Talksynthesen im Hinblick auf semisalinare Bedingungen

Zusammenfassung Vor einigen Jahren wurde Talk als Begleitmineral in Salzlagerstän erstmalig gefunden, und zwar in den amerikanischen Salzlagerstätten in Texas und Neu-Mexiko (Balley), in dem englischen Kalisalzvorkommen bei Eskdale in Ost-Vorkshire (Stewart), sowie im Hallstätter Salzberg des alpinen Haselgebirges (Mayrhofer undSChauberger). Auch in Deutschland wurde kürzlich bei der Erdgasbohrung Frenswegen 3 im Emsland in den oberen Lagen des Zechsteinanhydritprofils ein talkantiges Mineral identifiziert (Füchtbauer undGold-Schmidt). Die drei erstgenannten Talkvorkommen zeigen in der Art des Auftretens wesentliche gemeinsame Züge, aus denen man schließen kann, daß sie in der Lagerstätte selber entstanden sind, nicht aber dadurch, daß Talk als Verunreinigung in die Lagerstätte gelangte. Bei näherer Betrachtung bietet sich die Auffassung an, daß der Talk semisalinar (Leonhardt undBerdesinski) gebildet wurde, durch die Einwirkung Mg²⁺-haltiger Reaktionslösungen auf SiO₂-haltige Substanzen, die durch Zuflüsse usw. in die Lagerstätte gelangten. Von diesen Überlegungen ausgehend war zu prüfen, ob sich Talk wirklich bildet bei der Einwirkung von Mg-Laugen auf SiO₂, und zwar bei milden Metamorphosebedingungen, d. h. bei möglichst niedriger Temperatur und niedrigem Druck, entsprechend den wahrscheinlichen Bedingungen in den Salzlagerstätten. Bei den Versuchen wurden MgCl₂-haltige und Carnallit-Lösungen verwandt und stark gealtertes SiO₂-Gel, Quarz feinkristallin, Na₂Si₂O₅ · 2H₂O und Wasserglas als Bodenkörper gewählt. Die Reaktionsprodukte wurden vorwiegend röntgenographisch nach dem Debye-Verfahren untersucht und dann mit, abnehmendem Bildungsgrad in die 3 Gruppen: 1. Talk, 2. Talkprodukt, 3. Hinbildung zum Talk bzw. nur geringe Umbildung eingestuft.Um weitere, differenziertere Aussagen machen zu können, wurden typische Proben mit einer Talkvergleichssubstanz nach der Guiniermethode mit zweigeteilter Kamera untersucht; es wurden auch chemische Analysen und Anfärbtests durchgeführt und von bestimmten Synthesebildungen die mittleren Brechungsindizes bestimmt.Versuche mit SiO₂-Gel als Bodenkörper führten bei einer Reaktionstemperatur von 150° C noch zu guten Talkprodukten. Die 100° C-Versuche sind noch nicht abgeschlossen; ihre Ergebnisse bleiben einer späteren Veröffentlichung vorbehalten. Aber ein Versuch ergab bereits eine Hinbildung zum Talk. Die Synthesen mit Quarz als Bodenkörper erforderten wesentlich längere Reaktionszeiten, führten aber auch bis herab zu 150° C zur Hinbildung zum Talk. Bei Wasserglas (gallertig-dickflüssig) und Na₂Si₂O₅ · 2 H₂O waren diese Hinbildungen bis herab zu einer Reaktionstemperatur von 135° C zu verfolgen. So kann man feststellen, daß sich SiO₂-Substanzen semisalinar, bei milden Umwandlungsbedingungen zum Talk hin umsetzen lassen.     

Neue Ergebnisse zur Gliederung der unterpermischen Eruptivfolge der Bozener Porphyr-Platte

Zusammenfassung Am Südrand der Bozener Porphyr-Platte (im Raum nordöstlich von Trento) konnte auf Grund neuer Untersuchungen für die unterpermische Eruptivfolge eine Zweiteilung gewonnen werden, die mit der bisher für diesen Bereich geltenden Gliederung (Trener 1904, 1933) in Widerspruch steht. Die untere, basische, Basale Tuff-Serie genannte Abteilung wird neben einzelnen eingeschalteten Melaphyr- und Porphyritlagen hauptsächlich von Kristall-, Aschen- und Agglomerattuffen zusammengesetzt. Den hangenden, saueren Komplex nehmen Quarzporphyre und untergeordnet Tuffe der Lagorai-Quarzporphyr-Serie ein.Am Nord-, West- und Ostrand der Bozener Porphyr-Platte ist im großen ganzen eine ähnliche Zweiteilung beobachtbar. Hier entspricht der Basalen Tuff-Serie des Trentiner Bereiches der Trostburg-Melaphyr-KomplexWolffs (1909). Dagegen sind der Porphyr von St. Ulrich, der Eggentaler, Branzoller, Hocheppaner und der Kasteiruther PorphyrWolffs (1909) nicht zeitlich nacheinander gebildete Lavaströme, sondern nur lokale Varietäten ein und derselben Ergußphase. Sie sind lithologisch und zeitlich dem Lagorai-Quarzporphyr des Südrandes gleichzusetzen.     

Crystal chemistry of igneous rock biotites

Summary A study of 304 selected biotite analyses, with 17 chemical variables (Al ^IV , Fe ^IV , Al ^VI Fe ^VI , Mg, Mn, Ti, Li, Na, K, Rb, Ca, Ba, OH, F, Cl,), was carried out using variation diagrams and statistical methods. It was our aim to verify the existence of characteristic variation patterns in the crystal chemistry of igneous biotites related to the geological setting and chemistry of the parent rocks. In the absence of a range of analyses covering the whole spectrum of igneous rocks, the biotites were grouped a priori either as volcanic (rhyolites, rhyodacites and trachyrhyolites, dacites and trachytes, andesites, trachybasalts and nephelinites) or as plutonic (granites, granodiorites, tonalites, diorites, gabbros). Variation diagrams failed to distinguish clearly between the different groups of biotites; the data overlapped considerably and were accordingly difficult to interpret. Statistical analysis, on the other hand, revealed clear chemical differences; moreover, simple statistical equations and careful coefficients were established which make it possible to evaluate the degree of discrimination between the different groups and to classify unknown biotites. The most important petrological factors affecting biotite chemistry are temperature of crystallization, rock acidity and, probably, rock alkalinity and the presence of other Fe-Mg minerals. Factors, such as/tf and , can cause more limited variations.

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Kristallchemie von Biotiten -aus magmatischen Gesteinen

Zusammenfassung Unter Berücksichtigung von 17 chemischen Variabeln wurde eine statistische und geochemische Auswertung von 304 ausgewählten chemischen Analysen von Biotiten ausgeführt, um die Existenz von charakteristischen Variationsschemata der Kristallchemie der magmatischen Biotite, im Bezug auf geologische Lage und Zusammensetzung des Gastgesteines, zu verifizieren. Da kein vollständiger Analysensatz für die gesamte magmatische Abfolge zur Verfügung war, wurden die Biotite a priori entweder als vulkanisch (Rhyolite, Rhyodacite und Trachyrhyolite, Dacite und Trachyte, Andesite, Trachybasalte und Nephelinite) oder als plutonisch (Granite, Granodiorite, Tonalite, Diorite, Gabbros) gruppiert. Variationsdiagramme allein reichen für eine scharfe Unterscheidung der verschiedenen Biotitgruppen nicht aus. Die Daten überlagerten sich teilweise, so daß jede Interpretation zweifelhaft war. Auf der anderen Seite ergaben sich scharfe chemische Unterschiede aus der statistischen Analyse, außerdem wurden einfache statistische Gleichungen und Koeffizienten, die die Ermittlung des Diskriminationsgrades zwischen verschiedenen Gruppen und die Klassifizierung der Biotite unbekannter Herkunft ermöglichten, festgesetzt. Die wichtigsten petrologischen Faktoren, die den Biotitchemismus beeinflussen, sind die Kristallisationstemperatur, die Azidität der Gesteine, und wahrscheinlich auch deren Alkalinität, und die Anwesenheit von anderen Mg-Fe-Mineralien. Faktoren wie und haben nur einen beschränkten Einfluß.

