Zur Petrographie,Petrochemie und Spurenelement-Verteilung einiger Gesteinsgänge im nördlichen Oberharz

Zusammenfassung Die im Spätstadium der varistischen Orogenese gebildeten lamprophyrischen Gesteinsgänge aus dem unmittelbaren Bereich eines Oberharzer Blei-Zinkerzgangs (Raum Lautenthal, NW-Harz) werden petrographisch, petrochemisch und geochemisch charakterisiert. Die petrochemische und geochemische Beziehung der Gesteinsgänge zu den initialen Spilit-Diabasen des Mittel-Devons und Kulms sowie zu den spätorogenen Gesteinen des Harzburger Gabbro-Massivs wird ebenso diskutiert wie die Beziehung Gesteinsgang/Erzgang.

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Summary The more or less lamprophyric dikes formed in the late stage of variscan orogeny in the immediate neighborhood of an Oberharz lead-zinc vein are petrographically, petrochemically und geochemically characterized. The petrochemical and geochemical relationship between dikes and initial spilitic diabases of middle Devonian and Culm age as well as between dikes and late orogenic rocks of Harzburg Gabbro Massif are discussed also the relation of dike to vein. The lamprophyres have developed from a volatile rich basaltic melt (postmagmatic deuteric effects) which is contaiminated in varying degree by assimilation of clastic sedimentary rock (spilitic albite diabase—spilitic kersantite).

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Mit 16 Textabbildungen     

Rubidium-Strontium-Altersbestimmungen an Biotit-Muskowit-Granitgneisen (Typus Augen- und Flasergneise) aus dem nördlichen Großvenedigerbereich (Hohe Tauern)

Zusammenfassung An vier Proben aus dem Augen- und Flasergneiskomplex in Großvenedigergebiet (Hohe Tauern) wurden Rb–Sr-Altersbestimmungen durchgeführt. Die Biotit-Alterswerte lagen bei zirka 20 M. J. Sie sind der alpidischen Tauernkristallisation zuzuordnen. Eine Gesamtgesteinsisochrone von drei typischen Augen- und Flasergranitgneisen ergab 246 M. J. und wird als Bildungsalter eines magmatischen Granitkörpers interpretiert. Es muß daher zur Perm-Zeit in den westlichen Hohen Tauern ein ausgedehnter Granitmagmatismus angenommen werden. Auf die Schwierigkeiten, dieses Ereignis in das derzeitige geologische-Entstehungsbild einzuordnen, wurde hingewiesen.

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Rubidium-strontium age determinations on biotite-muscovite-gneisses (Augen-and Flaser-gneisses) from the Northern Grossvenediger region (Tauern, Austrian Alps)

Summary Rb–Sr ages were determined for 4 samples from the Augen- and Flaser-gneiss complex of the Grossvenediger region, Hohe Tauern, Austria. The biotite ages of 20 m. y. may be attributed to the Tauern-crystallization of Alpidic age. A total rock isochrone of 246 m. y. based on 3 typical Augen- and Flaser-granite gneisses is interpreted as the age of a granite body. Thus extensive granite magmatism is assumed to have prevailed in the western part of the Hohe Tauern during the Permian. There are, however, difficulties in correlating this event with the present picture of the geologic evolution in this region.

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Mit 2 Abbildungen     

Bemerkungen zu A.Tollmann's tektonischer Synthese der Ostalpen

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

Primary ‘cut-and-fill’ channels and gravitational diagenetic features

Ore beds with fluorite and sphalerite occur in the Cave-In-Rock fluorite district, Illinois in the upper part of the Mississippian System; in the upper parts of the Fredonia and Joppa Members of the Ste. Genevieve Formation and in the upper part of the Downeys Bluff Formation. Sedimentary structures within the upper two horizons are described and discussed. Primary cut-and-fill channels usually contain broken pieces of dolomite, limestone, shale, sandstone, fluorite and sphalerite. Some of the channels show geopetal features. Horizontal stylolitic seams bend downward and their thicknesses increase while their amplitudes decrease near and along the channel slopes. Another geopetal feature consists of clastic shale fragments which have mechanically filled from above into an open crack formed in the hydroplastic carbonate mud below. A number of features known as collapsed structures prove to be cut-and-fill structures of primary origin. During the compaction, carbonate beds were reduced in thickness by at least 37% through styloitization. The relationships between primary sedimentary channels and fluorite-sphalerite ore rocks suggest that the latter may have been deposited during or after the formation of such sedimentary structures, i. e., during various stages of diagenesis.

