titanite samples and a control sample of the pure titanite end member have similar unit cell parameters and consist of polyhedra distorted to a similar extent with the exception of more-distorted SiO₄ tetrahedron in CaSiTiO₅. The structural data suggest that the Ca_1–xNa_x/2Sm_x/2TiSiO₅ and Ca_1–xDy_xTi_1–xFe_xSiO₅ solid solutions adopting the titanite structure might extend to x sufficiently greater than 0.2 and involve both heavier and lighter trivalent rare earth elements.Permanent address: Geological Institute KSC RAS, 14 Fersmana St., Apatity, 184200 Russia     

The evolution of the Asian Plate in Burma

The Post-Cretaceous evolution of the Asian Plate in Burma is strongly influenced by the spreading of the Eastern Indian Ocean and the movement of Greater India northward. The Western part of Burma apparently was an area which received clastic sediments during the early mesozoic times. During the end of the mesozoic the Eastern part of Burma emerged from the ocean. The Western part formed the shelf area with a slowly westwards migrating geosyncline (Indoburman Geosyncline) to the West of it. Flysch sediments of upper Cretaceous age have been found in this area. The collision of the Indian Plate with the Asian Plate changed the sedimentary conditions in Burma. The emergence of the Indoburman Ranges happened during the Miocene, generating an Outer Island Arc and forming the Bay of Bengal. The subduction along the W coast of Burma changed in the N with the approach of continental Indian crust and led to thrusts in the N part of the Indoburman Ranges. Today subduction appears to be active only S of 18° N in the Eastern Bay of Bengal. The opening of the Andaman Sea fits into the dynamical development of the area.

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Zusammenfassung Die postkretazische Entwicklung der Asiatischen Platte in Burma zeigt starke Beeinflussung durch die Spreizung des östlichen Indischen Ozeans und die Drift von Groß-Indien nach Norden. Der westliche Abschnitt Burmas war während des frühen Mesozoikums ein Bereich, der klastische Sedimente aufnahm. Im späten Mesozoikum wurden die östlichen Teile Burmas landfest, während die westlichen Abschnitte von einem Shelfmeer eingenommen wurden, an welches sich gegen W eine Geosynklinale (Indoburman Geosyncline) anschloß, die langsam westwärts wanderte. Oberkretazische Flysche wurden hier nachgewiesen. Die Kollision der Indischen Platte mit der Asiatischen Platte veränderte die Sedimentationsbedingungen in Burma. Die Indoburmanischen Ketten tauchten während des Miozän auf, bildeten einen Äußeren Inselbogen und ließen die Bucht von Bengalen entstehen. Die Subduktion entlang der W-Küste von Burma änderte sich im N mit der Annäherung der kontinentalen Kruste Indiens und führte zu Überschiebungen im N-Teil der Indoburmanischen Ketten. Rezent scheint Subduktion nur südlich 18° N im östlichen Teil der Bucht von Bengalen aktiv zu sein. Die Öffnung der Andamanen-See fügt sich in die dynamische Entwicklung dieses Bereiches ein.

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Résumé L'évolution postcrétacée de la plaque asiatique en Birmanie est fortement influencée par l'accroissement de l'Océan Indien oriental et la dérive du continent Indien vers le nord. La partie occidentale de la Birmanie fût au début du Mésozoïque une aire de réception de sédiments clastiques. A la fin du Mésozoïque les parties orientales de la Birmanie se transformèrent en terre ferme, tandis que les régions occidentales furent submergées, formant une plate-forme continentale (shelf), à laquelle s'adjoignit vers l'ouest un géosynclinal (géosynclinal indobirman), progressant lentement vers l'ouest. Des flyschs d'âge crétacé supérieur ont été décrits dans cette zone. La collision entre la plaque Indienne et la plaque Asiatique changea les conditions de sédimentation en Birmanie. Les chaînes Indobirmanes firent leur émersion au cours du Miocène, en engendrant un arc insulaire externe, ainsi que le golfe du Bengale. La subduction le long de la côte occidentale Birmane se transforma au nord avec le rapprochement de la plaque Indienne et induisit des chevauchements dans la partie septentrionale des chaînes Indobirmanes. La subduction semble n'être active récemment qu'au sud de 18° N dans la partie orientale du golfe du Bengale. L'ouverture de la mer Andamane s'imbrique dans le développement dynamique de cette région.