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With 8 Figures     

Platinum group element,mineralisation in the Munni Munni Complex,western Australia

Summary The late Archaean Munni Munni Complex occupies an elliptical area of 9 by 25 km, the southern half of which is covered unconformably by a 2.7 Ga volcanic sequence. The Complex consists of a lower 1850 m thick Ultramafic Series (UMS) and an upper Gabbroic Series (GS) at least 3600 m thick, and is in the form of an elongate funnel. The UMS is made up of macrorhythmic cycles of dunite, wehrlite and clinopyroxenite, while the GS shows an uninterrupted fractionation trend from pigeonite gabbros through pigeonite-magnetite gabbros to granophyres. The base of the GS is very sharp, and marked by simultaneous appearance of cumulus plagioclase and pigeonite. GS cumulates show a monotonous upward increase in Fe/Mg and an absence of cyclic layering, indicating crystallization in a closed chamber.The top of the UMS is a distinctive 30 m thick layer of bronzite-porphyritic orthocumulate websterite, which continues up the side walls as a marginal zone in contact with progressively more fractionated gabbros. A pyroxenite dyke intersects the sloping floor of the intrusion at a level close to the top of the UMS, and appears to have fed the uppermost layers of the UMS.Cu-rich magmatic sulphides are weakly disseminated throughout the porphyritic websterite layer, increasing in abundance to 1–3% in a semi-continuous augite orthocumulate layer a few metres below the gabbro. This layer extends over 8.2 km, averages 2.5 m in thickness, and has an average grade of 2.9 g/t Pt + Pd + Au, 0.2% Ni and 0.3% Cu with local higher grade zones. In about 40% of intersections, peak PGE, Au, Cu and Ni grades are coincident, while in the remainder peak PGE grades are offset about 1–2 m below the peak Cu and Ni grades.Coincident intersections are probably derived by homogenization of original offset intersections. Peak PGE grades become lower and more widely dispersed farther away from the intrusion walls.PGE-enriched sulphides also occur close to the websterite-gabbro contact where the websterite occupies a marginal position on the side wall. The marginal websterite zone and the porphyritic websterite layer are physically contiguous and petrographically similar, and are probably correlative.Microprobe data on cumulus pyroxenes indicate that the porphyritic websterite layer crystallised from a mixture of a relatively Mg- and Cr-rich M magma, parental to the Ultramafic Series, and an Fe-rich, strongly Cr-depleted gabbroic G magma. Pyroxenes from the PGE horizon are very low in Cr, suggesting that they crystallised from a G-rich hybrid.The websterite formed as a result of an influx of dense G magma which mixed with hotter resident M magma. The upper few metres of the websterite, including the PGE-rich sulphides, accumulated during a period of quiescence at the end of the influx phase. The PGE-rich sulphides formed by fractional segregation of sulphide liquid from a 500 to 1000 m thick layer of silicate magma.Munni Munni PGE mineralisation shows some striking similarities to that of the Great Dyke, particularly in the stratigraphic position of the mineralisation, the vertical distribution of PGE through the sulphide layer, and the lateral distribution of grades.

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Platin-Mineralisation im Munni Munni-Komplex, West-Australien

Zusammenfassung Der spät-archaische Munni Munni-Komplex bedeckt eine elliptische Fläche von 9 × 25 km, deren südliche Hälfte diskordant von einer 2.7 Ga alten vulkanischen Abfolge überlagert wird. Der Komplex besteht aus einer unteren, 1850 m mächtigen ultramafischen Serie (UMS) und einer oberen gabbroischen Serie, die mindestens 3600 m mächtig ist und die Form eines länglichen Trichters hat. Die UMS besteht aus makrorhytmischen Zyklen von Dunit, Wehrlit und Klinopyroxenit, während die GS einen ununterbrochenen Fraktionierungs-Trend von Pigeonit-Gabbros über Pigeonit Magnetit-Gabbros zu Granophyren zeigt. Die Basis der GS ist scharf und wird durch das gleichzeitige Erscheinen von Cumulus-Plagioklas und Pigeonit definiert. GS Cumulate zeigen gegen das Hangende zu eine monotone Zunahme von Fe/Mg und ein Fehlen zyklischen Lagenbaues, was auf Kristallisation in einer geschlossenen Kammer hinweist.Der oberste Teil der UMS ist eine deutlich ausgebildete, 30 m mächtige Lage von Bronzit-porphyritischem Orthokumulat-Websterit, welche sich an den Seitenwänden als randliche Zone fortsetzt, die in Kontakt mit zunehmend mehr fraktionierten Gabbros ist. Ein Pyroxenet-Gang durchschlägt den geneigten Boden der Intrusion im Bereich der obersten UMS, und dürfte als Zufuhrkanal für die obersten Lagen der UMS gedient haben.Eine schwache Dissemination von Cu-reichen magmatischen Sulfiden ist im Gesamtbereich der porphyritischen Websterit-Lage zu beobachten; in einer Augit-Orthocumulat-Lage wenige Meter unterhalb des Gabbros steigt diese auf 1–3% Cu-Sulfide an. Diese Lage erstreckt sich über 8.2 km, ist im Durchschnitt 2.5 m mächtig, und hat einen Durchschnittsgehalt von 2.9 g/t Pt + Pd + Au, 0.2% Ni und 0.3% Cu, mit lokal reicheren Zonen. In etwa 40% der untersuchten Bohrkerne fallen maximale Gehalte an PGE, Au, Ni und Cu zusammen, während sonst maximale PGE-Gehalte etwa 1–2 m unterhalb der Cu- und Ni-Maxima auftreten.Zusammenfallende Maxima dürften durch Homogenisation ursprünglich separater Maxima entstanden sein. Mit zunehmender Entfernung von den Rändern der Intrusion nehmen PGE Gehalte ab und werden unregelmäsiger.PGE-reiche Sulfide kommen auch nahe am Websterit-Gabbro-Kontakt vor, wo der Websterit eine randliche Position einnimmt. Die randliche Websterit-Zone und die porphyritische Websterit-Lage hängen zusammen, sind petrographisch ähnlich, und sind wahrscheinlich zu korrellieren.Mikrosonden-Analysen von Kumulus-Pyroxenen zeigen dass die porphyritische Websterit-Lage aus einer Mischung von relativ Mg- und Cr-reichem M-Magma dem die ultramafische Serie zuzuordnen ist, und einem Fe-reichen, Cr-armen gabbroischen G-Magma entstanden ist. Pyroxene aus der PGE-Lage führen sehr niedrige Cr-Gehalte; dies dürfte auf Kristallisation aus einem G-reichen Hybrid-Magma zurück gehen.Der Websterit wurde als das Resultat der Zufuhr von dichtem G-Magma das sich mit höher temperiertem M-Magma mischte, gebildet. Die obersten Meter der Websterit Abfolge, mit den PGE-reichen Sulfiden, bildeten sich während einer ruhigen Periode am Ende der Influx-Phase. Die PGE-reichen Sulfide sind das Produkt fraktionierter Segregation von sulfidischer Schmelze aus einer 500 bis 1000 m mächtigen Lage silikatischen Magmas.Die PGE-Mineralisation des Munni Munni-Komplexes ist der des Great Dyke von Zimbabwe in vieler Hinsicht ähnlich, besonders was die stratigraphische Position, die vertikale Verteilung der PGE in der Sulfid-Lage, und die laterale Verteilung der Gehalte betrifft.

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With 7 Figures and 1 Plate     

Die Bimodalität des Vulkanismus und die Herkunft der Magmen

Zusammenfassung Häufigkeitsdiagramme der Explosivitätsindiees der tätigen Vulkane und einiger Komponenten der Magmen (Abb. 1–5) beweisen die Bimodalität des Vulkanismus, die nur durch eine Herkunft der Magmen aus zwei voneinander unabhängigen Quellen (oberer Mantel und Kontinentalkruste) erklärt werden kann.Gegen die Hypothesen, die die Bildung von basisdien Magmen durch Einschmelzung von kristallinen Mantelgesteinen zu erklären versuchen, werden physikalisch und geochemisch begründete Einwände erhoben. Dagegen wird der low velocity layer als teilweise geschmolzene Zone aufgefaßt, aus der die simatischen Magmen stammen. Die sialischen Magmen entstehen dagegen in der Hauptsache durch eine teilweise oder völlige Einschmelzung von Krustenmaterial in Orogenen (Regionalanatexis) und lokal in Kratonen (Kontaktanatexis). Die relativ große Variationsbreite der sialischen Magmen wird durch die Verschiedenheit des Ausgangsmaterials (metamorphe Differentiation), durch Hybridismus und durch Differentiationsprozesse erklärt.Geologische Tatsachen beweisen, daß die sialische Erdkruste schon vor niemals 3 1/2 Milliarden Jahren vorhanden war. Andererseits zeigen die Mohorovii-Diskontinuität und die Bimodalität des Vulkanismus, daß das Sial nicht ein Differentiat des simatischen Mantelmaterials sein kann. Es wird gezeigt, daß weder die Entstehung des Sials noch der Vulkanismus im Rahmen der Planetesimalhypothese erklärt werden können. Im Dilemma zwischen der Emföhrrmg einer unbegründbaren ad hoc Hypothese von sialischen Riesenmeteoriten und der Hypothese einer heliogenen Erde, wird die letztere vorgezogen, da sie eine ungezwungene Erklärung der Entstehung der Sialkruste und der Bimodalität des Vulkanismus ermöglicht.

