Über die bevorzugte kristallographische orientierung der einzelkristalle in natürlichen faserhalitaggregaten

Zusammenfassung Die Orientierung der Kristallite eines Faserhalites wurde mit einer Röntgen-U-Tisch-Methode bestimmt, indem für jedes Korn die drei Symmetrieachsen des durch einen Bildverstärker sichtbar gemachten Laue-Bildes zentral gestellt wurden. Die Darstellung der Ergebnisse erfolgte in einer flächentreuen Projektion durch Eintragung der Pole der Kornschnittflächen im entsprechenden Präparat in einem sphärischen Dreieck mit den Durchstoßpunkten der Senkrechten auf (001), (011) und (111) als Eckpunkten.Aus der Bearbeitung eines Schnittes senkrecht zur Faserrichtung ergibt sich, daß etwa ein Drittel der Kristallite eine zweizählige Achse nahe zur Faserrichtung hat; das entspricht qualitativ den Erwartungen aus den vektoriellen Wachstumsgeschwindigkeiten beim Halit. Die Ergebnisse aus Schnitten parallel zur Faserachse sind nicht so klar zu interpretieren, jedoch zeigen sich auch hier Orientierungseffekte.

---

Preferred crystallographic orientation of crystallites in natural fibrous halite aggregates

Summary The orientations of the crystallites in a fibrous halite were determined using an X-ray universal stage method in which for each individual grain the Laue-diagrams of the three symmetry axes, made visible by an image intensifier, were set at the center. The results are presented in an equal-area net using the poles of the corresponding grain's sections in a spherical triangle with the normals to (001), (011) and (111) as corner points.Studies on a thin section perpendicular to the fiber direction revealed a two-fold axis approximately along the fiber direction for about a third of the crystallites. This is qualitatively what is expected from halite vectorial growth rates. The results of sections parallel to the fiber axis are not so clear but do show orientation effects.

---

---

Mit 5 Abbildungen     

Das Zinn-Kupfer-Erzvorkommen am Glücksgrat (Stubai-Kristallin)

Zusammenfassung In der Erzparagenese des Kupferkies-Bornit-Zinkblende-Vorkommens am Glücksgrat in polymetamorphen Gesteinsserien des mittelostalpinen Stubaier Altkristallins konnten erstmals die Sn-Sunfide Zinnkies, Hexastannit und Mawsonit nachgewiesen werden. Sie treten als charakteristische Nebengemengteile in einer Hochtemperatur-Erzparagenese mit retrograden Mineralneubildungen auf. Erzträger sind Hornblendeschiefer und Kalksilikatgesteine.Das Verhältnis der Erzparagenese zur variszischen und zur alpidischen Metamorphose, welche sich im Bereich des Vorkommens in einer retrograden Überprägung der älteren, höher temperierten, variszisch-metamorphen Nebengesteinsparagenesen äußert, wird diskutiert. Der hochtemperierte Anteil ist variszisch-metamorph, während das niedriger temperiert kristallisierte Erz teils variszisch-retrograden teils alpidisch-prograden Ereignissen zugeordnet werden kann.Der bisher mit einer alpidischen Vererzungsphase erklärte Metallinhalt des Vorkommens am Glücksgrat ist schon präalpidischen Ursprungs, und wird genetischmit ordovizisch-silurischen Orthogneisen aus dem Nahbereich der Erzmineralisation in Zusammenhang gebracht

---

Tin copper mineralization at Glückgrat mountain, austro-alpine Stubai complex, Austria

Summary The Sn-suphides stannite, hexstannite and mawsonite have been detected for the first time in the polymetallic Cu–Fe mineralization at Glücksgrat mountain, Stubai Crystalline. They are present as accessory constituents in a high-temperature ore paragenesis with some retrograde minerals. Host rocks are hornblende schists and calcsilicate rocks.The paper discusses the relations of the ore paragenesis to the Variscan and Alpidic metamorphism. The latter occurs as retrograde overprinting onto the older, higher-temperature, Variscan-metamorphic host rock. The high-temperature event has been established as the result of Variscan metamorphism, while ore crystallized at lower-temperature can be attributed partly to Variscan-retrograde and partly to Alpidic-prograde events.It has thus been shown that the metal content of the occurrence on Glücksgrat, which has so far been linked with an Alpidic phase of mineralization, is already of Prealpidic origin. It is genetically connected with Ordovician-Silurian orthogneisses of the surrounding area.

---

---

Mit 9 Abbildungen     

Differential-Thermo-Analyse einiger bei sehr hohen Temperaturen zerfallender Karbonatminerale

Zusammenfassung Für die drei über 1000° C zerfallenden Karbonat-Minerale Strontianit, Witherit und Norsethit werden zum ersten Male vollständige DTA-Kurven angegeben. Mit Hilfe der Abhängigkeitskurven der Zerfallstemperaturen von der Probenmenge wird eine halbquantitative Bestimmung der Minerale mit der DTA beschrieben und für drei Strontianitproben angewandt. Weiterhin werden die bei diesen Mineralen auftretenden Gitterumwandlungen diskutiert, dabei wird auf die Besonderheit der Abhängigkeit der Ausschlags-Intensität von der Teilchengröße und auf die Eignung dieser Abhängigkeit als Kriterium zum Erkennen einer Gitterumwandlung in der DTA hingewiesen.

