Fortschritte der Anwendung seismischer Methoden in der Erforschung der Erdkruste

Zusammenfassung Es wird über drei seismische Programme und deren erste Ergebnisse zur Erforschung des tieferen Untergrundes von Mitteleuropa und von den Alpen berichtet.Darüber hinaus wird nach Literaturangaben über ähnliche Arbeiten in anderen Staaten und Kontinenten ein zusammenfassendes Bild des Krustenbaues der verschiedenen Erdteile gegeben.Ein Profil rund um die Erde zeigt den Krustenbau Amerikas, Europas und Asiens.     

Anwendung der Endochronentheorie auf Salzgestein

ZusammenfassungAnwendung der Endochronentheorie auf Salzgestein Es wird ein Stoffgesetz auf Grundlage der Endochronentheorie entwickelt, mit dem das Materialverhalten von Salzgestein beschrieben werden kann. Dafür werden die grundlegenden Vorstellungen dieser allgemeinen Theorie vorgestellt, wie sie von Valanis für Metalle und von Bazant-Bhat für Beton entwickelt wurde.Das Verformungsverhalten von Salzgestein, das durch eine ausgeprägte Kriechneigung geprägt ist, wird erläutert und durch ein rheologisches Modell beschrieben. Das rheologische Modell dient zur Bestimmung der in der Endochronenformulierung vorhandenen Materialfunktionen und Materialkonstanten. Das Stoffgesetz wird in tensorieller Weise formuliert, und es werden Hinweise für seinen Einbau in numerische Rechenmodelle gegeben.

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SummaryUse of the Endochronic Theory on Rock Salt On the basis of the endochronic theory a material model which can describe the behavior of rock salt is developed. This study presents and follows in a modified form the earlier work of Valanis in metals and Bazant-Bhat in concrete.The deformation characteristics of rock salt, subject to extensive creep, are described and explained by an analogous rheological model. This model is used to determine the material functions and constants for the endochronic formulation. The material law is written in tensor form and keys for its use in a computer program are supplied.

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RésuméMise en application de la théorie d'endochrones au niveau de la roche saline A partir de la théorie d'endochrones, l'on développe une loi des matières pouvant décrire le comportement de la roche saline. Dans cette optique, l'on présente les conceptions de base de cette théorie générale, telles qu'elles ont été développées par Valanis pour les métaux et par Bazant-Bhat pour le béton.Le comportement de déformation de la roche saline, caractérisé par une tendance marquée à ramper, est explicité et décrit à l'aide d'un modèle rhéologique. Le modèle rhéologique sert à la détermination des fonctions et constantes de matières, se trouvant dans la formulation d'endochrones. La loi des matières est formulée de facon tensorielle et l'on donne des instructions quant à son application au niveau des ordinateurs.

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Mit 5 Abbildungen     

Neuere Ergebnisse der Anwendung physikalischchemischer Methoden auf Probleme der Geologie

Ohne Zusammenfassung     

Zur Frage der Absatzbedingungen der Radiolarite

Ohne Zusammenfassung     

Zur Frage der Entstehung der Kieselgallenschiefer

Zusammenfassung Aus zwei Aufschlüssen wurden Proben von Galle und Schiefer hauptsächlich röntgenographisch, mikroskopisch und chemisch untersucht. Es zeigte sich, daß in Galle und Schiefer die gleichen Minerale vorkommen, nämlich Quarz, Plagioklas, Kalifeldspat, Muskowit, Chlorit, Kaolinit und Goethit. Nur in einigen Gallen tritt auch Pyrit auf. Die Unterschiede zwischen Galle und Schiefer liegen hauptsächlich im höheren Kieselsäuregehalt der Gallen und in ihrem höheren P- und Fe- Gehalt. Diese Befunde sowie schlechte Ausbildungsformen und ein schlechter Kristallisationsgrad der Quarze machen es sehr wahrscheinlich, daß die Gallen mit einem gehäuften Auftreten von Kieselfossilien, wie etwa Schwämmen, zu erklären sind. Im Verlauf der Diagenese hat eine zusätzliche Konkretionsbildung eingesetzt. Im Schiefer wird Neubildung von Muskowit und Kaolinit auf Kosten von Plagioklas beobachtet. Außerdem wird im Schiefer eine stärkere Zunahme des K-Gehaltes von Muskowit als in der Galle festgestellt.

