Der Einfluß des Drucks auf die Zusammensetzung koexistierender Alkalifeldspäte und Plagioklase im System NaAlSi3O8-KAlSi3O8-CaAl2Si2O8-H2O

Pairs of alkali feldspars and plagioclases were synthesized at pressures of 1, 5, and 10 kbar and a temperature of 650° C, to study the composition of coexisting feldspars in relation to pressure. Data were obtained mainly from pairs of feldspars crystallized from dehydrated gels in the presence of an aqueous vapor phase. Data obtained were confirmed by exchange reactions in mixtures of synthetic alkali feldspars and plagioclases. The effects of temperature and pressure on the distribution of albite molecule in coexisting feldspars are opposed to each other. An increase in pressure of 10 kbar equals to a decrease in temperature of about 125–150° C, thus posing severe restrictions to the application of the feldspar geothermometer of Barth. Pairs of coexisting feldspars are discussed in terms of their temperature and pressure of formation.

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Dem Direktor des Mineralogisch-Petrographischen Instituts der Universität zu Köln, Herrn Prof. Dr. K. Jasmund, danke ich für sein förderndes Interesse an dieser Arbeit sowie die kritische Durchsicht des Manuskripts. Herrn Prof. Dr. M. Okrusch und Herrn Dr. V. Rudert sei ebenfalls für kritische Anmerkungen zum Manuskript gedankt.

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Die Untersuchung wurde mit Hilfe von Personal- und Sachmitteln durchgeführt, die Herrn Professor Dr. K. Jasmund von der Deutschen Forschungsgemeinschaft zur Verfügung gestellt worden waren.     

Stabilitätsbedingungen Grossular-führender Paragenesen im System CaO-Al2O3-SiO2-CO2-H2O

Ohne Zusammenfassung

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Stability conditions of grossularite-bearing parageneses in the system CaO-Al₂O₃-SiO₂-CO₂-H₂O

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Herrn Prof. Dr. H. G. F. Winkler danke ich vielmals für sein Interesse an dieser Arbeit, für anregende Diskussionen und die kritische Durchsicht des Manuskriptes. Auch den Herren Doz. Dr. P. Metz, Dr. K.-H. Nitsch und Doz. Dr. V. Trommsdorff danke ich herzlich für wertvolle Diskussionen und Hinweise. Herrn Dr. E-an Zen danke ich für einen Hinweis zur Phasentheorie und Herrn Prof. Dr. E. Schwarzmann für die Durchführung von IR-Aufnahmen. — Der Deutschen Forschungsgemeinschaft gilt mein Dank für die Arheitsmöglichkeiten an den Herrn Prof. Dr. Winkler zur Verfügung gestellten Apparaturen.     

Experimentelle Bildung von SiO2-Mineralien aus natürlichen Silikaten und silikatischen Gesteinen bei 180° C

Zusammenfassung Bei einer Temperatur von 180°C wurde die Umwandlung eines Trachyandesites sowie eines Serpentins in Quarz im alkalischen Milieu untersucht.Die Bildung der SiO₂-Mineralien erfolgte aus den silikatischen Gemengteilen dieser Gesteine, wie auch Versuche mit Alkalifeldspat, Plagioklas, Augit und Biotit zeigen.Unter dem Einfluß von verschiedenen KOH- und NaOH-Lösungen kam es zu einem Abbau der silikatischen Substanzen und zur Bildung von Cristobalit und dann erst von Quarz.Bei geringeren Alkalikonzentrationen bleibt der Cristobalit sehr lange erhalten; bei höheren Konzentrationen dagegen kommt es zu einer raschen Bildung von Quarz. Es zeigt sich dabei, daß die NaOH-Lösungen die Quarzbildung stärker beschleunigen als die KOH-Lösungen. Die experimentell zu SiO₂-Mineralien umgewandelten Trachyandesite konnten mit den natürlichen opalisierten Trachyandesiten verglichen werden.Auch aus Cristobalit und Alunit bestehende natürliche Zersetzungsprodukte des Trachyandesites konnten experimentell nachgebildet werden. Dies geschah durch die Einwirkung von alkalischen Lösungen und darauffolgend von Schwefelsäure auf den Trachyandesit.