---

For three carbonate minerals, which decompose at temperatures above 1000° C, i.e. Strontianite, Witherite, and Norsethite, complete DTA-curves are given for the first time. With the help of dependence curves of decomposition temperatures, on the amount of material used, a method of half-quantitative determination of minerals with the DTA is proposed and applied to three Strontianite samples. Further the lattice changes that take place in these minerals are discussed. At the same time the fact that the intensity of deflexion is dependent on the particle size (in grounded material) is pointed out. It is also referred to that this dependence provides a suitable criteria for the recognition of a lattice change in DTA.

---

---

Die verwandte Apparatur ist bereits früher eingehend beschrieben worden (Smykatz-Kloss, 1964). Als Probenhalter wurde ein Nickelblock verwendet, die Thermoelemente bestanden aus Pt/Pt₍₉₀₎ Rh₍₁₀₎; die Aufheizgeschwindigkeit betrug 12°/min, die Genauigkeit der Temperaturbestimmung war ±1° C.

---

Herrn Prof. Dr. Dr. h. c. C. W. Correns danke ich für sein Interesse an dieser Arbeit, Herrn Prof. Dr. H. Harder, dem Direktor des Sedimentpetrographischen Instituts, für die sehr guten Arbeitsmöglichkeiten in diesem Institut. Herr Dr. F. lippmann aus dem Mineralogischen Institut der Universität Tübingen stellte freundlicherweise den Norsethit zur Verfügung; dafür und für die Erlaubnis zur Veröffentlichung der DTA-Daten des Norsethits danke ich ihm.     

Laborversuche zum Abbau von Biotit

Zusammenfassung Laborversuche zum Abbau von Biotit und Umbau zu Montmorillonit, Vermiculit oder einer Vermiculit-Chlorit-Wechsellagerung wurden bei pH-Werten von 3,0, 6,0 und 9,8 durchgeführt, wobei sowohl im reduzierenden als auch im oxidierenden Milieu gearbeitet wurde. Aus den Untersuchungsergebnissen kann geschlossen werden, daß durch einen stärkeren Abbau der Oktaeder-Schicht im Verhältnis zum Gesamt-Abbau in saurem Milieu gegenüber basischem die Bildung von Vermiculit bis Chlorit-Vermiculit-Wechsellagerungen gefördert wird. Verstärkt wird dabei die Tendenz zur Chlorit-Bildung durch eine Durchströmung des Biotits. Die Entstehung eines Montmorin-Minerals (eines trioktaedrischen Beidellits) ist nur im basischen Milieu bei stagnierenden Lösungen möglich. Ein Einfluß reduzierender Bedingungen auf den Abbau von Biotit war nur im sauren Bereich festzustellen. In diesem Falle wurde der Abbau erheblich verstärkt. Als eine Hauptursache für die unterschiedliche Auflösung des Biotits unter den verschiedenen Bedingungen kann die Bildung oder das Fehlen einer Eisenhydroxid-Schutzschicht angesehen werden. Durch das Entstehen einer solchen Schicht kann der Abbau behindert werden. Wichtig ist weiterhin die Anwesenheit von Kationen, die den Kalium-Austausch fördern. In verdünnten Lösungen von Ca, Mg und Al konnte in einmonatigen Versuchen aus Hydrobiotit ein Montmorin-Mineral hergestellt werden.Die Ergebnisse der Laboruntersuchungen stimmen gut mit den bisher gemachten Beobachtungen an Biotitumwandlungen in Böden überein.

---

Laboratory experiments on weathering phenomena in biotite

Treatment of biotite with solutions of different pH (3.0; 6.0; 9.8) in oxidizing environs showed, that under more acid conditions with good drainage of the solution through the biotite the alteration to vermiculite or even a vermiculite-chlorite interlayer is favoured, while the formation of montmorillonite from biotite can only take place in stagnant basic solutions. An accelerating influence of reducing environs in respect to the dissolution of biotite could only be stated at low pH. The more or less complete formation or the absence of Fe(OH)₃layers, which can help to protect the biotite from being dissolved, is regarded as one reason for the different alterations of biotite.Montmorillonite was easily prepared from hydrobiotite by treatment with 0.02 — n solutions of Ca, Mg and Al.

---

---

Herrn Professor Dr. Dr. hc. C.W. Correns und Herrn Dozent Dr. E. Althaus, Karlsruhe danke ich für Anregungen und Diskussionen. Frau E. Bayer, Karlsruhe, danke ich für die Anfertigung der chemischen Analysen, Herrn Dr. R. Emmermann, Petrographisches Institut der Universität Karlsruhe, für die Überlassung des Biotits aus dem Albtal-Granit mitsamt der chemischen Analyse und Herrn Dr. W. Lücke, Petrographisches Institut der Universität Karlsruhe, für die Atomabsorptions-Bestimmungen.     