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The question of the origin of the siliceous nodules in shales

The pyrite content and a high P-content of the siliceous nodules in comparison to those of the shale point to an organic origin of the former. On the basis of the anhedral habit and a low grade of crystallisation of the quartz crystals, the occurence of siliceous nodules can probably be explained as an accumulation of siliceous fossils such as the sponges. It is likely that there was an additional formation of concretions during the diagenesis. Muscovite and kaolinite in the shale have been formed in situ on the cost of plagioclase. Besides, the K-content of the muscovite/illite in the shale shows a considerable increase in comparison to that of the nodules.

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Meinem verehrten Lehrer, Herrn Prof. Dr. C. W. Correns, danke ich für die Überlassung des Themas und für zahlreiche, sehr fördernde Diskussionen. Herrn Dr. W. Flehmig danke ich für seine Hilfe bei den infrarotspektroskopischen Aufnahmen. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft bin ich für finanzielle Unterstützung sehr zu Dank verpflichtet.     

Zur Kenntnis der Anordnung der Gebirgsketten in Ostmexiko

Ohne Zusammenfassung     

Zur Petrologie der Hornblendegarbenschiefer der Ostalpen

Zusammenfassung Die Bildung der Hornblendegarbenschiefer in den Ostalpen, die am Beispiel verschiedener Probengebiete (Greinerserie-Zillertal, Schneebergerzug-Ötztal, Donnersbachwald-Wölzer Tauern, Radenthein-Millstätter Alpe) diskutiert wird, erfolgte bei den Vorkommen des Penninikums im Zuge der alpinen Metamorphose. Alle Garbenschiefer des mittelostalpinen Kristallins sind ein Produkt der variskischen Metamorphose und haben nur eine geringfügige alpine Überprägung erfahren. Für die Vorkommen im Schneebergerzug läßt sich zusätzlich ein früh- oder vorvariskisches Ereignis auf Grund von Reliktstrukturen nachweisen. Die Bildung der Garbenschiefer erstreckt sich vom Metamorphosebereich der obersten Grünschieferfazies bis in die Amphibolitfazies. Für die einzelnen Probengegebiete konnten diepT-Bedingungen der Metamorphose auf Grund koexistierender Mineralphasen festgelegt werden. Im Pauschalchemismus der Garbenschiefer sind neben den für die Bildung der tschermakitischen Hornblenden notwendigen Konzentrationen an Al, Ca und Mg, noch zum Teil sehr beträchtliche TiO₂-Gehalte und hohe Na₂O-Werte, bei gleichzeitig niederen K₂O-Werten, bermerkenswert. Meist variabel sind die Si- und Fe-Konzentrationen.Als Ausgangsmaterial kann man folgende Sedimente in Betracht ziehen: Si- und Al-reiche dolomitische Mergel oder tuffitische Lagen in einem tonigen, sandigen bzw. karbonatreichen Sediment.In einigen Fällen ist eine Entstehung aus dolomitischem Mergel möglich, dies trifft vor allem für die epidot- und karbonatreichen Garbenschiefer zu. Auf Grund der hohen TiO₂-Gehalte (bis über 4 Gew-% TiO₂) und des hohen Na-Überschuß, ist für die größere Anzahl der Garbenschiefer ein Tuffit als Ausgangsmaterial anzunehmen.

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Petrography and genesis of the Hornblendegarbenschiefer of the Eastern Alps

Summary The genesis of the Hornblendegarbenschiefer in the Eastern Alps is discussed as an example of the more important occurrences (Greinerserie-Zillertal, Schneebergerzug-Ötztal, Donnersbachwald-Wölzer Tauern, Radenthein-Millstätter Alpe) formed in the Penninic Area during the Alpine metamorphism. All of the Garbenschiefer in the mittelostalpines Altkristallin are a-product of the Variscian metamorphism and have experienced only a relatively insignificant Alpine influence. Relicts structures indicate an additional earlier event for the occurrences in the Schneebergerzug. The formation of the Garbenschiefer extends from the highes green schist facies to the amphibolit facies. The metamorphicpT conditions for the individual sample locations could be determined from coexisting mineral phases. The Al, Ca and Mg concentrations necessary for tschermakitic hornblende formations are present. What is particularly interesting in the chemical composition of the Garbenschiefer is the presence of high TiO₂-concentrations and of Na₂O in large amounts but coupled with low K₂O values. The most variable concentrations are those for Si and Fe.The Garbenschiefer can be formed from Si- and Al-rich dolomitic marl or tuffitic layers. The development from a dolomitic marl is possible mainly for epidote- and carbonate-rich Garbenschiefer. Because of the high TiO₂-contents (up to 4 wt.% TiO₂ and the high Na-excess, one can assume a formation from a tuffite for most Garbenschiefer.