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Experimental formation of SiO₂-minerals out of natural silicates and silicatic rocks at 180° C

The transformation of both trachyandesite and serpentine into quartz in alcalic surroundings at 180° C was investigated by experiments. The SiO₂-minerals were formed out of the silicatic components of the rocks (trachyandesite and serpentine), as was shown by experiments with potassium feldspar, oligoclase, augite and biotite. Under the influence of differing KOH and NaOH solutions the silicatic substances were dissolved, and cristobalite at first, and only afterwards quartz were formed. At low alcalic concentrations the cristobalite was preserved for a long time whereas higher alcalic concentrations led to a rapid formation of quartz. The NaOH-solutions speeded up the formation of quartz to a greater extent than KOH-solutions. The trachyandesite, experimentally transformed into SiO₂-minerals, could be compared with the naturally opalized trachyandesites. Products of natural alteration consisting of cristobalite and alunite could likewise be imitated in experiments, when the trachyandesite was transformed first by alcalic solutions and then by sulphuric acid.

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Herrn Professor Dr. H. Heritsch danke ich für sein dauerndes Interesse an dieser Arbeit, für Ratschläge und kritische Bemerkungen sowie dafür, daß die Experimente am Institut für Mineralogie und Petrographie der Universität Graz durchgeführt werden konnten. Herrn Professor Dr. C. W. Correns danke ich für wertvolle Hinweise und für die Möglichkeit, die experimentelle Technik in Göttingen anläßlich eines Studienaufenthaltes kennenzulernen. Ebenso gilt mein Dank Herrn Professor Dr. K. H. Wedepohl. Ferner danke ich Frl. Dr. A. Heydemann für anregende Diskussionen. Herrn Dr. F. Grasenick, dem Leiter des Forschungszentrums für Elektronenmikroskopie der Hochschulen in der Steiermark, verdanke ich die elektronenmikroskopischen Aufnahmen.     

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

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

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

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

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

Bestimmung sehr kleiner Verteilungskoeffizienten von Cs,Na und Ba zwischen Lösung und KCl-Einkristallen mit Hilfe radioaktiver Isotope

Distribution of Cs, Na, and Ba between great monocrystals of KCl and water solution was investigated. Impurity was either labelled by long-lived radioactive isotopes or was activated after growth of the crystals by neutrons in a nuclear reactor. No influence on partition coefficients was caused by using radioactive tracers, e.g. due to raised inclusion of mother liquor. Between impurity concentrations from 3·10^–4 to 10^–1 in the solution the partition coefficients were nearly constant and about 10^–3 for Na, about 10^–4 for Cs, and <5·10^–5 for Ba in KCl at temperatures of 40° C. If different impurity ions were built in simultaneously, the partition coefficients were independent of composition of solution. In case of Cs in KCl capture of Cs increased with increasing temperature.

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Meinem hoehverehrten Lehrer, Herrn Prof. Dr. W. von Engelhart, danke ieh für die freundliehe Überlassung des interessanten Themas. Für die stete Förderung und die zahlreichen fruehtbaren Diskussionen und Anregungen bin ich ihm und Herrn Dr. H. Puchelt zu großem Dank verpflichtet.Dem Bundesnlinisterium für wissensehaftliehe Forsehung danke ieh ffir die großzügige Unterstützung der Arbeit.Herrn Prof. Dr. W. Seelmann-Eggebert und Herrn Dr. V. Schneider vom Kernforsehungszentrum Karlsruhe und Herrn Dr. Bartel von der Kernforsehungsanlage Jülich danke ich für die Unterstützung bei der Neutronenaktivierung und Herrn Dr. J. Ottemann vom Mineralogischen Instigut der Universität Heidelberg für die Untersuchung mit der Elektronenmikrosonde.     

Die Reaktion Phlogopit + Calcit + Quarz = Tremolit + Kalifeldspat + H2O + C2O

Hydrothermal experiments with mixtures of synthetic minerals have shown the reversibility of the reaction 5 phlogopite + 6 calcite + 24 quartz = 3 tremolite + 5 K-feldspar + 2 H₂O + 6 CO₂. In an isobaric T – diagram the equilibrium curve reaches a maximum at = 0,75. The P, T-values for this maximum are: 2 kb-523°; 4 kb-585°; 6 kb-625°; P±5%, T±10° C. These results give a first approximation of the P, T conditions responsible for a similar mineral reaction which has been recorded from natural metamorphic assemblages.