Graphische Methode zur Ermittlung der Grenzzustände des inhomogenen,klüftigen Gebirgskörpers

ZusammenfassungGraphische Methode zur Ermittlung der Grenzzustände des inhomogenen, klüftigen Gebirgskörpers Der Verfasser behandelt Methoden zur Ermittlung der Grenzzustände in einem die Grubenbaue umgebenden Gebirgskörper mit inneren Schwächeflächen (Schichtung, Klüftung, Schlechten usw.). Es wird gezeigt, daß die Grenzzustände eines solchen Gebirgskörpers eindeutig bestimmt werden können anhand des verallgemeinerten Diagrammes der Mohrschen Grenzkreise, das nicht nur eine Hüllkurve, sondern zusätzliche Kurven enthält, welche die Mohrschen Kreise schneiden und den Grenzzuständen in den im Gebirge vorhandenen Schwächeflächen entsprechen.Es wird eine graphische Methode zur Bestimmung der Grenzzustände eines Gebirgskörpers unter den Bedingungen eines gegebenen zylindrischen Spannungszustandes vorgelegt. Dazu dienen eine graphische Darstellung des wirklichen Spannungsfeldes und Vektordiagramme der Festigkeit des Gebirgskörpers, welche auf Grund des verallgemeinerten Mohrschen Diagrammes unter Berücksichtigung jeder beliebigen räumlichen Orientierung der inneren Schwächeflächen des Gebirgskörpers aufgestellt werden.Die angeführten Beispiele veranschaulichen die praktische Anwendung der beschriebenen Methode.

---

SummaryGraphical Method to Determine the Strength of a Non-Homogeneous Jointed Rock Mass The paper deals with methods for determining the strength of the rock mass surrounding a mining excavation and having internal planes of weakness such as bedding planes, fracture planes and cleavage planes. It is shown that the states of stress at failure of such a rock mass can uniquely be presented in a generalized Mohr strength diagram. Such a diagram shows the Mohr envelope for the flawless material as well as additional curves intersecting the envelope for the flawless material and representing envelopes to Mohr circles at failure at the weakness planes present in the rock.The author presents a graphical method to determine the strength of a jointed rock mass under the condition of cylindrical states of stress. This involves comparing a graphical presentation of the stress field prevailing with vector diagrams of the strength of the rock mass. These vector diagrams, showing in an illustrative manner the influence of differently orientated planes of weakness on the system strength of the rock, are derived from the generalized Mohr strength diagram referred to above.Some examples illustrate the practical application of the method.

---

RésuméUne méthode graphique pour déterminer les états limites d'un massif rocheux inhomogène et fissuré On étudie les états limites d'un massif rocheux ayant des surfaces internes de faiblesse (stratification, fracturation, clivage etc.). On indique que les états limites d'un tel massif peuvent être exprimées sans ambiguité à l'aide du diagramme généralisé des cercles de Mohr limites, contenant en plus de l'enveloppe, des courbes additionnelles intersectant les cercles Mohr et représentant les conditions limites du massif rocheux sur les surfaces d'affaiblissement.

---

---

Mit 9 Abbildungen     

Eine einfache Methode zur rechnerischen Ermittlung der Verschiebungen eines Hohlraumrandes

ZusammenfassungEine einfache Methode zur rechnerischen Ermittlung der Verschiebung eines Hohlraumrandes In diesem Artikel wird gezeigt, daß bei dem im Gebirge oft zulässigen vereinfachten Näherungsansatz für das statische System als unendlich ausgedehnte, im Unendlichen mit einer vertikalen und einer horizontalen Gleichlast belastete, gelochte, isotrope Scheibe die Verschiebung des Hohlraumrandes infolge des Felsausbruches mit einer einfachen Formel gefunden werden können. Im ersten Teil wird die theoretische Ableitung nach der Scheibentheorie kurz dargelegt, im zweiten Teil wurden die Formeln für die praktische Anwendung zusammengestellt und an Hand eines Beispieles erläutert. Mit dieser Methode ist es für den projektierenden Ingenieur auch ohne Kenntnis der Scheibentheorie leicht, Richtung und Größenordnung der zu erwartenden Verschiebungen bei Schaffung eines Felshohlraumes zu bestimmen und den Einfluß der gewählten Querschnittsform auf die Deformationen zu untersuchen.

---

SummaryA Simple Method for the Calculation of the Boundary Displacements of an Excavation A simple formula is presented for the boundary displacements of a hole in an infinite homogeneous isotropic perfectly elastic two-dimensional body with uniform external pressures at infinity. This mathematical model is often permissible for tunnels or other long excavations in rock. In the first part the formula is derived, while the second part gives an example for practical application. The method enables the projecting engineer to evaluate quickly and easily the boundary displacements in direction and magnitude and consequently to investigate the influence of the chosen cross-sectional shape on the displacements of the walls.

---

RésuméUne méthode simple pour évaluer les déplacements du contour d'une cavité Une formule simple est présentée pour les déplacements du contour d'une cavité dans un corps infini, élastique, isotrope, à deux dimensions, soumis à une pression uniforme à l'infini. Ce modèle mathématique est souvent acceptable pour les tunnels ou autres cavités allongées dans la roche. En première partie, la formule est développée; la seconde partie donne un exemple d'application pratique. Cette méthode permettra à l'ingénieur projeteur de déterminer promptement et facilement les déplacements de la paroi en direction et en grandeur et d'examiner l'influence de la section transversale choisie sur ces déplacements.

