Hydrocarbon-bearing fluid inclusions in the Drau Range (Eastern Alps, Austria): implications for the genesis of Bleiberg-type Pb-Zn deposits

Summary Hydrocarbons in ore minerals of Bleiberg-type Pb-Zn deposits and in authigenic quartz of the Drau Range (Eastern Alps) have been analysed by bulk-sample gas chromatography and fluorescence microscopy. Microthermometric data and the molecular composition of the hydrocarbons indicate a hot (120° to 130°C) pulse of migrating condensate-like hydrocarbons within Late Triassic sediments during Middle Cretaceous to Early Tertiary times. The molecular composition of hydrocarbons enclosed in authigenic quartz corresponds to the composition of hydrocarbons trapped in Bleiberg-type ore minerals, therefore a common fluid source is assumed. The hydrocarbons possibly played an important role as reducing agents in the late stage of sulfide precipitation.

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Kohlenwasserstoffhältige Flüssigkeitseinschlüsse im Drauzug (Ostalpen, Österreich) und ihre Bedeutung für die Genese der Pb-Zn-Lagerstätten vom Bleiberg-Typ

Zusammenfassung Die organo-chemische Zusammensetzung von Kohlenwasserstoffen, die in Erzmineralen vom Typus Bleiberg and in authigenen Quarzen des Drauzuges (Ostalpen) eingeschlossen sind, wurde durch gaschromatographische and fluoreszenzmikroskopische Untersuchungen charakterisiert. Mikrothermometrische Daten und die molekulare Zusammensetzung dieser Kohlenwasserstoffphasen weisen auf migrierende kondensatartige Kohlenwasserstoffe in den Sedimenten der Obertrias während des Zeitraumes zwischen der Mittelkreide und dem Alttertiär hin. In Erzmineralen der Pb-Zn-Vererzungen vom Bleiberg-Typ können Kohlenwasserstoffe nachgewiesen werden deren molekulare Zusammensetzung dem Chemismus von Kohlenwasserstoffen, die in authigenen Quarzen eingeschlossen wurden, entspricht. Es wird vermutet, daß diese Kohlenwasserstoffe während der späten Vererzungsphase als Reduktanten wirkten.

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With 6 Figures     

Metamorphism and its effects on sulphide assemblages

Metamorphism in a restricted system i. e. one from which material may be removed but not added during the metamorphic process, may have profound effects on sulphide mineral assemblages. Complex physical relations of the regional metamorphic environment, in particular, diffusion, deformation, and the timing of thermal peaks relative to periods of maximum stress, provide the means for altering original sulphide relations. Within this metamorphic environment, sulphides may undergo 1) textural and mineralogical changes, 2) generation of new or additional phases, 3) redistribution of major and minor components, and 4) mineral and chemical zoning, on a small or large scale. Although effects of metamorphism have been recognized in some deposits, changes may be more wide-spread than is commonly realized. Other features of ore deposits considered to reflect hydrothermal processes may be generated by metamorphism. Although assemblages within sedimentary-volcanic environments are emphasized, the processes apply to any sulphide accumulation subjected to metamorphism.

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Zusammenfassung Metamorphosen in einem begrenzten System, d.h. einem System in welchem Material durch den metamorphen Prozeß zwar entfernt aber nicht hinzugefügt werden kann, können einen starken Einfluß auf Sulfidparagenesen haben. Komplizierte physikalische Beziehungen zwischen den örtlichen Metamorphose-Bedingungen, besonders Diffusion, Verformung, und dem zeitlichen Zusammenhang von Temperaturspitzen und Perioden maximaler Spannung, führen zu Veränderungen der ursprünglichen Sulfid-Verhältnisse. Die Sulfide können 1) strukturelle und mineralogische Veränderungen erfahren, 2) es kann zur Bildung neuer oder zusätzlicher Phasen kommen, 3) es kann eine Veränderung in der Verteilung der Hauptbestandteile und Nebenbestandteile eintreten, und 4) es kann zur Bildung von mineralogischen und chemischen Zonen, in kleinerem oder größerem Maße kommen. Es ist wahrscheinlich, daß derartige Veränderungen in einem größeren Maßstab stattgefunden haben, als meist angenommen wird. Andere Eigenschaften von Erzlagern, die im allgem. als das Resultat hydrothermaler Prozesse angesehen werden, sind möglicherweise gleichfalls Folgen einer Metamorphose. Obwohl vor allem auf Paragenesen in vulkanischem Sediment-Milieu hingewiesen wird, beziehen sich diese Prozesse auf alle Sulfidansammlungen, die einer Metamorphose unterliegen.

