Neubearbeitung des Quecksilberminerals Eglestonit: Kristallstruktur,chemische Zusammensetzung und Synthese

Zusammenfassung Die röntgenographische Neubestimmung der Kristallstruktur des kubischen Quecksilberminerals Eglestonit [a _o=16,036(3) Å, RaumgruppeIa3d-O _h ¹⁰ ,R=0,039 für 185 beobachtete Reflexe] führte auf den Zellinhalt Hg₉₆Cl₄₈O₃₂. Die Anordnung des Quecksilbers in Hg₂-Gruppen weist auf eine reine Hg(I)-Verbindung hin, was mit dieser Formel in Widerspruch steht. Aufgrund der H₂O-Bestimmung von synthetischem Eglestonit und in Übereinstimmung mit einem kurzen O–O-Abstand, welcher eine Wasserstoffbrücke anzeigt, muß man annehmen, daß die Elementarzelle zusätzlich 16 röntgenographisch nicht nachweisbare H-Atome enthält. Die chemische Formel lautet folglich [Hg₂]₃Cl₃O₂H. Eglestonit kann aus Kalomel durch Hydrothermalbehandlung in alkalischem Medium synthetisiert werden.

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Reexamination of the mercury mineral eglestonite: Crystal structure, chemical composition, and synthesis

Summary The reexamination of the crystal structure of the cubic mercury mineral eglestonite [a _o=16.036(3) Å, space groupIa3d-O _h ¹⁰ ,R=0.039 for 185 observed X-ray reflections] has led to a cell content of Hg₉₆Cl₄₈O₃₂. The arrangement of mercury in Hg₂-groups indicates a pure Hg(I) compound in contradiction to this formula. Based on the H₂O determination of synthetic eglestonite and in agreement with the observation of a short O–O distance as characteristic for a hydrogen bond, one must assume that the unit cell also contains 16 H-atoms which cannot be specifically located by X-ray methods. The chemical formula therefore reads [Hg₂]₃Cl₃O₂H. Eglestonite can be synthesized by hydrothermal treatment of calomel in alkaline media.

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Mit 3 Abbildungen     

Zwei Strandseifen in Mexiko,ihre Zusammensetzung und Herkunft

Zusammenfassung Zwei Strandseifen aus der Schwall- und Sog-Zone der atlantischen und pazifischen Küste Mexikos, nördlich von Veracruz und bei Manzanillo, wurden untersucht.Beide Vorkommen enthalten ähnliche Schwermineralphasen, lassen sich jedoch voneinander unterscheiden. In Manzanillo entstammen sie im wesentlichen den Tiefengesteinen des Granitoid-Gneisgürtels der Sierra Madre del Sur, während sie nördlich von Veracruz den tertiär-quartären Vulkaniten des Palma-Sola-Massivs zuzuordnen sind. Die Liefergebietsunterschiede sind deutlich hinsichtlich Korngrö\enverteilung und Zusammensetzung, speziell der opaken Schwerminerale, zu erkennen. Zusätzlich lä\t sich ein »Verwitterungseinflu\« in Form einer Maghemitisierung und Martitisierung feststellen. Er wird als »klimatischer Effekt« gedeutet, der die Umwandlung der detritischen (deuterisch und hydrothermal oxidierten) gerundeten Erzphasen saumartig von au\en nach innen in Maghemit und Hämatit zur Folge hat. Das angewandte Instrument der Analyse der opaken Schwerminerale erlaubt es sogar, über die Resultate der Analyse der transparenten Schwerminerale hinaus, I-Typ-Granitoide und basische — intermediäre Vulkanite als Herkunftsgesteine zu identifizieren.

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Two beach placers (swash-backswash zone) of the Atlantic and Pacific coast of Mexico north of Veracruz and Manzanillo have been investigated.Both occurrences contain similar heavy mineral phases, however they can be distinguished in detail.In Manzanillo the placer is derived from plutonic rocks (granitoid-gneiss complex) of the Sierra Madre del Sur, whereas the placer north of Veracruz originates from Tertiary to Quaternary igneous rocks of the »Massif de Palma Sola«.Grain size distribution and composition especially of opaque heavy mineral phases reveal their different regional and petrographic origin.The formation of maghemite and »martite« is a result of alteration processes and can be interpreted as »climatic effect«, altering the detritic and rounded phases of the system TiO₂-FeO-Fe₂O₃ by forming a rim of maghemite and hematite.This instrument analysing the opaque heavy minerals permits beyond the results of investigating the transparent heavy minerals to determine I-type-granites and basic — intermediate igneous rocks as original rocks.