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Zusammenfassung Die Fluorit-Zinkblende-Vorkommen des Cave-In-Rock Distrikts von Illinois treten stratigraphisch in den oberen Partien des Mississippian System, speziell in der Fredonia und Joppa Serie der Ste. Genevieve Formation und in der Downeys Bluff Formation auf. Einige sedimentäre Strukturen in diesen beiden oberen Horizonten werden beschrieben und diskutiert. Primäre cut-and-fill channels enthalten im allgemeinen Bruchstücke von Dolomit, Kalk- und Sandstein, Schieferton, Fluorit und Zinkblende. Einige channels zeigen geopetale Gefüge, d. h. horizontale stylolithische Lagen sind mit zunehmender Mächtigkeit und abnehmender Amplitude der Fältelung in der Nähe oder entlang der Flanken der channel Strukturen nach unten durchgebogen. Ein weiteres geopetales Gefüge besteht aus Schieferton-Fragmenten, die mechanisch in eine offene Spalte des darunterliegenden hydroplastischen Karbonatschlammes eingesunken sind. Eine Anzahl von Gefügen, bekannt als collapsed structures scheinen cut-and-fill und slump Strukturen von primär subaquatischer Herkunft zu sein. Während der Diagenese wurden Karbonatbänke durch Stylolithbildung um mindestens 37% der ursprünglichen Mächtigkeit reduziert. Die Beziehungen zwischen den primären sedimentären channels und dem Fluorit-Zinkblende-Erz deuten darauf hin, daß das letztere während oder nach der Bildung der sedimentären Strukturen abgelagert wurde, d. h., während verschiedener Perioden der Diagenese.

     

Untersuchungen am Grauen Salzton der Grube „Königshall-Hindenburg”, Reyershausen bei Göttingen

Zusammenfassung Es wurden 15 stratigraphiseh aufeinanderfolgende Proben des Grauen Salztons aus dem Kalisalzbergwerk Königshall-Hindenburg, Reyershausen bei Göttingen, auf ihren Mineralbestand untersueht und ihre chemische Zusammensetzung ermittelt. Die Hauptkomponenten des loslichen Anteils (Salz) sind Anhydrit, Steinsalz und Dolomit, während sick der unlösliche Anteil zum größten Teil aus Illit, Chlorit und Quarz zusammensetzt. Die Korngrößenfraktionen < 6,32 des unlöslichen Anteils bestehen fast aussehlioßlich aus Rlit und Chlorit. Die röntgenographische und mikroskopische Untersuchung ergab eine kontinuierliche Zunahme des Illitgehaltes vom Liegenden zum Hangenden des Profils und eine Abnahme des Chloritgehaltes. Im Zusammenhang mit der Röntgenanalyse konnte der Chemismus dieser beiden Tonminerale bestimmt werden. Es zeigte sich, daß der Chlorit seine Zusammensetzung innerhalb des Profils ändert. Sie entspricht der des Sheridanits (Liegendes), des Klinochlors und des Pennins (Hangendes). Für den Hit muß detritische Herkunft angenommen werden, während der Chlorit sich wahrscheinlich aus der Lösung gebildet hat und damit eine diagenetische Neubildung ist.     

Great circles — The leading lines for jointing and mineralization in the upper earth's crust

The state of our knowledge today of the problems of jointing is very unsatisfactory. No clear explanation exists for the origin of joints. Observations available indicate, however, the importance of these phenomena for the morphology and for the distribution of mineralization in the earth's crust. The dependence of the surface features on jointing and on mineralization is indicated and examples of a close relationship of the great circles with jointing, morphology and the distribution of deposits of nickel, platinum, tin and diamonds are described. The paper deals essentially with Africa.

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Zusammenfassung Unser Wissen über die Entstehung der Klüftung ist unbefriedigend. Dabei erscheint dieses Problem wichtig genug, um sich eingehender damit zu befassen. Es werden einige Fälle der Spezialklüftung erörtert und auf die Bedeutung der großräumigen rhegmatischen Klüftung hingewiesen. Die charakteristischen Eigenschaften der letzteren werden ausführlich beschrieben. In einem Versuch, die GedankenSpurrs über eine lineare Anlage der Erzlagerstätten zu erweitern, wird auf die große Ähnlichkeit im Verhalten hingewiesen, die zwischen der Klüftung und den Erzlinien besteht.Die auf einem Großkreis liegende Linie der Nickel- und Platinlagerstätten der Alten Welt, die sich von Südafrika bis nach dem Nordpolarmeer hinzieht wird beschrieben, und es wird auf ihre Beziehungen zur Klüftung und zur Morphologie hingewiesen. Eine noch ganz ungeklärte morphologische Beziehung zum Aufbau des Bodens des Indischen Ozeans scheint zu bestehen.Weiterhin wird die Verteilung der Lagerstättenfelder von Zinnerz und Diamanten in Afrika kurz beschrieben und auf das lineare Prinzip ihrer Lage und Form hingewiesen. Das Netzwerk der Erzlinien und der Unterbrechungslinien einzelner Zonen mit einer Nord-West- und Nord-Ost-Orientierung folgt wieder den Großkreisen. Auch hier ist wieder eine deutliche Beziehung zwischen Mineralisation, Klüftung und Morphologie zu beobachten. Damit wird auf einige Grundlagen für eine mögliche künftige Großprospektion hingewiesen.