     

Der Oberbau der Orogene

Zusammenfassung Die Bogenform der Gebirgsketten ist weitgehend Ausdruck der Tiefentektonik. Oft ist die Einheitlichkeit großer Beugungen nur eine scheinbare. Der Rif- und der Karpatenbogen sind aus verschiedenen Segmenten zusammengesetzt. Kleinere Randbogen der Orogene sind als Fließformen zu betrachten (Reliefüberschiebungen). Es wäre abzuklären, ob Gebirgsbogen Faciesräume (Beckenfüllungen usw.) umsäumen.Abgesehen von streichenden scher- und Gleitflächen, die als Begleiterscheinungen des Falten- und Deckenbaues zu bewerten sind, kommt der Bruchbildung bei der Entstehung alpidischer Orogene nur eine sekundäre Rolle zu. Die Verkennung der Größenordnung ruptureller Vorgänge führt zu einer Überschätzung ihrer tektonischen Funktion.Eine Abgrenzung des Oberbaues vom Unterbau der Gebirge kann heute nur hypothetisch vorgenommen werden. Es ist damit zu rechnen, daß der Tiefgang der Orogene hauptsächlich auf deren Zentralzone beschränkt ist.Die ursprüngliche Breite der Ablagerungsräume ist, soweit Nachprüfungen in einzelnen Gebieten erfolgten, keineswegs zu groß angenommen worden.Der Schweregleitung wird oft eine zu große Bedeutung zugemessen. In vielen Fällen ist der Nachweis basaler Gleitflächen ebensowenig zu erbringen, wie sich das einstige Vorhandensein von Gleitmassen aufnehmenden Trögen nachweisen läßt.In späteren Phasen der Gebirgsbildung machen sich ganz beträchtliche Kippungen bemerkbar, die als epirogene Vorgänge betrachtet werden können.     

Artificial diagenesis in quartz sand and carbonate rocks

Diagenetic changes in carbonates and sand can be produced in the laboratory through injection of sea water. These changes are comparable to those found in the natural environment and are shown on photomicrographs. Artificial sea water of known composition under a partial pressure of carbon dioxide was injected through a composite lithology representing a shallow marine shelf. After passage of water for several days, the diagenetic alterations in the sediments were studied under a petrographic microscope. The study includes (1) the interrelation of the chemistry of the water in sediments and the mineralogy of the sediments, (2) the factors which control the processes of calcite and silica precipitation, (3) the processes responsible for transforming sediments into hard rock and, (4) the sequence of these processes.

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Zusammenfassung Diagenetische Veränderungen in Karbonaten und Sanden können im Laboratorium durch Injektionen von Seewasser experimentell nachgeahmt werden. Die beobachteten Veränderungen sind mit denen natürlicher Vorkommen vergleichbar, was anhand von Mikrophotographien demonstriert wird. Künstliches Seewasser bekannter Komposition und definiertem CO₂-Partialdruck wurde in eine Mischung injiziert, die den Sedimentverhältnissen des Flachschelfbereiches entspricht. Nach tagelangem Wasserdurchfluß wurden die Veränderungen in diesem künstlichen Sediment mikroskopisch untersucht. Die Untersuchungen enthielten (1) die Beziehungen des Chemismus des Wasser im Sediment zur Mineralogie desselben, (2) die Faktoren, die die Ausfällung von Silikaten und Karbonaten kontrollieren, (3) die Prozesse, die für die Umwandlung von Sedimenten in Gesteine verantwortlich sind und (4) die Abfolge dieser Prozesse.

     

Wert und Grenzen der Conodonten-Stratigraphie

Zusammenfassung Conodonten können mit Säuren aus Kalken und Dolomiten herausgeätzt werden. Die Vorzüge von Essigsäure, Ameisensäure und Monochloressigsäure für die verschiedenen Gesteinstypen werden diskutiert. Die systematische Stellung der Conodonten ist noch immer ungeklärt. Die Verbreitung ist vom Mittelkambrium bis in die obere Trias gesichert, das Vorkommen in der Oberkreide ist sehr wahrscheinlich. Hauptzeiten der Entwicklung sind Ordovicium, Mittelbis Oberdevon und Unterkarbon. Die wichtigsten Leitgattungen aus den verschiedenen Formationen werden zusammengestellt und in repräsentativen Arten abgebildet.Conodonten können sowohl in der praktisch-stratigraphischen Arbeit als auch zur Korrelation über weite Räume wertvoll sein. Dabei muß allerdings auf die Problematik offensichtlicher Differenzen des Ein- und Aussetzens bestimmter Arten des Devons und der Trias in den verschiedenen Gebieten hingewiesen werden. Diese beruhen vielleicht auf Unterschieden der Lebensweise der einzelnen Conodontengattungen, für das Vorhandensein solcher ökologisch-fazieller Unterschiede wird Material zusammengetragen.     

Über das Problem der Krusten- und Gebirgsbildung. Die Verlangsamung der Achsendrehung der Erde im Laufe der geologischen Zeiten als Ursache tektonischer Bewegungen