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The frequency diagrams of the index of volcanic explosivity and of some chemical components of the magmas (Fig. 1–5) prove the bimodality of volcanism, which can be explained only by admitting two independent sources of magma, the mantle and the crust. On the basis of physical and chemical facts objections are made against the hypotheses which try to explain the formation of basaltic magmas by partial or total melting of crystalline mantle rocks. It is much more probable that these magmas derive from the low velocity layer which is considered to consist of already, at least partially, molten material. The sialic magmas are produced chiefly by melting of crustal material in orogenic belts (regional anatexis) or, occasionally, in cratonic regions (contact anatexis). The relatively wide variation of sialic magmas is explained by different composition of the original material (metamorphic differentiation), by hybridism and by various types of magmatic differentiation.Geological facts demonstrate the sialic crust to have existed already over 3 1/2 b. y. ago. The Moho-discontinuity and the bimodality of volcanism show that the sialic crust cannot be a product of differentiation of the upper mantle material. It is shown that neither the origin of Sial nor the volcanism can be reasonably explained by the hypothesis of planetesimals. Having the choice between the ad hoc hypothesis of the impact of giant meteorites of about sialic composition, capable to create at once a continent, and the old hypothesis of a solar origin of the earth, the author prefers the latter one.

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Résumé La bimodalité du volcanisme est démontrée par la fréquence des indices d'explosivité des volcans actifs et par celle de certains constituants chimiques des magmas. Cette bimodalité s'explique par l'existence de deux sources de magmas indépendants: le manteau supérieur et la croûte sialique. Pour des raisons physiques et géochimiques, l'auteur s'oppose aux hypothèses qui cherchent à expliquer l'origine des magmas basaltiques par une fusion partielle ou totale de matériel cristallisé du manteau supérieur. Il considère le « low velocity layer » comme au moins partiellement fondu et étant la source des magmas basiques. Par contre les magmas sialiques prennent origine dans l'anatexie régionale (zones orogéniques) ou, localement, dans l'anatexie de contact (zones cratoniques étirées). La variation relativement grande, des magmas sialiques peut être expliquée par la différence des roches préexistantes (differentiation métamorphique) et aussi par l'hybridisme et par des divers processus de différentiation magmatique.Des faits géologiques démontrent que la croûte sialique a existé déjà il y a plus de 3 1/2 milliards d'années. La discontinuité de Mohorovii ainsi que la bimodalité du volcanisme ne peuvent pas être produites par une différentiation quelconque du matériel du manteau supérieur. Ni l'origine du Sial, ni le volcanisme ne peuvent être expliqués raisonnablement dans le cadre classique de l'hypothèse planétésimale. Ayant le choix entre une hypothèse ad hoc qui veut expliquer l'origine des continents par la chute de météorites gigantesques de composition à peu près sialique et l'hypothèse d'une origine solaire de la terre, l'auteur préfère la dernière.

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Möglichkeiten und Grenzen des Base Friction Konzepts

ZusammenfassungMöglichkeiten und Grenzen des Base Friction Konzepts Der vorliegende Beitrag befaßt sich mit einer von Goodman eingeführten neuen Technologie für zweidimensionale Modellversuche in der Felsmechanik. Bei diesen Modellen sollen die im Prototyp durch die Gravitation erzeugten Körperkräfte durch Reibungskräfte simuliert werden, die dieselbe Richtung wie die Erdbeschleunigung besitzen müssen und die entstehen, wenn das zweidimensionale Modell in einer horizontalen Ebene aufgebaut und zwischen dem Modell und der horizontalen Basis eine entsprechende Relativbewegung erzwungen wird.Nach einem kurzen Überblick über die einschlägige Literatur wird anhand eines Stabilitätsdiagramms für einen Einzelkörper an der Schiefen Ebene untersucht, ob die im geklüfteten Fels auftretenden Bruchmechanismen Gleiten, Kippen und Kippen bei gleichzeitigem Gleiten im Base Friction Modell exakt modellierbar sind.Aus dieser Untersuchung ergibt sich, daß in den Bereichen Kippen und Gleiten bezüglich der Kinetik mit Schwerkraftmodellen übereinstimmende Ergebnisse zu erzielen sind. Im Bereich Kippen bei gleichzeitigem Gleiten treten dagegen wesentliche Abweichungen auf, weil die Simulation der Schwerkraft durch Reibungskräfte nicht vollständig gelingt. Fälle, bei denen Aussagen über Geschwindigkeits-und Beschleunigungsverhältnisse im Prototyp gemacht werden sollen, können aus demselben Grund mit einem Base Friction Modell nicht untersucht werden.Nach einer ausführlichen Kritik wird dann der Schluß gezogen, daß das Base Friction Modell zwar als Entwurfshilfsmittel ungeeignet ist, daß es aber als Methode für die Grundlagenforschung in der Felsmechanik mit Aussicht auf Erfolg eingesetzt werden kann.

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SummaryPossibilities and Limitations of the Base Friction Model The paper deals with a new technology for two-dimensional model tests in rock mechanics introduced by Goodman. In this model gravity is simulated by base friction forces. Their direction is to be that of gravity. The two-dimensional model is placed on a horizontal base. A movement of this base relative to the model produce frictional forces which model gravity.First a single model element placed on an inclined plane is analysed resulting in a stability diagram. The purpose of the subsequent analysis is to assess whether the mechanisms of failure being investigated, i. e. sliding, toppling, and toppling combined with sliding, are adequately reproduced by the base friction model.The specific mechanisms toppling and sliding produce kineticly valid results. Considerable errors are to be expected for toppling combined with sliding, because of the specific base friction feature. Mechanisms including velocity and acceleration cannot be modeled by base friction.Finally the limitations of the base friction model as a design tool and instrument for rock mechanics research are discussed.

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RésuméPossibilités et limites du base friction model Le présent article traite d'une nouvelle technologie des essais à deux dimensions, introduite par Goodman, sur la mécanique des roches. Par cette technologie les forces en prototype, produites par la gravitation, doivent être remplacées par des forces de frottement. Leur direction doit être la même que celle de la gravitation. Le modèle à deux dimensions est posé sur un plan horizontal. Le mouvement relatif du modèle contre la base horizontale produit des forces de frottement, qui modèlent la gravitation.A l'aide d'un diagramme de stabilité pour un élément isolé sur un plan incliné, on fait des analyses pour savoir si les états de mouvement aparaissant à la rupture de la roche, c'est-à-dire le fait de glisser, basculer, et basculer en même temps que glisser, peuvent être modelés exactement avec le base friction model.Les mécanismes glisser et basculer produisent des résultats qui sont cinétiquement réels. Des fautes remarquables doivent être attendues pour le fait de basculer en même temps que glisser à cause de la mécanique spécifique du modèle. A modeler des vitesses et des accélérations le modèle n'est pas propre.En conclusion on expose une critique détaillée pour savoir jusqu'à quel point cette méthode peut servir comme moyen de dimensionnement dans la pratique et comme instrument pour la recherche en mécanique des roches.

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Mit 9 Abbildungen     

The precambrian of West Africa

Consequent upon continued active field investigations and the advent of radioactive dating of samples from the area, the time is thought opportune to attempt a synthesis of Precambrian correlations throughout West Africa. Some isotope age determinations would, at first glance, appear to necessitate radically new concepts of stratigraphic successions and correlations. For example, the Ahaggar Suggarian and the Anti-Atlas Precambrian I suggest age values consonant with Upper or then Middle Precambrian times; the Older and Younger Granites of Nigeria appear to have been emplaced in Lower Palaeozoic and Jurassic times respectively. These and other examples trend towards younger ages than had hitherto been surmised for many stratigraphic units. However, it is thought premature at this time to place too much emphasis on isotope age values obtained for these ancient rocks of West Africa.Field studies to date have been more successful in establishing successions rather than correlations, whereas isotope age determinations have achieved little in either respect.Several well-known series, once placed in the Precambrian, e.g. Falemian, Akjoujt, Bakel, are now thought to be rather Cambro-Ordovician in age. On the other hand, for other familiar units, e.g. Ahnet Purple Series, Buem Formation, the stratigraphic position remains problematical.

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Zusammenfassung Nach fortgesetzten aktiven Feldforschungen und mit dem Erscheinen von radioaktiven Datumsbestimmungen von Proben aus dem Gebiet, scheint es an der Zeit, eine Synthese der präkambrischen Verhältnisse in ganz Westafrika zu unternehmen.Einige isotopische Altersbestimmungen scheinen auf den ersten Blick eine vollkommen neue Auffassung der stratigraphischen Sukzessionen und Korrelationen nötig zu machen. So lassen zum Beispiel das Ahaggar Suggarien und das Anti-Atlas Präkambrium I Alterswerte vermuten, die mit dem oberen und mittleren Präkambrium übereinstimmen; die älteren und jüngeren Granite in Nigeria scheinen im unteren Paläozoikum bzw. im Jura übergelagert worden zu sein. Diese und andere Beispiele zeigen einen Trend zu jüngerem Alter, als bisher für viele stratigraphische Einheiten angenommen wurde. Jedoch wird es für verfrüht gehalten, den isotopischen Alterswerten für diese alten Gesteine in Westafrika eine zu große Bedeutung beizumessen.Feldstudien waren bisher erfolgreicher bei der Herstellung von Sukzessionen als bei der Herstellung von Korrelationen, während die isotopischen Altersbestimmungen für beides wenig erbracht haben.Einige wohlbekannte Reihen, z. B. Falemien, Akjoujt und Bakel, die zuvor ins Präkambrium gelegt wurden, werden nun dem Alter nach eher dem Kambro-Ordovicium zugeordnet. Andererseits bleibt für andere bekannte Reihen, z. B. die Ahnet Purple Series und de Buem Formation, die stratigraphische Position problematisch.