---

---

Mit 1 Abbildung     

Petrographische Untersuchungen an Alumosilikatgneisen des Ötztaler-Stubaier Altkristallins

Zusammenfassung Die regionale Untersuchung pelitischer Gneise in einem 3600 km² großen Gebiet der zentralen Ostalpen (Ötztaler-Stubaier Alpen, Tirol) ergibt eine Einteilung der Metamorphose in drei Zyklen. Die älteste erkennbare Metamorphose, vermutlich kaledonischen Alters, wird durch eine Wärmebeule verursacht, die zur Ausbildung einer breiten Sillimanitzone im Kern und zwei Disthenzonen an den Flanken geführt hat. In den meisten Fällen zeigen die Gesteine keine Gleichgewichtsparagenesen. Verschiedene typische Paragenesen werden kartiert und ihre Verbreitung durch die Vorstellung einer aufsteigenden Wärmebeule erklärt.Eine zweite Metamorphose, deren Alter mit 273 Millionen Jahren (=variszische Orogenese) durch Rb-Sr-Altersbestimmungen bekannt ist, führt in einer auskartierbaren Zone zur Umwandlung von Staurolith in Chloritoid.Schließlich ist eine dritte, schwächere Metamorphose alpidischen Alters in einzelnen Bereichen nachweisbar.

---

Petrographic investigations on alumosilicate-bearing gneisses in the Oetztal-Stubai-Alps

Summary The regional investigation of pelitic gneisses in an area of about 3600 km² in the Oetztal-Alps, Tyrol, indicates that the metamorphism can be divided into three cycles. The oldest known metamorphism, presumably of Caledonian age, was caused by the development of a heatdome with a sillimanite-bearing zone in the center and a kyanite-bearing zone on the outside. In most cases the mineral assemblages of the rocks have not reached equilibrium. Several typical parageneses have been mapped and their distribution is explained as due to the rising heatdome.A second metamorphism, the age of which has been dated with the Rb-Sr-method as being 273 my (varistic orogenesis), has caused the alteration of staurolite to chloritoid. This zone has also been mapped.The third metamorphism of Alpine age can be traced in limited areas.

---

---

Mit 9 Abbildungen     

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.

---

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.

     

Vesuvianite-new tool for the U-Pb dating of skarn ore deposits

Summary Vesuvianites from the Early Proterozoic Björntjärn tungsten skarn deposit in northern Sweden were dated with the U-Pb and Pb-Pb methods. Low²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb values make the U-Pb dating of vesuvianite rather sensitive to the common lead correction. However, the combination of Pb-Pb and U-Pb data on the same material permits the deduction of precise ages on Proterozoic vesuvianites. Vesuvianite can be used to date the formation of skarn mineralizations and possibly also the metamorphism and metasomatism of argillaceous limestones.

---

Vesuvianit-ein neues Werkzeug zur U-Pb Datierung von Skarnerzlagerstätten

Zusammenfassung Vesuvianit von der Wolfram-Skarnerzlagerstätte Björntjärn in Nordschweden wurde mit der U-Pb and Pb-Pb Methode datiert. Das tiefe²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb Verhältnis des Vesuvianits macht die U-Pb Altersbestimmung kräftig von der Korrektur des gewöhnlichen Bleis abhängig. Die Kombination von Pb-Pb und U-Pb Altersbestimmung am gleichen Probenmaterial erlaubt jedoch die präzise Datierung proterozoischer Vesuvianite. Vesuvianit kann zur direkten Altersbesimmung von Skarnlagerstätten und möglicherweise der Metamorphose und Metasomatose von mergeligen Kalksteinen verwendet werden.

---

---

With 4 Figures     

Zur Darstellung des Regelungsgrades eines Gefüges

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

Geology of bogala mine,ceylon and the origin of vein-type graphite

The unique vein-type graphite deposits of Ceylon occur in high-grade metamorphic terrain of Early Precambrian metasedimentary series. At the Bogala graphite mine, the rocks are of the granulite and almandine amphibolite metamorphic facies. The direction of veins is strongly controlled by the two major regional lineation directions; veins with a third direction are also present. The veins are very irregular in length, width, and local attitude and contain only minor amounts of other minerals than pure graphite. Each vein is made up of a number of parallel graphite sheets oriented parallel to the vein. It is suggested that the Ceylon graphite veins, and possibly all similar deposits, form by lateral secretion. The graphite is obtained from the surrounding carbon-rich sediments and transported in the solid phase as the slippery graphite grains move along grain boundaries down a pressure gradient. The graphite accumulates along the relatively low-pressure zones of fractures. Each graphite sheet within the vein represents a period of pressure release along the fracture.

---

Zusammenfassung Die einzigartigen gangförmigen Graphitlagerstätten von Ceylon befinden sich in einem hochgradig metamorphen Gebiet präkambrischer Sedimente. Die Bogala Grube liegt in einer Granulit- und Almandin-Amphibolitzone. Die Richtung der Gänge wird weitgehend bestimmt durch die beiden regionalen Gesteins-Hauptrichtungen; doch gibt es auch Gänge, die einer dritten Richtung folgen. Länge, Breite und lokaler Verlauf der Gänge sind sehr unregelmäßig. Neben reinem Graphit weisen sie nur geringe Mengen anderer Mineralien auf. Jeder einzelne Gang besteht aus einer Reihe gangparalleler Graphitzonen. Es besteht die Vermutung, daß die ceylonesischen Graphitgänge und möglicherweise alle ähnlichen Lagerstätten durch Lateralsekretion entstanden sind. Der Graphit stammt aus den stark karbonhaltigen Sedimenten der Umgebung und wird im festen Zustand umgelagert, indem die Graphitblättchen sich auf Korngrenzen in Richtung des Druckabfalls bewegen. Der Graphit sammelt sich entlang den Bruchzonen mit relativ niedrigem Druck an. Jedes Graphitband im Gang ist auf eine Druckentlastung entlang der Bruchzone zurückzuführen.

