Mineralogische Untersuchungen an zwei Gipsvorkommen der Werraserie (Zechstein)

Zusammenfassung Es wurden zwei Gipsvorkommen des Zechsteins aus der Umgebung von Göttingen mineralogisch untersucht.Die Minerale Quarz, Albit, Dolomit, Kalkspat, Cölestin, Talk, Corrensit, Chlorit und Montmorillonit, die im Gips von Hundelshausen ge unden wurden, sind synsedimentär oder diagenetisch entstanden.Die beidseitig ausgebildeten Hundelshäuser Quarze mit den zahlreichen Anhydriteinschlüssen sind Neubildungen. Sie entstanden noch vor der Umbildung Anhydrit Gips.Kohlenstoffanalysen an verschiedenen Gesamtgipsproben und an Hundelshäuser Quarzen ergaben einen Zusammenhang zwischen Farbe und Kohlenstoffgehalt.Im Gips von Osterode sind die Minerale Talk, Dolomit und Magnesit ebenfalls synsedimentär der diagenetisch entstanden. Die dunkelgefärbten Schichten im Gips zeichnen sich durch einen hohen Kohlenstoffgehalt aus.In der Diskussion werden beide Vorkommen verglichen. Die Entstehung der Minerale wird kurz besprochen.     

Die rezenten Sedimente im Golf von Neapel

Zusammenfassung Die sich hauptsächlich aus den vulkanischen Tuffen der den Golf von Neapel umrandenden 3 Vulkangebiete Ischia, Phlegräische Felder und Vesuv ableitenden rezenten Sedimente des Golfes zeigen starke Veränderungen im Mineralbestand und Chemismus, die in der Hauptsache auf der teilweisen Umwandlung der Glassubstanz der Tuffe durch das Meerwasser beruhen.Der Umwandlungsgrad der Glassubstanz hängt von der Korngröße der Tuffpartikel ab: Je kleiner der Korndurchmesser, desto stärker die Umwandlungserscheinungen.Als Neubildungsprodukte treten Quarz und Chalcedon, Kaolinit, Illit und Analcim im Verhältnis von etwa 1:2:2:0,5 auf. Opal ist ebenfalls mit größter Wahrscheinlichkeit vorhanden.Neben dem aus der Umwandlung von Tuffen ableitbaren Quarzgehalt tritt noch zoogener Quarz sowie Quarz und Chalcedon aus Flysch- und Kalksedimenten der südöstlichen Golfumrandung in den Sedimenten auf.Sofort nach ihrer Entstehung unterliegen die Neubildungsprodukte, insbesondere der Quarz und Chalcedon in der Kornfraktion <2 µ, der teilweisen Auflösung durch das SiO₂-untersättigte Meerwasser. Ein großer Teil des neugebildeten Quarzes wird so dem Sediment entzogen und führt, verstärkt durch den bei der Verwitterung in Lösung gegangenen Alkali-Anteil, zu einer starken Anreicherung des Al₂O₃-Gehaltes in den zersetzten Sedimenten.Beträchtliche Lösungswanderungen und Umkristallisationen im Sediment werden durch neugebildete Quarz- und Chalcedonaggregate und authigene Kaolinit-und Hydromuskovitbildung angezeigt.Von den Einsprenglingen der Tuffe wird nur der Leucit durch das Meerwasser teilweise in Analcim umgewandelt.In 2 Sedimentproben konnten Veränderungen der Glassubstanz durch submarine solfatarische Exhalationen unter Neubildung von Alunit, Quarz und Schwefel nachgewiesen werden.Die Umwandlung der glasigen Tuffsubstanz setzt bereits in den vom Meerwasser bespülten anstehenden Tuffen der Golfumrandung ein.Mit 12 TextabbildungenTeil 1. Die rezenten Sedimente des Golfes von Pozzuoli. Geol. Rdsch.47, 117 (1958) und Pubbl. Staz. Zool. Napoli31, 1 (1959).     

Effect of mineralogy and texture in the TiO2 pigment production process of the Tellnes ilmenite concentrate

Summary The mineralogy and textural relationships of the Tellnes ilmenite concentrate were determined to evaluate the effect of mineralogical characteristics of the raw material on sulphate-route TiO₂ pigment production. It was found that the presence of hematite exsolutions and their grain size, twinning, the amount of ferric iron in the ilmenite, and the grain size distribution of the feed material affected the solubility of the ilmenite concentrate. Structural discontinuities, such as twinning, favoured the leaching of ilmenite grains. Depending on the size and distribution of exsolved hematite, there is a good correlation between the degree of dissolution of ilmenite and the amount of exsolved hematite from ilmenite. On the other hand, the coarser the ilmenite grain in the digestion step is the lesser the solubility. The quantity of trace elements, such as Cr and V, and their provenances in the mineral lattices normally affect the quality of the pigment. Their concentrations in the Tellnes ilmenite, however, are associated with the exsolved hematite which does not go into solution. Mg affects the precipitation process, and the MgO content of the concentrate is 4% which is mainly bound in ilmenite lattices. In contrast, MgO rises to 10% in unreacted solids due to the accumulation of insoluble Mg-bearing silicates.