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Résumé Par suite des recherches actives et prolongées sur le terrain et de la venue d'échantillons radio-actifs datés de cette région, le temps semble opportun pour tenter une synthèse de corrélations précambriennes de toute l'Afrique Occidentale.A première vue, quelques déterminations d'âge absolu semblent nécessiter de nouvelles idées de successions et de corrélations stratigraphiques. Par example, l'Ahagar Suggarien et l'Anti-Atlas Précambrien I suggèrent des valeurs d'âge conforme au temps Précambrien supérieur ou moyen; les Vieux Granites (Older Granites) et les Granites Jeunes (Younger Granites) du Nigéria semblent avoir été placés respectivement dans le Paléozoique inférieur et le Jurassique. Ces examples-ci, et encore d'autres, tendent à indiquer pour beaucoup d'unités stratigraphiques des âges plus jeunes qu'on n'a supposés jusqu'à présent. Mais il est encore prématuré d'appuyer trop sur les valeurs d'âge absolu obtenus pour ces anciens terrains de l'Afrique Occidentale.Jusqu'à présent, des recherches sur le terrain ont réussi à établir des successions plutôt que des corrélations, pendant que les déterminations d'âge absolu n'ont eu que peu de succès des deux côtés.Quelques séries bien connues, qui jadis étaient placées dans le Précambrien, p. ex. le Falmien, la Série de l'Akjoujt et les Quartzites de Bakel sont à présent considérés d'être plutôt de l'âge Cambro-Ordovicien. Par contre, la position stratigraphique reste problématique pour d'autres unités bien connues, comme pour la Série Pourprée de l'Ahnet, la formation de Buem, et d'autres.

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Zusammensetzung und Genese der Basalte des Pauliberges und von Stoob-Oberpullendorf (Burgenland)

Zusammenfassung Die Basalte des Pauliberges und von Stoob-Oberpullendorf im nördlichen Burgenland sind dem Finalvulkanismus der alpinen Orogenese zuzuordnen. Es handelt sich hierbei um Alkaliolivinbasalte.Die Basalte des Pauliberges sind an einer NW—SE verlaufenden Spalte aufgedrungen und lagern dem Kristallin direkt auf, die von Stoob-Oberpullendorf liegen auf Sanden und Tegeln und werden zum Unterschied von den Pauliberger Basalten wieder mit tertiären und quartären Sedimenten bedeckt. Den Pauliberger Basalten wird ein dazisch-levantines Alter zugeschrieben, die Stoob-Oberpullendorfer Basalte dürften schon etwas früher an der Grenze Sarmat-Pannon entstanden sein.Innerhalb der Basalte des Pauliberges sind vier verschiedene Basalttypen festzustellen: ein dunkler und heller Alkaliolivinbasalt, ein Sonnenbrenner und ein doleritischer Trachybasalt, die drei aufeinanderfolgenden Eruptionsphasen, ausgehend vom dunklen Alkaliolivinbasalt über hellen Alkaliolivinbasalt und Sonnenbrenner zum doleritischen Trachybasalt, zuzuschreiben sind. Die Entstehung dieser einzelnen Basalttypen, die in einer Differentiationsreihe vom Alkaliolivinbasalt über Trachybasalt zum Trachyt hin liegen, kann durch fraktionierte Kristallisationsdifferentiation erklärt werden.Der doleritische Trachybasalt als letztes Eruptionsprodukt ist in bereits abgekühlte Basaltmassen eingedrungen und hat die Oberfläche nicht mehr ganz erreicht, wobei er hypabyssisch erstarrt ist. Der Sonnenbrenner weist einen beträchtlichen Gehalt an Analzim, der primär aus der Restschmelze gebildet wurde, auf; der fleckenhaften Verteilung dieses Minerals hat dieses Gestein seine Sonnenbrennerstruktur zu verdanken.An den Basalten von Stoob-Oberpullendorf sind keine Differentiationserscheinungen festzustellen gewesen, wenn auch übereinanderlagernde Basaltdecken auf mehrere Eruptionen hinweisen.

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Composition and genesis of the basalts from the Pauliberg and from Stoob-Oberpullendorf (Burgenland, Austria)

Summary The basalts comprising the Pauliberg and from the Stoob-Oberpullendorf region in nothern Burgenland are a part of the final vulcanic activity of the Alpine orogenesis. They consist chiefly of alkaline olivine basalts.The Pauliberg basalts were extruded along a fracture trending NW—SE and overlie the cristalline basement while those from Stoob-Oberpullendorf flowed onto sands and green marls and were, in contrast to the Pauliberg basalts, subsequently covered with Tertiary and Quartary sediments. The Pauliberg basalts are Dazic-Levantinic in age whereas those of Stoob-Oberpullendorf were probably extruded somewhat earlier: possibly near the Pannon boundary.The Pauliberg basalts are divided into four different types: dark alkaline olivine basalt, light alkaline olivine basalt, bunch light basalt, and doleritic trachybasalt. These four types crystallized in three successive erruptive phases. In the first phase the dark alkaline olivine basalt was extruded. The light alkaline olivine basalt comprises the second phase along with the bunch light basalt. During the third phase the doleritic trachybasalt crystallized. The origin of these individual flows, whose compositions lie along the differentiation line from alkaline olivine basalt through trachybasalt to trachyte, can best be explained by differentiation through fractional crystallization. The last phase, the doleritic trachybasalt, intruded the earlier cooled basaltic rocks, and is only found as hypabyssal bodies. The bunch light basalt contains considerable analcime, formed primarily from the residual melt, and gives rise to the bunch light structure due to the spotty distribution of the analcime.Features of differentiation are not found in the Stoob-Oberpullendorf basalts, although superposed basalt flows indicate several periods of eruption.

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Mit 10 Abbildungen     

Untersuchungen an Riesgläsern

Zusammenfassung Untersuchungen und Überlegungen geologischer und mineralogischer Art erbrachten folgende neuen Erkenntnisse über die Entstehung der Flädle, der Suevite und.damit auch des ganzen Rieskessels:Eine niemals mit der Suevitmatrix verschweißte Oberfläche, Bruchstücke im Anstehenden, das rasche Verschwinden der Schlieren und Kristallfragmente, beim Wiederaufschmelzen beweisen neben dem Auftreten von Stishovit und den Hochdruckgläsern die außerordentlich rasche Abkühlung der Flädle. Weitere Anzeichen dafür können aus ihrem Oxydationsverhalten gewonnen werden. Die Flädle waren nach ihrem zum Teil 20 km langen Flug durch die Luft beim Aufprall bereits erkaltet.Lage und Ausbildung des Randwulstes, des schlierenreichen Außensaumes, die Einregelung der Blasen und die Striemung der Oberfläche zeigen, daß die Fluggeschwindigkeiten so groß waren, daß typische Ablationserscheinungen auftraten. Diese sind bis jetzt von vulkanischen Ereignissen unbekannt.Horizontale Einregelung der, Flädle, gleichbleibende Größenverhältnisse sowie überraschend eintöniger Çhemismus der Gläser stellen einzelne Förderschlote sehr stark in Frage. Die ständige Unterlagerung von Bunter Bresche der heutigen Suevitvorkommen ist ein weiteres Anzeichen für eine einstmals mehr oder weniger zusammenhängende Suevitdecke. Die radialen Flugrichtungen deuten auf ein gemeinsames Förderzentrum hin, das mit dem eigentlichen Explosionszentrum zusammenfällt. Die Anwesenheit von Coesit, Stishovit, isotropisiertem Quarz und Feldspat sowie der neu gefundenen Hochdruckgläser sind Beweise dafür, daß die Suevite keiner vulkanischen Nachphase zugeordnet werden können, sondern unmittelbar zur Rieskatastrophe gestellt werden müssen. Die Suevite flogen unmittelbar nach der Bunten Bresche als letztes Produkt der eigentlichen Rieskatastrophe aus dem Explosionszentrum und vervollständigen im Ries das Bild der inversen Lagerung. Die inverse Lagerung ist zwar kein Beweis für die Impact-Theorie, aber dennoch sehr charakteristisch für Meteoritenkrater.Aus dem Fe/FeVerhältnis der Gläser gelang es, Anhaltspunkte über die hohen Schmelztemperaturen während der Rieskatastrophe zu erhalten (1500°). Die Beobachtungen vonEl Goresy ergaben sogar Temperaturen über 1700° C. WieEl Goresy richtig betonte, sind diese bei Vulkanen nicht zu erwarten und als übergeologisch zu betrachten.Zu den bisher bekannten Hochdruckindikatoren wurden die Hochdruckgläser mit erhöhter. Dichte und Lichtbrechung hinzugefügt. Wie Stishovit, Coesit, isotropisierter Quarz und Feldspat konnten auch sie in vulkanischen Gläsern bisher nicht nachgewiesen werden. Das Auftreten dieser Hochdruck-indikatoren ist nach wie vor das stärkste Argument für die Impact-Theorie.Die tektonische Lage des Rieskessels kann nicht als Gegenargument für die Meteoritentheorie angeführt werden, da selbst eine vollkommen intakte Albtafel für die Drucke, wie sie im Ries eindeutig nachgewiesen sind, ein viel zu schwaches Widerlager abgegeben hätte. Außerdem stellt das Fehlen von Tridymit und Cristobalit eine phreatische Sprengung in Frage.