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Resumen Dos placeres de playa en dos porciones litorales del costa Atlantico y Pacifico estuvieron investigados. Les se encuentran norte de Veracruz y en Manzanillo. Los dos placeres contienen minerales pesados semejantes en los dos lugares, sin embargo se puede constatar diferencias. Los minerales pesados a la playa de Manzanillo son de plutonitas ubicadas en el complejo de »granita y gneiss« del Sierra Madre del Sur, mientras que los minerales pesados norte de Veracruz descienden de rocas igneas Cenozoicas de la region de Palma Sola. La distribucion de los varios minerales pesados especialmente de los minerales pesados opaques y sus concentraciones en los diferentes fracciones indican las rocas de las cuales los minerales pesados dependen.Additionalmente un proceso de alteration resulta en la formacion de »maghemita« y »martita« interpretado como un »efecto climático« alterando los margenes de los titanomagnetitas y ilmenitas. El método de investigar los minerales pesados opaques additionalmente permita determinar »I-type-Granites« y rocas volcanicas basicas como rocas originales.

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, . , . , , - Sierra Madre del Sur, — - Palma-Sola. : , . , , . , . , , , 1- - , .

     

Schultenit,PbHAsO4, und PbHPO4: Synthesen und Kristallstrukturen nebst einer Diskussion zur Symmetrie

Zusammenfassung Schultenit, PbHAsO₄ [a=4,859(1) Å,b=6,756(1) Å,c=5,843(1) Å, =95,40(1)°] und PbHPO₄ [a=4,6838(3) Å,b=6,6451(2) Å,c=5,7817(3) Å, =97,138(4)°] sind isotyp und kristallisieren monoklin. Für beide Verbindungen war bei einer Temperatur vonT _c312 K der Übergang von RaumgruppeP _c nachP2/c bekannt. Der Strukturtyp von Schultenit ist durch das Vorliegen einer kurzen Wasserstoffbrückenbindung zwischen zwei in RaumgruppeP2/c über ein Symmetriezentrum ineinander überführbarer XO₄-Tetraeder charakterisiert. Die O–H...O-Bindungslänge beträgt in beiden Verbindungen übereinstimmend 2,46 Å. Mit Hilfe von Röntgen-Einkristallstrukturuntersuchungen konnte gezeigt werden, daß dieser Übergang vonPc nachP2/c offensichtlich nur auf einer Ordnung des H-Atoms beruht, während alle anderen Atome auch bei Zimmertemperatur innerhalb des Fehlers eine zentrosymmetrische Atomanordnung aufweisen.

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Schultenite, PbHAsO₄, and PbHOP₄: Syntheses and crystal structures with a discussion on their symmetry

Summary Schultenite PbHAsO₄ [a=4.859(1) Å,b=6.756(1) Å,c=5,843(1) Å, =95.40(1)°] and PbHPO₄ [a=4,6838(3) Å,b=6,6451(2) Å,c=5.7817(3) Å =97.138(4)°] are isotypic and crystallize monoclinic. For both compounds a transition from space groupPc toP2/c has been described atT _c312 K. The structure type of schultenite is characterized, by a short hydrogen bond between two XO₄ tetrahedra which are combined by a center of symmetry in space groupP2/c. The O–H...O bond length is for both these compounds 2.46 Å. Based on X-ray single crystal structure refinements it has been shown, that the transition fromPc toP2/c is obviously caused only by an ordering of the H atom; all the other atoms are also at room temperature centrosymmetrically arranged within limits of error.

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Hern Prof.Dr.K.Komarek zum 60.Geburtstag gewidmet

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Mit 1 Abbildung     

Palynomorphe und organisches Material aus den Raibler Schichten einer oberostalpinen Schuppe der Iberger Klippen (Kanton Schwyz, Schweiz)

A palynology and organic matter study has been carried out on samples of the Upper Triassic Raibl beds from an Upper Austroalpine thrust sheet, preserved in the area of the Iberg Klippen (Laucherenst?ckli). The palynological assemblages indicate an early Carnian (Julian) age. Comparison with well calibrated successions from the Southern Alps suggests a correlation with the Late Julian ammonoid zone Austrotrachyceras austriacum. The lithofacies of the studied sections suggests a substantial similarity to Raibl beds of the Upper Austroalpine of the Northern Calcareous Alps and those of the Silvretta- and the S-charl nappe of the Grisons. The minute Upper Austroalpine thrust sheet represents the westward extension of series with similar facies, which are still preserved in the Northern Calcareous Alps of Liechtenstein and western Austria (Vorarlberg). According to the Thermal Alteration Scale (TAS) of Batten (1996) the observed medium brown colors of the pollen grains correspond to a value of 4/5, which is equivalent to vitrinite reflectance (VR) values of 0.7–0.9 %R_o. In comparison with other sites in Liechtenstein, Vorarlberg and the Upper Austroalpine of Central Grisons (Silvretta and S-charl nappe) with measured VR values of > 2%R_o the organic matter of the studied samples shows only minor thermal alteration, indicating that the Upper Austroalpine thrust sheets of Iberg represent the highest part of the nappe stack in Central Switzerland, formerly covered by a comparatively thin overburden.      