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Herrn Prof. H. G. F. Winkler danke ich für anregende Diskussionen, desgleichen Herrn Dr. D. Puhan für wichtige Hinweise und Mitteilung seiner exp. Daten. Herrn Prof. V. Trommsdorff und Herrn P. H. Thompson bin ich für petrographische Angaben zu Dank verpflichtet. Der Aufbau der Hydrothermalanlage und die Finanzierung der laufenden Untersuchungen wurde aus den Mitteln des Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung ermöglicht. Für diese Unterstützung gilt daher mein besonderer Dank.     

Der Stabilitätsbereich des Pyrophyllits unter dem Einfluß von Säuren

Zusammenfassung Isochemische Experimente bei 2000 Bar Gesamtdruck wurden mit Gemischen aus natürlichem Kaolinit und Quarz bei verschiedenen Molenbrüchen verschiedener anorganischer Säuren durchgeführt. Die Reaktionen, welche zur Bildung und zum Abbau von Pyrophyllit führen, werden durch die Anwesenheit von Säuren im System bivariant, d.h. die Reaktionstemperatur ist nicht allein vom Druck, sondern auch von der Zusammensetzung der fluiden Phase abhängig. Durch starke Säuren (HCl, H₂SO₄) wird sowohl die obere als auch die untere Stabilitätstemperatur des Pyrophyllits stark erniedrigt; schwache Säuren (HF, H₃BO₃) haben keinen nachweisbaren Einfluß auf diese Temperaturen. Die Gründe für die Erniedrigung der Reaktionstemperaturen werden diskutiert; einige Beobachtungen über die Bildung von Zunyit und Topas werden mitgeteilt.

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Mixtures of kaolinite and quartz were subjected to isochemical hydrothermal experiments under 2000 bars fluid pressure and different mole fractions of various inorganic acids. The reactions — leading to the formation of pyrophyllite and its subsequent breakdown — become bivariant in presence of acids, so that not only the fluid pressure but also the composition of the fluid phase need be specified to define the equilibrium temperature uniquely. While strong acids (HCl and H₂SO₄) bring about a remarkable shift of the lower and upper stability limits of pyrophyllite towards lower temperatures, weaker acids like HF and H₃BO₃ do not have any significant influence on the same. Some observations bearing on the genesis of zunyite and topaz are presented and the reasons of the lowering of the equilibrium temperatures are discussed.

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Herrn Professor Dr. H. G. F. Winkler danke ich für sein förderndes Interesse an dieser Arbeit sowie für kritische Diskussionen und viele nützliche Ratschläge bei der Abfassung des Manuskripts. Ferner danke ich ihm für die Erlaubnis zur Benutzung der Apparaturen, die zum Teil mit Hilfe der Deutschen Forschungsgemeinschaft aufgebaut wurden.Den Kollegen vom Mineralogisch-Petrologischen Institut bin ich für wertvolle Kritik zu Dank verpflichtet, ebenso Herrn Feinmechanikermeister Baumbach für die Betreuung der Apparaturen.     

Untersuchungen über die Bildung von Analcim aus natürlichen Silikaten

Zusammenfassung Im Temperaturbereich zwischen 100–180° C wurde experimentell die Umwandlung einiger natürlicher Silikate und silikatischer Gesteine in Analcim untersucht. Der Analcim bildete sich im alkalischen Milieu nach Abbau der einzelnen Ausgangssubstanzen direkt und ohne das Auftreten irgendeiner Zwischenphase. Die Entstehung des Analcims zeigte sich dabei abhängig von der Art und der Konzentration der einwirkenden Lösungen, von der Temperatur und von den Ausgangssubstanzen. Bei geringeren Konzentrationen der Lösungen war die Reaktion bedeutend langsamer als bei größeren. Der Analcim bildete sich nur in einem bestimmten Konzentrationsbereich der alkalischen Lösungen, wobei dieser für die einzelnen Substanzen unterschiedlich war. In Abhängigkeit von der Ausgangssubstanz entstanden bei geringeren Alkalikonzentrationen an Stelle des Analcims Zeolithe und bei größeren Alkallkonzentrationen SiO₂-Mineralien.