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Blaubleibender covellite and its relationship to normal covellite

Both natural and synthetic samples of blaubleibender (blue-remaining) covellite have been studied by reflected light microscopy, electron probe microanalysis and electron microscopy and diffraction. The natural sample of composition Cu_1.20S has a 19a × 19a superstructure based on the hexagonal coveilite subcell (side a). The synthetic sample of composition Cu_1.10S has a 27 a × 2 7a superstructure. In both cases the phases are homogeneous. The evidence suggests that the recognition of two distinct types of blaubleibender covellite may be an oversimplification, and that a series of metastable superstructures based on the covellite structure may exist.Work done while on leave at the Department of Mineralogy and Petrology, Cambridge     

Multifactorial control of sedimentation patterns in an ocean marginal basin: the Lusitanian Basin (Portugal) during the Kimmeridgian and Tithonian

The Mesozoic Lusitanian Basin developed as a part of the North Atlantic rift system. Tectonic rifting activity was rejuvenated during the Upper Jurassic, leading to intensive differentiation of facies development. Kimmeridgian and Lower Tithonian calcareous and siliciclastic sediments represent basinal and slope, shallow marine, and terrestrial environments. The lithostratigraphic arrangement of facies units is demonstrated. Sediment character, distribution and thicknesses are mainly controlled by synsedimentary faulting, with a partial overprint by uprise of salt diapirs. Eustatic sea level fluctuations, exogenic and biogenic factors resulted in additional control on facies development.Comparing bathymetric development of major basin sections and simplified plotting on a common time scale is a simple tool to unravel the multifactorial control of sedimentation and to test the validity of some biostratigraphic markers.During the Kimmeridgian, paleogeography was mainly determined by intensive subsidence of the basin center, by a large linear uplift zone m the north, and by a high amount of clastic influx. At the end of the stage and during the Tithonian, overall subsidence slowed down and inner basin uplifts arose further south. Degree of clastic input was variable. Thus shallow water carbonates were episodically widespread throughout the basin and mixed calcareous-clastic sequences were common. Sheltering and trapping effects resulted in local facies variations. Towards the Cretaceous the basin sanded up from northern, eastern and, particularly, northwestern directions.

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Zusammenfassung Das mesozoische Lusitanische Becken entstand als Teil des nordatlantischen Riftsystems. Während des Oberjuras lebte die tektonische Aktivität erneut auf und führte zu einer intensiven Differenzierung der faziellen Entwicklung. Die Kalke und Siliziklastika des Kimmeridge und Unteren Tithons, deren lithostratigraphische Beziehungen dargestellt werden, repräsentieren Becken-, Hang- und Flachwasserablagerungen sowie terrestrische Sedimente.Synsedimentäre Tektonik bestimmte überwiegend die Ausbildung, Verteilung und Mächtigkeiten der Sedimente. Halokinese, eustatische Meeresspiegelschwankungen, exogene und biogene Faktoren kontrollierten die Faziesverteilung zusätzlich. Ein Vergleich der bathymetrischen Entwicklung aller grö\eren Beckenprofile und Standardisierung auf eine gemeinsame Zeitachse erlauben, die überlagerung der einzelnen Kontrollfaktoren zu entschlüsseln sowie den Wert einiger biostratigraphischer Bezugshorizonte zu testen.Während des Kimmeridge wurde die Paläogeographie vor allem durch starke Subsidenz des Beckenzentrums sowie durch eine gro\e lineare Hebungszone im Norden und durch hohe klastische Zufuhr bestimmt. Am Ende des Kimmeridge und während des Tithons verlangsamte sich die Subsidenz. Anhebung innerer Beckenteile und schwankende Zufuhr von Klastika bewirkten die episodische Ausbreitung von Flachwasserkarbonaten und die verbreitete Entwicklung gemischt kalkig-klastischer Serien. Abschirmungs- und Abfangeffekte erlaubten kleinräumige Faziesvariationen. Zur Kreide hin verlandete das Becken durch klastische Zufüllung aus nördlicher, östlicher und vor allem nordwestlicher Richtung.

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Resumo Durante o Mesozóico, a Bacia Lusitânica desenvolveu-se como parte do sistema »rift« do Atlântico do Norte. A actividade tectónica, tipo »rifting« renasceu durante o Jurásico Superior, causando uma diferenciaÇÃo intensa no desenvolvimento de fácies. Os sedimentos calcários e siliciclásticos do Kimeridgiano e Titoniano inferior representam ambientes do mar mais ou menos profundo (fundo de bacia, declive, lagoa, delta) e ambientes continentais. O quadro litoestratigráfico das unidades de fácies é elaborado.O carácter, a distribuiÇÃo e a espessura dos sedimentos sÃo sobretudo controlados pela actividade tectónica sinsedimentária. Movimentos halokinéticos, fluctuaÇÕes eustáticas do nível do mar, e factores exogénicos e biológicos resultaram num controle adicional do desenvolvimento de fácies.Uma medida simples para destrinÇar os factores diferentes da sedimentaÇÃo e para testar o valor de alguns »markers« bioestratigráficos é comparar o desenvolvimento batimÊtrico dos coites principais da bacia e estandardizá-los num comum eixo temporal.Durante o Kimeridgiano, a paleogeografia foi dominada pela subsidÊncia intensa do centro da bacia, por um grande levantamento estreito no Norte, e por um grau elevado de introduÇÃo de clásticos. No fim do estágio e durante o Titoniano, a subsidÊncia geral diminuiu-se e novos levantamentos surgiram mais no Sul. O grau de introduÇÃo de clásticos foi variável. Por consequÊncia, calcários de agua pouco profunda alargaram-se por vezes sobre grandes partes da bacia e sequÊncias mistas de calcários e clásticos foram comum.No fim do Jurásico o mar desapareceu por causa de enchimento da bacia por clásticos de proveniÊncia norte, este, e partialmente noroeste.