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Mit 8 Abbildungen

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Herrn Prof. DDr.H. Wieseneder zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Zur Anwendung hydrologischer Modelle auf den Grundwasserabfluß aus Festgesteinen

Zusammenfassung Zur Untersuchung der Beziehung zwischen Niederschlag und Grundwasserabfluß stehen rein statistische Modelle auf der Basis von Regressionsrechnungen sowie konzeptionelle Modelle mit physikalisch begründeter übertragungsfunktion zur Verfügung. Verschiedene Varianten wurden an Schüttungsmeßreihen von Quellen aus mesozoischen Festgesteinen SW-Deutschlands getestet. Reine Regressionsmodelle erfordern wegen der Untergrundspeicherung und des Jahresgangs der Grundwasserneubildung lange Meßreihen und sind mit erheblicher statistischer Unsicherheit behaftet. Eine Verbesserung bringt die Regression der Abflußänderungen, am besten modifiziert auf der Basis exponentiellen Auslaufverhaltens. Konzeptionelle Modelle sind leichter zu handhaben und anpassungsfähiger. Sie bestehen aus 2 Schritten: der Niederschlagsabminderung zur Simulation von Verdunstung und Oberflächenabfluß und der Abflußverteilung zur Speicherungssimulation. Bei den untersuchten Quellen führten proportionale Niederschlagsabminderung und Kaskaden mit 1 bis 3 gleichen linearen Speichern zu den besten Ergebnissen, die Hauptfehlerquelle lag bei der Niederschlagsabminderung. Insgesamt bringt ein einfaches Niederschlag-Abflußmodell detailliertere und zuverlässigere Ergebnisse als die alleinige Untersuchung der Abflußganglinie.

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The relation between rainfall and groundwater runoff may be investigated by regression analysis or by conceptual models with a predetermined function of transmission. Various types of models were tested with runoff series of springs from Mesozoic hardrocks of SW-Germany. Purely stochastic models require long observation series due to the long-term storage and the seasonal variation in groundwater recharge. Even then the statistical error may be large. It may be reduced by the regression of runoff differences, modified on the base of an exponential recession curve. Conceptual models are more simple to handle and show a better adaption to special problems. Two steps must be separated: the reduction of rainfall to simulate evapotranspiration and surface runoff, and the distribution of runoff as a simulation of underground storage. Regarding the investigated springs a proportional reduction of rainfall and cascades with one to three equal linear reservoirs had the best results. The main source of error was the reduction of rainfall. Overall a simple rainfall-runoff modell yields more detailed and reliable results than the investigation only of the runoff series.

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Résumé La relation entre la précipitation et l'écoulement de l'eau souterraine peut Être examinée sur la base d'un modèle statistique de régression ou par des modèles conceptionnels. Différents types de modèles ont été appliqués à des séries de débit des sources en Allemagne sud-ouest, provenants des roches dures mésozoiques. Des modèles de régression ont besoin de longues séries de mésure à cause de la rétention souterraine et de la variation saisonnière de la régénération. L'erreur statistique est grand. Une amélioration consiste dans la régression des changements de débits, modifiés sur la base d'un tarissement exponentiel. Les modèles conceptionnels ont des applications plus variées et mieux adaptées au problème. Ils consistent en deux phases: La diminuation de la précipitation simulant l'évapotranspiration et l'écoulement superficiel, et la distribution de l'écoulement souterrain. Dans les sources examinées, la réduction proportionelle de la pluie et une cascade à 1 à 3 réservoirs ont donné les meilleurs résultats. La source principale d'erreur résulte de la réduction de la pluie. Un simple modèle pluie-débit donne des résultats plus détaillés et plus sûrs que l'examen des débits seuls.