Schluß Kehren wir von der zuletzt behandelten Grundursache der Gebirgsbildung, der säkularen Verlangsamung der Achsendrehung, zurück zu dem allgemeinen Gedanken, der leitend für die Behandlung des Problems gewesen ist, so können wir sagen: den irdischen tektonischen Bewegungen und Erscheinungen liegt nicht eine einzige, ewige und allumfassende Ursache zugrunde. Mehrere Grundursachen, in ihrer örtlichen und zeitlichen Bedeutung abgestuft, sind neben- und nacheinander wirksam. Äonen hindurch scheinbar schlummernd, häufen sie Spannungen in der Erdrinde und in der Magmazone auf, die immer stärker nach Ausgleich, nach Lösung verlangen. Hemmende Widerstände, Reibungen müssen überwunden, Festigkeitsgrenzen überschritten werden. Die Zeiten der Aufsammlung der Spannungen — die Oszillationsperioden — sind lang, die Zeiten der Zertrümmerung — die Komplikationsperioden — episodisch und kürzer. Erstere sind die Zeiten der relativen, nur wenig gestörten Ruhe, letztere die des ausgesprochenen Kampfes. Und es ist wie im Leben der Völker: Nicht der unmittelbar erkennbare Vorgang, obwohl er vielfach den äußeren Anstoß bildet, ist die wahre Ursache des Streites; tiefer liegende Erreger haben die Gegensätze erzeugt, die zur Entladung kommen. Ist dann aber der Bruch erfolgt, die Kulmination überschritten, greift alles ineinander, den Abbau der Spannungen möglichst restlos zu gestalten, teils unter Zerlegung (Divergenz), teils unter Vereinheitlichung (Konvergenz) der Wirkung. Aber der Kampf ist der Vater aller Dinge: auch der tektonische Kampf schafft niemals einen endgültigen Abschluß, völlige Ruhe; neue Belastungen, neue Widerstände, neue Erreger gehen von ihm aus, die künftige tektonische Umformung bestimmend. Dissonanz und Rhythmus beherrschen die Geschichte der Erde.     

Mineralogy of beneficiation problems involving fluorspar concentrates from carbonatite-related fluorspar deposits

Summary The World's three largest producers of fluorite from carbonatite-related fluorspar ore deposits are located at Okorusu (Namibia), Amba Dongar (India), and Mato Preto (Brazil). Beneficiation problems involving fluorite concentrates from those three deposits share similar characteristics that are directly related to the mineralogy and textures of the ores. The most important of these beneficiation problems involves their phosphorus, silica, and lime contents.Because the fluorite-depositing hydrothermal fluids were partly or largely derived from carbonatite sources, and carbonatites typically are rich in phosphorus, carbonatite-related fluorite deposits would be expected to be characterized by significant amounts of phosphorus mineral in the form of apatite. In the beneficiation products from those ore deposits, apatite occurs as free particles and especially as particles locked with fluorite. The presence of apatite in fluorite concentrates may contribute significant amounts of phosphorus, a deleterious constituent in fluorspar concentrates used in the steelmaking industry.Fluorite concentrates from some carbonatite-related fluorspar deposits are characterized by significant amounts of silica. The silica occurs especially in the form of quartz, potash feldspar, and sericite. Quartz occurs in both free particles and in particles where it is locked with fluorite. Quartz was deposited late in the paragenetic sequence and typically fills small vugs between the fluorite crystals. Potash feldspar formed during early potassic fenitization associated with the magmatic carbonatite emplacement. Potassic feldspar forms intricate intergrowths with fluorite that result in locked feldspar-fluorite particles in the fluorspar concentrates. The potash feldspar is intensely altered to sericite.Fluorite deposits that occur within a carbonatite host, such as those deposits at Amba Dongar and some deposits at Mato Preto, may have the grades of their fluorite concentrate diluted by the presence of calcite. The calcite commonly is present as binary locked calcite-fluorite particles in those fluorspar concentrates.Although the beneficiation problems concerning fluorite concentrates from carbonatite-related fluorspar deposits may be effectively studied by petrographic and ore microscopic techniques, cathodoluminescence microscopy has been found to be uniquely suited to rapid mineral recognition and the study of those minerals involved in fluorspar beneficiation problems.

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Mineralogische und aufbereitungstechnische Probleme von karbonatitischen Fluoritlagerstätten

Zusammenfassung Die weltgrößten Produzenten von Fluorit aus karbonatitischen Fluoritlagerstätten sind Okoruso (Namibia), Amba Dongar (Indien) und Mato Preto (Brasilien). Die Aufbereitungsprobleme der Fluoritkonzentrate aller drei Lagerstätten sind sehr ähnlich und stehen in direktem Zusammenhang mit der Mineralogie und Textur der Erze. Die wichtigsten Aufbereitungsprobleme sind durch die Phosphor-, Silizium- und Kalkge halte bedingt. Weil die hydrothermalen Fluide teilweise bzw. größtenteils aus phosphorreichen karbonatitischen Quellen stammen, ist zu erwarten, daß karbonatitische Fluoritlagerstätten beträchtliche Mengen an Phosphor in Form von Apatit führen. In den Aufbereitungsprodukten dieser Erze tritt Apatit sowohl in Form freier Partikel als auch verwachsen mit Fluorit auf. Die durch die Präsenz von Apatit verursachten erhöhten Phosphorgehalte sind bei Fluoritkonzentraten, die in der Stahlindustrie eingesetzt werden, störend.Fluoritkonzentrate einiger karbonatitischer Fluoritlagerstätten sind durch beträchtliche Siliziumgehalte charakterisiert, die durch Quarz, Alkalifeldspat und Serizit bedingt sind. Quarz tritt auf in Form freier Partikel, aber auch in engster Verwachsung mit Fluorit. Quarz wurde spät in der paragenetischen Abfolge ausgeschieden und füllttypischerweise kleine Hohlräume zwischen Fluoritkristallen. Alkalifeldspat bildete sich während der frühen potassischen Fenitisierung, die die Platznahme der Karbonatite begleitete. Alkalifeldspat ist engstens mit Fluorit verwachsen, was zu nicht trennbaren Feldspat — Fluoritpartikelen in den Konzentraten führt. Alkalifeldspat ist intensiv zu Serizit alteriert.Einigen Fluoritlagerstätten in karbonatitischen Wirtsgesteinen, wie etwa Amba Dongar und einige Lagerstätten bei Mato Preto, lassen eine Verdünnung des Fluoritkonzentrates durch die Anwesenheit von Calcit erkennen. Calcit kommt in den Konzentraten üblicherweise in Form binär verwachsener Calcit — Fluoritpartikel vor.Obwohl die Aufbereitungsprobleme von Fluoritkonzentraten aus karbonatitischen Fluoritlagerstätten sehr effektiv durch petrographische und erzmikroskopische Methoden studiert werden können, hat sich der Einsatz von Kathodenlumineszenz zur raschen Identifikation und für das Detailstudium der bei der Aufbereitung von Fluorit beteiligten Minerale bestens bewährt.