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Investigations on the formation of analcite from natural silicates

The transformation of some natural silicates and silicatic rocks into analcite was experimentally investigated over a temperature range of 100° C to 180° C. Analcite was directly formed in alkaline surroundings after reduction of the various starting substances without any intermediate phases. The formation of analcite depended on the kind and concentration of the reacting solutions, on the temperature and on the starting substance. At lower concentrations of the solutions the reaction was considerably slower than at higher ones. Analcite was formed only within a certain concentration range of the alkaline solutions, this range being different for the different substances. Depending on the starting substance, zeolites were formed at lower alkali concentrations. At higher alkali concentrations SiO₂ minerals were formed.

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Herrn Prof. Dr. H. Heritsch danke ich für sein dauerndes Interesse an dieser Arbeit, für Ratschläge und kritische Bemerkungen sowie für die Zurverfügungstellung der Mittel des Institutes für Mineralogie und Petrographie der Universität Graz.

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Herrn Prof. Dr. C. W. Correns möchte ich auch an dieser Stelle für die Möglichkeit, die experimentelle Technik in Göttingen kennenzulernen, meinen Dank sagen.     

Elementverteilung im Liegenden des Kupferschiefers

The leached zone below the Kupferschiefer was investigated in two drillholes (drillhole Drevenack: Zechsteinconglomerate, drillhole Rannungen: grey sandstone) using sedimentpetrographical and geochemical methods. Samples were taken from the uppermost red coloured Rotliegend up to directly below the Kupferschiefer. No big differences concerning the mineral composition and the distribution of elements between the red coloured and the leached rocks have been found. The border between the two is no boundary for the changes which took place during diagenesis.The trace element concentrations in both profiles are higher than the average values. The higher concentrations of elements in the whole leached zone must be interpreted as due to mobilisation from the underground. Besides, there is a clear zone of additional enrichment just below the Kupferschiefer which is a result of impregnation from it.The elements were set free during recrystallisation of haematite. Cu, Ni and Pb are present possibily as sulfides whereas Mn and Zn are in the carbonates.

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Herrn Prof. Dr. Dr. h.c. C. W. Correns und Herrn Prof. Dr. K. H. Wedepohl danke ich für zahlreiche Diskussionen und Anregungen. Herrn Prof. Dr. H. Harder danke ich für die Arbeitsmöglichkeit im Sedimentpetrographischen Institut.

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Der Gewerkschaft Brigitta danke ich für die Überlassung der Bohrproben Rannungen, der Hamborner Bergbau AG für die Proben der Bohrung Drevenack.

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Der Deutschen Forschungsgemeinschaft bin ich für finanzielle Unterstützung zu Dank verpflichtet.     

Zur Petrographie des Rotliegend- Eruptivs der Bohrung Weyhausen Z 1

Zusammenfassung Eine Tiefbohrung der Gewerkschaft Elwerath im norddeutschen Flachland erbrachte einen Neuaufschluß von Rotliegend-Eruptivgestein, welches petrographisch beschrieben wird. Zum überwiegenden Teil handelt es sich um Porphyrite alkalisyenitischen Charakters, in die ein saurer Porphyr geringer Mächtigkeit eingeschaltet ist. Die Einsprenglingsfeldspäte sind nach Untersuchung mit dem U-Tisch Albite mit An < 10, für die femischen Minerale ist Chlorit kennzeichnend. Unter den Akzessorien ist Anatas relativ häufig. Schließlich wurden auch Pseudomorphosen von Muskowit-Illit nach Feldspat gefunden und näher untersucht.Von Herrn Dr.Philipp erscheint demnächst eine Veröffentlichung über Buntsandstein und Zechstein dieses Bereichs.Der Gewerkschaft Elwerath danke ich für die Erlaubnis zur Veröffentlidung, ganz besonders ihrem Chefgeologen, Herrn Direktor Dr.Roll, für die großzügige Förderung der Arbeit, ferner Herrn Dr.Füchtbauer, für zahlreiche Hinweise.     