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Der Effekt von Mineralogie und Textur auf den Produktionsprozeß von TiO₂ Pigmenten aus Ilmenit-Konzentraten von Tellnes

Zusammenfassung Die Mineralogie und die texturellen Beziehungen der Ilmenit-Konzentrate von Tellnes wurden untersucht, um den Effekt der mineralogischen Charakteristika des Rohmaterials auf die sulfatische TiO₂ Pigmetproduktion zu evaluieren. Es wurde herausgefunden, dass die Anwesenheit von Hämatit-Entmischungen und deren Korngröße, Verzwilligung, der Anteil an dreiwertigem Eisen im Ilmenit und die Korngrößenverteilung des aufgegeben Rohmaterials die Löslichkeit des Ilmenit-Konzentrates beeinflussen. Strukturelle Diskontinuitäten, wie etwa Zwillinge, begünstigen das Auslaugen der Ilmenitkörner. In Abhängigkeit von der Größe und Verteilung des entmischten Hämatits, gibt es eine gute Korrelation zwischen dem Grad der Auflösung von Ilmenit und der Menge an entmischtem Hämatit im Ilmenit. Andererseits sinkt die Löslichkeit von Ilmenit mit Zunahme der Korngröße. Die Gehalte an Spurenelementen, wie etwa Cr und V und ihre Provenienz in den Kristallgittern beeinflussen normalerweise die Qualität des Pigments. Im Tellnes Ilmenit sind sie allerdings an den entmischten Hämatit gebunden, der nicht in Lösung geht. Magnesium beeinträchtigt den Ausfällungsvorgang. Der MgO-Gehalt des Konzentrats ist 4% und ist überwiegend an das Ilmenitgitter geknüpft. Im Gegensatz dazu steigt, infolge der Akkumulation der unlöslichen Mg-führenden Silikate, der MgO-Gehalt auf 10% in den nicht reagierenden Festphasen au.

     

Über das Verhältnis der Gesteinszusammensetzung der Moräne zum Felsgrund in den Gebieten der Kartenblätter von Ylitornio und Rovaniemi im nördlichen Finnland

Zusammenfassung Die Abtragung durch den Gletscher ist im Untersuchungsgebiet so gering gewesen, daß ihr Einfluß im Relief des Felsgrundes nicht zu spüren ist. Die frühere Bewegungsrichtung des Eises verläuft von NW nach SO und die letzte, in den Schrammen häufiger zu erkennende, von W nach O sowie weiter nördlich von WNW nach OSO. Im nördlichen Teil des Untersuchungsgebietes ist der Eisrand noch im Abschmelzstadium aktiv gewesen.Die Wirkung der früheren Bewegungsrichtung zeigt sich in der Blockzusammensetzung der Moräne im nördlichen Teil des Untersuchungsgebietes, wo der Oberflächenteil der Moräne einige Prozent des Materials umfaßt, das aus außerhalb des Kartenblattes gelegenem Gebiet aus nordwestlicher Richtung über eine weite Strecke gekommen ist. Sein Hauptteil besteht im allgemeinen überall aus vom eigenen Felsgrund herrührendem Material, das durch das Eis in der durch die letzten Schrammen bezeichneten Richtung verschoben worden ist. Im nordwestlichen Teil des Untersuchungsgebietes hat der aktive Eisrand mehr Moräne verfrachtet und vom Muttergestein weiter verschoben als im südlicheren, wo die Steine der oberen Moränenschicht großenteils von dem sie unterlagernden Felsgrund stammen, wie die Steinzählungen auf basischem und dolomitischem Felsgrund erweisen. Je größer das der Moräne als Unterlage dienende, aus gleichem Gestein bestehende Felsgrundgebiet ist, in um so größerer Menge sind die von ihm ausgegangenen Steine in der örtlichen Moräne anzutreffen. In den Gebieten der verschiedenen Gesteine wechselt die Steinhäufigkeit je nach der Beschaffenheit derselben. Granit und Gneis haben am meisten, Glimmerschiefer am wenigsten Steine an die Moräne abgegeben. Die Menge des letzteren ist im feinen Material der örtlichen Moräne größer als unter den Steinen, deren Betrag bald in der Bewegungsrichtung des Gletschers abnimmt. Als bei der Bearbeitung widerstandsfähiges Gestein im Untersuchungsgebiet erweist sich der Quarzit, dessen Steine in der Oberflächenmoräne weither gekommenes Material vertreten.     

Die Bedeutung der alten Kerne für die geologische struktur der jungen kordillere

Zusammenfassung Der strukturelle Bau der südamerikanischen Kordillere wird besprochen und besonders auf die Bedeutung der alten Kerne hingewiesen, in denen Teile der paläozoischen Vorläufer der Kordillere wieder herausgehoben wurden. Durch die Bewegungen der alten Schollen während des Mesozoikums entstanden mehrere getrennte Sedimentationsräume von verschiedener fazieller Entwicklung. Gleichzeitig förderte der Schollenbau des Untergrundes den Aufstieg des Magma und führte so zu der für den meridional verlaufenden Hauptteil der Kordillere charakteristischen, Überaus intensiven, intrusiven und effusiven Magmatätigkeit. Die junge Orogenese dieses Teiles des Gebirgssystems wird vor allem auf die durch Zerrung am Westrand des Kontinentes verursachte Schollenbildung und die dadurch ausgelöste Magmabewegung zurückgeführt. Dagegen entstanden die im S und N in östliche äquatoriale Richtung umschwenkenden Ausläufer des Gebirgssystems durch Pressung aus Geosynklinalen zwischen zwei sich gegeneinander bewegenden alten Landmassen.     