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The boundary between the Ossa-Morena and Southportuguese Zones (Southern Iberian Massif): Major suture in the European Hercynian Chain

The Ossa-Morena Zone (OMZ) and the Southportuguese Zone (SPZ) represent the southernmost domains of the Iberian Massif (European Hercynian Belt). Lithostratigraphic, pétrographic and structural differences exist between both zones. The boundary between the OMZ and the SPZ is marked by a narrow belt of amphibolites of tholeiitic oceanic affinity (Bard &Moine, 1979);Munha et al., 1986), and associated serpentinites, flaser gabbros, pillowed metabasalts (Castro et al., 1987) which are highly sheared along their southern border. These Beja-Acebuches ophiolites (op. cit.) are exposed for over 200 km. In the southernmost part of the OMZ and the northernmost area of the SPZ, several zones have been distinguished on the basis of structural and lithological criteria. The southernmost area of the OMZ which bounds the Acebuches amphibolites, is composed of high grade metamorphic rocks and an another important shear zone mark the OMZ northern boundary. The boundary between the OMZ and the SPZ is considered to be a suture zone between two continental areas represented by the northern OMZ and the southern SPZ. Sinistral transpression associated with large scale recumbent folds are characteristic of the suture, which can be tentatively correlated through the Ibero-Armorican arc with the Lizard complex (SW England).

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Zusammenfassung Die Ossa-Morena Zone (OMZ) und die Südportugiesische Zone (SPZ) bauen die südlichsten Anteile des Iberischen Massivs auf (europäisches Variszikum). Sie unterscheiden sich auf lithostratigraphischer, petrographischer und struktureller Basis. Die Grenze zwischen OMZ und SPZ wird vom schmalen Streifen der Acebuches-Amphiboliten gebildet, Meta-Ophiliten tholeiitisch-ozeanischer Prägung (Bard &Moine, 1979;Munha et al. 1986). Sie lassen sich über mehr als 200 km verfolgen. Eine intensive Scherung überprägt sie im Süden. Eine Unterteilung des Südrandes der OMZ und des Nordrandes der SPZ konnte mittels struktureller und lithologischer Kriterien durchgeführt werden. Der südlichste Abschnitt der OMZ längs der Acebuches-Amphibolite, besteht aus hochgradig metamorphen Gesteinen; er ist gegen Norden durch eine weitere, größere Scherzone begrenzt. Die Grenze zwischen OMZ und SPZ muß somit als eine Sutur-Zone zwischen zwei kontinentalen Blöcken betrachtet werden, der OMZ im Norden (heutige Position) und der SPZ im Süden. Diese Sutur wird von einer sinistral transpressiven Konvergenz-Zone mit großräumig liegenden Falten überprägt. Sie kann durch den Ibero-Armorikanischer Bogen mit dem Lizard-Komplex in SW-England korreliert werden.

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Resumen La Zona de Ossa-Morena (OMZ) y la Zona Surportuguesa (SPZ) representan los dominios más meridionales del Macizo Ibérico (Cadena hercínica europea). Las diferencias entre ambos dominios son de naturaleza litoestratográfica, petrográfica y estructural. El contacto entre ambas zonas (OMZ y SPZ) está subrayado por una estrecha banda de anfibolitas (»de Acebuches«,Bard, 1969) y rocas asociadas (serpentinitas, flaser gabbros, metabasaltos en pillow,Castro et al., 1987), que se pueden seguir de manera contínua, a lo largo de más de 200 km. Estas anfibolitas tienen afinidades de toleitas oceánicas (Bard &Moine, 1979;Munha et al., 1986) y representan restas de una secuencia ofiolitica (op. cit.). Hacía el sur, están afectadas por un intenso cizallamiento. En la parte meridional de la OMZ y en el sector más septentrional de la SPZ se han diferenciado una serie de zonas en función de sus características litológicas y estructurales. El sector más meridional de la OMZ, directamente en contacto con las anfibolitas de Acebuches, esta constituido por rocas metamórficas de alto grado y esta limitado al N y al S por importantes zonas de cizalla. El contacto entre la OMZ y la SPZ debe ser considerado como una zona de sutura entre dos areas continentales, representadas respectivamente por la OMZ al norte (en su posición actual) y la SPZ, al sur. Una convergencia de tipo transpresiva sinistrorsa, con grandes pliegues recumbentes vergentes hacía el sur, caracteriza esta sutura, que puede correlacionarse con el macizo de Lizard (SW de Inglaterra), a través del arco Ibero-Armoricano.