Laborversuche zum Abbau von Biotit

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

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Laboratory experiments on weathering phenomena in biotite

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

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

Sedimentpetrographische Untersuchungen des Flammenmergels

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wurden tonig-kalkig-kieselige Proben des Flammenmergels aus einem Profil von Wrisbergholzen sowie Einzelproben von der Hohen Schanze und von Othfresen-Liebenburg hauptsächlich optisch und röntgenographisch untersucht.Als wesentliche Komponenten treten auf: verschiedene Modifikationen der Kieselsäure (Quarz, Chalcedon, Opal), Calcit, Muskovit, Montmorillonit und Glaukonit. Es wurde festgestellt, daß der Flammenmergel sehr verschieden ausgebildet sein kann: neben Kalkbänken gibt es mehr kieselige Partien, daneben auch lockere tonig-mergelige Schichten.Es wurde versucht, das Vorhandensein von Opal, Chalcedon und neugebildetem Quarz zu erklären. Dabei wurde angenommen, daß die im Flammenmergel häufig vorkommenden Kieselorganismen unter hohem pH-Wert aufgelöst und die dadurch gelöste Kieselsäure bei niedrigem pH-Wert wieder ausgeflockt wurde. Nach seiner Zusammensetzung ist der Flammenmergel ein chemisch-biogenes Sediment mit klastischem Anteil (maximal 30%).

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Argillaceous-calcareous-siliceous samples of the flammenmergel from a section at Wrisbergholzen and some samples from Hohe Schanze and Othfresen-Liebenburg were investigated mainly with optical and X-ray methods.The essential components are: different modifications of SiO₂ (quartz, chalcedony, and opal), muscovite, montmorillonite, and glauconite.It can be seen that the flammenmergel occurs in different forms: limestone beds change to more siliceous parts or loose, argillaceous-marly beds.An explanation for the occurence of opal, chalcedony, and newly formed quartz is given. It was assumed that siliceous organisms, abundant in the flammenmergel, were dissolved under a high pH-value and that the so-formed SiO₂-solution coagulated under a low pH-value.According to its composition, the flammenmergel is a chemical-biogenetic sediment containing clastic components up to 30%.

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Diese Arbeit wurde hauptsächlich im Rahmen des Studiums als Vorarbeit im Jahr 1962/63 ausgeführt. Herrn Prof. Dr. Dr. h. c. C. W. Correns möchte ich für die Überlassung des Themas und sein förderndes Interesse sehr danken. Für sehr anregende Diskussionen danke ich Frau Dr. P. Schneiderhöhn und Herrn Prof. Dr. O. Braitsch. Für freundliche Unterstützung bei der Probenbeschaffung und einige Hinweise möchte ich Herrn Dr. F. Schmid vom Niedersächsischen Landesamt für Bodenforschung und Herrn Dr. H. Kolbe vom Erzbergbau Salzgitter danken. Fräulein Uebach sei für die Ausführung der chemischen Vollanalysen gedankt.     

“Short Distance”-Variabilität der Na-Gehalte niedrigmetamorpher mit Albit berührungsparagenetisch koexistierender Hellglimmer

White micas coexisting with albite, quartz, chlorite, and clinozoisite in low-grade schists of the Beaume Valley (Massif Central, France) have been analyzed by standard microprobe techniques. As the micas of an albite-rich thin section show significantly higher Na-contents than those of an albite-poor one of the same rock sample, the application of the muscovite-albite-geothermometer results in inconsistent temperature values. Thus the analyses may indicate that the distribution of sodium between coexisting white micas and albite not only depends on temperature and pressure but also on the chemical potentials of the alkalies in the metamorphic fluid phase.

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Gearbeitet wurde an der ARL-EMX-Mikrosonde des Geochemischen Instituts der Universität Göttingen. Sehr herzlich danke ich Herrn Prof. Dr. Wedepohl für die Arbeitserlaubnis, den Herren Dr. Gramse und Dr. Schneider für die Einarbeitung und Überlassung des Korrektionsprogrammes EMPADR IV.     