Beitrag zur Kenntnis indischer Laterite

Zusammenfassung Es wurden zwei indische Lateritprofile untersucht. Die Lateritproben wurden soweit unverfestigt, in Korngrößenklassen zerlegt. Mit röntgenographischen. differentialthermoanalytischen und optischen Methoden wurde der Mineralbestand quantitativ bestimmt. Die Änderungen des Mineralbestandes und die Änderungen der Mineralverteilung wurde in den Lateritprofilen verfolgt.Die Lateritprofile sind auf quarzhaltigen Gesteinen, einem grobkörnigen Granit und einem feinkörnigen Quarz-Glimmer-Sandstein, entstanden. Als Ursache der Lateritbildung ist bei beiden Profilen die Verwitterung und Kaolinisierung des Ausgangsgesteins anzusehen. Bei dem Granit wurden die Feldspäte sowie die Hornblende und der Biotit, bei dem Sandstein wurde der Muskowit kaolinisiert. Der Quarz wurde mehr oder weniger stark korrodiert.Durch die Anreicherung von oxydischen und hydroxydischen Eisenmineralen in bestimmten Zonen der Verwitterungsprofile kam es zur Ausbildung typischer Lateritprofile mit konkretionsführenden bzw. pisolithischen Horizonten. Die Anreicherung von Eisenmineralen in diesen Horizonten ist durch Zufuhr von Eisen aus Verwittrungslösungen erfolgt. Das Eisen entstammt bei dem ersten Profil den verwitternden eisenhaltigen Mineralen des Granites, der Hornblende und dem Biotit. Bei dem zweiten Profil ist die Herkunft des Eisens aus verwitternden hämatitreichen Rindern des Sandsteines abzuleiten. An hydroxydischen Aluminiummineralen sind in beiden Lateritprofilen nur geringe Mengen Diaspur vorhanden.Auflösung von Kaolinit, Wanderung der Kaolinsubstanz und Neubildung von Fireclaymineral wurde in beiden Profilen nachgewiesen.     

Die niehtkarbonatisehen Bestandteile des Göttinger Musehelkalkes mit besonderer Berücksichtigung der Mineralneubildungen

Zusammenfassung Die mineralogische und chemische Zusammensetzung des Säurerückstandes von 32 Gesteinsproben des Göttinger Muschelkalkes wurde untersucht. Die Röntgenanalysen der feinsten Schlämm- und Zentrifugenfraktionen ergaben Illit, Quarz und geringe Mengen von Kaolinit. Für den Illit wurde durch Vergleich von mineralogischer und chemischer Analyse die Formel errechnet. Die verschiedenen Stadien der Glimmerzersetzung, die schließlich zum Illit führt, ließen sich mikroskopisch beobachten. In den Fraktionen > 2 Ø fanden sich mikroskopisch Quarz; Feldspat (Orthoklas, Mikroklin, Albit, Oligoklas) und Glimmer (Muskovit, Biotit, Zersetzungsprodukte). Quarz und Feldspat kommen als Neubildungen vor. Der authigene Kalifeldspat ist triklin und hat einen optischen Achsenwinkel von 2V = 43° gegenüber 69° für magmatischen Orthoklas Der authigene Albit hat einen Achsenwinkel von 2V = 85–90° gegenüber 77° für magmatischen Albit. Vergleichsweise wurden auch andere Vorkommen untersucht; die dieselben Resultate lieferten.Neben die Hoch- und Tief temperatur-feldspate der Effusiv- bzw. Intrusivgesteine treten demnach die Niedrigtemperaturfeldspate der kalkigen Sedimentgesteïne. Diese Feldspate entsprechen weitgehend den reinen Komponenten KAlSi₃O₈ und NaAlSi₃O₈. Die Beobachtungen lassen vermuten, daß die Albitisierung bereits vor der Sammelkristallisation und völligen Erhärtung des Gesteines stattfand, während die Kalifeldspatisierung erst während oder nach der Diagenese geschah. Der SiO₂-, Al₂O₃- und K₂O-Bedarf wurde wahrscheinlich von den Zersetzungsprodukten der Glimmer gedeckt, der Na₂O-Bedarf vom Meerwasser. Während die Leichtmineralzufuhr im Muschelkalkmeer des untersuchten Gebietes zeitlich und räumlich konstant blieb, schwankte die authigene Feldspatbildung von vorwiegender Kalifeldspatisierung im untersten und im mittleren Muschelkalk zu überwiegender Albitisierung im oberen Muschelkalk. Die eigelben Gesteine des unteren Muschelkalkes sind durch die Zersetzungsprodukte der Magnetitkörner gefärbt. Die Schwerminerale wurden nur qualitativ untersucht.     