     

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.

---

---

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

Simple methods to analyze buckling of rock slopes

SummarySimple Methods to Analyze Buckling of Rock Slopes Buckling modes of slope failure are a possibility whenever a throughgoing discontinuity, approximately parallel to the slope, separates a thin slab of rock. Failure by buckling may be initiated by forces external to the slab, by groundwater pressures, by applied forces or by the weight of the slab itself, especially if the slab is curved convex upward.Simple formulae are developed for three possible cases of buckling: flexural buckling of plane slopes, three hinge buckling of plane slopes and three hinge buckling of curved slopes.For flexural buckling, Euler's formula is applied after making several simplifying assumptions regarding the geometry of a buckling slab. Three hinge buckling may occur if a slab is cut by cross-joints perpendicular to the slope. Stability of each of the two blocks is determined using equations of force and moment equilibrium, resulting in a series of equations describing the interblock forces required for stability.The applicability of the three hinge model was tested by applying the equations to a documented failure on an excavated slope. The method gave reasonable results.

---

ZusammenfassungEinfache Methoden zur Berechnung des Versagens einer Felsböschung durch Beulung Eine Böschung oder ein Hang können ausbeulen, wenn eine durchgehende Kluft parallel zur Oberfläche des Hanges in geringer Tiefe existiert. Die Knickung kann durch Kräfte, die von außen her auf die Felsschicht einwirken, wie zum Beispiel Grundwasserdruck, hervorgerufen werden, aber auch durch andere Krafteinwirkungen oder durch das Gewicht der Schicht selbst, besonders wenn sie nach außen gekrümmt ist.Einfache Formeln für drei mögliche Fälle werden ausgearbeitet: Biegeknickung einer geraden Böchungsfläche, Dreigelenkknickung einer geraden Böschungsfläche, und Dreigelenkknickung einer gebogenen Böschungsfläche.Für die Biegeknickung wird die Eulerformel angewandt. Gewisse vereinfachende Voraussetzungen in bezug auf die Geometrie einer ausknickenden Schicht werden angenommen. Die Stabilität der beiden Blöcke, bei denen es zur Dreigelenkknickung kommt, wird mit Hilfe des Kräfte- und Momentengleichgewichtes untersucht. Dies führt zu einer Reihe von Gleichungen, die die für Stabilität notwendigen Kräfte zwischen den Blöcken ergeben.Die Anwendbarkeit des Dreigelenkmodells wurde am Beispiel eines dokumentierten Böschungsbruches untersucht. Die vorgestellte Methode erbrachte plausible Ergebnisse.

---

RésuméMéthodes simples pour analyser le flambage des versants rocheux La rupture d'un talus par flambement peut se produire lorsqu'une discontinuité, approximativement parallèle à la pente, isole une mince dalle de roc. La rupture par flambement peut être initiée par des forces externes à la dalle, par des pressions d'eau, par des forces appliquées ou par le poids de la dalle elle-même, en particulier si la dalle est convexe vers le haut.Des formules simples ont été développées pour trois cas possibles de flambement: flambement de talus droits par flexion, flambement à trois pivots de talus droits et flambement à trois pivots de talus courbés.Pour le flambement par flexion, on utilise la formule d'Euler après avoir posé plusieurs hypothèses simplificatrices quant à la géométrie de la dalle. Le flambement à trois pivots peut se produire si la dalle est coupée par des diaclases transversaux, perpendiculaires à la pente. La stabilité de chacun des deux blocs est déterminée eu utilisant les équations d'équilibre des forces et des moments, ce qui résulte en une série d'équations décrivant les forces interblocs requises pour la stabilité.L'applicabilité du modèle à trois pivots a été vérifiée en appliquant lesé quations à un cas documenté de rupture d'une paroi d'une excavation. La méthode a donné des résultats raisonnables.

---

---

With 11 Figures     

Der Spannungszustand in klüftigen Felsmassen und dessen Einfluß auf Untertagearbeiten

ZusammenfassungDer Spannungszustand in klüftigen Felsmassen und dessen Einfluß auf Untertagearbeiten In den letzten Jahrzehnten haben sich die Vorstellungen vom Spannungszustand in den oberflächennahen Schichten der Erdkruste gründlich geändert. Dazu haben hauptsächlich die in einigen Ländern bei den unterschiedlichsten geologischen Verhältnissen durchgeführten direkten Messungen beigetragen. Durch diese Messungen wurde die Wirkung der mächtigen Horizontalkräfte in den Gesteinen des kristallinen Fundaments und der metamorph veränderten Faltengebirge in mehreren Gebieten festgestellt. Es sind genaue Nachweise vorhanden, daß diese Kräfte derzeit durch Tangentialkontraktion der Erdkruste verursachte tektonische Kräfte sind. Es besteht ein quantitativer Zusammenhang mit den heutigen Krustenbewegungen. Von Charakter und Grad der tektonischen Spannungen ausgehend, werden drei Typen von Krustenbereichen unterschieden.Es wird auch der von P. N. Kropotkin (UdSSR) und L. P. Sykes (USA) eingebrachte Vorschlag zur Entwicklung einer Weltkarte des Spannungszustandes der Erdkruste behandelt.Aus der Analyse der von N. Hast (Schweden) erhaltenen Ergebnisse, aus der mit ihm geführten Besprechung dieser Ergebnisse und auch aus der Analyse eigener Angaben sind Schlußfolgerungen über optimale Methodik der experimentellen Ermittlung des vollen Spannungstensors im Gebirgsmassiv gezogen. Berücksichtigt wird auch die Veränderlichkeit des Spannungsfeldes und die Notwendigkeit der statischen Analyse zur Bestimmung der allgemeinen Gesetzmäßigkeiten.Es wird auch die Frage der Restspannungen besprochen und es werden experimentelle Angaben angeführt und daraus der Schluß gezogen, daß diese Restspannungen anscheinend keinen wesentlichen Einfluß auf die Abbauverhältnisse ausüben.Die Ergebnisse der Spannungsermittlungen in den fördernden Bergwerken ermöglichen es, die Abbauverhältnisse prognostisch einzuschätzen und Empfehlungen zu geben, welche in der Praxis weitgehend genutzt werden können.

