The isotopic constitution of sulphur in some stratiform lead-zinc sulphide ores

Sulphur isotope measurements on five Australian stratiform lead-zinc sulphide ores are presented. Each deposit is characterised by a conspicuously narrow spread of values, mean ³⁴S heavier than meteoritic, average crustal, and, where sampled stratigraphically, ³⁴S related to stratigraphy rather than propinquity. When considered with other deposits of the same class from elsewhere, several seemingly general features appear: Mean ³⁴S heavier than meteoritics; ranges for individual deposits narrow and rarely more than 8 with standard deviation approximately 1 to 2; individual values for the whole group spread between, but almost entirely restricted by, the values for meteoritic S and seawater SO₄ ^—; no age effect; no apparent relationship between ³⁴S and lead type; and, where investigated, a stratigraphical affiliation. While no positive interpretation of these features is made, it is suggested that the sulphur concerned has been derived neither from migrant hydro-thermal solutions nor from the H₂S of normal biological sulphate reduction in seawater.

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Zusammenfassung Es werden Meßergebnisse von fünf australischen geschichteten Blei-Zink-Sulfid-Lagerstätten mitgeteilt: Jedes Vorkommen ist durch einen bemerkenswert engen Schwankungsbereich der Werte, Mittelwert ³⁴S schwerer als meteoritischer Schwefel/Durchschnittswert aus der Erdkruste, gekennzeichnet. Wo die Proben in stratigraphischer Abfolge entnommen wurden, zeigt der Wert ³⁴S eine stärkere Affinität zur Stratigraphie als zu absoluter Entfernung der Muster. Vergleicht man diese Werte mit solchen von anderen Vorkommen der nämlichen Lagerstättengruppe, so liegen einige allgemeine Eigenheiten auf der Hand: Für einige Vorkommen ist der Mittelwert ³⁴S schwerer als meteoritischer Schwefel; für einzelne Lagerstätten ist der Bereich eng und überschreitet kaum mehr als 8 mit der Standardabweichung von ungefähr 1 bis 2; Einzelwerte für die gesamte Lagerstättengruppe fallen fast ausschließlich zwischen die Werte für meteoritischen Schwefel und SO₄ ^2–-Ionen im Meerwasser; es herrscht kein dem geologischen Alter zuzuschreibender Effekt; auch gibt es keine augenscheinliche Beziehung zwischen dem ³⁴S-Wert und dem Blei-Typ; in jenen Fällen aber, wo Untersuchungsergebnisse vorliegen, ist eine Beziehung der Werte zur Stratigraphie zu erkennen. Obwohl keine positive Interpretation dieser Phänomena angestellt wurde, wird die Vermutung geäußert, daß der betreffende sulfidische Schwefel weder von wandernden hydrothermalen Lösungen noch vom H₂S einer normalen biologischen Sulfatreduktion im Meerwasser abgeleitet werden kann.

     

Über die Herkunft der ostalpinen Vererzung

Zusammenfassung Die Erörterung beschränkt sich unter Ausschaltung anderer Vorkommen auf Lagerstätten der alpinen Metallogenese im Sinne von W.Petrascheck. Sie werden als genetisch zusammengehörige, in Metallzonen gegliederte Abfolge betrachtet, deren Bildung jünger ist als die großen Deckenbewegungen und etwa ins ältere bis mittlere Tertiär zu stellen ist. Zeitlich, nur für Teile der Vererzung auch räumlich, ist eine Ableitung vom Magmatismus der periadriatischen Intrusiva und der Andesite des Südostens möglich, die Gesamtanordnung weist aber auf ein Herdgebiet in der durch die Hohen Tauern bezeichneten Gebirgsachse hin. Hier bestehen engste Beziehungen der Lagerstätten zu den Bildungen der alpidischen Metamorphose und deren Stoffwanderungen. Ein Teil des Stoffbestandes der Lagerstätten ist aus dem Stoffwechsel der Metamorphose ableitbar, der andere mit größerer Wahrscheinlichkeit von magmatischer Abkunft. Weder nur der Magmatismus noch nur die Metamorphose kann heute als zureichende Quelle der Gesamtvererzung der Ostalpen angesehen werden, sondern diese steht offenbar mit beiden in Beziehung und kann nur zusammen mit diesen beiden Erscheinungen und neben diesen als Auswirkung der Tiefenvorgänge der alpidischen Orogenese begriffen werden.     

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.     

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

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

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

     

Untersuchungen am Meteoriten von Borkut und anderen Chondriten über Form,Aufbau und Entstehung der Chondren

Zusammenfassung Durch Ausmessung der Chondrenquerschnitte an Anschliffen van sechs Chondriten und Messungen an isolierten Chondren von Borkut ergab sich:Die Häufigkeitsverteilung der Chondren ist symmetrisch, das Maximum liegt bei einem Durchmesser von 0,6–0,8 mm. Chondren Bind Rotationsellipsoide oder allgemeine Ellipsoids und zum geringen Teil Kugeln (etwa 12%). Kleinere Chondren sind kugelähnlicher als große. Die ellipsoidischen Chondren zeigen bei Borkut and Bluff sine deutliche Einregelung.Der Chondrit Borkut besteht aus Bronzit, Olivin, Nickeleisen, Troilit, Chromic und Glas mit Feldspatmikrolithen. Er enthält Pyroxen-, PyroxenOlivin-und Olivinchondren. Des Orthopyroxen ist ein Bronzit mit 24,5 Mol.-% FeSiO₃, der Olivin enthält 31 Mol.-% Fe₂S0₄.Das spezifische Gewicht ist 3,609 g/cm³, das Porenvolumen beträgt 19,06%.Der Gesamtmeteorit und die Chondren wurden getrennt chemisch analysiert. Nach Chernismus und Mineralbestand gehört Borkut dem L-Typ der Chondrite an.Die Pyroxenchondren von l3orkut bestehen aus Lamellensystemen nach (100) oder (101) and einem Feldspatglas mit Mikrolithen. Sie haben sich ebenso wie gemischte and Olivinchondren als Tröpfchen aus einer Schmelze gebildet, die schnell abgekühlt wurden. Die verschiedenen Chondrentypen können dadurch entstehen, daß ein Magma mit bereits ausgeschiedenen Olivinkristallen zu kleinen Tröpfchen zerrissen wurde, wobei Tröpfchen mit Olivinkristallen (gemischte Chondren) und solche ohne Olivin (Pyroxenchondren) entstanden.