Zur Frage der Entstehung der Kieselgallenschiefer

Zusammenfassung Aus zwei Aufschlüssen wurden Proben von Galle und Schiefer hauptsächlich röntgenographisch, mikroskopisch und chemisch untersucht. Es zeigte sich, daß in Galle und Schiefer die gleichen Minerale vorkommen, nämlich Quarz, Plagioklas, Kalifeldspat, Muskowit, Chlorit, Kaolinit und Goethit. Nur in einigen Gallen tritt auch Pyrit auf. Die Unterschiede zwischen Galle und Schiefer liegen hauptsächlich im höheren Kieselsäuregehalt der Gallen und in ihrem höheren P- und Fe- Gehalt. Diese Befunde sowie schlechte Ausbildungsformen und ein schlechter Kristallisationsgrad der Quarze machen es sehr wahrscheinlich, daß die Gallen mit einem gehäuften Auftreten von Kieselfossilien, wie etwa Schwämmen, zu erklären sind. Im Verlauf der Diagenese hat eine zusätzliche Konkretionsbildung eingesetzt. Im Schiefer wird Neubildung von Muskowit und Kaolinit auf Kosten von Plagioklas beobachtet. Außerdem wird im Schiefer eine stärkere Zunahme des K-Gehaltes von Muskowit als in der Galle festgestellt.

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The question of the origin of the siliceous nodules in shales

The pyrite content and a high P-content of the siliceous nodules in comparison to those of the shale point to an organic origin of the former. On the basis of the anhedral habit and a low grade of crystallisation of the quartz crystals, the occurence of siliceous nodules can probably be explained as an accumulation of siliceous fossils such as the sponges. It is likely that there was an additional formation of concretions during the diagenesis. Muscovite and kaolinite in the shale have been formed in situ on the cost of plagioclase. Besides, the K-content of the muscovite/illite in the shale shows a considerable increase in comparison to that of the nodules.

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Meinem verehrten Lehrer, Herrn Prof. Dr. C. W. Correns, danke ich für die Überlassung des Themas und für zahlreiche, sehr fördernde Diskussionen. Herrn Dr. W. Flehmig danke ich für seine Hilfe bei den infrarotspektroskopischen Aufnahmen. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft bin ich für finanzielle Unterstützung sehr zu Dank verpflichtet.     

Untersuchungen mit der Elektronenstrahlmikrosonde an natürlichen Skutteruditen

Quantitative electronprobe microanalyses of natural skutterudites from various localities have shown that the formula (Co, Fe, Ni), (As, S)₃ is valid for this mineral.The area of solid solution in the ternary diagram of the natural Co-Fe-Ni-skutterudites is nearly congruent with the area determined for synthetic skutterudites by Roseboom (1962). However, the range of solid solution may be enlarged in the diagram to the Ni-corner.Furthermore, the metal/arsenic ratio was found to conform to 13.00. Arsenic can be replaced by sulfur up to 4.5 weight-%. In addition, published analysis of skutterudites are discussed.

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Teil einer von der Fakultät für Bergbau und Hüttenwesen der TH Aachen angenommenen Dissertationsschrift.

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Danksagung. Der Verf. möchte Frau Prof. D. Schachner herzlich danken für die Förderung dieser Arbeit, die im Rahmen einer Dissertation entstand, ferner für die Erlaubnis, Sammlungsmaterial des Institutes zu benutzen. Herrn Priv.-Doz. Dr. G. Springer gilt mein Dank für die Einführung in die Mikrosondentechnik. Herrn Priv.-Doz. Dr. D. D. Klemm am Institut für allgemeine und angewandte Geologie und Mineralogie der Universität München bin ich für die freundliche Überlassung einiger Anschliffe dankbar. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft bin ich zu Dank verpflichtet für die Erlaubnis, die von ihr zur Verfügung gestellte Elektronenstrahl-Mikrosonde benutzen zu dürfen.     

Krokodile als Klimazeugen

Zusammenfassung Aus den wenigen bekannten Daten über Lebensweise und Verbreitung rezenter Krokodile wird versucht, Mindesttemperaturen für das Biotop fossiler Krokodile zu ermitteln. Die gefundenen Werte (+10 C und mehr für die Durchschnittstemperatur des kältesten Monats) sind im Vergleich mit bekannten PaläoTemperaturen durchaus wahrscheinlich.

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Summary Recent crocodiles are distributed up to the 10 or 15 C isothermal line of January/ N. Hemisphere or July/S. Hemisphere, see fig. 1. The analysis of the distribution of tertiary crocodiles in Europe indicates that probably recent and fossil crocodiles are restricted in their geographical range by the same temperature limits.