---

SummaryState of Stress in Fissured Rock and Its Influence on Mining Conditions Fundamental changes in essential knowledge of upper earth crust stratum stress state have taken place in recent decades. Basic role in it has been played by direct measurements made in a number of countries under different mining-geological conditions. Measurements fixed huge horizontal forces affect in many regions of crystalline basement rock masses and folded metamorphic series. There is exact evidence that these are modern tectonic forces caused by tangential crustal contraction. There exists quantitative relation between them and modern crustal movements. One can distinguish three types of earth crush sections according to the stress character and tectonic stress rate.Suggestions by P. N. Kropotkin (USSR) and by L. P. Sykes (U. S. A.) making world map of crustal stress state are discussed.Conclusions about optimal technique of experimental determination of full stresses tensor in massif have been drawn from data analysis got by N. Hast (Sweden), discussions of his results with him and our results analysis. Attention should be drawn to the stress field variability and the necessity of statistic analysis for exposing general regularities.The question of locked-up stresses is discussed, experimental data are given and conclusion that locked-up stresses apparently do not much influence the mining work conditions is drawn.The stress determinations at the operating mines give possibility to prognose development conditions and to give recommendations widely used in practice.

---

---

Vortrag gehalten auf dem XXV. Geomechanik-Kolloquium in Salzburg, 1976.     

The distribution of Fe2+ and Fe3+ in iron-bearing tourmalines: A Mössbauer study

Summary Room-temperature Mössbauer spectra of five iron-bearing tourmalines were measured and analyzed. The Fe²⁺/Fe³⁺ ratio and the iron occupancy of the Y and Z positions could be assigned to all samples, with the help of two previously well characterized samples, from Mexico and Madagascar. Ferric or ferrous ions or both partially occupy the Z as well as the Y octahedra. This fact of observation is interpreted as the chemical response, during crystal growth, to the requirement of size matching for the edge-sharing Y and Z oxygen octahedra. It accounts for the inexistence of solid solution between the Mg and (Li, Al) tourmalines.

---

Die Verteilung von Fe²⁺ und Fe³⁺ in eisenhaltigen Turmalinen: Eine Mössbauer-Untersuchung

Zusammenfassung Mössbauer-Spektren von fünf eisenhaltigen Turmalinen wurden gemessen und analysiert. Das Verhältnis Fe²⁺/Fe³⁺ und die Eisenverteilung konnten mit Hilfe von zwei gut identifizierten Turmalin-Kristallen von Mexiko und Madagascar für die Y-und Z-Lagen aller Exemplare bestimmt werden. Zweiwertiges sowie dreiwertiges Eisen findet sich sowohl in der Z-als auch in der Y-Lage. Da sich die Y-und Z-Oktaeder in einer gemeinsamen Kante treffen, wird diese Beobachtung als chemische Antwort des Kristalles auf die erforderte Größenanpassung der Y-und Z-Oktaeder während seines Wachstums erklärt. Die Abwesenheit der festen Lösung zwischen Dravit und Elbait kann somit erklärt werden.

---

---

With 4 Figures     

Stabilitätsberechnung ebener und räumlicher Felsböschungen

Zusammenfassung Stabilitätsberechnung ebener und räumlicher FelsböschungenFür die Bemessung der Ankerkräfte zur Sicherung einer gleitgefährdeten Felsmasse wird für das ebene Problem eine Grundformel hergeleitet. Der Einfluß der Kohäsion kommt dabei explizit zum Ausdruck, die Einflüsse der Geometrie, des Reibungswinkels und des Sicherheitsfaktors treten in zwei Faktoren zusammengefaßt in Erscheinung. Die Aufdeckung einer formalen Analogie zwischen dem Abgleiten auf einer Ebene und dem Abgleiten eines Felskeiles auf zwei Ebenen erlaubt es, die einfache Grundformel des ebenen Problems direkt für die Lösung des verwickelten räumlichen Problems anzuwenden. Die Bemessungsformel dient in beiden Fällen auch zur Durchführung einer umfangreichen Parameteranalyse um die Empfindlichkeit der Konstruktion auf die Variation der einzelnen Parameter zu ermitteln. Diese Untersuchungen können rasch und ohne langwierige Rechnungen selbst im Felde durchgeführt werden. Als Hilfsmittel hiezu dienen entweder die beiliegenden Diagramme oder das für den programmierbaren Taschenrechner Hewlett Packard HP-65 angegebene Programm. Anhand einiger Beispiele wird die Anwendung auf praktische Fälle des Felsbaues illustriert.