Genesen von Graniten und Migmatiten auf Grund neuer Experimente

Zusammenfassung Die Genese von Graniten und Migmatiten wird in einem ursächlichen Zusammenhang mit regionaler hochgradiger Metamorphose gesehen. Deshalb wurde experimentell unter 2000 Atm H₂O-Druck die Metamorphose von verschiedenen Sedimentgesteinen durchgeführt, und zwar wurden außer Grauwacken vor allem verschiedene kalkfreie und kalkführende Tone behandelt, bei denen auch z. B. der Adsorption von Na⁺ in der Tiefe Rechnung getragen wurde.Es ergab sich, daß die höchstgradige metamorphe Fazies nur dann erreicht wird, wenn bei 2000 Atm H₂O-Druck die Temperatur größer als 630 ± 30° C gewesen ist. Die höchstgradige Mineralvergesellschaftung bleibt aber nur stabil bis 700 ± 40° C. Sobald diese Temperatur überschritten wird, beginnt der Bereich der Anatexis, d. h. der Metamorphit wird partiell verflüssigt. Das Auftreten einer Schmelzphase ist bei jenen p-t-Bedingungen zwangsläufig, wenn der Metamorphit Quarz und Feldspat enthält.Die zuerst gebildete Schmelze hat aplitische Zusammensetzung. Mit steigender Temperatur vergrößert sich meistens die Menge der Schmelze, und es verändert sich die Schmelzzusammensetzung, bis schließlich ein sogenannter Endzustand der Anatexis erreicht ist. Die Temperatur, bei der dieser Zustand erreicht ist, die Menge der Schmelze und ihre Zusammensetzung sind durch den quantitativen Mineralbestand des hochgradigen Metamorphits bedingt. Die Schmelzmenge beträgt mehr als die Hälfte, oft mehr als 2/3 und bisweilen über 80–90% des Metamorphits. Die weitaus am häufigsten gebildeten anatektischen Schmelzen, nämlich diejenigen, die bei der Anatexis ehemaliger Tonschiefer entstehen, sind granitisch-granodioritisch; Grauwacken liefern granodioritische oder tonalitische Schmelzen.Es geht aus den Experimenten hervor, daß ohne irgendwelche Materialzufuhr oder -abfuhr in der anatektischen Schmelze eine Anreicherung von Si und Alkalien (vor allem von Na) und eine Verarmung an Al, Mg und Ca gegenüber dem Ausgangsgestein eintritt. Letztere Elemente sind im nicht mit aufgeschmolzenen Restkristallin in Form von Cordierit, Biotit, Sillimanit, An-reichem Plagioklas und/oder Granat konzentriert.Es wird gezeigt, daß anatektisch gebildete granitische Schmelzen, wenn sie von dem kristallin gebliebenen Rest-Teil des ehemaligen Metamorphits getrennt sind, also mit ihm nicht mehr reagieren können, um mehr als 100° C überhitzt sein können; sie sind daher intrusionsfähig. Separierung der anatektisch gebildeten Schmelzen von dem kristallinen Rest über größere Bereiche führt zu homogenen granitischen Gesteinen. Konnte die Separierung nur im Bereich von cm und dm erfolgen, dann sind autochthone inhomogene granitische Gesteine oder Migmatite entstanden. Experimentelle Hinweise für das Zustandekommen der Mannigfaltigkeit der Textur bei Migmatiten werden gegeben.     

Fused rock from Köfels,Tyrol

The vesicular glass from Köfels, Tyrol, contains grains of quartz that have been partially melted but not dissolved in the matrix glass. This phenomenon has been observed in similar glasses formed by friction along a thrust fault and by meteorite impact, but not in volcanic glasses. The explosion of a small nuclear device buried behind a steep slope produced a geologic structure that is a good small-scale model of that at Köfels. Impact of a large meteorite would have an effect analogous to that of a subsurface nuclear explosion and is the probable cause of the Köfels feature.

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Zusammenfassung Der Bimsstein von Köfels, Tirol, enthält Körner von Quarz, welche teilweise geschmolzen, aber nicht im Mutterglas gelöst sind. Diese Erscheinung wurde in ähnlichen Gläsern beobachtet, welche durch Reibung entlang von Rutschverwerfungen und durch Meteoriteneinschläge entstanden, aber nicht in vulkanischen Gläsern. Die Explosion eines kleinen nuklearen Gerätes, eingegraben in einem steilen Abhang, brachte eine geologische Struktur hervor, welche ein gutes Modell im kleinen Maßstab des Vorganges bei Köfels darstellt. Der Einschlag eines großen Meteoriten würde einen Effekt hervorrufen, der analog ist einer unterirdischen nuklearen Explosion, und ist wahrscheinlich der Grund für die Bildungen von Köfels.

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Wit 4 Figures

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Publication authorized by the Director, U. S. Geological Survey.     

Zur Gefügeisotypie von Hämatit,Korund, Kalzit und Quarz

Inhalt Zunächst werden die bisher aus der Literatur bekannten und durch eigene Untersuchungen gewonnenen Gefügetypen der vier untersuchten Mineralarten untereinander hinsichtlich der Gefügeisotypie verglichen. Die quantitativen, mathematischen Zusammenhänge, die bei der Verformung von Hämatit, Korund, Kalzit und Quarz eine Rolle spielen, zeigen, weshalb im Falle von Kalzit ein Rhomboeder und im Falle von Hämatit und Korund die Basis in oder in der Nähec des Gefüges eingeregelt isl; dort liegen nämlich die Werte für größte Orientierungs- und Längenänderungen.Mit 1 Textabbildung     

Folgerungen für die Entstehung der Basalte aus dem speziellen Auftreten der Pyroxene in diesen Gesteinen

Zusammenfassung Die früheren Angaben über die Pyroxenführung, besonders über den Gehalt an rhombischem Pyroxen, wurden in den Basalten der südwestlichen Ausläufer des Vogelsberges überprüft. Es kann in Abhängigkeit vom SiO₂-Gehalt dieser Gesteine eine Beziehung über die Zusammensetzung der Basalte und die Art der auftretenden Pyroxene aufgestellt werden. Vereinfacht ergibt sich, daß die Olivinbasalte keinen rhombischen Pyroxen in der Grundmasse führen - abgesehen von den Olivinknollen - und die Gesteine mit Bronzitführung dem gabbrodioritischen bzw. dioritischen Magmentyp angehören. Daneben kommt Pigeonit in weiter Verbreitung vor. Diese Befunde unterstützen die Auffassung, daß die Olivinknollen der Basalte Reste von assimilierten Peridotiten sind. die dem basaltischen primären Magma zugefügt werden. Dadurch wird ein Hinweis auf den Ort der Bildung der basaltischen Magmen gegeben.     