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Measurements of cross-sections of chondrules in. sections of 6 chondrites and measurements of isolated chondrules from Borkut yielded te following results:The grain size distribution of chondrules is symmetrical, its maximum being at a diameter of 0.6 to 0.8 mm. Chondrules are rotation ellipsoids or ordinary ellipsoids, a minor part are spherules (some 12%). Smaller chondrules form more perfect spherules than bigger ones. Elliptical chondrules in Borkut and Bluff show an evident orientation.The chondrite Borkut consists of bronzite, olivine, nickeliron, troilite, chromite, and glass with microlithic felspar. It contains pyroxene chondrules, pyroxene olivine chondrules, and olivine chondrules. The orthopyroxene is a bronzite containing 24.5 mol.-% FeSiO₃, the olivine contains 31 mol.-% Fe₂SiO₄,Its specific gravity is 3.609 g/cm³, its porosity amounts to .19.06%.The whole meteorite and the chondrules had been chemically analyzed separately. According to its chemical composition and mineral content, Borkut has to be classified under type L of chondrites. The pyroxene chondrules of Borkut consist of systems of lamellae parallel (100) or (101) and of felspar glass with microlithic crystals. They, as well as mixed chondrules and olivine chondrules, originated from a melt as droplets, which cooled down rapidly. The different types of chondrules may originate, when magma containing already crystallized olivine is disrupted to droplets; the result is then either droplets containing olivine crystals (mixed chondrules) or droplets without olivine (pyroxene chondrules).

     

Mineralogische Beobachtungen an Colemanit,Inyoit, Meyerhofferit,Tertschit und Ulexit aus neuen türkischen Boratlagerstätten

Zusammenfassung Nachdem seit Jahrhunderten um Sultançayir bloß Priceit (Pandermit) gewonnen wurde und weitere Borate aus Westanatolien nicht bekannt waren, sind nun seit 1951 weiter südlich neue Boratlagerstätten mit vorwiegend Colemanit entdeckt worden [9]. Hier erfolgt die mineralogische Bearbeitung eines größeren Materials aus verschiedenen Vorkommen, in derv die im Titel genannten Minerale nachgewiesen werden konnten. Von Colemanit flächenreiche Kristalle in einer neuen Tracht und bemerkenswerte Wachstumsformen und -gefüge. Inyoit- und Meyerhofferit-Kristalle, letztere u. a. mit 2 neuen Fldchen. Pseudomorphosen von Colemanit nach Inyoit und von Kalkspat nach Colemanit und Meyerhofferit. Beobachtungen an Ulexit und Tertschit. Einige Pulver (d _hkl )-Daten für Kalkborate, kurze Angaben über das Lumineszenzverhalten. Der Tonschiefer, in dem die Borate lagern, dürfte als Bentonit aufzufassen sein. Die Gesamtparagenese der neuen und alien türkischen Boratlagerstatten ist der Typus Kalifornien [9].[/p]Lagerstättenuntersuchung der Österr. Alpinen Montan-Gesellschaft.     

Volcanic activity related to the formation of the Kuroko-type deposits in the Kosaka district,Japan

In the Miocene Kosaka formation of NE-Japan, submarine volcanic sedimentary deposits of the Kuroko-type occur. This formation consists mainly of volcanics which erupted in a submarine environment. The Kosaka Volcano was built up by nine or more volcanic events of a single eruptive cycle. The mode of eruption during a representative single eruptive cycle changed as follows: The Uwamuki tuff breccia is a contact product between dacitic magma and the sea water. Dacitic magma pushed the Motoyama dacite dome upward, as a result of the decrease in vesicularity and perhaps also in temperature. Next, a steam explosion occurred at a flank of this lava dome. The hydrothermal activity which began in this steam explosion center is responsible for the formation of the Kuroko-type Cu-Zn-Pb-mineral deposits. Similar examples of a single eruptive cycle as at Kosaka are also found in Quaternary terrestrial volcanoes of Japan.

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Zusammenfassung Submarin-vulkanisch-sedimentäre Lagerstätten des Kuroko-Typs kommen in der miozänen Kosaka-Formation vor, wo im letzten Jahrhundert der Name Kuroko zuerst angewandt wurde. Diese Formation besteht hauptsächlich aus submarinen Vulkaniten. Der Kosaka-Vulkan wurde in mindestens neun Ausbruchzyklen aufgebaut. Die Art der Eruption änderte sich während eines typischen Einzelausbruchs folgendermaßen: Die Uwamuki Tuff-Brekzie entstand durch Kontaktwirkung zwischen dazitischem Magma und Seewasser. Eine Abnahme des Gasgehaltes und vielleicht auch der Temperatur führten zur oberflächennahen Intrusion des Motoyama Dazitdoms. An einer Flanke dieses Lavadoms kam es zur Dampfexplosion. Die Hydrothermaltätigkeit, die in diesem Dampfexplosionszentrum begann, ist verantwortlich für die Bildung der Minerallagerstätten vom Kuroko-Typ. Ähnliche Beispiele eines Ausbruchszyklus vom Kosaka-Typ wurden ebenfalls in quartären terrestrischen Vulkanen in Japan gefunden, wobei hier keine Minerallagerstätten des Kuroko-Typs vorkommen.