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Résumé L'état de nos connaissances d'aujordhui sur les problèmes des diaclases n'est pas satisfaisant. Il n'y a pas d'explications claires et definies sur leur origine. Les observations faites indiquent cependant l'importance de ce phénomène sur la morphologie et sur la distribution de la minéralisation de la croûte de la terre. La dépendance des traits de surface sur les diaclases et sur la minéralisation est indiquée. Les examples des relations très proches des grands cercles avec les diaclases, la morphologie et avec la distribution des gisements de nickel, de platine, d'étain et des diamants sont donnés. Ce travail est écrit surtout avec raport sur l'Afrique.

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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.     

On the relationship between silica and carbonate diagenesis in deep-sea sediments

Silica diagenesis and carbonate diagenesis are interrelated. This is confirmed by observations of DSDP Sites 462, 463, 465, 466, and 577. Carbonate sediments containing chert (1) tend to be more indurated and display more advanced diagenetic alterations, regardless of sub-bottom depth; and (2) microfossil components are more strongly affected (overgrown and/or dissolved), while the amount of micritic particles and larger, euhedral calcite crystals is greater. In addition, mass physical properties, porosity in particular, vary more widely in sediment sections containing chert. Furthermore, in the studied similarly composed sediments recrystallization of biogenic opal is indicated by a significant reduction of the specific surface area, reaching a minimum value when quartz is formed.One possible mechanism involved is the production of «surplus« dissolved carbonate created by the replacement of carbonate material by silica during the process of chert formation and silicification. The «extra« carbonate is then available for precipitation as overgrowths and cement outside the chert nodules and silicified zones. Hence silica diagenesis, if it occurs early enough in the sediment, bears some influence on carbonate diagenesis. It is therefore suggested that silica diagenesis be added to the list of factors included in the «diagenetic potential« equation ofSchlanger &Douglas (1974).

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Zusammenfassung Die Diagenese von biogenem Silikat und Karbonat steht in engem Zusammenhang, wie Beobachtungen an Sedimenten der DSDP Sites 462, 463, 465, 466 und 577 zeigen. Karbonatische Sedimente, die biogenes SiO₂ enthalten, zeichnen sich aus durch (1) größere Verfestigung und stärkere diagenetische Veränderungen — unabhängig von der Tiefe im Sediment, (2) mehr Lösung und Überwuchs an Mikrofossil-Komponenten, (3) höheren Anteil mikritischer Partikel wie auch größerer idiomorpher Kalzitkristalle, (4) stärkere Variation der sedimentphysikalischen Eigenschaften, speziell der Porosität und damit zusammenhängender Parameter.Die Umkristallisation des biogenen SiO₂ führt in ähnlich Zusammengesetzen Sedimenten zu einer drastischen Abnahme der spezifischen Oberfläche. Minimalwerte werden erreicht, wenn sich Quarz bildet.Diagenetisch wichtig ist die Produktion von zusätzlichem Karbonat durch die Silizifizierung von Karbonatschalen. Dieses »Überschuß«-Karbonat wird dann als Überwuchs, Zement oder außen an den »Hornstein«-Aggregaten gefällt. Demzufolge beeinflußt die Diagenese von biogenem SiO₂ auch die Karbonatdiagenese. Daher ist es sinnvoll, die Diagenese von biogenem SiO₂ mit zu den Faktoren zu rechnen, die das »diagenetische Potential« — wie esSchlanger &Douglas (1974) definierten — ausmachen.