     

The bases of a scheme for identification of ore minerals by optical methods

When the ore microscope is used under conoscopic conditions, it is possible to analyse light which is reflected at oblique incidence from a polished surface. This light is in general elliptically polarised. If the angle and plane of incidence of the incident plane-polarised light are fixed, the azimuth and degree of ellipticity of the reflected light are constants which are characteristic of the reflecting surface for each particular wavelength. These constants are measured with ease and rapidity and may be used for purposes of identification; they may also be used in a quick method for estimating reflectivity or for computation of refractive and absorption indices. The accuracy and significance of the results are discussed.

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Zusammenfassung Unter konoskopischen Bedingungen läßt sich im Erzmikroskop Licht analysieren, das nach schiefem Einfall von einer polierten Oberfläche reflektiert wird. Dieses Licht ist im allgemeinen elliptisch polarisiert. Wenn Einfalls-Winkel und -Ebene des einfallenden plan-polarisierten Lichts festliegen, sind der Azimuth und der Grad der Elliptizität des reflektierten Lichts Konstanten, die für jede Wellenlänge für die reflektierende Oberfläche charakteristisch sind. Diese Konstanten lassen sich schnell und ohne Schwierigkeiten messen und können zur Mineralidentifikation herangezogen werden; sie können zum schnellen Abschätzen des Reflexionsvermögens und zur Berechnung der Brechungs- und Absorptionsindizes benutzt werden. Genauigkeit und Bedeutung der Ergebnisse werden diskutiert.

     

Zur Kenntnis des Orogens der Taimyr-Halbinsel

Zusammenfassung Die folgenden kurzen Bemerkungen über ein von mir nie gesehenes Gebiet werden veranlaßt durch den Einblick, den ich in die zahlreichen Lichtbilder tun konnte, die gelegentlich der Arktisfahrt des Luftschiffs Graf Zeppelin im Juli 1931 im Bereich von Nordland und Taimyr-Halbinsel aufgenommen wurden. Dieser Einblick brachte mich zu der Überzeugung, daß selbst auf einer von geologisch-tektonischen Gesichtspunkten völlig unbeeinflußten Fahrt eines Luftschiffs Ergebnisse gewonnen werden können, die regionaltektonisch von Bedeutung sind. Die Beobachtung vom Luftschiff aus ermöglicht es dem Fachmann, bei freiliegendem Untergrund klar zu erkennen, ob es sich um horizontalen, geneigten oder gefalteten Schichtenbau handelt, ebenso erlaubt der Überblick aus der Vogelperspektive die Feststellung des Generalstreichens. Diese Erkenntnis bedeutet gerade in solchen schwer zugänglichen Gebieten, wie denen Nordsibiriens, in denen geologische Beobachtung nur ganz sporadisch angestellt werden konnte, außerordentlich viel.Im vorliegenden Falle ist es bedauerlich, daß eine Beeinflussung des Weges des Luftschiffs vom geologischen Gesichtspunkt aus nicht vorgenommen wurde. Es kann behauptet werden, daß ohne großen Zeitverlust kritische Punkte erster Ordnung hätten überflogen werden können, deren Registrierung unsere Kenntnis vom geologischen Aufbau Nordasiens wesentlich vermehrt hätte. Wie mir der Führer der Arktisfahrt, Herr Dr. Dr. h. c.Eckener versicherte, hätte er geologischen Wünschen gerne nachgegeben.     

Pleistocene Shore-lines

Zusammenfassung Die Arbeit bringt eine kritische Übersicht über neuere Untersuchungen an quartären Küstenlinien. Methoden der Bestimmung des ursprünglichen Meeresspiegels, der Einfluß tektonischer Bewegungen und die Bildungsart besonderer Typen quartärer Strandlinien werden erörtert. Nach Ausschaltung offensichtlich gestörter Gebiete und solcher, in denen die bisherigen Beobachtungen ungenau oder unzureichend sind, bleibt eine verhältnismäßig große Zahl von Gebieten übrig, in denen die Höhenlagen der quartären Meeresspiegel einigermaßen verläßlich bekannt sind. Diese zeigen eine Regelmäßigkeit der Abfolge, die kaum als zufällig angesehen werden kann; gewisse Niveaus können daher gewissen Phasen des Quartärs zugeordnet werden, wie aus anliegender Tafel zu ersehen ist. Es ergibt sich, daß der Meeresspiegel in den ältesten Interglazialen und im Prä-Pleistozän höher lag als später. Dies kann nicht durch glaziale Eustasie erklärt werden, vielmehr sind die eustatischen Schwankungen einem viel großartigeren Prozeß des langsamen Absinkens des Niveaus des Ozeans überlagert.     