     

Synthesis and some properties of iron- and vanadium-bearing kyanites, (Al,Fe3+)2SiO5and (Al,V3+)2SiO5

Iron- and vanadium-bearing kyanites have been synthesized at 900 and 1100° C/20 kb in a piston-cylinder apparatus using Mn₂O₃/Mn₃O₄- and MnO/Mn-mixtures, respectively, as oxygen buffers. Solid solubility on the pseudobinary section Al₂SiO₅-Fe₂SiO₅(-V₂SiO₅) of the system Al₂O₃-Fe₂O₃(V₂O₃)-SiO₂ extends up to 6.5 mole% (14mole %) of the theoretical end member FeSiO₅(V₂SiO₅) at 900°C/20 kb. For bulk compositions with higher Fe₂SiO₅ (V₂SiO₅) contents the corundum type phases M₂O₃(M = Fe³⁺, V³⁺) are found to coexist with the Fe³⁺(V³⁺)-saturated kyanite solid solution plus quartz. The extent of solid solubility on the join Al₂SiO₅-Fe₂SiO₅ at 1 100°C was not found to be significantly higher than at 900° C. Microprobe analyses of iron bearing kyanites gave no significant indication of ternary solid solubility in these mixed crystals. Lattice constants a ₀, b ₀, c ₀, and V₀ of the kyanite solid solutions increase with increasing Fe₂SiO₅- and V₂SiO₅-contents proportionally to the ionic radii of Fe³⁺ and V³⁺, respectively, the triclinic angles ,, remain constant. Iron kyanites are light yellowish-green, vanadium kyanites are light green. Iron kyanites, (Al_1.87 Fe _0.13 ³⁺ )SiO₅, were obtained as crystals up to 700 m in length.     

Bemerkung zu dem „Serpentintalk” aus dem Zechsteinanhydritprofil der Erdgasbohrung Frenswegen 3 im Emsland

Zusammenfassung Im folgenden werden die Röntgendaten — mit Einschränkung auch die Brechungsindizes — des von H.Füchtbauer und H.Goldschmidt untersuchten Serpentintalks den Untersuchungsergebnissen eigener Talksyntheseprodukte gegenübergestellt. Es zeigt sich eine sehr gute Übereinstimmung. Die Talksynthesen wurden im Hinblick auf semisalinare Mineralbildungen in Salzlagerstätten bei milden Metamorphosebedingungen durchgeführt. Ein Vergleich mit den Untersuchungsergebnissen der thermischen Zersetzung und der Differentialthermoanalyse, wie sie von H.Füchtbauer und H.Goldschmidt durchgeführt wurden, war nicht möglich, da die Reaktionsprodukte nicht nach diesen Methoden untersucht werden konnten. Für eine nähere Bestimmung des Serpentintalks wäre eine Gegenüberstellung weiterer Untersuchungsergebnisse sehr wichtig.     

Verbreitung und Entstehung Mangan-reicher Gesteine im Jura der Nördlichen Kalkalpen

Zusammenfassung Schichtgebundene Mn-Anreicherungen sind in den Nördlichen Kalkalpen nahezu ausschließlich auf feinschichtige Tonmergelsteine (Manganschiefer) des oberen Toarcian und unter-bis mitteljurassische Rotkalke beschränkt.Die primären Mn-Minerale in der Manganschiefer-Fazies sind Mischkarbonate der Reihe CaCO₃–MnCO₃–FeCO₃ und geringe Mengen von Braunit und Pyrolusit. Die Fe-Mineralisation charakterisiert eine Faziesreihe, die von schwach oxidierenden Ablagerungsbedingungen (Goethit, Hämatit) an der Basis der Mn-führenden Serie, zu reduzierenden (Siderit, Chamosit, Pyrit) führt. In den Rotkalken sind Pyrolusit und Goethit bzw. Hämatit in calcitreichen Knollen und Krusten konzentriert.Die chemische Zusammensetzung der Mn-reichen Gesteine ist bei hohen Ca- und SiO₂-Gehalten von korrelierbaren Mn- und Fe-Anteilen in gleicher Größenordnung bestimmt. Gegenüber der durchschnittlichen Zusammensetzung faziell vergleichbarer Schwarz- und Tonschiefer und marin-sedimentärer Mn-bzw. Fe-Lagerstätten sind auch die Spurenelement-Gehalte deutlich erhöht und zumindest im Falle des Co mit den Mn-Gehalten korreliert.Nach ihrer mineralogischen und chemischen Zusammensetzung sind die Manganschiefer zu den vulkanogen-sedimentären Lagerstätten zu rechnen. Unmittelbare Hinweise auf vulkanische Aktivität im oberen Lias sind in Form von Seladonit-führenden Tuffen, die mit Mn-Karbonaten wechsellagern, erstmals in den Nördlichen Kalkalpen aufgefunden worden.

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Distribution and genetic significance of jurassic manganese deposits in the Northern Limestone Alps

Summary In the Northern Limestone Alps strata-bound deposits of manganese are concentrated in laminated marls (manganese shales) of the lower Toarcian and lower to upper Jurassic red limestones.Carbonates of the system CaCO₃–MnCO₃–FeCO₃, and minor quantities of braunite and pyrolusite are the prevailing primary manganese minerals. Characteristically they are associated with sedimentary iron minerals (hematite, goethite, Mn-siderite, chamosite, pyrite) showing a vertical sequence leading from weakly oxidzing to anaerobic conditions. In the red limestones pyrolusite and goethite are concentrated in carbonate-rich nodules and crusts. The manganese shale facies besides its elevated contents of Ca and SiO₂ is characterized by Mn and Fe values which are closely correlated. In contrast to the average composition of comparable black shale and normal marine Mn and Fe deposits the trace element contents, partly correlated with manganese, are raised, as well.According to their mineralogical and chemical composition the manganese shales must be classed with volcanogenic sedimentary deposits. Volcanic activity during manganese deposition in the Northern Limestone Alps could be proved for the first time by celadonite-bearing tuffaceous layers in manganese carbonate sediments.