Faltung und Klüftung im Nordteil des Rheinischen Schiefergebirges

Zusammenfassung Die Ergebnisse von Untersuchungen der Kleintektonik in Grauwacken und Kalken im Nordteil des Rheinischen Schiefergebirges lassen darauf schließen, daß die Klüfte zu Beginn der Faltung aufrissen und ursprünglich senkrecht auf der Schichtfläche standen.Unter dieser Voraussetzung lassen die Klüfte als Vorzeichnung die Deformation der Bänke während der Faltung erkennen und ermöglichen eine zeitliche Einordnung der Vorgänge bei der Faltung. Es ergibt sich für die Faltung folgendes Bild:Mit der ersten leichten Verbiegung der Schichten bilden sich zwei Kluft-systeme aus, das eine symmetrisch zur Kraft, die die Faltung bewirkte, das zweite symmetrisch zum Biegungsfließen. Beide Systeme konnten sich entwickeln, ohne daß sie sich gegenseitig störten. Man muß also schließen, daß der Kluftabstand erst nach und nach verringert wurde und beide Systeme, im ganzen gesehen, gleichzeitig entstanden. Aus dem frühen Auftreten des Biegungsfließens, dessen Richtung dem heutigen Faltenbild entspricht, geht hervor, daß schon bei Beginn der Faltung das heutige Faltungsbild im großen und ganzen angelegt war und daß Faltung nicht nur Verbiegung der Schichten um die Faltenachse, sondern auch Verbiegung der Faltenachse bedeutet.Solange die Neigung der Schichten 20° bis 30° nicht überschritt, konnten die meisten auftretenden Spannungen durch das Biegungsfließen ausgeglichen werden. Bei der weiteren Faltung übernahm der Faltungsvorschub die Rolle des Biegungsfließens. Die Richtung des Faltungsvorschubes wurde durch Verwerfungen bestimmt, die also älter als der Faltungsvorschub sein müssen. Außerdem ließ sich feststellen, daß der Faltungsvorschub teilweise eine selbständige Bewegung ist, die aus dem Faltenmechanismus allein nicht erklärt werden kann.Das hier Aufgeführte ist das Ergebnis einer Anfangsstudie. Sie war Gegenstand einer Dissertation unter Leitung von Herrn Professor Dr.Hans Cloos. Ihm möchte ich dafür danken, daß er mich zur kleintektonischen Betrachtungsweise angeregt und mir in vielen Stadien der Arbeit geraten und geholfen hat. Den Herren Professor Dr.Bruno Sander, Professor Dr.Georg Knetsch, Dr.Sigismund Kienow, Dr.Gerhard Oertel und Dr.Herbert Karrenberg verdanke ich wertvolle Hinweise. Nicht zuletzt möchte ich an dieser Stelle meine Frau nennen, die sowohl bei den Geländemessungen als auch bei der Fertigstellung des Manuskriptes mich immer unterstützt hat.     

Untersuchungen über die Bildung von Analcim aus natürlichen Silikaten

Zusammenfassung Im Temperaturbereich zwischen 100–180° C wurde experimentell die Umwandlung einiger natürlicher Silikate und silikatischer Gesteine in Analcim untersucht. Der Analcim bildete sich im alkalischen Milieu nach Abbau der einzelnen Ausgangssubstanzen direkt und ohne das Auftreten irgendeiner Zwischenphase. Die Entstehung des Analcims zeigte sich dabei abhängig von der Art und der Konzentration der einwirkenden Lösungen, von der Temperatur und von den Ausgangssubstanzen. Bei geringeren Konzentrationen der Lösungen war die Reaktion bedeutend langsamer als bei größeren. Der Analcim bildete sich nur in einem bestimmten Konzentrationsbereich der alkalischen Lösungen, wobei dieser für die einzelnen Substanzen unterschiedlich war. In Abhängigkeit von der Ausgangssubstanz entstanden bei geringeren Alkalikonzentrationen an Stelle des Analcims Zeolithe und bei größeren Alkallkonzentrationen SiO₂-Mineralien.

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Investigations on the formation of analcite from natural silicates

The transformation of some natural silicates and silicatic rocks into analcite was experimentally investigated over a temperature range of 100° C to 180° C. Analcite was directly formed in alkaline surroundings after reduction of the various starting substances without any intermediate phases. The formation of analcite depended on the kind and concentration of the reacting solutions, on the temperature and on the starting substance. At lower concentrations of the solutions the reaction was considerably slower than at higher ones. Analcite was formed only within a certain concentration range of the alkaline solutions, this range being different for the different substances. Depending on the starting substance, zeolites were formed at lower alkali concentrations. At higher alkali concentrations SiO₂ minerals were formed.