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Mineralogical and geological investigations concerning the glasses of the Ries-Basin, S-Germany, were made in order to clear the question, whether this large circular depression is caused by volcanic explosion or meteorite impact.The Ries-glasses consist, without a doubt, of molten. crystalline basement rocks, which are in S-Germany covered by 600 m of mesozoik sediments. These glasses are embedded in the so called Suevit, an uncommon breccia of molten material, crystalline and sedimentary rocks. This Suevit is considered to be a proof for volcanic events in the Ries-Basin.The Ries-glasses (Riesbombs, Flädle) show typical aerodynamic shapes and influences of ablation, caused by such high flying velocity as is unknown for volcanic bombs.Through field studies and chemical analysis the old theory, that nearly each Suevit-occurrence belongs to a single pipe, seems to be refuted. The genesis of the Suevit is presumably the following: As the last product of the Ries-explosion, the Suevit flew out of the crater and covered., as a more or less coherent veil, the sedimentary Bunte Bresche. What we see today are only remains of this veil. The inverse layering of the sedimentary breccias is an old fact. In this way, the Suevit seems to complete the inverse layering of all Ries-breccias.Melting experiments show, that the Ries basement rocks were heated rapidly and then cooled instantly. The quenching of the Ries-melt has been confirmed by different observations.The monoton chemism of the Ries-glasses from different localities demonstrates, that a homogeneous basement complex was molten, presumably a gneisic one. Through the Fe/Fe. ratio of glasses and crystalline inclusions we get a hint about the temperatures during the Ries-catastrophe (about 1500°C). Ni- and Co-contents arc neither pro nor Contra an impact origin.By remelting the Ries-glasses, real high-presure-glasses were found, which are a further proof for the very high pressures during the Ries-explosion. They arc together with coesite, stishovite, isotropic quartz and felspar the strongest argument for the impact origin.These investigations and some considerations to volcanic arguments lead us to the conclusion, that the Ries-basin was caused by meteorite impact.

     

Les degats radiatifs dans le charbon uranifere du schaentzel

Résumé L'étude minéragraphique et autoradiographique du charbon du Schaentzel montre le caractère surimposé de la minéralisation d'uranium, son mode d'introduction et de fixation. On a observé une très faible activité du charbon dépourvu d'inclusions ou de fissures, ainsi qu'une relation entre l'augmentation locale de la réflectivité et la quantité d'uranium.

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Mineragraphic and autoradiographic study of the Schaentzel coal shows the superposed character of the uranium mineralization and its mode of introduction and fixation. One observes a very low activity of coal, devoid of inclusions or fractures, and a relationship between the local increase of reflectivity and quantity of uranium.

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Zusammenfassung Eine erzmikroskopische und Kernemulsionsplatte Untersuchung der Schaentzel Kohle zeigt den sekundären Charakter der Uranvererzung, die Art ihrer Zufuhr und Ablagerung. Es konnte eine sehr schwache Aktivität der Einschluß- bzw. spaltfreien Kohle, sowie eine Beziehung zwischen den örtlichen Ansteigen des Reflexionsvermögen und der Uranmenge beobachtet werden.

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Zur Schwefelisotopenzusammensetzung der Pb-Zn-Vererzung des Grazer Paläozoikums (Ostalpen)

Zusammenfassung Die Schwefelisotopenzusammensetzung von sulfidischen Erzmineralen und Baryten der unterdevonischen schichtgebundenen Bleiglanz-Zinkblende-Baryt-Erzvorkommen des Grazer Paläozoikums (Ostalpen, Österreich) wurde untersucht. Zur Analyse gelangten 64 Proben von etwa 15 Lokalitäten. Die Schwefelisotopenverteilung zeigt Ähnlichkeiten mit anderen an das Devon gebundenen schwerspatführenden Lagerstätten. Die Baryte ergaben ³⁴S-Werte von +23, 1 bis +27, 8, die dem Meerwassersulfat devonischen Alters entsprechen. Die untersuchten Galenite variieren von +2, 4 bis +6, 9 und die Sphalerite von +3, 3 bis +9, 1. Die Werte der Pyrite zeigen einen großen Streubereich (–27, 4 bis +37, 6). Eine massive buntmetallarme Pyritvererzung fällt durch sehr schweren Schwefel auf. Späte Mineralisationsphasen der Sulfide tendieren gleichfalls zur Anreicherung des schweren Schwefels.

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The sulphur isotope compositions of 64 samples of sulphide minerals and barites from the strata-bound Lower Devonian ore deposits of the Paleozoic Complex of Graz in the Eastern Alps (Austria) have been investigated. The ³⁴S-values of galenites and sphalerites show only small variations in the range of +2, 4 up to +6, 9 for PbS and +3, 3 up to +9, 1 for ZnS indicating abiogenic origin. Later remobilized sulphide minerals show a tendency to heavier sulphur. The deposition of pyrites is influenced partly by bacteriogenic processes (–27, 4 up to +37, 6). The enrichment of heavier sulphur characterizes massive pyrite mineralisations being poor on base metals. The sulphur isotope compositions of barites (+23, 1 up to 27, 8) correspond to Devonian sea water sulphate. An ore free barite characterized by increased strontium concentration shows heavier sulphur (+29, 6) than barites from ore beds.

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Derzeit Oberste Bergbehörde, Bundesministerium für Handel, Gewerbe und Industrie (Wien)     

Bemerkungen zu A.Tollmann's tektonischer Synthese der Ostalpen

Zusammenfassung Nach gekürzter Wiedergabe eines Teiles der von A.Tollmann gestellten Problematik werden Einzelheiten kritisch besprochen (Überschiebung der Gurktaler Decke und Fenster, Rannachserie, Alter der Metamorphose, des Mesozoikums? und des Hochkristallins, Gumpeneckmarmor, aufgeschlossene Überschiebungsweiten).In der anschließenden Darstellung wird auf die Bedeutung des Lavanttaler Störungssystems hingewiesen. Die Vielphasigkeit der Bewegungen und der Wechsel der Richtungen zur Zeit der alpinen Baupläne lassen die Lavanttaler Störung als eine alpin umgestaltete Geofraktur (von Gaertner) erscheinen. An ihr wurde der alpine Bauplan zerschnitten, und die ostalpinen Deckenelemente wurden vor allem im Raume der Niederen Tauern — Grauwackenzone in eine sich gegen Westen und Osten steigernde Einwalzung der Schuppen einbezogen, denen die kristalline Basis gemeinsam ist.     

Gangbildung und Tektonik im Gebiet der Spateisensteingrube “Neue Haardt” bei Weidenau/Sieg

Zusammenfassung Die Bildung des Spateisensteinganges von Grube Neue Haardt schließt an die Hauptfaltung an. Der Gang ist aus einer Abschiebung entstanden und wird von der Geisweider Überschiebung abgeschnitten.Es wird nachgewiesen, daß auf dieser Überschiebung nach Zeit und Richtung unterschiedliche Bewegungen stattgefunden haben.     

Schwefelisotopenuntersuchungen an einigen Sulfid- und Sulfatmineralen der Blei-Zink-Erzlagerstätte Bleiberg/Kreuth,Kärnten

Zusmmenfassung Die Ergebnisse der Schwefelisotopenanalysen von sechs Sulfid- und vier Sulfatmineralproben von Bleiberg/Kreuth (Österreich) variieren von –6,9 bis –25,9 ³⁴S in den Sulfiden und von +14,8 bis +18,9 ³⁴S in den Sulfaten. Die große Variationsbreite der Schwefelisotopen und die Bevorzugung des leichten Schwefels deutet vermutlich auf bakterielle Prozesse der Sulfidfällung. Die Sulfatschwefel fallen in den Bereich der Schwefelisotopenzusammensetzung des mesozoischen (postskytischen) Meerwassers.

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Determination of the sulfur isotopic composition in some sulfide and sulfate minerals of the lead zinc deposit, Bleiberg/Kreuth, Carinthia

Summary Results of sulfur isotope analyses on 6 sulfides and 4 sulfates from Bleiberg/Kreuth (Austria) range from –6.9 to –25.9 ³⁴S (in sulfides) and from +14.8 to +18.9 ³⁴S (in sulfates). A large range of sulfide sulfur isotope fractionation with appreciable light sulfur probably indicates a bacterial sulfur source in sulfide precipiation. The sulfate sulfur plots in the range of Mesozoic (post-Skytian) seawater sulfur isotopic composition.

     

Are stringers a manifestation of solute banding?

Summary Fine-scale igneous layering consisting of alternating bands of chromitite and plagioclase often occurs in the Bushveld Complex where it is commonly known as stringers. The origin of these features has been unclear but they do have both quantitative and qualitative characteristics of a type of microsegregation (compositional nonhomogeneity) known as solute banding which frequently occurs in solidifying industrial melts. The cause of solute banding is due to temperature fluctuations arising from unsteady convection in the melt which generates cotectic shifting at the solidification front, leading to alternating deposition of one phase, then another.