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Mit 8 Abbildungen     

Schwefel-Isotopenuntersuchungen an der Blei-Zink-Erzlagerstätte Grund (Westharz,Bundesrepublik Deutschland)

Zusammenfassung Die S-Isotopenverteilung wurde an 67 Sulfid- und 17 Barytproben aus der Blei-Zink-Erzlagerstätte Grund untersucht. Die ³⁴S-Werte der Zinkblende der Mineralisationsphase II liegen im Westfeld-Erzmittel I und in den östlich anschließenden Erzmitteln zwischen +4 und +6, in dem am weitesten westlich liegenden Westfeld-Erzmittel II zwischen +6 und +10. Die Werte für Bleiglanz der Mineralisationsphase II sind +2 bis +4 bzw. +4 bis +7. Die Sulfide der Mineralisationsphase III haben allgemein niedrigere -Werte. Koexistierende Sulfide zeigen eine deutliche Fraktionierung, wobei stets _ZnS > _PbS ist; die Differenz beträgt in der Mineralisationsphase II im Mittel 1,8, in der Phase III 3. Dies deutet auf niedrigere Bildungstemperatur der Minerale der Phase III hin. Zur genetischen Deutung der beobachteten -Abnahme beim Übergang zur Mineralisationsphase II werden vier Modelle diskutiert. Baryte zeigen innerhalb der Lagerstätte recht einheitliche ³⁴S-Werte zwischen +11 und +14,5%. Diese Einheitlichkeit wird durch den Einfluß deszendenter Zechstein-Lösungen erklärt.

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³⁴S-values are given for 67 sulfide and 16 barite specimens from the Pb-Zn-deposit Grund (Harz mountains, W-Germany). In the central part of the deposit the sulfide 's of the first major mineralization (phase II) range from: ZnS +4 to +6 and PbS +2 to +4. The sulfides of the second major mineralization (phase III) are depleted in ³⁴S and range from: ZnS +2 to +4, PbS –1,4 to 3. The sulfides at the western end of the vein system are heavier; the phase II minerals ranging from: ZnS +6 to 10 and PbS +4 to 7. The mean -difference between co-existing ZnS and PbS in phase II is 1,8, in phase III 3. This indicates lowering of temperature of formation for the phase III ore. Four models have been set up in order to explain the observed -variation. Barites with rather uniform 's from +11 to +14,5 are probably affected by descendent solutions from overlying sulfate sediments of Permian age.

     

Schwefel-Isotope und die Genese von Erzlagerstätten

Zusammenfassung Die Möglichkeiten und Probleme der genetischen Ausdeutung von Schwefel-Isotopen-Verhältnissen in Erzmineralien werden an Beispielen (vorwiegend nach Messungen verschiedener Autoren im Göttinger Zentrallabor) diskutiert. Es ergeben sich z. B. Anhaltspunkte, ob eine Lagerstätte von basaltischen Magmen aus dem Erdmantel abzuleiten sein kann oder nicht. Die Meßdaten von Meggen und vom Rammeisberg sind mit einer Ableitung aus dem Erdmantel höchstens bei wesentlichen Zusatzannahmen (sehr starke Assimilation von ungewöhnlichem Krustenmaterial oder extreme Fraktionierung in einem Sekundärherd) vereinbar. Aus der Kruste abzuleitende hydrothermale Lagerstätten können schwankende (Harz) oder auch ziemlich einheitliche S-Isotopen-Verhältnisse zeigen (Freiberg/ Sa.; Süddeutschland). Extreme Unterschiede innerhalb der Lagerstätte Wiesloch bei Heidelberg werden durch bakterielle Fraktionierung eines begrenzten Sulfat-Vorrates gedeutet. — In Abb. 6 sind außerdem Blei-Isotopen-Verhältnisse aus Süddeutschland dargestellt.

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The possibilities and problems of the genetical interpretation of sulfur isotope ratios in ore minerals are discussed using mainly results from the Göttingen isotope laboratory. For example, criteria are obtained regarding the question whether a certain deposit can be derived from basaltic magmas from the Earth's mantle, or not. The sulfur isotope data for minerals from the deposits of Meggen and Rammelsberg (Germany) are only consistent with a derivation from the mantle if substantial additional assumptions are made (very strong assimilation of unusual crustal material or extreme fractionation in a secondary magma chamber). Hydrothermal deposits derived from the Earth's crust can show variable (Harz mountains) or also rather uniform isotope ratios (Freiberg/Saxony; Southern Germany). Extreme variations within the deposit of Wiesloch near Heidelberg are interpreted as caused by bacterial fractionation of a limited amount of sulfate. - Fig. 6 shows lead isotope ratios from Southern Germany.

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Résumé La composition isotopique du soufre dans les minéraux des gîtes métallifères: données et problèmes pour une interprétation génétique.

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(Meggen, Rammelsberg, Freiberg, Wiesloch) . .

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Der Deutschen Forschungsgemeinschaft sei auch an dieser Stelle für die Ermöglichung der Schwefel-Isotopen-Messungen in Göttingen gedankt.     

Deep-sea carbonates: Reading the carbon-isotope signal

The carbon isotope signal in deep-sea sediments reflects a mix of (1) global changes in the rates of exchange of the ocean's carbon reservoir with biosphere, soil, and sediments, (2) global and regional changes in surface water productivity, (3) internal shifts in water-mass structure and circulation (basin-basin fractionation, oxygen minimum development), and (4) organism-specific fractionation effects due to changes in micro-habitat and/or ontogenic fractionation (»vital effects«). Additional complications arise from differential preservation. It is impossible to entirely isolate these various factors. As a rule of thumb, long period signals that are parallel for planktonic and benthic data reflect external (global) fractionation patterns, whilst short-period signals are more likely tied to internal patterns (water-mass fractionation). The various approaches to interpretation are illustrated with three case studies: the Glacial-Holocene transition, the Messinian Carbon Shift, and the Miocene Monterey Excursion.

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Zusammenfassung Das Kohlenstoff-Isotopensignal in den Tiefseesedimenten spiegelt ein Zusammenspiel wider, das (1) von den globalen Austauschraten des ozeanischen Kohlenstoffreservoirs mit der Biosphäre, den Böden und den Sedimenten gesteuert wird, (2) in dem ein globaler und regionaler Wechsel in der Produktivität des Oberflächenwassers und (3) interne Veränderungen in der Wassermassen-Struktur und -Zirkulation (Becken-zu-Becken-Fraktionierung, Sauerstoffminimumentwicklung) zum Ausdruck kommen, und (4) in dem eine spezifische Fraktionierung hervorgerufen durch die Milieuänderung im Lebensraum der Organismen und/oder ontogenetische Fraktionierung (»Vitaleffekte«) erscheint. Zusätzliche Komplikationen entstehen aus unterschiedlichen Erhaltungsmöglichkeiten. Es ist unmöglich, alle diese verschiedenen Faktoren vollständig zu isolieren. Als Faustregel kann man annehmen, daß langpenodische Signale, die parallel mit Plankton- und Benthosentwicklungen verlaufen, externe globale Fraktionierungstrends widerspiegeln, während kurzzeitige Signale eher an interne Muster gebunden sind (Fraktionierung innerhalb der Wassermassen). Die verschiedenen Möglichkeiten der Interpretation werden an speziellen Fällen diskutiert: am Übergang Pleistozän zu Holozän, an der Veränderung des Kohlenstoffverhältnisses im Messinium und an dem Monerey-Maximum im Miozän.