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Herrn Prof. Dr. H. Heritsch danke ich für sein dauerndes Interesse an dieser Arbeit, für Ratschläge und kritische Bemerkungen sowie für die Zurverfügungstellung der Mittel des Institutes für Mineralogie und Petrographie der Universität Graz.

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Herrn Prof. Dr. C. W. Correns möchte ich auch an dieser Stelle für die Möglichkeit, die experimentelle Technik in Göttingen kennenzulernen, meinen Dank sagen.     

Mineralbestand und Entstehung des „Porzellanjaspis” von Epterode (Nordhessen)

Zusammenfassung Es wurden Lagerung, Mineralbestand und Genese eines Gesteins untersucht, das bei Epterode, Nordhessen, auf kleinem Raum vorkommt und den Namen Porzellanjaspis führt.Das in bunten Farben aufgeschlossene, meist sehr harte und feinkörnige Material ist, im Gegensatz zu früheren Annahmen, primär gelagert und verdankt seinen Mineralbestand — Quarz, Cristobalit, Cordierit, Mullit, Spinell, Korund und Glasphase — einer Erwärmung oligozäner Sedimente in situ auf mindestens 1000° C. Einige kleine Halden an der Südseite sind erst später aus schon gebranntem Material entstanden. Seitliche Übergänge in unveränderten oligozänen Ton und Sand sind vorhanden. Der Mineralbestand dieser Tone (Quarz, Illit, Kaolinit, möglicherweise auch Montmorillonit) läßt sich mit den Hochtemperaturphasen und der chemischen Analyse des untersuchten Gesteins in Einklang bringen.Die Entstehung ist nicht, wie z. T. bisher angenommen, auf Alaunbereitung zurückzuführen, da der Haldencharakter entfällt, sondern auf einen Schwelbrand liegender tertiärer Kohle vor der Abtragung der oligozänen Sedimente. Der dabei entstandene Härtling widerstand der Abtragung besser als die flankierenden normalen Tone und Sande. Mit dieser Deutung läßt sich die aus dem Gesamtbild der tertiären Ablagerungen der Umgebung herausfallende morphologische Stellung des Vorkommens erklären.Herrn Prof. Dr.Carl W. Correns zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Flüssigkeitseinschlüsse mit Gasblasen als geologische Thermometer

Zusammenfassung Es wird unterschieden zwischen Einschlüssen, auf dieSorbys Grundannahme zutrifft, daß eine homogene Phase, wie Wasser, Salzlösung oder CO₂, eingeschlossen wurde, die Blasen also von dem Gas der eingeschlossenen Flüssigkeit gebildet werden, und solchen Einschlüssen, in denen fremdes Gas mit eingeschlossen wurde.Sorby-Einschlüsse können zur Temperaturbestimmung herangezogen werden, wenn entweder der Druck am Bildungsort bekannt ist oder sein Einfluß vernachlässigt werden kann, weil der Füllungsgrad so hoch ist, daß die Libelle schon bei niederen Temperaturen verschwindet. Ist fremdes Gas in der Flüssigkeit gelöst eingeschlossen worden und erst beim Abkühlen frei geworden, so ist der Schluß von der Füllungstemperatur auf die Bildungstemperatur noch unsicherer als bei Sorby-Einschlüssen, weil über den zu erwartenden großen Einfluß des Druckes noch nichts bekannt ist.Ist fremdes Gas als Gasblase eingeschlossen worden, so kann die Füllungstemperatur sehr weit von der Bildungstemperatur abweichen und beim Erwärmen sogar zuerst größer werden. Solche Nicht-Sorby-Einschlüsse sind zu erkennen durch Messung des Füllungsgrades und Vergleich der zugehörigen Füllungstemperatur mit der von Wasser bzw. CO₂ bei gleichem Füllungsgrad.Die Frage, aus was die Einschlüsse bestehen, ist nicht nur für die Temperaturbestimmung von Wert, sondern auch für viele Fragen der Gesteinsbildung und -umbildung. Es wird auf die schon vonBrewster 1826 angegebene Methode der Bestimmung der Brechungszahl mit Hilfe der Totalreflexion hingewiesen.Alle diese Bemerkungen gelten sowohl für primäre wie für sekundäre Einschlüsse.Die Dekrepitationsmethode kann weder primäre und sekundäre Einschlüsse unterscheiden noch die Natur des Einschlusses, noch auch den Füllungsgrad berücksichtigen.     