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Zusammenfassung Feiner magmatischer Lagenbau, der aus alternierenden Lagen von Chromitit und Plagioklas besteht, ist häufig im Bushveld zu beobachten und wird weithin als Stringers bezeichnet. Die Entstehung dieser Erscheinung war bisher nicht geklärt, aber sie zeigt sowohl quantitative wie qualitative Aspekte einer Art von Mikrosegregation (Inhomogenität der Zusammensetzung), die als Solute Banding bekannt ist und häufig in erstarrenden industriellen Schmelzen zu beobachten ist. Der Grund für Solute Banding liegt in Temperaturschwankungen, die auf ungleichmäßige Konvektion in der Schmelze zurückgeht. Letztere führt zu Verschiebung der kotektischen Positionen an der Verfestigungsfront, die schliesslich in alternierender Ablagerung der beiden Phasen resultiert.

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With 3 Figures     

Stratigraphy and geology of the welded air-fall tuffs of Pantelleria,Italy

The island of Pantelleria (Channel of Sicily) is well known in the geological literature for its persodic silicic rocks. A succession of welded tuffs previously identified as ignimbrites (the deposits of pyroclastic flows) are now recognized to be airfall deposits for the following reasons: (1) mantle bedding and deposition on steep slopes, (2) internal stratification and distinguishable fall units, (3) non-welded equivalents have depositional and grain size characteristics of air-fall ejecta.Stratigraphic relations of seven welded tuffs have been determined together with two plinian pumice fall deposits, one of which is locally welded in part. Another eight welded tuffs have been identified but are not correlated with the stratigraphy. Two of the welded tuffs mantle the entire island and demonstrate that large areas (ca. 100 km²) can be covered by welded air-fall ejecta.Compaction profiles of some of the welded air-fall tuffs show systematic changes in bulk density, prosity and strain ratio with height, and are broadly similar to simple cooling units of ignimbrites. However, others are characterized by significant fluctuations from this general trend and profiles are irregular. These differences are attributed to vertical variations in the stratified air-fall ejecta and may be one way of distinguishing the mechanism of emplacement of older welded tuffs in the geological record.Several of the welded air-fall tuffs are rheomorphic, that is they show evidence of secondary mass flowage during welding. The peralkaline composition of the welded tuffs favour both welding and rheomorphism.

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Zusammenfassung Die Insel Pantelleria im Mittelmeer ist in der geologischen Literatur wegen ihrer Na-Si-Vulkanite bekannt geworden. Eine Abfolge von Tuffen, die ursprünglich als Ignimbrite identifiziert worden sind, werden nun als Aschefall gedeutet. Die Gründe hierfür liegen in einer mantelartigen Ablagerung auf steilen Hängen, in einer internen Schichtung und unterscheidbaren Einheiten einzelner Aschefälle und in einer charakteristischen Kornform, wie sie in Aschefällen auftritt.Es sind 7 Aschefallagen mit 2 plinianischen Schlacken-Ablagerungen stratigraphisch festgelegt worden; 8 weitere Aschefallagen konnten stratigraphisch nicht korreliert werden. 2 der Aschefallagen umhüllen die gesamte Insel und zeigen, daß große Gebiete von etwa 100 Quadratkilometern durch dieses Auswurfmaterial bedeckt werden können.In einzelnen Profilen kann man einen systematischen Wechsel in Dichte, Porosität und Beanspruchung in Abhängigkeit von der Mächtigkeit der Lagen erkennen. Diese Erscheinungen sind sehr ähnlich wie die, die in Abkühlungseinheiten von Ignimbriten beobachtet werden können. Von diesen Regermäßigkeiten gibt es allerdings auch bedeutende Abweichungen, die auf Unterschiede in der Schichtung der Aschefälle zurückgeführt werden können. Dies mag ein Hinweis auf die Art der Ablagerung in Tuff-Abfolgen der geologischen Überlieferung sein.Mehrere dieser Aschefallagen sind durch Fließstrukturen überprägt, die einen Massentransport nach der Ablagerung zeigen. Die Alkalische Zusammensetzung der Tuffe begünstigt sowohl Verschmelzen als auch sekundäre Fließbewegungen.

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Résumé Lîle de Pantellaria (Détroit de Sicile) est bien connue dans la littérature géologique pour ses roches siliciques persodiques. Une succession de tuffs cimentés, autrefois identifiés comme ignimbrites (les dépôts de coulées pyroclastiques) est aujourd'hui reconnue comme des dépôts résultant d'une chute à l'air libre, et ce, pour les raisons suivantes: 1) dépôt sur de fortes pentes, 2) stratification interne avec possibilité de distinguer des unités de précipitation, 3) dans les équivalents non soudés, caractéristiques propres, quant au dépôt et à la granularité, des produits tombant à l'air libre.Les relations stratigraphiques de sept tuffs soudés ont été déterminées en même temps que deux dépôts de ponce plinienne, dont l'une est localement soudée par parties. Un autre groupe de huit tuffs soudés a été identifié, mais n'a pas été corrélé dans la stratigraphie. Deux d'entre eux recouvrent l'île toute entière et démontrent que de grandes étendues (environ 100 km²) peuvent être recouvertes par ces émissions aériennes soudées.Les profils de compaction de certains de ces tuffs soudés montrent des changements systématiques dans leur densité, leur porosité et leur coefficient mécanique lié à leur hauteur, et sont, dans les grandes lignes, semblables aux unités ignimbritiques résultant du refroidissement. Cependant d'autres sont caractérisé par des fluctuations notables à partir de cette allure générale, et des profils sont irréguliers. Ces différences sont attribuées à des variations, suivant la verticale, dans les produits stratifiés, et peuvent constituer un moyen de distinguer le mécanisme de mise en place de tuffs soudés plus anciens dans la série géologique.Plusieurs de ces tuffs soudés, émis à l'air libre, sont rhéomorphiques, autrement dit ils montrent des écoulements en masse, secondaires, au cours du processus de soudure. La composition peralcaline des tuffs soudés favorise à la fois leur soudure et leur réomorphisme.

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Now at Department of Geology, University of Puerto Rico, Mayaguez, Puerto Rico 00708.     

La theorie des deux magmas fondamentaux dans le volcanisme intracontinental et l'evolution geochimique des laves du Mont-Dore (France)

Résumé Les auteurs utilisent toutes les données chimiques, volcanologiques, chronologiques et tectonophysiques fournies pour un certain nombre de massif continentaux (Mont-Dore et autres). La synthèse de toutes ces études montre qu'il existe deux magmas continentaux indépendants: le magma basaltique venant du manteau (sima) et le magma rhyolitique fourni par la croûte supérieure (sial). Le mélange de ces deux magmas et l'action secondaire de la' gravité et de la pneumatolyse expliquent logiquement la totalité des phénomènes géochimiques des volcans continentaux.

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The authors used all the chemical, volcanological, chronological and tectonophysical data supplied for a certain number of continental mountain massifs (Mont-Dore and others). The synthesis of these studies shows that there are two independent continental magmas: the basaltic magma coming from the mantle (sima) and the rhyolitic magma supplied by the upper crust (sial). The mixing of these two magmas, with the secondary action of gravity and pneumatolysis logically explains the totality of the geochemical phenomena in continental volcanoes.

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Zusammenfassung Die Autoren benutzten alle chemischen, vulkanologischen, chronologischen und tektonisch-physikalischen Daten, die von einer bestimmten Anzahl von kontinentalen Massiven (Mont-Dore und andere) entnommen wurden.Das Ergebnis dieser Studien zeigt, daß es zwei voneinander unabhängige kontinentale Magmen gibt.Das basaltische Magma, vom Sima stammend, und das rhyolitische Magma aus der oberen Sial-Kruste. Die Vermischung dieser beiden Magmen und die zusätzliche Wirkung der Gravitation und Pneumatolyse erklären auf natürliche Weise die Gesamtheit der geochemischen Phänomene des kontinentalen Vulkanismus.

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Die Alpin-Mediterrane Metallogenese

Zusammenfassung Die ostmediterrane Erzprovinz, die Kleinasien und die Balkanhalbinsel umfaßt, ist gekennzeichnet durch die enge Bindung ihrer Lagerstätten an die sehr zahlreichen sichtbaren Zentren des alpidischen Magmatismus. In der karpatisch-alpinen Erzprovinz sind die Lagerstätten räumlich, zeitlich und stofflich mit der alpinen Kristallisationsmetamorphose verknüpft. Sie finden sich häufig an Überschiebungsflächen und ihre vorwiegende Form ist die der metasomatischen Lager. In der westmediterranen Erzprovinz, vor allem im Atlas-Gebirge, treten die Lagerstätten an steilen Brüchen und z. T. auch in flachen, selektiv verdrängten oder imprägnierten Schichten auf. Trotz dieser Unterschiede, die durch das regionale geologische Milieu erklärt werden können, zeigen die drei alpin mediterranen Erzprovinzen wichtige Gemeinsamkeiten: gleiches Alter wie der alpine Magmatismus in der ganzen Kette, Vorherrschen der Metalle Cu, Au, Fe (als Siderit) im Nordstamm und der Metalle Pb, Zn, Sb, Cr im Südstamm des Orogens und die Abwesenheit bzw. das Zurücktreten von Co, Ni, U, Sn. Die Vererzungsdichte in den drei Provinzen ist ähnlich, die Lagerstättenformen sind verschieden.