---

Summary Stability Analysis of Rock Slopes for Plane and Wedge FailureA simple formula for plane slope failure is derived, which may be used for the design of anchors to ensure the safety of rock masses endangered by slides. The cohesional strength component appears explicitly in the formula, while the geometrical parameters, the friction angle and the safety factor are included in only two factors,k ₁ andk ₂. The discovery of a formal analogy between the plane failure problem and that of wedge failure on two intersecting plane surfaces makes it possible to use the basic formula also for the solution of the complicated three-dimensional wedge problem. The basic formula may in both cases also be used to make a detailed parametric study to investigate the sensitivity of the rock slope construction to variations in individual parameters. This investigation may be carried out quickly, without time consuming calculations, even at the site. As an aid for this either the accompanying charts or the given program for the Hewlett Packard HP-65 pocket calculator may be used. The application of the method is illustrated in several practical examples of the design of rock slopes.

---

Résumé Calculs de stabilité de talus rocheux à deux et trois dimensionsDans le cas du problème plan, on a mis au point une formule fondamentale pour le dimensionnement des ancrages qui doivent retenir une masse rocheuse susceptible de glisser. L'influence de la cohésion y figure explicitement, celle de la géométrie, de l'angle de frottement et du coefficient de sécurité y apparaissent implicitement dans deux facteurs. On a découvert une analogie formelle entre le glissement sur un plan et le glissement d'un coin de roche le long de deux plans. Ceci permet d'appliquer directement la formule fondamentale, du problème plan, qui est simple, à la résolution du problème enchevêtré qui se présente dans l'espace. Dans les deux cas, la formule de dimensionnement permet aussi la réalisation d'une vaste analyse paramétrique pour déterminer la sensibilité de la construction à la variation des paramètres individuels. Ces investigations peuvent êtres faites à la fois rapidement et sans calculs fastidieux sur le terrain-même, si on se sert soit des diagrammes ci-joints, soit du programme indiqué pour la calculatrice de poche Hewlett Packard HP-65. Quelques exemples illustrent l'application à des cas concrets.

---

---

Mit 10 Abbildungen     

Untersuchungen zur Metamorphose in den westlichen Hohen Tauern (Österreich)

Zusammenfassung In einem metamorphen Gebiet (westliche Hohe Tauern, Österreich), das P-T-Bedingungen von der niedrigen Grünschieferfazies bis zur Amphibolitfazies zeigt, wird die aufsteigende Metamorphose in ehemals pelitischen, mergeligen sowie in basaltischen und ultramafitischen Gesteinen beschrieben.Vergleiche mit experimentell ermittelten Gleichgewichtsdaten erlauben die Abschätzung einer Metamorphose-Temperatur von ca. 400 bis 600°C. Verschiedene Mineralparagenesen deuten auf eine druckbetonte Metamorphose.

---

Petrological investigation of metamorphic rocks of the Western part of the Hohe Tauern (Austria)

Summary In the Western part of the Hohe Tauern (Austria) P-T-conditions of metamorphism range from low greenschist facies to amphibolite facies. Progressive metamorphism is demonstrated in rocks of pelitic, calcareous, and basaltic composition and in ultramafic rocks.Comparison with experimental data indicate temperatures of 400 to 600°C. Various mineral parageneses indicate high-pressure metamorphism.

---

---

Mit 6 Abbildungen     

Sander's rule of rhythmic record

Summary Sander's rule of rhythmic records forms the basis of all sedimentation—time theories. If one makes very general assumptions about the mechanism of sedimentation the probality of obtaining a rhythmic record may be estimated.Sander's rule can be complemented to include the recording od independent random processes.

---

Sanders Regel der rhythmischen Abbildung

Zusammenfassung Sanders Regel der rhythmischen Abbildung ist die Grundlage aller Sedimentation-Zeit Spekulationen. Wenn man sehr allgemeine Annahmen über den Sedimentationsmechanismus macht, kann man die Wahrscheinlichkeit für das Aufscheinen von rhythmischer und nichtrhythmischer Abbildung abschätzen.Die Regel wird mit einem Satz über die Abbildung unabhängiger Zufallsergebnisse erweitert.

---

---

Dedicated to Prof. Dr. Dr. h. c.B. Sander on the occasion of his 90th birthday.     

Quantitative estimation of illite-smectite mixed phases formed during burial diagenesis

Summary With reference to the previously published papers byReynolds andHower (1970) andPerry andHower (1970) pelitic sediments from bore hole samples from the Tertiary sequence of the Vienna Basin have been studied to investigate the layer silicate assemblages and to carry out a quantitative estimation of the mixed-layering in the illitesmectite mixtures. Beside these problems one of the primary purposes of this paper is to indicate how interfering reflections from detrital layer silicates can be handled and resolved from diffraction patterns. The samples correspond to clayey silts. Within the less than 0.2 micron fractions they essentially contain mica, kaolinite and illite-smectite as expandable phase. Dependent on depth the composition of these mixtures is intermediate between an interstratified mixed layer phase consisting of about 75 percent smectite layers and 25 percent illite and an ordered mixture which contains about 20 percent smectite and 80 percent illite layers.Since the mineral components maintain essentially constant portions throughout the samples, mica and kaolinite do not enter the illitization reaction. The necessary potassium and aluminum ions were derived from the nonclay constituents.