Die Alpiden und die Kimmeriden: Die verdoppelte Geschichte der Tethys

Zusammenfassung Das Alpen-Himalaja-System besteht, zwischen den Karpaten und der pazifischen Küste Asiens, aus zwei voneinander unabhängigen, aber einander weitgehend überlagernden orogenen Komplexen. Der hier Kimmeriden genannte ältere Komplex ist durch die Destruktion der Paläo-Tethys, des ursprünglichen, sich nach Osten erweiternden Pangäagolfes zwischen Laurasien und dem Kimmerischen Kontinent in einem Intervall zwischen dem Unterkarbon und Unterkreide entstanden. In seiner Geschichte sind auch die kontinentalen Blöcke von Nord- und Südchina und Annamia sowie eine Anzahl von viel kleineren Fragmenten beteiligt gewesen. Der jüngere, hier als Alpiden bezeichnet, ist durch die Subduktion der Neo-Tethys und örtliche Kollision verschiedener Teile des zersplitterten Gondwana-Landes mit Eurasien zwischen dem Oberjura und der Gegenwart zustandegekommen. Wo die ursprüngliche Breite des Kimmerischen Zwischenkontinents klein war, besteht heute eine fast vollständige Überlagerung der Kimmeriden durch die Alpiden, wobei die Erkennung der ersteren sehr erschwert ist. In Regionen, wo bedeutende Kontinentalstücke zwischen den beiden Orogenkomplexen vorkommen, sind sie leicht voneinander unterscheidbar. Die Kimmeriden enthalten ein geflochtenes Narbennetz, entlang welchem Ozeanschließung zu verschiedenen Zeiten stattfand. Die kimmeridischen Kollisionen haben auch ein ausgedehntes kratonisches Deformationsfeld zwischen dem Dnjepr-Donetz-Becken südöstlich Europas und dem östlichen Sibirien ins Leben gerufen, das durch Horizontalverschiebungen, Zerrungs- und Pressungsbecken und »Inversionen« verschiedenen Stils gekennzeichnet ist. Einige dieser Strukturen waren posthum in bezug auf ältere und viele haben die Platznahme späterer Strukturen der Alpiden stark beeinflußt. Diese Sachlage hat den Anschein langlebiger bodenständiger Strukturen erzeugt, was in der Tat der Ausdruck verschiedener, voneinander ganz unabhängiger, aber gleichorientierter Verformungsfelder zu sein scheint und mit den Strukturen selbst nicht viel zu tun hat. Die Kimmeriden scheinen gewaltige »orogenic Collages« zu enthalten und viel komplizierter als die Alpiden zu sein. Diese orogenen Collages enthalten viele exotische Blöcke panthalassischer Herkunft und große Areale von Akkretionskomplexen auf ozeanischem Boden, wie derjenige des Songpan-Ganzi-Systems in China. Die Erkennung einer »verdoppelten« Geschichte der Tethys führt uns zu einem verbesserten Verständnis der Tektonik nicht nur des Tethysraumes, sondern ganz Eurasiens.

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The Alpme-Himalayan-System consists, between the Carpathians and the Asiatic shores of the Pacific, of two independent, but largely superimposed orogenic complexes. The older complex, here called theCimmerides, formed between the early Carboniferous and the early Cretaceous by the destruction of Palaeo-Tethys, the original, eastwards-widening gulf of Pangaea between Laurasia and the Cimmerian Continent. The continental blocks of North and South China and Annamia, as well as a number of much smaller fragments also participated in its history. The younger one, here designated theAlpides, formed between the late Jurassic and the present by subduction of Neo-Tethys and, locally, by the collision with Eurasia of various fragments of the dispersed Gondwana-Land. Where the original width of the Cimmerian Continent had been small, the superposition of the Cimmerides by the Alpides was nearly complete and the recognition now of the former is therefore very difficult. In regions, where the width of continental pieces lying between the two orogenic complexes is large, both can be distinguished easily. The Cimmerides contain a multi-strand suture network along which ocean closure occured at different times. Cimmeride collisions also generated a vast field of cratonic deformations between the Dnyepr-Donets basin in southeastern Europe and eastern Siberia that is characterised by strike-slip faults, both extensional and compressional basins, and various kinds of >inversion< structures. Some of these structures nucleated on older ones and many also localised the later Alpide structures. This has given the impression of the existence of >autochthonous<, long-lived structures, although every >reactivation< event was the result of entirely independent but similarly-orientated strain fields whose origins had little to do with the structures themselves. The Cimmerides seem to be a more complicated orogenic system than the Alpides, involving large >orogenic collages< probably containing numerous exotic blocks of Panthalassan origin and large areas of accretionary complexes on oceanic substratum, such as that of Songpan-Ganzi of China. The recognition of a >double< history of Tethys leads to a better understanding of the tectonics not only of the Tethyan area, but also of entire Eurasia.