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The Eastern Mediterranean ore province covering Asia and the Balkan-countries is characterized by a direct relation of its deposits to the mostly visible centres of the alpine magmatism. In the Alpine-Carpathian province the deposits are related to the Alpine metamorphism by distribution, age and substantial composition. They frequently occur along overthrust planes and many of them are replacement bodies. The deposits in the Western-Mediterranean province, especially in the Atlas Mountains, are to be found in steep faults- and partially in flat layers being impregnated and selectivity replaced. In spite of such differences which can be understood by the regional geological environment, the three Alpine-Mediterranean metallogenetic provinces show some important common features: they are contemporaneous with the alpine magmatism in the whole belt and Cu, Au, Fe (siderite) predominate in the northern wing, while Pb, Zn, Sb, Cr do so in the southern wing. Co, Ni, U, Sn, are nearly absent. The intensity of the mineralisation in the three provinces is similar whereas the forms of the deposits are different.

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Résumé La province métallogenique de la Mediterranée Orientale qui comprend l'Anatolie et la Peninsule Balkanique, est characterisée par un rapport étroit de ses gisements avec les nombreuses centres d'un magmatisme visible. Dans la province Carpatho-alpine les gisements sont liés par space, par âge et par substance avec le métamorphisme alpin. Ils se trouvent souvent dans les surfaces de charriage et leur forme prépondérante est celle des amas de substitution. Dans la province occidentale, surtout dans la chaine de l'Atlas, les gisements apparaissent dans des failles verticales et aussi dans des couches horizontales, formées par imprégnation et substitution sélective. Malgrès ces differences, qui sont explicables par le milieu géologique regional, les trois provinces métallogeniques ont des traits communs essentiels: Contemporainité avec le magmatisme alpin dans toute la chaine, préponderance de Cu, Au, siderose dans le rameau septentrional du système orogenique, préponderance du Pb, Zn, Sb et Cr dans le rameau méridional et l'absence quasi-totale du Co, Ni, U, Sn. L'intensité de la mineralisation dans les trois provinces se resemble, mais les formes des gisements sont differents.

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Active wrench faults of Iran,Afghanistan and Pakistan

The fault pattern of Iran, Afghanistan, and Pakistan has been mapped from air-photo-mosaics. The Herat, Chaman, Shahrud, Doruneh, and Zagros are the five major active faults and are wrench in character. With the exception of the Chaman fault, which lies to the east, the faults or their extensions spiral out from a centre in the Dasht Lut Depression of eastern Iran, the dextral faults spiralling out clockwise and the sinistral faults anticlockwise. The spiral fault pattern is consistent with that expected from a central force, and from the relation between the sense of horizontal displacement and the direction of outspiralling it is inferred that the crustal blocks west of the Chaman fault are moving in towards the Lut Centre. Similar spiral fault patterns can be recognized at many places in the world, and their centres are probably critical for explaining present day tectonics.-- , , , . — , , , — . , , , .

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Zusammenfassung Auf einer beigegebenen Karte wird der Verlauf von aktiven und von vermutlichen Hauptverwerfungen in Afghanistan, Pakistan und im Iran gezeigt, wie er anhand von Luftbild-Mosaikkarten und Luftaufnahmen bestimmt wurde. Die fünf wichtigsten aktiven Dislokationen sind die Herat-, Chaman-, Sharud-, Doruneh- und die Zagros-Verwerfung.Die deutlich sichtbare Herat-Verwerfung erstreckt sich in ENE-Richtung über 800 km durch den Nordteil Afghanistans zur chinesischen Grenze. Ihre Verschiebung erfolgte rechtsläufig, so daß die nördliche Scholle relativ zur südlichen nach E versetzt wurde.Die etwa 700 km lange nach SSW weisende Chaman-Verwerfung zieht sich in zwei schwach gegensinnig geschwungenen Bögen von der Herat-Verwerfung wenig N Kabul die afghanisch-pakistanische Grenze entlang, um in zahlreiche Zweigverwerfungen aufzuspalten, die in Westpakistan nach W umbiegen. Die Verschiebung erfolgte linksläufig und ist gut sichtbar.Die Sharud-Verwerfung im Iran erstreckt sich nach ENE durch die Achse des Elburs-Gebirges und biegt dann nach SE parallel zur russischen Grenze ab. Die Verwerfung ändert häufig ihre Richtung und ist nur schwer zu verfolgen. Sie hat eine sichere Länge von 800 km und ist linksläufig.Die gut sichtbare Doruneh-Verwerfung verläuft in Kurven 250 km südlich der Sharud-Verwerfung derselben parallel. Nach E spaltet sie sich auf, nach W vereinigt sie sich vermutlich mit der Sharud-Verwerfung. Sie ist 600 km lang und linksläufig.Die Zagros-Verwerfung tritt auf Luftaufnahmen am wenigsten hervor, auf geologischen Karten ist sie jedoch eine Hauptverwerfung. Sie erstreckt sich vom Schnittpunkt der drei Grenzen des Iran, Irak und der Türkei 950 km nach SE bis fast zur pakistanischen Grenze, wo sie wahrscheinlich anfangs nach NW, später nach N umbiegt. Die Verwerfung ist wahrscheinlich rechtsläufig.Die fünf Hauptverwerfungen, zusammen mit vier kleineren Verwerfungen, deren horizontaler Verschiebungssinn bekannt ist, bilden ein relativ einfaches Strukturmuster.Mit Ausnahme der Chaman-Verwerfung, die im E liegt, verlaufen die Verwerfungen oder ihre Ausläufer ausgehend von einem in der Dasht Lut-Senke gelegenen Zentrum in Gestalt einzelner Spiralen sternförmig nach allen Seiten; die in ihrem Verschiebungssinn rechtsläufigen im Uhrzeigersinn gebogen, die linksläufigen in Gegenrichtung gekrümmt. Die übrigen geologischen und morphologischen Hauptlinien zeigen ebenfalls eine derartige Anordnung mit demselbenZentrum. Das damit gegebene Strukturmuster läßt die Einwirkung einer zentralen Kraft vermuten. Aus dem Zusammenhang zwischen horizontalem Verschiebungssinn und der Richtung der einzelnen Spiralen ist zu schließen, daß sich die westlich der Chaman-Verwerfung liegenden Krustenblöcke in Richtung auf das Lut-Zentrum bewegten.Derartige Verwerfungssysteme sternförmig-spiraler Anordnung scheinen kritische Punkte im heutigen tektonischen Bild der Erde zu sein, wobei das Westende der Poebene und die Banda-See zwei der auffallendsten Zentren sind. Ebenso verlaufen die pazifischen Inselbögen in Spiralen, die sich gleichfalls in solchen Zentren treffen könnten.

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Résumé Une carte des failles actives de la Perse, de l'Afghanistan, et de la Pakistan a été dressée d'après des photos-aériennes et des photos-mosaïques. Les ruptures des filets et des rivières montrent que le rejet net est presque horizontal. Cinq failles sont dextrales, et quatre sont sinistrales. Des lignes qui montrent la direction de la maximum contraction horizontale, déterminée par les failles, encerclent la Dasht Lut dépression dans la Perse orientale.

     

Genetic aspects of the Geita and Jubilee Reef Archean BIF-hosted gold deposits,Tanzania

The Sukumaland Greenstone Belt (new name), which is located in north-western Tanzania hosts a large number of gold deposits, prospects and occurrences. The Archean stratigraphy comprises an older basement of granitic gneisses (Dodoman System) overlain by mafic and ultramafic volcanics which are succeeded by felsic volcanic rocks and a banded iron formation (BIF), predominantly as oxide facies. The volcanics and BIF together make up the Nyanzian System. The uppermost part of the Archean stratigraphy (Kavirondian System) consists of conglomerates and quartzites which rest unconformably on the older units. The sequence has been intruded by both syn- and post-orogenic granitoids and by several generations of felsic and intermediate dykes and sills. Gold mineralisation is abundant in all stratigraphic units except for the granitic rocks. Six types of mineralisation can be distinguished. These are BIF-hosted, hear zone type, (quartz-) vein type, clastic sedimenthosted alluvial/eluvial, and massive sulphide type deposits. The last is represented by only one deposit in this area.The location of the BIF-hosted gold mineralisation is controlled by trachytic rocks of both dyke- and sill-like appearance and brecciated shear zones which follow the contacts between BIF and intercalations of tuff. The host rocks around these trachytes and shear zones have been pervasively mineralised with pyrite, auriferous pyrite and native gold, selectively replacing magnetite layers.The mineralisation grades from massively replaced layers at the trachyte/BIF- or tuff/BIF-contact into disseminated layers, rare specks of pyrite and eventually into barren BIF. Permeable features such as veins, fractures, breccia zones and shear zones may contain mineralisation even away from the main ore zones.Ore textures and fire assay results from Geita and Jubilee Reef indicate the introduction of ore fluids via epigenetic conduits into the adjacent wall rocks. Neither a depletion halo in the adjacent BIF (lateral secretion) nor a zone of footwall alteration or stringer ore, which might support a syngenetic/replacement concept for the mineralisation have been found.The main precipitating mechanism was probably a redox reaction of the ascending, reducing ore fluids with the magnetite of the BIF. This reaction resulted in the replacement of magnetite by pyrite, a rise in Eh, and the precipitation of gold together with the pyrite. The authors propose an epigenetic mineralisation process which produced ore-grade mineralisation of different styles in all stratigraphic units. The special physico-chemical trap of the magnetite layers led to the development of pyrite/gold mineralisation of generally stratabound appearance. The ore fluids originated probably from granitic intrusions and the underlying mafic volcanics are a possible gold source. For textural reasons the surrounding BIF is unlikely to have supplied a major portion of the gold.