Evidence for sulfurization and the origin of some sudbury-type ores

The suggestion that Sudbury-type ores may be formed by the introduction of country rock sulfur into still hot intrusions (i.e., sulfurization) suffers from a reputed lack of field evidence. Permissive evidence for sulfurization includes the epigenetic nature of many Sudbury-type ores and that many Sudbury-type ores crystallized from sulfide melts. Visual evidence exists for sulfurization of a gabbro in Zambia. The lead isotopic composition of ore minerals at Sudbury implies that at least some of the metals were derived from the erruptive. Published sulfur isotopic data from several Sudbury-type ores differ from and do not exhibit a common pattern of isotopic enrichment with respect to sulfides within associated intrusions. Evidently the sulfur was derived from the country rocks. Sudbury-type ores exhibiting magmatic textures commonly occur within more siliceous dikes than the host intrusions. Inorganic reduction of sulfate occurs only above 600° C. Reduction of sulfate with resultant sulfurization of ferrous iron and traces of other metals originally present in the still hot parental intrusive rock would make the rock more siliceous. Above 1100° C the silicate-residue and newly formed sulfides would form immiscible magmas. Therefore, ore magmas within and near mafic intrusives can be epigenetic. The processes by which sulfur is introduced into intrusions are still speculative.

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Zusammenfassung Für die Annahme, daß Erze vom Sudbury-Typus sich durch Zuführung von Nebengesteinsschwefel in noch heiße Intrusionen bilden können (sulfurization), fehlt es angeblich an Feldunterlagen. Folgende Tatsachen lassen sich mit einer Schwefelung (sulfurization) vereinigen: der epigenetische Charakter vieler Erze vom Sudbury-Typ; auch sind viele Erze von Sudbury-Typus aus sulfidischen Schmelzen kristallisiert. In einem Gabbro in Zambia ist der Beweis für Schwefelung (sulfurization) direkt sichtbar. Die Isotopen-Zusammensetzung von Blei in Erzmineralien in Sudbury zeigt, daß mindestens einige der Metalle aus dem Eruptivgestein stammen. Schwefelisotop-Daten, die für mehrere Lagerstätten von Sudbury-Typen veröffentlicht worden sind, haben hinsichtlich der Isotop-Anreicherung keine gemeinsamen Züge. Offensichtlich stammt der Schwefel aus dem Nebengestein. Erze vom Sudbury-Typ mit magmatischem Gefüge finden sich oft in Gängen, die saurer sind als das Wirtsgestein. Anorganische Reduktion von Sulfat findet nur oberhalb 600°C statt. Reduktion von Sulfat und die entstehende Schwefelung (sulfurization) von zweiwertigem Eisen und Spuren anderer Metalle, die ursprünglich in dem noch heiß eruptiven Gestein anwesend sind, machen das Gestein noch saurer. Oberhalb 1100°C würden der Silicat-Rest und die neugeformten Sulfide nicht mischbare Magmen bilden. Deshalb können sich sulfidische Schmelzen innerhalb und in der Nähe von Mafic-Intrusionen später gebildet haben. Die Prozesse, durch die Schwefel in Intrusionen eingeführt wird, sind noch unbekannt.

     

Erdbeben in Südwestafrika

Zusammenfassung Die Erdbebentätigkeit Südwestafrikas konzentriert sich in der Escarpmentregion und in den topographisch höchstgelegenen Teilen des Damara-Orogens. Diese Gebiete mit durchschnittlich 8 Beben im Jahr können als peneseismisch bezeichnet werden.Die Beben sind wahrscheinlich durch eine langsame Aufwölbung verursacht. In der Escarpmentregion scheint diese Heraushebung teilweise ältere Verwerfungen als Bewegungsbahnen zu benutzen.Die Verteilung der Beben über die Beobachtungsjahre hat einen zyklischen Charakter.Die Verteilung auf die Monate zeigt eine Konzentration der Erdbeben in der zweiten Jahreshälfte. Charlotte Korn war dankenswerterweise bei der Herstellung des Manuskriptes und der Zeichnungen behilflich.     

Volcanic exhalations and ore deposition in the vicinity of the sea floor

Recent work by Haas (1971) has made available information on densities and vapor pressures of solutions of differing salinities at temperatures up to 330 °C. From these data it is possible to predict the behavior of volcanic exhalations of various degrees of salinity as they approach the sea floor. Particular attention is devoted to solutions of 5.0 weight per cent NaCl and 20 weight per cent NaCl, two fluids that approximate quite closely the salinities of what Roedder (1967) termed: (1) normal hydrothermal fluids and (2) fluids typical of stratiform deposits of low-temperature conditions of origin. It is apparent that solutions above 220–230 °C. cannot reach a sea floor on which the depth of water is 180 m or less in the liquid state but will boil at some appreciable depth beneath the sea floor. Such boiling would result in the precipitation of all constituents of the ore fluids of significantly lower vapor pressure than water. The principal such constituent would be salt, and no sulfide deposits, the major constituent of which is salt, are known. It follows, therefore, that ore fluids probably never get close to sea floor of shallow seas at temperatures high enough to permit boiling. Ore fluids significantly above 230 °C. can reach the sea floor in the fluid state only if the depth of the sea in the area in question is well above 180 m, for example, solutions at temperatures of ±300 °C. reach the sea floor in the liquid state only if the depth of sea water is slightly over 915 m. Ore fluids reaching the sea floor at such depths may be the parents of such fluids as the Red and Salton Sea brines. On the basis of these data, the Cyprus and Kuroko deposits are discussed.