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Résumé Une analyse de la distribution des crocodiles tertiaires en Europe montre que probablement cettes formes fossiles de mÊme que les récents vivaient en régions oÚ les temperatures étaient au mois le plus froid au-dessus de 10 ou 15 degrés (v. Fig. 1).

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Erweiterte Fassung eines auf Anregung von Herrn Prof. Dr. H.Tobien auf der Jahrestagung der Geol. Ver. in Köln 1964 gehaltenen Vortrags.

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Zu danken habe ich Herrn Prof.Brinkmann, Bonn, und Herrn Prof. v.Gaertner, Hannover, für Diskussionshinweise (bezüglich des Biotops von Krokodilen und lokaler Temperaturverhältnisse), die in obigen Ausführungen berücksichtigt wurden; ferner danke ich Herrn Dipl.-Biol.Hemmer, Mainz, für kollegiale Beratung in zoologischen Fragen.     

Der Stabilitätsbereich des Pyrophyllits unter dem Einfluß von Säuren

Zusammenfassung Die in Teil I dargestellten Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen über den Einfluß von Säuren auf den Stabilitätsbereich von Pyrophyllit werden in Teil II auf natürliche Paragenesen angewandt. In offenen Systemen ist im allgemeinen mit Assoziationen von zwei festen Phasen (z.B. Quarz + 1 Al-Silikat) zu rechnen, während in geschlossenen Systemen meistens Assoziationen von drei festen Phasen vorliegen werden (z.B. Quarz + 2 Al-Silikate). Mit wesentlich erhöhten Säurekonzentrationen in der fluiden Phase und starker Erniedrigung der Bildungstemperaturen von Pyrophyllit und Andalusit kann nur bei der Kontaktmetamorphose gerechnet werden, insbesondere dann, wenn gleichzeitig eine hydrothermale Tätigkeit stattfand. Bei der Regionalmetamorphose herrschten im allgemeinen wesentlich geringere Aciditäten; daher werden die Bildungstemperaturen von Pyrophyllit und Andalusit weniger stark herabgesetzt. Besondere Bedeutung haben die experimentellen Ergebnisse für die Genese von Pyrophyllit- und Andalusitlagerstätten; aus der Vielzahl der in der Literatur beschriebenen Vorkommen wurden drei ausgewählt und deren Genese mit Hilfe der Ergebnisse der Experimente diskutiert.

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The results of the experimental investigations of the influence of acids on the stability field of pyrophyllite, put forth in the first part of this paper, have been applied here on natural mineral assemblages. In general, assemblages with two solid phases (e.g. quartz and an aluminium silicate) are expected to occur in open systems, whereas in closed systems, usually three solid phases (quartz and two aluminium silicates) would be present. High acidity of the fluid phase, leading to a strong depression of the lower stability limits of pyrophyllite and andalusite, is liable to be encountered in contact metamorphism, especially when a notable hydrothermal activity was taking place simultaneously. In contradiction to that, the regional metamorphism is commonly characterized by an essentially lower acidity of the fluid phase, so that the temperatures of origin of pyrophyllite and andalusite were but slightly depressed. The results of the present experimental investigations are highly important in discussing the genesis of pyrophyllite and andalusite deposits. This has been demonstrated by applying them to three such cases chosen from the literature.

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Herrn Professor Dr. H. G. F. Winkler danke ich für sein Interesse and dieser Arbeit, für wertvolle Kritik und nützliche Ratschläge sowie für die Erlaubnis, die Experimente in Apparaturen durchzuführen, die ihm von der Deutschen Forschungsgemeinschaft zur Verfügung gestellt wurden.

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I. Mitteilung: Diese Zeitschrift 13, 31–50 (1966).     

Sedimentpetrographische und geochemische Untersuchungen an Karbonatgesteinen des Zechsteins

Introduction and methods applied: some new DTA-methods (quantitative determination of gypsum, determination of grain-size of carbonates, analysis of small amounts of iron in the dolomite lattice and of magnesium in calcite) and improved DTA-data on some minerals (clay minerals, Fe- and Al-hydroxides, pyrite, quartz, fluorite), occuring in the residue of carbonate rocks and not admitting solution by acids, are given.

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Meinem verehrten Lehrer, Herrn Prof. Dr. Dr. h. c. C. W. Correns, danke ich sehr für die Überlassung des Themas. Für viele Hinweise und Diskussionen bin ich weiterhin Frau Dr. P. Schneiderhöhn, Herrn Prof. Dr. K. H. Wedepohl und Herrn Dr. H. E. Usdowski zu Dank verpflichtet.     