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Résumé L'étude de sédiments provenant des sites DSDP 462, 463, 465, 466 et 577 montre qu'il existe une relation entre la diagenèse de la silice et celle du carbonate biogéniques. Les sédiments carbonatés qui renferment de la silice biogémque présentent: 1) une induration plus marquée et des modifications diagénétiques plus poussées — et ce indépendamment de la profondeur sous la surface du fond; 2) une dissolution et/ou un accroissement plus développés des micro-fossiles; 3) une plus grande teneur en particules micritiques et une plus grande taille des calcites idiomorphes; 4) un éventail plus large de leurs propriétés physiques, particulièrement de la porosité et des paramètres qui en dépendent.La cristallisation de l'opale biogénique, dans des sédiments de compositions semblables, se traduit par une réduction drastique de la surface spécifique, qui atteint une valeur minimale lorsque du quartz est formé.Un rôle diagénétique important est joué par l'excès de carbonate dissous engendré par la silicification de coquilles carbonatées; cet excès de carbonate est dès lors disponible pour la précipitation des auréoles d'accroissement et du ciment hors des nodules de chert et des zones silicifiées. Il s'ensuit que la diagenèse du SiO₂ biogénique influence la diagenèse du carbonate. Il conviendrait dès lors d'ajouter la diagenèse de la silice à la liste des facteurs qui interviennent dans l'équation du «potentiel diagénétique» deSchlanger etDouglas (1974).

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462, 463, 465, 466 577, . , , : 1) , ; 2) ; 3) , 4) , . SiO₂ . . . »« , , « ». , .. «, 1974 Schlanger & Douglas.

     

Variszische duktile Tektonik im Böhmischen Massiv

Zusammenfassung Die Verformungsanalyse und Richtungsverteilung der Streckungslineationen in den duktilen Bereichen des Böhmischen Massiv zusammen genommen mit der Lage der Foliationsflächen deuten darauf hin, daß die Blattverschiebungen während der variszischen Deformation die entscheidende Rolle gespielt haben. Die Kompatibilität der Deformation im Gesamtbereich wurde durch Überschiebungen und Transpression in den durch die Blattverschiebungen begrenzten Blöcke erreicht. Das variszische Tektogen wurde als Blattverschiebungsorogen auf einer kontinentalen oberproterozoischen Kruste angelegt. Die Zonen mit intensiver Krustenverkürzung und damit größter Krustenmächtigkeit sind durch weiträumige Anatexis und granitische Intrusionen gekennzeichnet.

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The strain analysis and synthesis of the orientation distribution of stretching lineations and of foliations in the ductile domains of the Bohemian Massif reveals the prominent role of the strike-slip tectonics in the Variscan orogeny. The compatibility of the deformation in the whole area was reached through the thrusting and transpression and/or transtension within the blocks divided by the ductile strikeslips. The Variscides of the Bohemian Massif were superposed on the Upper Proterozoic crust. The zones of the largest crustal shortening and of the greatest crustal thickness are characterised by the extensive anatexis and granite intrusions.

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Résumé L'analyse des déformations finies et la répartition des linéations d'étirement et des surfaces de foliation dans le Massif de Bohème révèlent le rôle important joué par les mouvements de décrochement dans le développement tectonique varisque. La compatibilité des déformations dans l'ensemble du domaine a été realisée par des chevauchements au sein des blocs délimités par les décrochements. Le tectogène varisque dans le massif de Bohème s'est superposé à une croûte continentale héritée du Protérozoïque supérieur. Les zones d'intense raccourcissement et par conséquent d'intense épaississement crustal sont caractérisées par une anatexie importante et contiennent les plus grands plutons granitiques.

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Messung des Ultrarot-Pleochroismus von Mineralen. IX. Der Pleochroismus der OH-Streckfrequenz in Titanit

Zusammenfassung Die räumliche Absorptionsfigur für die OH-Streckfrequenz in Titanit (=2,90 ) ist in erster Näherung eine Lemniskate, welche um die längere Achse rotiert. Die Richtung der Drehachse — und damit die Richtung der OH-Dipole, die teilweise die O₁-Punktlagen besetzen — fällt ungefähr mit der Schwingungsrichtung von n zusammen.

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Measurement of the infrared-pleochroism in minerals. IX. The pleochroism of the OH-stretching frequency in titanite

Summary The 3-dimensional absorption figure for the OH-stretching frequency in titanite (=2.90 ) can be described in a first approximation as a lemniscate which rotates around the longer axis. The direction of this rotation axis and also the direction of the OH-dipoles, which replace partially the O₁-positions, coincides approximately with n.

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Mit 2 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.