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Résumé Le signal isotopique du carbone enregistré dans les sédiments océaniques résulte d'un ensemble de mécanismes qui reflètent: 1) les variations globales dans l'intensité des échanges entre le réservoir du carbone de l'océan et la biosphère, les sols et les sédiments, 2) les variations globales et régionales de productivité des eaux de surface, 3) les changements dans la structure et la circulation des masses d'eaux (fractionnement de bassin à bassin, développement d'un niveau à minimum d'oxygène), et 4) les effets de fractionnement propres aux organismes, dûs à des changements de micro-habitat et/ou à un fractionnement au cours de l'ontogénie (»effet vital«). La préservation différentielle ajoute certaines difficultés d'interprétation. Il n'est pas possible d'isoler entièrement chacun de ces différents facteurs. D'une manière générale les signaux à longue période dont les variations sont parallèles pour les données planctoniques et benthiques correspondent à un fractionnement dû à des facteurs externes (globaux), alors que les signaux à courte période sont plus vraisemblablement liés à des facteurs internes (fractionnement des masses d'eaux). Trois cas étudiés permettent d'illustrer ces différents types d'interprétation: la transition Glaciaire/Holocène, le »décrochement Messinien« et l'»enrichissement de Monterey« au Miocène.

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Neue Anschauungen über die Rolle von Schichtfugen und Klüften in der karsthydrographischen Entwicklung

Zusammenfassung Über die Gebundenheit der Karsthydrographie an Klüfte oder Schichtfugen herrschen je nach den Sprachgebieten unterschiedliche Meinungen vor. Allgemein ging man jedoch an der Tatsache vorbei, daß das Wasser bei Druckfließen, also unter phreatischen Bedingungen, kein aggressives CO₂ mehr zur Verfügung hat und daher nicht korrodieren kann. Korrosion war daher nur für die vadose Zone erklärbar, und auch nur dann, wenn das Wasser den Gleichgewichtskalkgehalt von 60 bis 90 mg/Liter, je nach Höhenlage, nicht erreicht, was unter bedecktem Karst kaum jemals der Fall ist. Genaue Untersuchungen im 100 km langen Hölloch (Schweiz) (Bögli 1953, 1960, 1966, 1968) und an andern, vor allem französischen Höhlen (Chevalier 1944), ergeben, daß sich das unterirdische Gewässernetz zum größeren Teil anfänglich unter phreatischen Bedingungen entwickelt, was aber nur durch Mischungskorrosion (Bögli 1963 b, 1964 a, 1964 b) möglich ist, die nicht auf eine CO₂-Zufuhr von außen angewiesen ist. Durch Inkasion (Nachbruch, Einsturz), die an der primären Hohlraumbildung meist nicht beteiligte Kluftflächen herausarbeitet, wird die schichtgebundene Entstehung meist verdeckt, was zu falschen Folgerungen führt. In der vadosen Zone folgt das Wasser vorwiegend offenen Klüften oder einer undurchlässigen Schicht und fließt auf kürzestem Weg dem Karstwasserkörper zu.

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Up to now the connection between the hydrology of karst and joints on the one and bedding planes on the other hand is much discussed. But in every case the corrosion of limestone appeared impossible in the phreatic zone because free CO₂ is missing in waterfilled galleries. Intensive investigations in the 62.2 miles of galleries in the Hölloch (Switzerland,Bögli 1953, 1960, 1966, 1968) and in many other caves, in particular in France (Chevalier 1944), demonstrate that on the base of corrosion by mixed water the pattern of underground watercourses is predominantly formed under phreatic conditions in pressure flows and on bedding planes. This fact is frequently masked by incasion (roof fall, lat. incadere = to break down in a cavity) removing joints and fractures which have never participated on the primary forming of galleries. In the vadose zone the underground watercourses generally follow open joints and flow on the nearest way to the groundwater.

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Résumé Le rapport entre l'hydrographie karstique et soit les diaclases d'une part, soit les joints de stratification de l'autre est une question assez discutée, surtout en dehors de la France. Mais en tout cas on ne se rend normalement pas compte qu'en conduit forcé l'eau n'emporte pas du CO₂ aggressif plus loin que quelques mètres à l'intérieur de la terre, sauf dans les réseaux déjà assez élargis. L'élargissement demande alors d'une part des conditions vadoses, c'est-à-dire la présence de l'air avec du CO₂, de l'autre de l'eau qui n'a pas encore atteint la concentration d'équilibre de 60 à 90 mg CO₃Ca par litre selon l'altitude. Mais les recherches avancées dans les 100 km du Hölloch (Muotatal, Suisse,Bögli 1953, 1960, 1966, 1968) et dans maintes autres cavernes, surtout en France (Chevalier 1944), prouvent, que les réseaux souterrains se développent au contraire primairement en grandes parties dans la zone noyée en conduit forcé et sur des joints de stratification. Cela demande alors un autre type de corrosion, la corrosion par mélange des eaux qui ne dépend pas de l'adduction de CO₂ d'en dehors de l'eau (Bögli 1963 b, 1964 a, 1964 b). La naissance des galeries sur des joints de stratification est très souvent cachée par incasion (lat. incadere = s'effondrer dans une cavité) qui fait ressortir des diaclases et le clivage qui ne participent en rien à la naissance de la galerie souterraine, ce qui a provoqué des conclusions eronnées.