Faseriger Hedyphan von Långban (Schweden): eine orientierte Verwachsung mit Antigorit

Zusammenfassung Wahrscheinlich eine wiederholte Aufeinanderfolge von Hedyphan- und Antigoritwachstum führte zu einer orientierten Verwachsung, mit b des Antigorits //c des Hedyphans und (001) des Antigorits // (100) des Hedyphans. Diese Verwachsung verursacht eine sehr gute Teilbarkeit des Hedyphans parallel zu den Flächen (10¯10), (01¯10) und (¯1100). Die einzelnen Hedyphanfasern zeigen z. T. Partien, welche nach den Mikrosonden-Untersuchungen aus fast reinem Calcium und Barium-Karbonat bestehen.

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Hedyphane (Pb, Ca)₅(AsO₄)₃Cl without distinct cleavage is known from Långban and Pajsberg, Sweden and Franklin, U.S.A. On samples of such a hedyphane from Långban, fibrous hedyphane with a very good cleavage //c-axis was found and studied by optical, x-ray and electron microprobe methods. It is shown that this cleavage is a result of an oriented intergrowth with antigorite stretched //b-axis on (10¯10), (01¯10) and (¯1100) of the hedyphane. The b-axis of this antigorite is // to the c-axis of the hedyphane and (001) of antigorite is // (100) of hedyphane. Some of the fibres of the hedyphane contain parts of almost pure Caor Ba-carbonate.

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Herrn Prof. Dr. H. Wondratschek danke ich für die Überlassung des Themas und anregende Diskussionen, der Deutschen Forschungsgemeinschaft für Unterstützung durch Geräte und dem Institut für Chemische Technik der TH Karlsruhe und Herrn Dr. F. Dörr, Fa. Schott und Gen., Mainz für die Anfertigung der Elektronenmikrosondenanalysen.     

Der Schwefelgehalt in Knochen und Zähnen rezenter und fossiler Organismen

The sulfur content of teeth and bones has been determined by a microprobe. Recent samples only contain about 0.05 weight percent of sulfur, independent of a marine or terrestrial origin of the organisms. The total sulfur of these samples is partly related to the organic matter and partly to SO ₄ ^2– -ions replacing PO ₄ ^3– -ions in the crystalline matter of the skeletons. In the living organisms this matter consists of octacalciumphosphatecarbonate (OCPC) (Hayek, 1967), which is transformed only to a small degree into apatite. During diagenesis the process of apatite-crystallisation proceeds, and more sulfate enters the lattice of the phosphate, which leads to an enrichment of sulfur up to about one percent by weight. There is no relation observed between the concentration of sulfur and the age of the organisms. Influences of the environment of diagenesis on different minor compounds entering the phosphates of bones and teeth in different state of composition have been evaluated. As a result the possibility of dating fossils by minor element analysis (F, Mn, SO ₄ ^2– etc.) must be questioned. Differences between freshwater and marine invironment of deposition cannot be observed in the total sulfur of diagenetic phosphates.

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Ich danke Herrn Prof. Dr. K. H. Wedepohl für sein Interesse an der Durchführung dieser Arbeit und für seine aktive Unterstützung. Für die Überlassung von Proben danke ich ganz besonders Herrn Prof. Dr. O. H. Walliser, Herrn Dr. Frank Westphal, Mrs. L. S. StevenSon, Herrn Prof. Dr. H. W. Flügel, Herrn Prof. Dr. W. G. Kühne und Herrn Prof. Dr. K. Krömmelbein; für klärende Diskussionen Herrn Prof. Dr. O. H. Walliser, Herrn Prof. Dr. Dr. h. c. C. W. Correns, Herrn Prof. Dr. K. H. Wedepohl, Herrn Priv.-Doz. Dr. med. Kämmerer und Herrn Priv.-Doz. Dr. M. LieflÄnder; für die Übermittlung von Literatur und Hinweisen Herrn Priv.-Doz. Dr. H. Newesely; und für ihre Unterstützung und Diskussionsbereitschaft allen Mitarbeitern des Geochemischen Institutes der Universität Göttingen.