     

Geomicrobiology of Blood Falls: An Iron-Rich Saline Discharge at the Terminus of the Taylor Glacier, Antarctica

Blood Falls, a saline subglacial discharge from the Taylor Glacier, Antarctica provides an example of the diverse physical and chemical niches available for life in the polar desert of the McMurdo Dry Valleys. Geochemical analysis of Blood Falls outflow resembles concentrated seawater remnant from the Pliocene intrusion of marine waters combined with products of weathering. The result is an iron-rich, salty seep at the terminus of Taylor Glacier, which is subject to episodic releases into permanently ice-covered Lake Bonney. Blood Falls influences thegeochemistry of Lake Bonney, and provides organic carbon and viable microbes to the lakesystem. Here we present the first data on the geobiology of Blood Falls and relate it totheevolutionary history of this unique environment. The novel geological evolution of thissubglacial environment makes Blood Falls an important site for the study of metabolic strategiesin subglacial environments and the impact of subglacial efflux on associated lake ecosystems.     

On the origin and evolution of the earth's crust and magmas

This paper discusses some controversial petrological ideas, expressed in the geonomic literature of our time.Origin and evolution of the crust: According to classical magmatism the sialic crust is segregated from the mantle in the course of the Earth's evolution, causing a growth of the continental crust. Arguments against this concept are advanced.According to neo-huttonism the sialic crust developed from the outside in an early phase of the Earth's history. This might have occurred according to the hot-Earth theory on the origin of our planet (Rittmann), or according to the cold-Earth theory of cosmogenesis (Urey; Berlage).The matter of this envelop of proto-sial has then been geochemically recycled countless times during the major part of the Earth's history (neo-huttonism), transforming it into the sialic crust as we know it (Nieuwenkamp). During the later part of the evolution, in post-Algonkian times, a new process came to the fore. Extensive parts of the sialic crust were incorporated and digested by the mantle; in these areas an oceanic crust came into being. This physicochemical process of burning holes in the sialic crust has been called the Mediterranean type of oceanization (van Bemmelen).Origin and evolution of the magmas: Distinction is made between basaltic magmas segregated from the upper mantle, and the calcalkaline suite of magma derived from the sialic crust and its sedimentary cover. This classification corresponds withRittmann's bimodality concept, andNieuwenkamp's distinction between an oceanic and a continental metabolism. Moreover, transitions are found between the two fundamental types of crust (continental and oceanic) and the corresponding suites of magma. These transitions occur especially in small ocean basins with a foundering, intermediary type of crust and thick piles of sediments (Menard). In these areas the process of Mediterranean oceanization is active.The final chapter discusses the synthetic model of the origin and evolution of the Earth's crust and magmas according to the undation theory.

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Zusammenfassung Diese Arbeit bespricht einige umstrittene petrologische Gedanken, welche in letzter Zeit in der geonomischen Literatur publiziert wurden.Herkunft und Entwicklung der Kruste. Nach dem Konzept des klassischen Magmatismus wurde die sialische Kruste im Laufe der Erdentwicklung vom Mantel ausgeschieden, was von einem Wachstum der sialischen Kruste begleitet wurde. Argumente gegen diese Auffassung werden angeführt.Nach den neo-huttonischen Vorstellungen wurde die Kruste von außen her in einer frühen Phase der Erdgeschichte gebildet. Die Bildung einer protosialischen Hülle könnte entweder ganz im Anfang stattfinden (nach der Theorie einer heißen Urerde vonRittmann), oder kurz nach der Agglomeration einer kalten Urerde (nach den Vorstellungen vonUrey undBerlage).Die Umwandlung dieser Protosialhülle in eine sialische Kruste geschah während den zahllosen geochemischen Zyklen der Erdgeschichte (Neo-huttonismus nachNieuwenkamp). Im letzten Teil der Erdgeschichte wurde eine neue Phase der planetarischen Entwicklung erreicht. Ausgedehnte Teile der sialischen Kruste wurden vom Mantel angefressen, verschluckt und verdaut, wobei die Ozeane mit basaltischer Kruste entstanden. Diese relativ jungen physischchemischen Prozesse der Aufnahme der Sialkruste im Mantel wird Mediterraner Typus der Ozeanisation genannt (van Bemmelen).Herkunft und Entwicklung der Magmen. Ein Unterschied wird gemacht zwischen basaltischen Magmen, die ihre Herkunft im oberen Mantel haben, und der kalk-alkalischen (Pazifischen) Magmenreihe, die von der sialischen Kruste und ihrer Sedimenthülle abgeleitet wird. Diese Unterscheidung stimmt überein mitRittmanns Auffassung der Bimodalität der Magmen, undNieuwenkamps Einteilung in ozeanischen und kontinentalen Metabolismus.Außerdem treten auch Übergänge auf zwischen diesen zwei Grundtypen der Kruste und den sie begleitenden Magmen. Diese Übergänge können beobachtet werden in den kleinen ozeanischen Becken der Gegenwart, mit absinkender Kruste intermediärer Art und mächtiger Sedimentfüllung (Menard). In diesen Gebieten ist der Prozeß der Mediterranen Ozeanisation im Gange.Das Schlußkapitel bespricht das synthetische Modell der Herkunft und Entwicklung der Erdkruste und der Magmen nach der Undations-Theorie.