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Résumé Le système Alpes-Himalaya se compose, entre les Car-pathes et la côte pacifique de l'Asie, de deux complexes orogéniques indépendants l'un de l'autre, mais largement superposés l'un à l'autre. Le plus ancien complexe, appelé ici lesCimmérides, s'estformé entre le Carbonifère inférieur et le Crétacé inférieur lors de la disparition de la Paléo-Téthys, c'est-à-dire du golf équatorial Permo-Triassique de la Pangée compris entre la Laurasie et le Continent Cimmérien. Dans ce développement sont également impliqués les blocs continentaux de la Chine septentrionale, de la Chine méridionale, de l'Annamia, ainsi qu'un certain nombre de fragments beaucoup plus petits. Par ailleurs, le complexe plus récent, appelé ici lesAlpides, s'est formé entre le Jurassique supérieur et la période actuelle par la subduction de la Néo-Téthys et des collisions locales de morceaux épars du continent de Gondwana avec l'Eurasie. Là où la largeur initiale du continent cimmérien était faible, on trouve aujourd'hui une superposition complète des deux complexes orogéniques, ce qui rend très difficile la mise en évidence du système le plus ancien. Au contraire, là où des blocs continentaux importants séparent les deux orogènes, leur distinction est facile. Les Cimmérides sont caractérisées par un réseau de sutures multiples, témoin des fermetures océaniques qui se sont produites à différentes époques. Les collisions cimmérides ont également donné lieu à un vaste champ de déformations cratoniques entre le bassin du Dnieper-Donetz (Europe du Sud-Est) et la Sibérie orientale. Ces déformations consistent en décrochements, en bassins d'extension ou de compression et en inversions de divers styles. Certaines de ces structures ont pris naissance de manière posthume sur des structures antérieures, et bon nombre d'entre elles ont à leur tour influencé la localisation des structures des Alpides. Cet état de choses a pu faire croire à l'existence de structures »autochtones« jouant pendant de longues durées; en fait leurs réactivations sont l'efet de champs de déformations successifs, indépendants. l'un de l'autre, mais d'orientation commune, et dont l'origine n'a pas grand chose à voir avec les structures elles-mêmes. Les Cimmérides semblent comporter de gigantesques »collages« orogéniques et, de ce fait, sont plus compliquées que les Alpides. Ces collages orogéniques contiennent beaucoup de blocs exotiques d'origine panthalassique et de grands domaines de complexes d'accrétion sur fond océanique, tel le système Songpan-Ganzi en Chine. La mise en évidence d'une double histoire de la Téthys conduit à une meilleure connaissance de la tectonique non seulement du domaine téthysien, mais aussi de toute l'Eurasie.

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Diese Arbeit ist meinem lieben und verehrten, vor drei Jahren nach fruchtbarster Arbeit durch den Tod entrissenen Freund Prof. Dr. J. Hennig Illies als ein Zeichen meiner Dankbarkeit gewidmet.     

Die muttekopfgosau (Lechtaler Alpen,Tirol/Österreich): Sedimentologie und Beckenentwicklung

In the Eastern Alps compression during orogeny in the Upper Cretaceous caused crustal thickening, isostatic uplift and gravitational adjustment of the unstable orogenic wedge. This process triggered extensional basin formation on the back of the orogen (Gosau Basins). The basin fill of the Muttekopf Gosau Basin is arranged in megacycles, the first one comprising alluvial fan sediments and “Inoceramus marls” of the Lower Gosau Complex (Faupl et al. 1987) of Santonian age. Three other cycles follow (Upper Gosau Complex, Campanian to Maastrichtian), consisting of turbiditic fining upward sequences, that are indicative for extensional tectonics during basin formation, as subsidence events prevent formation of autocyclic coarsening upward sequences and therefore prograding of the turbidite system. Deposition of the 1st and 2nd Megacycle occured below the CCD (Carbonate Compensation Depth). The carbonate rich 3rd Megacycle was deposited probably below the CCD after a period of palaeogeographic reorganisation (uplift?) in the source area.