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The brittle-plastic transition and the depth of seismic faulting

A simple rheological model of shearing of the lithosphere that has gained wide acceptance is a two layer model with an upper brittle zone in which deformation takes place by frictional sliding on discrete fault surfaces and a lower plastic zone in which deformation takes place by bulk plastic flow. The two are separated by an abrupt brittle-plastic transition, which is assumed to be indicated by the lower limit of seismicity. Experimental studies, however, as well as the deformation structures of mylonites, indicate that a broad transitional field of semi-brittle behavior lies between these extremes. This is a field of mixed mode deformation with a strength that can be expected to be considerably higher than that predicted from the extrapolation of high temperature flow laws. For quartzofeldspathic rocks the semi-brittle field lies between T₁, the onset of quartz plasticity at about 300 °C and T₂, feldspar plasticity at about 450 °C. A model is presented in which the transition T₁ does not correspond to a transition to bulk flow but to a change from unstable, velocity-weakening friction to stable, velocity-strengthening friction. T₁ thus marks the depth limit of earthquake nucleation, but large earthquakes can propagate to a greater depth, T₃, (T₃2) which corresponds to the lower limit of dynamic frictional behavior in the semi-brittle field and approximately to the peak in strength. The zone between T₁ and T₃ is one of alternating behavior, with flow occurring m the interseismic period and with co-seismic dynamic slip occurring during large earthquakes. This zone is characterized by mylonites interlaced by pseudotachylytes and other signs of dynamic faulting. The transition T₁ is also marked by a change in the generation mechanism of fault rocks, from abrasive wear above which produces cataclastites, to adhesive wear below, which is proposed as an important generation mechanism of mylonites in the upper part of the semi-brittle field.

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Zusammenfassung Ein einfaches rheologisches Modell für Schervorgänge in der Lithosphäre, das eine weite Akzeptanz erreicht hat, ist das Zweilagenmodell mit einer oberen spröden Zone, in der Deformation über Reibungsgleitung entlang diskreter Störungsflächen stattfindet, und einer unteren duktilen Zone. Hier erfolgt die Deformation durch plastisches Fließen. Beide Zonen werden durch einen abrupten spröd-plastischen Übergang voneinander getrennt, der vermutlich durch die untere Grenze der nachweisbaren Seismizität angezeigt wird. Experimentelle Untersuchungen wie auch die Deformationsgefüge in Myloniten zeigen hingegen, daß ein breites Übergangsfeld mit semisprödem Verhalten zwischen diesen beiden Extremen liegt. Hier befindet sich ein Bereich »gemischter« Deformation, deren Ausmaß beträchtlich über den aus der Extrapolation von Hochtemperatur-Fließ-Gesetzmäßigkeiten ableitbaren Werten liegen dürfte. Für Quarz-Feldspat-Gesteine liegt das halbspröde Feld zwischen T₁ dem Beginn der plastischen Deformation des Quarzes bei ca. 300 °C, und T₂, dem Beginn der Feldspatplastizität bei ca. 450 °C. Hier wird ein Modell vorgestellt, in dem der Übergang bei T₁ nicht dem Übergang zum Gesamtfließen, sondern dem Wechsel von instabiler, geschwindigkeitsreduzierender Reibung zu stabiler, geschwindigkeitskonstanter Reibung entspricht. T₁ markiert damit die Tiefengrenze der Erdbebenbildung, stärkere Beben können dagegen in größere Tiefe reichen T₃ (T₃2), die dann der unteren Grenze dynamischen Reibungsverhaltens im semispröden Bereich und angenähert dem Stärkemaximum entspricht. Die Zone zwischen T₁ und T₃ zeigt alternierendes Verhalten mit plastischem Fließen während interseismischer Perioden und dynamischem Gleiten während größerer Erdbeben. Diese Zone wird charakterisiert durch Mylonite und dicht zwischengepackten Pseudotachyliten sowie anderen Anzeigern dynamischer Faltung. Hinzu kommt im Bereich des Überganges T₁ ein Wechsel im Bildungsmechanismus gestörter Gesteine. Er geht von durchgreifender Ermüdung, die zu Kataklasiten führt, bis zu adhesiver Ermüdung, die als wichtiger Bildungsmechanismus für Mylonite im oberen Abschnitt des semispröden Feldes angesehen wird.

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Résumé Le modèle rhéologique de cisaillement de la lithosphère le plus largement accepté comporte deux couches superposées: une couche supérieure cassante, siège de déformations le long de surfaces discrètes, les failles, et une zone inférieure ductile ou s'opère un fluage plastique d'ensemble. La transition entre ces deux domaines est brusque et considérée comme la limite inférieure de la séismicité.L'étude des structures mylonitiques ainsi que les mesures expérimentales indiquent cependant qu'un large champ de transition à caractère «semi-cassant» s'étend entre ces deux extrêmes. Ruptures et fluage plastique sont présents dans cette zone, dont la compétence peut être considérée comme bien supérieure à celle qui résulte de l'extrapolation des lois de fluage à haute température. Pour les roches quartzofeldspathiques, ce champ «semi-cassant» s'étend de T₁, seuil de plasticité du quartz (environ 300 °C) à T₂, celui du feldspath (environ 450 °C). Dans ce modèle, la température T₁ ne correspond pas au seuil de fluage d'ensemble, mais à la frontière entre une région de frictions «instables» qui diminuent avec la vitesse, et une région de frictions «stables» qui augmentent avec la vitesse. Elle correspond donc à la profondeur limite de genèse des séismes. Les grands séismes peuvent cependant se propager jusqu'à une profondeur T₃ (T₃2) qui correspond à la limite inférieure du comportement dynamique des forces de frottement dans le domaine «semicassant». T₃ peut être considérée approximativement comme le point de résistance maximale de cette zone de transition. La zone comprise entre T₁ et T₃ peut donc être le siège alternativement soit de processus de fluage, soit de glissements le long de surfaces de rupture à l'occasion de séismes de forte magnitude. Cette zone se caractérise par des mylonites entremêlées de pseudotachylites et autres signes de rupture dynamique. La transition T₁ est également marquée par une modification du mécanisme de transformation des roches dans les zones de faille. Audessus de cette limite, un mécanisme d'usure «abrasif» produit des cataclasites, par opposition à un mécanisme d'usure «adhésif» en-dessous. Ce dernier mécanisme est proposé comme fort probable lors de la genèse de mylomtes dans la partie supérieure du champ «semi-cassant».