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Résumé Cette contribution analyse quelques idées controversables, sur les problèmes fondamentaux du volcanisme publiées récemment dans la littérature géonomique.Origine et développement de l'écorce terrestre. Selon la théorie classique du magmatisme, la croûte sialique est le produit du manteau (supérieur). Elle s'est dégagée pendant l'évolution de notre planète et ce processus résultait dans un accroissement en volume de l'écorce sialique. Des arguments contre cette théorie sont étalés.Selon la théorie « neo-huttonique », l'écorce sialique se formait de l'extérieur de notre planète au commencement de son évolution.Rittmann suppose une proto-planète chaude, tandis queUrey etBerlage supposent une agglomération relativement froide. Cette enveloppe proto-sialique fut formée immédiatement ou peu de temps après cette agglomération planétaire. Puis le matériel de cette enveloppe fut soumis aux cycles géochimiques qui produisaient l'écorce continentale que les géologues de terrain peuvent étudier (Nieuwenkamp).Dans la dernière phase de l'évolution terrestre un nouveau phénomène géochimique devient de plus en plus important. Des parties de la croûte sialique sont corrodées et englouties par le manteau. Dans ces régions l'écorce continentale est transformée en écorce océanique. Ce processus de transformation de la croûte continentale est nommé le type méditerranéen de l'océanisation (van Bemmelen).Origine et développement des magmes. On peut distinguer entre les magmes basaltiques, qui sont dégagés par le manteau et les magmes calco-alkalins (suite Pacifique) qui sont dérivés de la croûte sialique et son épiderme sédimentaire. Cette distinction correspond à l'idée deRittmann sur la » bimodalité « des magmes et l'idée deNieuwenkamp sur deux types de « métabolisme » (continental et océanique) de la terre. En outre, on peut observer des transitions entre ces deux types fondamenteaux de l'écorce (continentale et océanique) et de magmes (basaltiques et granodioritiques). Ces transitions sont actives dans de petits bassins océaniques (récemment décrits parMenard) dans lesquels l'écorce continentale est en train de transformation et descente. Cette écorce intermédiaire est couverte par des piles de sédiments d'une épaisseur énorme.Dans le chapitre dernier l'auteur avance un modèle synthétique sur ces problèmes fondamentaux de l'évolution de notre planète selon la théorie des ondations de la surface terrestre.

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Dedicated to Professor Dr. A.Rittmann on the occasion of his 75. birthday     

Die Alpin-Mediterrane Metallogenese

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

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

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

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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.     

Die Bedeutung geochemisch-stratigraphischer Bezugshorizonte für die Altersstellung der Antimonitlagerstätte von Schlaining im Burgenland, Österreich

Zusammenfassung Es wird die Frage gestellt, ob es bei der Entwicklung unseres Planeten typische, an weltweite Lineamente gebundene Metallzufuhren in die Erdkruste gab, die ihren Erzinhalt so schicht- und zeitgebunden absetzten, daß er als Zeitmarke gewertet und zu stratigraphischen Einstufungen und Parallelisierungen auch fossilleerer Gesteine verwendet werden kann. Die Existenz derartiger geochemischer Leitschichten mit typischen Leitparagenesen und diejenige geochemisch-stratigraphischer Bezugshorizonte wird bejaht. Sie wird an Hand von Antimonitlagerstätten mit Scheelitführung bzw. an reinen schichtgebundenen Scheelitvorkommen (mit zum Teil Molybdän-, Beryllium- oder Goldführung) diskutiert. Hierbei wird näher auf die Altersstellung und Genese der Antimonitvorkommen von Schlaining im österreichischen Burgenland (in der Rechnitzer Schieferserie) eingegangen. Diese liegen räumlich isoliert zwischen den schichtgebundenen, altpaläozoischen Antimonit/Zinnober-Scheelit-Lagerstätten der Ostalpen und denen der Westkarpaten, die gemeinsam als ein geochemisch-stratigraphischer Bezugshorizont gewertet werden. Daraus wird für die Schlaininger Antimonitvorkommen das bereits in neueren, ungarischen Arbeiten für die Rechnitzer Schieferserie angegebene, altpaläozoische Alter bestätigt.