---

Quantitative Abschätzung versenkungsdiagenetisch gebildeter Illit-Smektit Mischphasen

Zusammenfassung In Anlehnung an die vonReynolds undHower (1970) sowie vonPerry undHower (1970) aufgezeigten Untersuchungsmethoden wurden an Beispielen von bohrproben tertiärer Feinkornsedimente aus dem Wiener Becken Untersuchungen zur Identifizierung und quantitativen Erfassung von Illit-Smektit Mixed-Layer-Phasen durchgeführt, wobei die Behandlung bzw. Ausschaltung von Störeffekten durch detritäre Mineralanteile im Rahmen dieser Methoden in den Vordergrund der Arbeit gestellt wird. Die durchwegs tonigen Silten entsprechenden Proben enthalten in der Fraktion kleiner 0,2 Mikron im wesentlichen Glimmer, Kaolinit und als quellfähige Phase Illit-Smektit, die mit zunehmender Teufevon einer Mischphase mit zufälliger Ordnung und 75% Smektit-bzw. 25% Illitanteilen zu einer geordneten Mixed-Layer-Bildung von 20% Smektit und 80% Illit überleitet.Da die Zusammensetzung der Proben hinsichtlich der Verbreitung von Illit-Smektit, Glimmer und Kaolinit keine Veränderungen aufweist, können Beeinflussungen der beiden zuletzt genannten Phasen im Zuge des Illitisierungsprozesses ausgeschlossen werden. Die zur Illitbildung erforderliche Zufuhr von Kalium und Aluminium erfolgte demnach auf Kosten der Nicht-Ton-Minerale.

---

---

With 4 Figures     

Erfassung der Struktureigenartigkeit und des Spannungszustandes des Felsgebirges bei der Ermittlung der Standfestigkeit von bergmännischen Hohlräumen

Zusammenfassung Erfassung der Struktureigenartigkeit und des Spannungszustandes des Felsgebirges bei der Ermittlung der Standfestigkeit von bergmännischen Hohlräumen.Kennzeichnende Gesteinsbeschaffenheit ist der hohe Ungleichartigkeitsgrad, der durch die beträchtliche Variationsbreite der Zusammensetzung und den Unterschied im Aufbau bedingt ist.In den letzten Jahren wurden ingenieurgeologische Einteilungen der Strukturungleichartigkeiten des Gebirges entwickelt. Diesen Einteilungen liegen Ausmaße der aus dieser oder jener Art der Ungleichartigkeit zusammengesetzten Gefügeblöcke zugrunde. Aúsgehend von solchen Einteilungen und von den Besonderheiten des Spannungszustandes des Gebirges, der durch die Zusammenwirkung von gravitativen und tektonischen Spannungsfeldern hervorgerufen wird, schlagen wir vor, bei der Auswertung der Standfestigkeit von bergmännischen Hohlräumen nach den Hauptarten der bestimmenden Strukturungleichartigkeiten, die die Standfestigkeit der zu untersuchenden Hohlräume bei den konkreten geologischen Verhältnissen beeinflussen, zu gliedern.Aufgrund von Parameterstudien wird weiter vorgeschlagen, in die Berechnung der Standfestigkeit von bergmännischen Hohlräumen die um die Hohlräume herum unter Einwirkung der statischen und dynamischen Beanspruchungen entstehenden Schwächezonen mit einzubeziehen.Es werden auch die Besonderheiten der Entstehung der Schwächezonen in Abhängigkeit von Größe und Verteilung der wirkenden Spannungen sowie von der Strukturungleichartigkeit dargelegt.Es wurden Formeln zur Berechnung der Standfestigkeit von Hohlräumen in Abhängigkeit von der festgestellten Strukturungleichartigkeit entwickelt. Ferner werden Beispiele zur Lösung von praktischen Aufgaben angeführt, bei denen nur gravitative Spannungen im Gebirge wirken, aber es werden auch Beispiele gezeigt, bei denen tektonische Spannungen vorherrschen.

---

Summary Registration of Structure Features and Rock Ledge Masses Stress State When Estimating Mine Working Stability. The characteristic feature of rock mass is high heterogeneity rate caused by broad variations of composition and differences in structure. Even higher heterogeneity rate characterizes rock ledge masses in situ.During recent years engineering-geological classifications of rock masses heterogeneities have been worked out. They are based on sizes of structural blocks formed by either kinds of heterogeneities. Taking the worked out classifications as basic and also preceding from the peculiarities of rock masses stress state, caused by mutual effect of gravitational and tectonic fields stresses, it is suggested while estimating mine workings stability to expose main kinds of heterogeneities which determine the workings stability under consideration, in concrete mining-geological conditions.It is suggested to estimate mine workings stability in rock ledge masses by calculating parameters of weakened zone which appears around the mine workings under the influence of static and dynamic loadings.The peculiarities of the weakened zone formation depending on the values and distribution of acting stresses and kinds of structural heterogeneities which determine working stability in the taken concrete conditions are under consideration. An apparatus of formulae for estimation of workings stability depending on distinguished structural heterogeneities has been worked out. Examples of practical tasks solving when only gravitational stresses act in the massif and in the conditions of tectonic stresses prevalence as well, are given.

---

---

Vortrag gehalten auf dem XXV. Geomechanik-Kolloquium in Salzburg, 1976.

---

Mit 5 Abbildungen