Zur Erdölgeologie Südamerikas Insbesondere des pazifischen Raumes

Zusammenfassung Es wird kurz die Ausdehnung der alten Massive und die umrahmende Kordillere besprochen, bei der die ältere Faltung scharf von der pliocänen und quartären Hebung und Zerbrechung zu trennen ist, die das heutige physiographische Bild als Gebirge bestimmt. Nach einer stratigraphischen Übersicht werden die öllagerstätten Südamerikas in 14 Erdölprovinzen eingeteilt.Bei der Schilderung von 3 Erdölprovinzen des pazifischen Raumes wird in Bolivien die Stratigraphie, das 3000 m mächtige devonische Muttergestein, die hangenden devonischen Speichergesteine und die Gondwana-Formation mit sekundären Lagerstätten beschrieben, sowie der tektonische Bau der Lagerstätten in der subandinen Zone erörtert, in der das öl durch den tektonischen Druck der Überschiebungen aus den devonischen Schiefern ausgepreßt und einer natürlichen Destillation unterworfen ist. Je tiefer die tektonische Lage, desto leichter ist das öl.In der Erdölprovinz des peruanisch-ecuadorianischen Amazonas-Beckens werden die ausgedehnten biohermen permischen Kalke, die jurassischen oder älteren Salzdurchbrüche sowie die weite unterkretazische Transgression nach der nevadischen orogenen Phase beschrieben, und die bisher nur in dem kretazischtertiären epikontinentalen Becken, das sich zwischen dem Brasilianischen Schild und der Kordillere erstreckte, bekannten öllagerstätten erwähnt.Endlich wird in der Erdölprovinz des tertiären Schelfes des Pazifik, der von Peru Über Ecuador und Kolumbien bis Panama erhalten ist, die Stratigraphie und Tektonik der eozänen Lagerstätten in Peru und Ecuador kurz geschildert.     

Sedimentpetrographische Untersuchungen des Flammenmergels

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wurden tonig-kalkig-kieselige Proben des Flammenmergels aus einem Profil von Wrisbergholzen sowie Einzelproben von der Hohen Schanze und von Othfresen-Liebenburg hauptsächlich optisch und röntgenographisch untersucht.Als wesentliche Komponenten treten auf: verschiedene Modifikationen der Kieselsäure (Quarz, Chalcedon, Opal), Calcit, Muskovit, Montmorillonit und Glaukonit. Es wurde festgestellt, daß der Flammenmergel sehr verschieden ausgebildet sein kann: neben Kalkbänken gibt es mehr kieselige Partien, daneben auch lockere tonig-mergelige Schichten.Es wurde versucht, das Vorhandensein von Opal, Chalcedon und neugebildetem Quarz zu erklären. Dabei wurde angenommen, daß die im Flammenmergel häufig vorkommenden Kieselorganismen unter hohem pH-Wert aufgelöst und die dadurch gelöste Kieselsäure bei niedrigem pH-Wert wieder ausgeflockt wurde. Nach seiner Zusammensetzung ist der Flammenmergel ein chemisch-biogenes Sediment mit klastischem Anteil (maximal 30%).

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Argillaceous-calcareous-siliceous samples of the flammenmergel from a section at Wrisbergholzen and some samples from Hohe Schanze and Othfresen-Liebenburg were investigated mainly with optical and X-ray methods.The essential components are: different modifications of SiO₂ (quartz, chalcedony, and opal), muscovite, montmorillonite, and glauconite.It can be seen that the flammenmergel occurs in different forms: limestone beds change to more siliceous parts or loose, argillaceous-marly beds.An explanation for the occurence of opal, chalcedony, and newly formed quartz is given. It was assumed that siliceous organisms, abundant in the flammenmergel, were dissolved under a high pH-value and that the so-formed SiO₂-solution coagulated under a low pH-value.According to its composition, the flammenmergel is a chemical-biogenetic sediment containing clastic components up to 30%.

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Diese Arbeit wurde hauptsächlich im Rahmen des Studiums als Vorarbeit im Jahr 1962/63 ausgeführt. Herrn Prof. Dr. Dr. h. c. C. W. Correns möchte ich für die Überlassung des Themas und sein förderndes Interesse sehr danken. Für sehr anregende Diskussionen danke ich Frau Dr. P. Schneiderhöhn und Herrn Prof. Dr. O. Braitsch. Für freundliche Unterstützung bei der Probenbeschaffung und einige Hinweise möchte ich Herrn Dr. F. Schmid vom Niedersächsischen Landesamt für Bodenforschung und Herrn Dr. H. Kolbe vom Erzbergbau Salzgitter danken. Fräulein Uebach sei für die Ausführung der chemischen Vollanalysen gedankt.     

Die primär gerichteten Sedimentstrukturen,insbesondere die Schrägschichtung im Koblenzquarzit am Mittelrhein

Zusammenfassung Die Schrägschichtung des Koblenzquarzits, eines typischen devonischen Geosynklinalsedimentes, ist durch Wanderung von Großrippeln entstanden. Eine methodische Gefügeanalyse ergibt, daß die bisher für Schrägschichtungs-Untersuchungen angewandte rein statistische Behandlung der meßbaren Einzelrichtungen zu erheblichen Fehlern führen kann. Es wird eine neue Auswertungsmethode vorgelegt, die auf der Erfassung homogener Bereiche beruht. Für Schrägschichtungs-Messungen im gefalteten Gestein wird ein einfaches Reduktionsverfahren vorgeschlagen.Anschließend an die Beschreibung der übrigen Gefügearten von gerichteten Strömungsmerkmalen werden die Richtungen der subaquatischen Rutschungen zur Ermittelung der primären Böschungsrichtungen des Meeresbodens während der Sedimentation herangezogen.Im paläogeographischen Gesamtbild ergibt sich die Notwendigkeit zur Annahme devonischer Gezeitenströme, deren zeitlich und regional wechselnder Richtungsverlauf ebenso wie die Abbildung im Sediment durch die Gliederung des Sedimentationsraumes in Becken und Schwellen bestimmt wurde. Eine mit Hilfe der Sedimentationsrichtungen nachweisbare embryonale synsedimentäre Faltung steht mit der zyklischen Schichtgliederung wahrscheinlich in engem ursächlichem Zusammenhang.     