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Attention has been given to the question, whether during the evolution of our planet typical metals were conveyed along worldwide lineaments to the earth's crust, whereby ores have been deposited so stratabound and timebound that the ore content itself may be considered as a time indicator and may be used in stratigraphical positioning and correlating of rocks, even if these are not fossiliferous. The existence of such geochemical index horizons, containing typical index parageneses and of geochemical-stratigraphical marker horizons has been affirmed. The question has been discussed in connection with stibnite deposits containing scheelite and with stratabound scheelite occurrences free of stibnite (partially containing molybdenum, beryllium or gold). The age and genesis of the stibnite occurrences near Schlaining in the Burgenland, Austria (within the Rechnitz Schist Series) has been considered closely. These isolated occurrences are located between the stratabound, Early Paleozoic stibnite/cinnabar-scheelite deposits of the Eastern Alps and those of the Western Carpathians, which together are regarded as one common geochemical stratigraphical marker horizon. Thereby, not only the Early Paleozoic age of the Rechnitz Schist Series is confirmed, as recent Hungarian publications propose, but also the Early Paleozoic age of the Schlaining stibnite occurrences.

     

Geosynclinal sedimentation

Summary From the almost limitless field covered by the symposium a few subjects are chosen for emphasis, more especially with the aim of stimulating contact between hard-rock and soft-rock geology. The term geosyncline will be used, not as a synonym for sedimentation basin, but for a grand concept: the origin and development of a large, elongate body of tectonized sediment.Some questions concerning sedimentation in general and sedimentation in ancient geosynclines are reviewed and it is shown that their solution must depend on collaboration between hard-rock and soft-rock geologists, but that experimentalists and other specialists will also have to assist.The Timor Trough and the Persian Gulf are analogous to respectively deep and shallow ancient geosynclinal basins, even though they may not be true examples. Reasons are given for doubting whether geosynclinal prisms ever formed as continental terraces. Some geosynclines cut across a continent and hardly change where they reach its edge to continue along its border, like the Moluccan orogene prolonged in the Java-Sumatra orogene.The average rate of detrital accumulation in geosynclines is estimated at the modest amount of 2.5 cm (zero porosity) per 1000 years. The discharge of sediment from a single major river like the Mississippi would have sufficed volumetrically to supply all Tertiary geosynclines with inorganic matter.In conclusion some experiments are presented showing that the ubiquitous horizontal lamination of turbidites is explicable without current pulsations. Other tests indicate that recent deep-sea sands and flysch sandstones were deposited from currents with a density of about 1.2, and that the maximum original amount of matrix in coarse turbidite graywackes was ten per cent. It has been increased post-depositionally, presumably by pressure-solution at grain contacts.

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Zusammenfassung Aus dem fast grenzenlosen Gebiet dieses Symposiums wurden ein paar Punkte zum Nachdruck herausgegriffen, besonders aber, um den Kontakt zwischen der hard-rock- und der soft-rock-Geologie anzuregen. Der Begriff Geosynklinale wird nicht als Synonym für Sedimentationsbecken, sondern für eine großzügige Konzeption gebraucht: den Ursprang und die Entwicklung eines großen, länglichen Sedimentkomplexes, der durch orogene Beanspruchung überprägt wurde.Einige Fragen hinsichtlich der Sedimentation im allgemeinen und der Sedimentation im alten Geosynklinalen werden aufgegriffen, und es wird gezeigt, daß ihre Lösung von der Zusammenarbeit von hard-rock- und soft-rock-Geologen abhängt, daß aber auch experimentell Arbeitende und andere Spezialisten dabei mitzuwirken haben.Der Timor-Trog und der Persische Golf ähneln einem tiefen bzw. seichten alten geosynklinalen Becken, auch wenn diese Beispiele nicht ganz zutreffen. Gründe werden angeführt für den Zweifel daran, ob Geosynklinale jemals an Kontinentalrändern gebildet haben. Einige Geosynklinalen gehen quer über einen Kontinent und ändern sich kaum, wenn sie den Kontinentrand erreichen und sich entlang seiner Grenze fortsetzen, wie sich das Molukken-Orogen bis in das Java-Sumatra-Orogen hineinzieht.Die Durchschnittsmenge an Schuttanhäufung in Geosynklinalen wird auf 2,5 cm in 1000 Jahren geschätzt (ohne Porenvolumen). Die Gesteinsablagerung eines einzigen großen Flusses wie des Mississippi würde volumetrisch genügt haben, um alle tertiären Geosynklinalen mit anorganischem Material zu versorgen.Zum Schluß werden einige Experimente gezeigt, die beweisen, daß die überall zu beobachtende Laminierung von Turbiditen ohne Strömungspulsation zu erklären ist. Andere Tests zeigen, daß jüngere Tiefseesande und Flyschsandsteine von Strömungen abgelagert wurden, die eine Dichte von etwa 1.2 hatten, und daß der maximale ursprüngliche Anteil an Grundmasse in groben Turbiditgrauwacken 10% betrug. Er vergrößerte sich nach der Ablagerung, vermutlich durch Drucklösung an Kornkontakten.