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Zusammenfassung Eine kürzlich erschienene Veröffentlichung von Haas (1971) hat Daten über die Dichte und den Dampfdruck von Lösungen verschiedener Salzgehalte und Temperaturen bis zu 330 °C gebracht. Mit diesen Daten ist es möglich, das Verhalten von vulkanischen Exhalationen verschiedener Salzgehalte zu bestimmen, wenn sie sich dem Meeresboden nähern. Besonders eingehend werden Lösungen von 5.0 Gewichtsprozent NaCl und 20 Gewichtsprozent NaCl betrachtet, die von Roedder (1967) 1. als normale hydrothermale Lösungen und 2. als Lösungen, die typisch für schichtgebundene telethermale Lagerstätten sind, bezeichnet werden. Es ist offensichtlich, daß, wenn die Wassertiefe weniger als etwa 180 m ist, Lösungen von einer Temperatur von 220–230 °C den Meeresboden nicht im flüssigen Zustand erreichen können, sondern bei einiger Tiefe unter dem Meeresboden zum Sieden kommen. Dieses würde zu einer Ausfällung aller jener Bestandteile der Lösung führen, deren Dampfdruck geringer als der des Wassers ist. Der Hauptbestandteil würde Salz sein, und keine Sulfiderzlagerstätten, in denen Salz der Hauptbestandteil ist, sind bekannt. Es wird hieraus geschlossen, daß Lagerstätten-bildende Lösungen wahrscheinlich niemals nah an den Boden seichter Meere kommen, während ihre Temperaturen hoch genug sind, um Sieden zu erlauben. Lagerstätten-bildende Lösungen, wesentlich heißer als 230 °C, können im flüssigen Zustand den Meeresboden nur erreichen, wenn die Meerestiefe an diesem Punkt größer als 180 m ist; zum Beispiel können Lösungen, deren Temperatur etwa 300 °C ist, den Meeresboden im flüssigen Zustand nur erreichen, wenn die Meerestiefe größer als 915 m ist. Erzbildende Lösungen, die den Meeresboden in solcher Tiefe erreichen, mögen die Stammlösungen der hoch konzentrierten Salzlösungen des Roten Meeres und des Salton Sea sein. Die Lagerstätten Zyperns und Kurokos werden anhand dieser Daten diskutiert.

     

Ergebnisse und Aussichten der Gefügeforschung im pommerschen Diluvium

Zusammenfassung Die Bewegungsrichtungen der diluvialen, nordischen Inlandeismassen können mit ihren Veränderungen des Nachschubes auf Grund ihres Geschiebeinventars in. Norddeutschland festgestellt werden. Derartige Eisstromstriche im großen stehen mit den lokalen Lagerungsverhältnissen diluvialer Schichtpakete des Jungmoränengebietes sehr oft im Widerspruch. Besonders ist das im küstennahen Gebiet Norddeutschlands der Fall. Selten sind genügend große Aufschlüsse vorhanden, die aus der Art der Schichtenlagerung die bis 90^° betragenden Abweichungen von der normalen Bewegungsrichtung des Inlandeises erkennen lassen. Es wird daher das Kleingefüge der Geschiebemergel zum Erkennen dieser Abweichungen benutzt. Im allgemeinen wurden die Geschiebe im Eis als Stromlinienkörper bewegt, so daß für Pommern eine Karte beigegeben ist, die eine Glazialschrammenkarte ersetzt. Sie läßt die stärkeren lokalen Schwankungen im küstennahen Gebiet deutlich erkennen. Weitere Einregelungsstudien in fluvioglazialen Sedimenten führten besonders bei Osern zur Möglichkeit, ehemalige Stromrichtungen und -stärken festzustellen. Als Darstellungsmethode werden Gefügediagramme empfohlen, wie sieSander, Rüger u. a. vorwiegend bei Schmelztektoniten benutzten. Die Urstromtäler und großen radialen Rinnen in Norddeutschland bergen noch Probleme, die voraussichtlich mit Einregelungsstudien zu lösen sind.     

Konoskopische Interferenzfiguren bei Beobachtung im Auflicht an nichtopaken Kristallen