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Zur Gegenwartsbedeutung der Geologie

Ohne Zusammenfassung     

Zur Thermodynamik der Orogenese

Ohne Zusammenfassung     

Zur Frage der Gebirgswurzeln

Roots of mountains are studied by use of gravimetric data, dispersion of surface waves, travel times of refracted and reflected body waves from earthquakes or artificial explosions. Under Southern and Central California, the thickness of the crust (depth of the Mohorovii discontinuity) increases from about 20 km near the coast to 30–35 km under the lower valleys and to about 50 km under the Sierra Nevada. Near the Atlantic coast of the United States it increases from about 20 km under the shelf to about 30 km under the coast, 35 km under the Canadian Shield, and about 45 km under the southern Appalachians. In Western Europe it is about 25–30 km, seems to increase under the Central and Southern Alps to 45–50 km and possibly to 60 km under the Abruzzi. The thickness of the granitic layer seems to be 25–30 km under Southern California and the Sierra Nevada, roughly 20 km under western Europe, but seems to increase to about 35 km under the Central and Southern Alps. Thus, the root under the Sierra Nevada is possibly mainly an effect of a thickening of the basaltic layer, while under the Alps it results mainly from a thicker granitic layer. This difference could result from different tectonic processes in the two regions during their late geological history. The local temperatures in the earth's crust can apparently greatly affect the depth at which phase changes occur and thus the thickness of the crust. Processes connected with reestablishment of isostatic equilibrium probably occur mainly below the crust.

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California Institute of Technology, Division of the Geological Sciences, Contribution Nr. 791.     

Zur Geologie der Anden

Zusammenfassung Es wird ein Überblick über einige grundlegende Merkmale der Geologie der Anden gegeben. Der Stand der geologischen Forschung wird kurz skizziert.

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Some principal aspects of the geology of the Andes are reviewed. The present state of geological research is briefly described.

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Résumé L'auteur présente un aperçu sur les principales données de la géologie des Andes. La situation actuelle de la reconnaissance géologique est brièvement esquissée.

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( ).

     

Zur Kenntnis der Olivingruppe

Ohne ZusammenfassungAuszug aus einer unter der Leitung von Herrn Prof. Dr.Rudolf Mosebach fertiggestellten und im Juli 1950 abgeschlossenen Dissertation. Für zahlreiche Anregungen und tatkräftige Unterstützung gestatte ich mir auch hier meinem verehrten Lehrer herzlichst zu danken.     

Zur Frage der Kristallisationsschieferung

Ohne Zusammenfassung     

Zur Herkunft der Magmen

Zusammenfassung Mit Hilfe des Zustandsdiagramms wird gezeigt, daß basaltische Magmen aus einer subkrustalen Zone stammen, die aus geschmolzenem, hochviskosem und daher seismisch festem Olivinbasaltmagma besteht. Der Unterschied zwischen Deckenbasalten und Ophiolithen wird durch eine Aufstiegsdifferentiation erklärt, derzufolge nur in der Tiefsee ein peridotitischer Kristallbrei gefördert werden kann, der durch Autohydrothermalisierung in Serpentin umgewandelt wird. In lokalen Herden innerhalb der Erdkruste entwickeln sich aus dem primären Basaltmagma durch gravitative, pneumatolytische und komplexe Differentiationen atlantische und durch Assimilation von magmatischen oder sedimentären Karbonatgesteinen mediterrane Teilmagmen. Rhyolithische, dazitische und verwandte Magmen der pazifischen Sippen sind sekundäre, durch Ultrametamorphose und Anatexis aus sialischen Gesteinen entstandene Schmelzen. Ihre Entstehung wird am Zustandsdiagramm eines granodioritischen Materials erläutert, wobei die Ausbildung der Conrad-Diskontinuität auf metamorphe Differenzierung (Granitisierung und Entgranitisierung) zurückgeführt wird.Vortrag gehalten an der Jahresversammlung der Geologischen Vereinigung am 23. März 1958 in Karlsruhe.     

Zur Geschichte der Umwandlungsgesteine

Ohne Zusammenfassung     

Zur Vorgeschichte der Alpenfaltung

Ohne Zusammenfassung     

Zur Entstehung der Kreide-Feuersteine

Ohne Zusammenfassung     

Zur Deutung der Migmatite

Ohne Zusammenfassung     

Zur Tektonik der Molukken

Ohne Zusammenfassung