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Zusammenfassung Der Sukumaland Greenstone Belt (neuer Name) im Nordwesten Tanzanias beherbergt eine große Zahl von Goldvorkommen unterschiedlicher wirtschaftlicher Bedeutung. Die Archaische Stratigraphie umfaßt ein aus granitischem Gneiss bestehendes Grundgebirge (Dodoman-System), auf dem mafische und ultramafische Vulkanite ruhen, die wiederum von felsischen Vulkaniten und hauptsächlich oxydischer banded iron formation (BIF) überlagert werden. Diese Vulkanit- und BIF-Serien stellen die stratigraphische Einheit des Nyanzian-Systems dar. Der Top der Archaischen Stratigraphie wird von Konglomeraten und Quarziten des Kavirondian gebildet, welches diskordant auf den älteren Einheiten liegen. Synund postorogene Granitoide sowie mehrere Generationen von felsischen und intermediären Gängen sind in die Archaische Abfolge intrudiert.Goldindikationen und -vorkommen sind relativ häufig und treten in allen stratigraphischen Einheiten mit Ausnahme der Granitoide auf. Dabei lassen sich sechs Typen von Goldmineralisationen unterscheiden; diese sind: Gold in BIF, in Scherzonen, in Goldquarzgängen, in klastischen Archaischen Sedimenten, in Alluvionen und in massiven Sulfiden. Vom letztgenannten Typ ist bisher lediglich ein Vorkommen im Untersuchungsgebiet bekannt. Die Position der Goldmineralisation in den BIFs wird von trachitischen Dykes und Sills sowie von Scherzonen im Kontaktbereich zwischen BIF und Tuffeinschaltungen kontrolliert. Die Kontaktbereiche zu den brekziierten Scherzonen und trachytischen Gesteinen sind stark mineralisiert, wobei Pyrit, goldhaltiger Pyrit und Freigold selektiv Magnetitlagen verdrängt und sulfidisiert haben.Der Verdrängungsprozeß Magnetit/Pyrit hat im direkten Kontaktbereich zwischen Trachit bzw. Tuffzwischenlagen und BIF zur Bildung von massiven Pyrit-Lagen geführt. Lateral gehen diese massiv sulfidisierten Bereiche in Lagen von Magnetit mit disseminierter Pyritmineralisation über, weiter distal in vereinzelte Pyritkörner und schließlich in sulphidfreie Oxydfazies-BIF. Außerhalb dieser mineralisierten Kon taktzonen, teilweise in erheblichem Abstand zur Hauptmineralisation, enthalten auch Bereiche erhöhter (tektonischer) Permeabilität, wie z. B. kleine Trümer, Klüfte, Brekzien- und Scherzonen, stellenweise reiche Pyrit/Gold-Mineralisationen.Untersuchungen von Erzverteilung und -texturen sowie Goldanalysen (fire assay) von Geita und Jubilee Reef belegen eine Wanderung der Erzlösungen durch epigenetische Strukturen in die Magnetitlagen des umgebenden Gesteins. Es konnten weder Zeichen für Lateralsekretion — vom umliegenden Gestein in Erzzonen oder Goldquarzgänge — noch eine Alterationszone im stratigraphisch Liegenden festgestellt werden; beide Phänomene wären deutliche Argumente für ein syngenetisches Konzept (mit teilweiser späterer Umverteilung der Mineralisation). Die Verteilungsmuster der Goldgehalte sprechen gegen eine intraformationelle Herkunft des Goldes.Der Hauptausfällungsmechanismus dürfte eine Redoxreaktion der aufsteigenden reduzierten Erzlösungen mit den Magnetitlagen der BIF gewesen sein. Diese Redoxreaktion hatte die Verdrängung des Magnetit durch Pyrit (Sulfidisierung) sowie eine drastische Erhöhung des Eh-Wertes zur Folge und bedingte so die Ausfällung des Goldes zusammen mit dem Pyrit.Ein epigenetischer Mineralisationsprozeß führte zur Bildung reicher Goldvererzungen unterschiedlicher Typen in sämtlichen stratigraphischen Einheiten. Innerhalb der BIF bedingte die spezielle physiko-chemische Falle der Magnetitlagen die Bildung schichtgebundener Pyrit/Goldmineralisation epigenetischen Ursprungs. Die Erzlösungen stammten vermutlich von granitischen Intrusionen wobei die mafischen Vulkanite des tieferen Nyanzian als naheliegende Lieferanten des Goldes in Betracht kommen.

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Résumé Le «Sukumaland Greenstone Belt» (nouveau nom), situé dans le nord-ouest de la Tanzanie, renferme un grand nombre de venues aurifères, d'importances économiques diverses. Au point de vue stratigraphique, l'Archéen comprend un socle ancien de gneiss granitiques (Système de Dodoman), surmonté de volcanites mafiques à ultramafiques auxquelles succèdent des volcanites felsitiques et une formation ferrugineuse rubanée (BIF = banded iron formation) de faciès essentiellement oxydé. L'ensemble des volcanites de la BIF constitue le Système Nyanzien. La partie supérieure de l'Archéen (Système Kavirondien) consiste en conglomérats et quartzites discordants sur les unités plus anciennes. Le tout a été intrudé par des granitoïdes syn- et post-orogéniques et par plusieurs générations de dykes et sills felsitiques et intermédiaires. La minéralisation en or est abondante dans toutes les unités stratigraphiques, à l'exception des roches granitiques. On peut distinguer six types de minéralisations: celles qui sont contenues dans la BIF, celles qui sont associées à des shear-zones, à des veines de quartz, des paléo-placers, des minéralisations alluviales et éluviales et un type à sulfures massifs, ce dernier représenté seulement par un seul exemplaire.L'emplacement des minéralisations contenues dans la BIF est en relation avec la présence de roches trachytiques en sills ou en dykes et avec des shear-zones bréchiées qui jalonnent le contact entre la BIF et des intercalations de tuf. Les rocheshôtes au voisinage de ces trachytes et de ces shear-zones ont été imprégnées de pyrite, de pyrite aurifère et d'or natif, qui ont remplacé sélectivement les lits de magnétite. Il existe tous les intermédiaires entre les lits remplacés massivement aux contacts trachyte/BIF ou tuf/BIF, les lits à pyrites éparses et les lits stériles. En dehors, et même assez loin de ces zones de contact favorables, des concentrations minéralisées se rencontrent en des endroits perméables, tels que veines, fractures, zones bréchiques et shear-zones.Les textures des minerais ainsi que les analyses (fire assay) du «Geita and Jubilee reef» montrent l'envahissement des roches adjacentes par des solutions minéralisantes circulant dans des conduits épigénétiques. On n'a observé ni halos appauvris dans les roches BIF adjacentes, ni zones d'altération dans les roches stratigraphiquement sous-jacentes, phénomènes susceptibles d'être invoqués à l'appui d'un modèle de remplacement syngénétique.Le mécanisme principal de la précipitation a probablement consisté en une réaction d'oxydo-réduction entre la magnétite de la BIF et les fluides minéralisés réducteurs ascendants. Cette réaction a entraîné le remplacement de la magnétite par la pyrite, une augmentation de Eh et la précipitation simultanée de l'or. Les auteurs proposent un processus de minéralisation épigénétique aboutissant à des dépôts de types divers dans chaque unité stratigraphique. Les pièges physico-chimiques que constituaient les niveaux à magnétite ont conduit à des corps minéralisés de pyrite aurifère d'allure généralement stratiforme. L'origine des fluides minéralisateurs aurifères doit probablement être trouvée dans les intrusions granitiques et les volcanites mafiques sous-jacentes. Des raisons structurales rendent peu probable qu'une fraction importante de l'or provienne de la BIF avoisinante.

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Sukumaland'a . , — —, , , . . (BIF). Nyanzian. Kavirondian. . - - , . . 6 : BIF, , , , . . BIF , — . , , . BIF . - , — , , BIF. , , , .: , , , / . , — fire assay — Geita Jubilee . , , . , . . . . , . . BIF - / . , , ; Nyanzian , .