Zusammenfassung Konoskopische Interferenzfiguren können an durchsichtigen, doppelbrechenden Kristallen auch im Auflicht erhalten werden, wofern es gelingt, eine Reflexion im Innern des Kristalls an einer (natürlichen oder künstlichen) Begrenzungsfläche —allenfalls auch an einem kristallographisch begrenzten oder zufällig regellosen Spalt — zu erzeugen. Ebenheit und Glätte sind keine unbedingten Voraussetzungen für das Zustandekommen der Effekte. Die Reflexion ist am stärksten an Grenzflächen gegen Luft, doch ist auch dies keine grundsatzliche Bedingung. Besonders günstig ist es, wenn eine optisch ausgezeichnete Richtung (optische Achse, Bisektrix) in der Nähe der Normalen der Einstrahlungsfläche liegt. Ist dies nicht der Fall, so kann man unter Benutzung eines Drehtisches (mit dem oberen Segment oder ohne ein solches) die interessierenden Richtungen der Tubusachse parallel stellen. Als Apparatur können normale mineralogische Polarisationsmikroskope, bzw. wo starke Vergrößerungen nötig sind, Erzmikroskope verwendet werden. Grundsätzlich neu ist nur ein leicht zu improvisierender Spezialkollimator mit großem Öffnungswinkel und eingebautem Polarisator. Dies Verfahren hat Bedeutung für die Untersuchung aufgewachsener oder in einer künstlichen Fassung befindlicher Kristalle.Herrn Professor Dr.Carl W. Correns zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Migration of trace elements during contact metamorphism in the santa rosa range,nevada, and its bearing on the origin of ore deposits associated with granitic intrusions

Eighty-two samples from eight granodioritic stocks and adjacent metasedimentary rocks were analysed spectrochemically for B, Li, Sn, Pb, Cu, Zn, Ni, Mn, Cr, V and Ti, to detect changes in element distribution during hornblende hornfels facies metamorphism. Results show that B, Li, Sn, Pb and in some instances Cu and Zn diffused from the country rocks into the magmas, suggesting that such a process may enhance the potential of a magma as a source of epigenetic ore deposits.

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Zusammenfassung 82 Proben von acht Granodiorit-Stöcken und metasedimentärem Rahmengestein der Hornblende-Hornfels Fazies sind spektrochemisch auf B, Li, Sn, Pb, Cu, Zn, Ni, Mn, Cr, V und Ti analysiert worden. Es wird gezeigt, daß B, Li, Sn, Pb, und gelegentlich auch Cu und Zn, während der Kontaktmetamorphose aus dem Rahmengestein in die Magmen diffundiert sind. Verwandte Prozesse könnten das Potential von Magmen für die Bildung epigenetischer Erzlagerstätten erheblich verstärken.

     

Post-orogenic history of mountain-ranges

Zusammenfassung Die Spätgeschichte der Gebirge umfaßt verschiedenartige Bewegungen, die zusammen mit der Abtragung die heutigen Gebirgsformen bestimmen. Zu diesen Bewegungen gehören späte Faltungen, Bruchbildung und differentielle Vertikalbewegungen (die sog. morphogene Phase der Orogenese).Vielfach fallen Orogen (mitsamt gefaltetem früheren Vorland) und topographisches Gebirge ungefähr zusammen (Alpennordrand), was auf einen Zusammenhang hinweist; auch wird öfters das Gebirge niedriger, wo das Orogen sich verbreitert und die Faltungsintensität abschwächt. Demgegenüber sind auch Segmente von Orogenen tief versenkt worden, zusammen mit nicht-orogenen Krustenteilen, anscheinend unabhängig von der früheren Orogenese (Mittelmeergebiet).Wie von der Geomorphologie angezeigt wird, ist das Ergebnis der post-orogenen Bewegungen (wobei Spätfaltung noch zur Orogenese gerechnet wird) öfters eine Abwechslung von breitwelligen Aufwölbungen und eingewölbten Längstalzonen, in denen in den Ostalpen Jungtertiärreste erhalten sind. Diese Gliederung folgt teils ganz bestimmten orogenen Zonen (Südrand der Kalkalpen, Veltlin usw.), was wieder auf einen Zusammenhang hinweist. Anderswo (Ostpyrenäen) verlaufen junge Senken schräg und quer zum orogenen Streichen, also gewissermaßen unabhängig davon.Die zeitliche Abfolge ergibt sich aus der sedimentologischen Zusammensetzung und den Diskordanzen der korrelaten Vorlandsedimenten, soweit diese datierbar sind. Zeitlich kann der morphogene Aufstieg eines Gebirges sich lange nach der Hauptorogenese ereignen (Pyrenäen: Pliozän bzw. Ende Eozän). Verschieden alte Teile eines Orogens können zusammen zur selben Zeit aufsteigen, was eine gewisse Selbständigkeit der morphogenen Bewegungen anzeigt. In vielen Gebirgen sind sie als plio-pleistozän datiert.Eine orogenetische Theorie muß imstande sein, auch die morphogenen Spätbewegungen zu erklären. Aufsteigen einer Wurzelzone als isostatische Kompensation der Abtragung genügt jedenfalls nicht als einzige Erklärung. Der Zusammenhang der Spätbewegungen mit post-orogenem Vulkanismus in vielen Gebirgen könnte ein Hinweis sein auf Mitwirkung magmatischer Prozesse. Der Einbruch großer Senkungsbecken (Mittelmeer) mit Schwereüberschuß und der damit zusammenhängende Aufstieg umgebender Gebirge, mehr oder weniger unabhängig vom orogenen Bau, ist schwieriger zu erklären.

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Introductory lecture for the chapter The Final Stage of Orogens, given at the 50th Anniversary Meeting of the Geologische Vereinigung, March 1960, at Würzburg.     