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() , . , , . . - , , . , , , , , . « » , , . - T₁ — 300° T₂ — 450°. , T₁ , , , . . . T₁ , , . — ₃ (₃ > ₂), . . , . t_{1 2} . , . , t₁ . , , ; .

     

Deformation of pebbles in relation to associated structures in parts of Singhbhum Shear Zone,Eastern India

The Singhbhum Shear Zone separates the rocks of a highly metamorphosed northern group from an unmetamorphosed southern group. It had been recognised by earlier workers as a thrust zone in which the thrust movements were achieved by slip along a pre-existing schistosity. Deformed conglomerates crop out in discontinuous bands along the Shear Zone. Strain determinations from these conglomerates have been made to ascertain the strain pattern within the Shear Zone. None of the existing methods of determining strain from stretched pebbles can be applied to these conglomerates. An approximate value for shortening perpendicular to the schistosity can however be obtained from cross-cutting buckled veins. Detailed study of various small-scale structures clearly indicates that the principal structures of this region cannot be explained simply by a slipping on the schistosity.

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Zusammenfassung Die Singhbhum-Scherzone trennt die Gesteine der stark metamorphen nördlichen Gruppe von denjenigen einer nicht metamorphen südlichen Gruppe. Nach früheren Autoren ist es eine Überschiebungszone, worin die Überschiebungsbewegungen durch das Gleiten entlang einer älteren Schieferung zustande kamen. Deformierte Trümmergesteine treten in ununterbrochenen Bändern entlang der Scherzone auf. Man hat Deformationsbestimmungen von diesen Trümmergesteinen gemacht, um das Deformationsbild in der Scherzone zu erklären. Eine ausführliche Untersuchung der verschiedenen kleinmaßstäblichen Strukturen zeigt deutlich, daß die Hauptstrukturen dieser Gegend nicht einfach durch das Gleiten auf der Schieferung erklärt werden können.

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Résumé La zone de cisaillement de Singhbhum sépare les roches très métamorphiques au nord, de celles d'un groupe non-métamorphique au sud. Elle avait été reconnue lors de recherches précédentes comme étant la base de charriages suivant laquelle la poussée se serait faite par glissement le long d'une schistosité pré-existante. Des conglomérats déformés affleurent par bandes discontinues le long de cette zone. Grâce à ces conglomérats, des estimations sur la déformation ont été faites pour définir le style de déformation dans la zone de glissement. Une étude détaillée de différentes structures à petite échelle indique clairement qu'on ne peut pas expliquer les principales structures de cette région uniquement par un glissement sur la schistosité.

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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.

     

Influence of sedimentary environments on sulfur isotope ratios in clastic rocks: a review

Strata-bound sulfide deposits associated with clastic, marine sedimentary rocks, and not associated with volcanic rocks, display distributions of S³⁴ values gradational between two extreme types: 1. a flat distribution ranging from S³⁴ of seawater sulfate to values about 25 lower; and 2. a narrow distribution around value S³⁴ (sulfide)=S³⁴ (seawater sulfate) –50, and skewed to heavier values. S³⁴ (seawater sulfate) is estimated from contemporaneous evaporites. There is a systematic relation between the type of S³⁴ distribution and the type of depositional environment. Type 1 occurs in shallow marine or brackish-water environments; type 2 occurs characteristically in deep, euxinic basins. These distributions can be accounted for by a model involving bacterial reduction of seawater sulfate in systems which range from fully-closed batches of sulfate (type 1) to fully open systems in which fresh sulfate is introduced as reduction proceeds (type 2). The difference in the characteristic distributions requires that the magnitude of the sulfate-sulfide kinetic isotope effect on reduction be different in the two cases. This difference has already been suggested by the conflict between S³⁴ data for modern marine sediments and laboratory experiments. The difference in isotope effects can be accounted for by Rees' (1973) model of steady-state sulfate reduction: low nutrient supply and undisturbed, stationary bacterial populations in the open system settings tend to generate larger fractionations.

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Zusammenfassung Schichtgebundene Sulfid-Lagerstätten in Begleitung von klastischen, marinen Sedimentgesteinen ohne Beteiligung vulkanischer Gesteine zeigen kontinuierliche Verteilungen der S³⁴-Werte zwischen zwei Extremtypen: 1. Eine flache Verteilung im Bereich von S³⁴-Werten des Seewasser-Sulfats bis zu Werten, die etwa 25 niedriger liegen. 2. Eine eng begrenzte Verteilung um den S³⁴ (Sulfid)-Wert=S³⁴ (Seewasser-Sulfat) –50 und asymmetrischer Verteilungskurve mit stärkerer Besetzung bei den schwereren Werten. Das S³⁴ (Seewasser-Sulfat) wird von gleichaltrigen Evaporiten abgeleitet. Es besteht eine systematische Beziehung zwischen der Art der S³⁴-Verteilung und dem Milieu des Ablagerungsraumes. Typ 1 tritt im marinen Flachwasser oder in brackischer Umgebung auf. Typ 2 ist charakteristisch für tiefe euxinische Becken. Diese Verteilungen können erklärt werden mit Hilfe eines Modells mit bakterieller Reduktion von Meerwasser-Sulfat in Systemen, die von völlig abgeschlossenen Sulfat-Mengen (Typ 1) bis zu völlig offenen Systemen reichen, in die bei fortschreitender Reduktion frisches Sulfat zugeführt wird (Typ 2). Der Unterschied in den charakteristischen Verteilungen setzt voraus, daß die Stärke der kinetischen Sulfat-Sulfid-Isotopen-Wirkung auf die Reduktion in beiden Fällen verschieden ist. Dieser Unterschied wurde bereits wegen der Widersprüche zwischen den verschiedenen S³⁴-Werten heutiger mariner Sedimente und Laborexperimente vermutet. Der Unterschied in der Isotopen-Wirkung kann durch das Modell von Rees (1973) für kontinuierlich ablaufende Sulfat-Reduktion erklärt werden. Geringes Nahrungsangebot und ungestörte, gleichbleibende Bakterien-Populationen in offenen Systemen neigen zur Erzeugung stärkerer Fraktionierungen.