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Résumé Le terme « géosynclinale» n'est pas employé ici comme synonyme de «bassin de sédimentation», mais nous entendons par là un vaste complexe de sédimentation qui a subi plus tard une influence orogène. Nous avons choisi comme exemples récents le bassin de Timor et le Golfe Persique, et nous les comparons avec des géosynclinales anciennes d'eau profonde ou d'eau basse. Il est douteux que des géosynclinales se soient jamais formées aux bords des continents. Quelques géosynclinales traversent un continent et leur structure ne change guère aux bords des continents, par exemple l'orogène des Moluques qui s'étend jusqu'à l'orogène de Java-Sumatra. La moyenne de sédimentation dans les géosynclinales est 2,5 cm par 1000 ans.Des résultats expérimentaux montrent que les sables océaniques et les grès de Flysch se sont déposés dans un courant de turbidité d'une densité de 1.2.

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

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

Trace element geochemistry and genesis of the copper ore deposits of the Singhbhum shear zone,Eastern India

The genesis of the copper ore deposits of the Singhbhum shear zone, India, has been worked out through a detailed geochemical examination of the ores and the country rocks. Following different techniques of atomic absorption, the abundances of Cu, Co, Ni, Pb, Zn, Cd, Ag, Mn and Hg were determined and the trace element characteristics of the principal rock units in and outside the shear zone have been compiled and critically evaluated. The data suggest that the ore deposits are the result of a sequence of long-continued and over-lapping geological processes culminating in intense shearing, syntectonic granitization and considerable mobilization of the ore elements. The Precambrian metasedimentary and metavolcanic rocks of the shear zone, as well as those enclosing it, served as the source, while diffusion of the ore constituents and their precipitation in physicochemically favourable structural traps, formed in response to shearing, resulted in the formation of the deposits.

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Zusammenfassung Als Beitrag zur Klärung der Genese der Kupferlagerstätten in der Singhbhum Shear Zone, Indien, wurden geochemische Untersuchungen an Erzen und Nebengestein durchgeführt. Spurengehalte von Cu, Co, Ni, Pb, Zn, Cd, Ag, Mn, Hg wurden mit Hilfe der AAS bestimmt, ihre Verteilung innerhalb der Zone und der angrenzenden Gesteinstypen wird diskutiert. Auf Grund der vorliegenden geochemischen Daten wird folgende Deutung zur Entstehung der Erzlagerstätten gegeben: Die Bildung der Singhbhum-Erzvorkommen ist das Ergebnis einer Folge langandauernder und sich überschneidender geologischer Prozesse, wie intensiver Scherung, syntektonischer Granitisation und damit verbundener Mobilisierung der oben genannten Elemente. Die präkambrischen Metasedimente und Metavulkanite innerhalb der Scherzone und ihrer näheren Umgebung sind als Muttergesteine der erzbildenden Elemente anzusehen. Die Bildung der Lagerstätte ist das Resultat der Diffusion von Lösungen und ihres Absatzes in physikalisch-chemisch günstigen Struktur-Fallen, gebildet im Anschluß an die Scherung.

     

Some geological aspects of the conservation project for the Philae Temples in the Aswan Area

In connection with the UNESCO-activity to save the Nubian Monuments several geological and geotechnical problems arising are discussed. Geomorphology, regional geology, capillarity-questions and salt-action are considered and ways of saving the Philae-Monuments are sketched.

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Zusammenfassung Im Zusammenhang mit der UNESCO-Aktion zur Rettung der Nubischen Denkmäler werden verschiedene geologische und geotechnische Probleme dieses Unternehmens beschrieben. Regional-geologische und geomorphologische Fragen, Kapillaritäts- und Salzverwitterungs-Probleme werden angeschnitten und diskutiert. Zum Schluß werden Maßnahmen zur Rettung der Philae-Tempel skizziert.

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Résumé En regard de l'action de l'UNESCO pour le sauvetage des monuments de la Nubie, l'auteur décrit les différents problèmes géologiques et géotechniques relatifs à cette entreprise. Des questions à caractère géologique régional et géomorphologique, des problèmes d'altération par capillarité et à l'intervention de sels sont examinés et discutés. Finalement l'auteur esquisse les mesures à prendre pour la sauvegarde du temple de Philae.

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UNESCO .