Paläomagnetismus in den Rhombenporphyren von Oslo und in den Rhyoliten,Doleriten und Sedimenten des Estérel

Zusammenfassung Es werden einige Ergebnisse mitgeteilt über paläomagnetische Untersuchungen, die vom Mineralogisch-Geologischen Institut in Utrecht unter Mitarbeit des Königlich-Niederländischen Meteorologischen Instituts in de Bilt durchgeführt werden. Während der Entmagnetisierungsversuche zeigte es sich, daß viele Gesteinsproben neben einer ursprünglichen Magnetisierung, die wahrscheinlich während der Ablagerung entstanden ist, noch störende sekundäre magnetische Komponenten in der Richtung des heutigen Erdfeldes besitzen. Diese sekundären Komponenten kann man ganz durch teilweise Entmagnetisierung entfernen; die ursprüngliche Komponente des Magnetismus wird dabei auch kleiner, aber die Abnahme wird erst bedeutend bei Anwendung von hohen Temperaturen und sehr starken Wechselfeldern. Dadurch werden also auch diese Gesteine brauchbar für die Bestimmung des magnetischen Pols.     

Untersuchungen zur Diagenese an Kalkkonkretionen und umgebenden Tonschiefern

Zusammenfassung Mit Hilfe der verschiedenen Untersuchungsmethoden. wurde versucht aus einem Vergleich von Kalkknollen und den sie umgebenden Tonschiefern Rückschlüsse auf die diagenetischen Vorgänge zu ziehen.Der qualitative Mineralbestand ist in den Geoden und in den Schieferproben der gleiche: Neben dem Carbonat treten hauptsächlich Quarz, Plagioklas, Kalifeldspat, Muskovit und Chlorit auf. Quarz und Plagioklas zeigen in Knolle und Schiefer neben Hinweisen auf Neubildung stark gezackte Ränder, die auf Anlösung deuten.Im quantitativen Gehalt treten Unterschiede zwischen Knolle und Schiefer auf: Abgesehen vom wesentlich höheren Calcitgehalt enthalten die Geoden mehr Quarz und Plagioklas als die Tonschiefer. Für die Schiefer wurde ein, größerer Tonmineralgehalt festgestellt. Aus der chemischen Analyse ergibt sich, daß die Schiefer mehr Titan enthalten als die Knollen.Es lassen sich folgende diagenetische Vorgänge erkennen: Quarz und Plagioklas wurden im Schiefer stärker angelöst als in der Knolle. Dieses wird bestätigt durch das unterschiedliche Maximum der Korngrößenverteilung dieser Minerale in den Geoden- und Tonschieferproben und durch die relative Anreicherung von Titan im Schiefer. Weiterhin wird Chloritneubildung am Knollenrand und im Schiefer beobachtet. Dieser besitzt eine höhere Lichtbrechung und größeren Fe-Gehalt und ist thermisch instabiler als der detritische Chlorit. Für Muskovit-Illit wird die Zunahme des Kaliumgehaltes in den Schiefern während der Diagenese festgestellt. In den Kalkknollen enthält er etwa 8% K₂O, in den Schiefern aber etwa 10%. Alle diese Veränderungen gehen in den Knollenmitten am langsamsten vor sich.

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Calcareous nodules and the surrounding shales were examined by different methods. The comparison of the results was used to draw conclusions about the diagenetic processes.The mineral components of the nodules and of the surrounding shales are qualitatively the same: besides carbonates mainly quartz, plagioclase, potassium-feldspar, muscovite and chlorite. As well in the nodules as in the shales, quartz and plagioclase show new formations together with signs of partial solution (indented grain boundaries).Differences are found in the quantitative composition of the nodules and of the corresponding shales: besides a much higher amount of calcite, the nodules contain more quartz and plagioclase than the shales. The shales contain more clay minerals. The chemical analysis shows that the shales contain more titanium than the insoluble residue of the nodules.The following diagenetic processes are observed: the partial solution of quartz and plagioclase is more pronounced in the shales than in the nodules. This observation is confirmed by the difference between the maxima of the grain size distribution curve of these minerals in the nodules and in the shales. It is, furthermore, confirmed by the relative enrichment of titanium in the shales. Besides, new formations of chlorite are found in the outer zones of the nodules and in the shales. These formations have a higher index of refraction and a higher Fe-content than the detrital chlorite. Their thermic stability is, however, lower. An increase of potassium in muscovite-illite in the course of the diagenesis is observed (in the nodules, muscovite-illite contains about 8% K₂O, in the shales about 10% K₂O). All these transformations occur more slowly in the middle of the nodules than near their surface.

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Meinem verehrten Lehrer, Herrn Prof. Dr. Dr. h. c. C.W. Correns danke ich herzlich für die Förderung in meinem Studium, für die Stellung des Themas und für allen Rat, den er mit bei der Ausführung dieser Arbeit zuteil werden ließ.Herrn Prof. Dr. K. H. Wedepohl und Frau Dr. P. Schneiderhöhn danke ich für sehr anregende Diskussionen.Ferner sei allen Angehörigen des Geologischen Instituts der Universität Göttingen gedankt, die mir bei der Probenbeschaffung behilflich waren.Ebenso danke ich allen Angehörigen des Mineralogischen. Instituts, die zum Gelingen der Arbeit beitrugen.