     

Esquisse paleogeographique et structurale des chaines alpines de la Mediterranee moyenne

Résumé L'ensemble italo-dinarique est défini tant sur le plan de la paléogéographie (avec distinction des paléogéographies successivement géosynclinale, tardigéosynclinale, postgéosynclinale), de la tectonique (avec distinction des structures mises en place à la fin des périodes successivement géosynclinale, tardigéosynclinale, postgéosynclinale), du métamorphisme et du magmatisme. Chaque chaîne constitutive de l'ensemble, Dinarides d'une part, Apennin d'autre part, témoigne d'une remarquable polarité marquée par un certain nombre de gradients décroissant de l'intérieur vers l'extérieur de la chaîne (gradients tectonique, orogénique, métamorphique, magmatique) et une certaine organisation paléogéographique, tels que l'ensemble ait une symétrie centripète.A chaque occasion, le versant Sud des Alpes orientales (Alpes calcaires méridionales) est replacé dans son contexte de sorte qu'il apparaît comme l'extrémité septentrionale de l'ensemble italo-dinarique, là où les zones isopiques de celui-ci se bouclent vers le Nord. Ce bouclage adriatique des zones isopiques italo-dinariques, s'ajoutant au charriage des Alpes orientales, conduit à la mise en évidence d'un mouvement longitudinal de l'ensemble italo-dinarique par rapport à l'arc alpin.

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The Italo-Dinarien Unit shows a typical paleogeographical, structural, metamorphic and igneous development. Both members display a centripetal symmetry; tectonics, metamorphism and magmatism gradually fade from inner portions towards their marginal zones.The Southern slope of Eastern Alps (Southern Kalkalpen) form an end of the unit there, where its isopic zones are bent to the North. This Adriatic curve of those zones merging into East-Alpine nappes seems to indicate a longitudinal movement of the Italo-Dinarian Unit in relation to the Alpine Arc.

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Zusammenfassung Die italo-dinarische Einheit ist durch Paläogeographie, Tektonik, Metamorphose und Magmatismus gekennzeichnet. Sowohl der Apennin als auch die Dinariden zeigen eine bemerkenswerte Polarität, die durch den abnehmenden Grad an Tektonik, Orogenese, Metamorphose und Magmatismus vom Inneren zum Äußeren der Ketten und durch eine zentripetale Symmetrie in der paläogeographischen Anlage gegeben ist.Der Südhang der Ostalpen (südliche Kalkalpen) wirkt stets dort als nördliches Ende der italo-dinarischen Einheit, wo ihre isopischen Zonen nach Norden umbiegen. Dieses adriatische Umbiegen der isopischen italo-dinarischen Zonen, die sich den Decken der Ostalpen anfügen, führt zur Augenscheinlichkeit einer Longitudinalverschiebung der italo-dinarischen Einheit im Vergleich mit dem Alpenbogen.

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Schwefel- und Sauerstoff-Isotopenanalysen von Sulfaten des Kupferschiefers

Zusammenfassung Zur Bestimmung der O¹⁸-Werte von Sulfaten wird BaSO₄ mit Kohlenstoff reduziert und das gewonnene CO₂ massenspektrometrisch gemessen. Das sehr einfache Reduktionsverfahren erlaubt eine Meßgenauigkeit von 0,4 relativ zur SMOW-Skala.Eine kombinierte Schwefel- und Sauerstoffisotopenanalyse von Gips bzw. Anhydrit sollte Einzelheiten über Entstehung und Herkunft dieser Sulfate erkennen lassen. Am Beispiel eines Kupferschieferprofiles wird gezeigt, daß durch eine derartige Analyse primäre Restsulfate von sekundär zu Sulfaten aufoxidierten Sulfiden unterschieden werden können. Die sekundären Sulfate sind durch relativ leichten Sauerstoff (O¹⁸=+4)gekennzeichnet und an S³⁴ verarmt (S³⁴–23), was auf den Zusammenhang mit den durch bakterielle Reduktion gebildeten Kupferschiefersulfiden schließen läßt (Einzelheiten vgl. Marowsky, 1969). Die primären Restsulfate sind dagegen an O¹⁸ und S³⁴ angereichert. Die von Lloyd (1968) gefundene Korrelation zwischen der Anreicherung von schwerem Schwefel und schwerem Sauerstoff in dem verbleibenden Sulfat bei bakterieller Sulfatreduktion konnte bestätigt werden.

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Sulfur and oxygen isotope studies of sulfates from the Permian Kupferschiefer

The oxygen isotopic composition of sulfates has been determined in CO₂ by mass spectrometry after reduction of BaSO₄ with carbon. The experimental procedure with a precision of 0.4 in the scale relative to SMOW is described in some detail. It is a problem to distinguish between primary and secondary gypsum or anhydrite in argillaceous sediments. A combined analysis of sulfur and oxygen of the sulfates mentioned is applied for getting evidence on the origin of these sulfates. Samples of a Permian Kupferschiefer profile show that primary residual sulfates from closed systems can be distinguished from secondary sulfates formed from oxidized sulfides. These secondary sulfates are characterized by relatively light oxygen (O¹⁸+4 relative to SMOW) and sulfur (S³⁴-23), which is due to their origin from sulfides of bacterially reduced sulfates. The primary residual sulfates are enriched in O¹⁸ and S³⁴. The correlation of heavy sulfur with heavy oxygen during bacterial reduction of sulfates (Lloyd, 1968) could be confirmed.

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Die massenspektrometrischen Messungen wurden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft durch die Einrichtung des Zentrallabors für Geochemie der Isotope an der Universität Göttingen ermöglicht. Herrn Prof. Dr. K. H. Wedepohl und den Mitarbeitern des Zentrallabors danke ich für wertvolle Ratschläge und Diskussionsbereitschaft.