Präparationstechnik für Aufbereitungsprodukte zur quantitativen erzmikroskopischen Untersuchung

Zusammenfassung Mikroskopische Anschliffe feinkörniger Aufbereitungsprodukte können nur dann quantitativ ausgewertet werden, wenn ihre Schliffqualität so hoch ist, daß auch feinste Partien sicher zu bestimmen sind. Daneben muß gewährleistet sein, daß die an der Schliffoberfläche erfaßten Körner die tatsächliche Verteilung der Mineralien der Probe repräsentieren. Diese Forderung kann nur durch zweckentsprechende Präparation, die dem eigentlichen Schleif- und Polierprozeß vorausgeht, erfüllt werden. Als günstigste Lösung erscheint es, das Korngemisch exakt als Einkornschicht zu präparieren und anschließend wie Stückproben anzuschleifen. Die Schliffe können dann nach den gleichen statistischen Gesetzmäßigkeiten ausgewertet werden, wie sie bei praktisch zweidimensionalen Dünnschliffen oder bei Streupräparaten nichtopaker Korngemische vorliegen.

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Quantitative examination of fine-grained ore dressing products depends on good quality of the sections and on whether very small particles and areas of grains can be determined. Besides, it must absolutely be guaranteed that the grains at the section surface represent the actual distribution of the minerals in the sample. This condition can only be realized by suitable grain mounting prior to grinding and polishing. The best method for this purpose appears to be the preparation of a mono-grain layer. The polished sections can then be examined according to the same statistical laws as two-dimensional thin sections or immersion-liquid slides of non-opaque mixtures of grains.

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Mitteilung Nr. 141 aus dem Forschungsinstitut für Aufbereitung der Deutschen Akademie der Wissenschaften zu Berlin, Freiberg (Sachsen). Direktor: Prof. Dr.-Ing. habil. H. Kirchberg.     

The Mgeni granite: an example of the Megacrystic mantled-feldspar granite-charnockite Intrusives in southeastern Africa

Summary Megacrystic granites which form the Oribi Gorge Suite of southern Natal show many features that closely resemble the rapakivi granite—charnockite associations of the northern hemisphere. Detailed studies of the late-kinematic Mgeni batholith indicate that the granitic rocks can be divided into three major groups, characterised by distinctive mafic mineralogy, chemistry and isotopic ratios. The batholith consists of biotite ±garnet granites and of hornblende ± pyroxene granitoids. A high silica, coarse-grained leucogranite, the Nqwadolo granite, intrudes the core of the batholith. Most rocks are garnetiferous and appear to belong to the ilmenite-series of granites. The granites are classified as rapakivi-like granites.

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Der Mgeni Granit—Ein Beispiel megakrystischer feldspatummantelter Granit-Charnokit intrusiva im südöstlichen Afrika

Zusammenfassung Megakrystische Granite aus der Oribi Gorge Suite des südlichen Natal zeigen vielerlei Ähnlichkeiten mit den Rapakivigranit-Charnokitabfolgen der nördlichen Hemisphäre. Detailstudien des spätkinematisch intrudierten Mgeni-Batholiten zeigen, daß diese granitischen Gesteine in drei Hauptgruppen, die durch unterschiedliche mafische Mineralzusammensetzung, Chemismus und Isotopenverhältnissen charakterisiert werden, untergliedert werden können. Der Batholith wird aus Biotit± Granat-Graniten und aus Hornblende ± Pyroxen-Granitoiden aufgebaut. Ein siliziumreicher, grobkörniger Leukogranit, der Nqwaldolo Granit, intrudierte in den Kern des Batholithen. Die meisten Gesteine sind granatführend und scheinen den Graniten der ilmenite series zuzurechnen zu sein. Die Granite sind als Rapakivi-Granite zu klassifizieren.

     

Osteuropa und die zyklische Gliederung der Erdgeschichte

Zusammenfassung Die epirogenetische Geschichte Osteuropas (Fennosarmatiens) läßt sich seit dem Kambrium in 11 Zyklen der Transgression und Regression gliedern, die vermutlich den PulsationenGrabaus entsprechen. Bei im allgemeinen gleichzeitigem und gleichsinnigem Verlauf zeigen sich regional gewisse Unterschiede oder Phasendifferenzen, indem einige stabilere Teile Sarmatiens die einzelnen Zyklen nur verzögert oder überhaupt nicht mitmachen. Diese Pulsationen sind nicht identisch mit den vom Verf. angenommenen Großzyklen Westeuropas, sondern werden von ihnen überlagert, allerdings in regelmäßiger Weise, derart, daß mehrere Pulsationen einen Großzyklus zusammensetzen. Durch diese Überlagerung entstehen Phasendivergenzen, welche den Gesamtvorgang komplizieren, ohne seine Gesetzmäßigkeit aufzuheben. Eine dritte Ursache für regionale Unterschiede besteht in dem vom Verf. schon früher betonten zyklischen Abdrehen der tektogenetischen Beanspruchung, welche zwischen alpidisch und uralisch wechselt. Da, entsprechend dem Großgefüge, im Westen die alpidische, im Osten die uralische Bewegungstendenz vorwiegt, entstehen zwangsläufig zeitliche Differenzen, die zu einer weiteren Komplikation des Bildes beitragen. Der Verf. legt aber Wert auf die Feststellung, daß diese Differenzen und Komplikationen in dem Wesen der zyklischen Prozesse begründet sind und ihre Gesetzmäßigkeit nicht nur nicht aufheben, sondern im Gegenteil dazu dienen können, die tieferen Ursachen des erdgeschichtlichen Rhythmus zu ergründen.