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- (OMZ) (SPZ) — . , . OMZ SPZ , Acebuches, - (Bard Moine, 1979; Munha ., 1986). , 200 . . OMZ SPZ . OMZ Acebuches ; . OMZ SPZ , : OMZ SPZ . . Lizard - - .

     

Lower Triassic alkaline granites of Central Chile (30‡S) in the high-Andean Cordillera

The Na₂O + K₂O/Al₂O₃ molar ratio (agpaitic index) of Lower Triassic leucogranites samples from the Rios Elqui-Lamarí batholith is close to one which is typical of alkaline granites. Loss of alkalis due to groundwater interaction should have occur causing a depletion of the original peralkalinity.It is assumed that this alkaline magmatism has been generated, during crustal extension period, by partial melting of water undersaturated deep crustal rocks.

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Zusammenfassung Das Mol-VerhÄltnis von Na₂O + K₂/Al₂O₃ (agpaitischer Index) der untertriassischen Leukogranit-Proben des Batholithen vom Rios Elqui-Limari liegt in der NÄhe von 1. Dieses ist typisch für Alkaligranite. Der Verlust von Alkali könnte durch Grundwassereinwirkung zustandegekommen sein, was eine Verringerung der ursprünglichen HyperalkalinitÄt verursacht hat.Es wird angenommen, da\ dieser alkalische Magmatismus in einer Phase der Krustenausdehnung entstanden ist durch partielles Aufschmelzen von wasseruntersÄttigten Gesteinen der Tiefenkruste.

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Resumen Leucogranitos de edad triásica inferior pernecientes al batolito compuesto Ríos Elqui-Limarí están caracterizados por presentar una razón molecular Na₂O + K₂O/Al₂O₃ (índice agpaítico) cercano a uno, propio de los granitos alcalinos. Una probable pérdida de álcalis de estos granitos, provocada por el agua infiltrada, sería causante de una disminución de la peralcalinidad original.Se infiere un mecanismo de fusión parcial de rocas corticales profundas subsaturadas en agua, para la génesis de este magmatismo alcalino en un ambiente tectónico de extensión cortical.

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Na₂O + K₂/l₂₃ - - -- 1. . , . , .

     

Zur Darstellung des Regelungsgrades eines Gefüges

Zusammenfassung Es wird eine Methode zur vergleichenden Darstellung des Regelungsgrades eines Gefüges—bzw. einer Kornart—entwickelt. Der Regelungsgrad wird definiert als das Verhältnis der Größe der Flächen gleicher Besetzungsdichte (Flächenklassen) eines Diagramms zur Größe seiner Projektionsfläche, wie es aus jedem Dichteplan einer Kornart entnommen werden kann.Hiezu werden die Flächen gleicher Besetzungsdichte eines Diagramms ausplanimetriert. Zur vergleichsweisen Darstellung werden sie wiederum auf einer flächentreuen azimutalen Projektion eingetragen, bei der die Inhalte der Kleinkreise als Funktion des Winkelabstandes vom Projektionszentrum erscheinen (Abb. 1).Ein derartiger Flächenplan erlaubt bereits eine übersichtliche Vergleichung der Flächengrößen. Da jedoch geringe Unterschiede in den Flächengrö\en nicht sogleich in Erscheinung treten, wird außerdem eine kurvenmäßige Darstellung verwendet, bei welcher die in Prozenten ausgedrückten Flächengrößen auf dem N–S-Durchmesser der Projektion als Lote in dem die Flächenklasse repräsentierenden Winkelabstand vom Projektionszentrum aufgetragen sind (Abb. 5). Ein die Lote verbindender Polygonzug erlaubt nunmehr eine schnelle Orientierung über die Größe der Flächen in den einzelnen Flächenklassen. Auftretende Rückschläge im Kurvenzug erwiesen sich in allen bisher untersuchten Fällen alspersistente Gefügeeigenschaften. Einige Deutungsmöglichkeiten dieser Rückschläge werden erörtert.Mit 14 Textabbildungen.