Zur Genese der kretazischen Eisenerze von Auerbach (Oberpfalz)

Zusammenfassung Die kretazischen Auèrbacher Eisenerze sind in Erosionsrirmän in Malmkalk bzw. -dolomit überwiegend syngenetisch-sedimentär durch, Ausfällung von Fe⁺⁺-und HCO₃ -Ionen enthaltenden Lösungen als Siderit bzw. — nach Oxydation des Eisens - als Nadeleisenerz zur Ablagerung gelangt. Ein Teil der heute vorliegenden Nadeleisenerze ist auch auf spätere Oxydation von primärem Eisenkarbonat zurückzuführen. Wesentliche Hinweise auf die Genese geben — außerden Lagerungsverhältnissen — vor allem der geringe Aluminiumgehalt der hochprozentigen Erze und der hohe Kohlenstoffgehalt der Weißerze; daneben werden auch andere Elemente, wie Bor, Yttrium, Phosphor, Mangan, Titan usw. zur Dentung herangezogen.Den Herren der Maxhütte möchten wir für die Förderung der Arbeit und die Erlaubnis zur Veröffentlichung und Herrn Prof. Dr. C. W.,Correns für seine vielseitige Unterstützung aufrichtig danken, außerdem auch Herrn Prof. Dr. Tx. ERNST, in dessen Institut ein Teil der abschließenden Arbeiten durchgeführt wurde. Herrn Dr. H.Tilliviann (Bayer. Geol, Landesamts danken wir für zahlreiche, freundliche Hinweise und die Überlassung von Proben.     

Mineralogische Untersuchungen über Gesteinszersetzung durch postvulkanische Aktivität in Island

Zusammenfassung Es wurden Vorgänge der Gesteinzersetzung durch thermale Aktivität untersucht und zwar einerseits die Zersetzung von Basalt and Liparit durch Fumarolen und anderseits die Zersetzung von Basalt durch eine heiße Quelle. Die Fumarole erzeugt in ihrer ndchsten Umgebung eine starke Schwefelsdurekonzentration der Lösungen, wdhrend das Wasser der heißen Quelle einen alkalischen Charakter hat.Bei der Zersetzung des Basaltes durch die Fumarole Bind zwei verschiedene Bereiche unterscheidbar. In einiger Entfernung vom Fumarolenaustritt Bind bei teilweiser Erhaltung des Muttergesteins Neubildungen von Calcit and Montmorillonit zu beobachten. In Fumarolennähe tritt dagegen unter vollstdndiger Auf lösung der ursprünglichen Basaltininerale Bowie der eben genannten Neubildungen eine Bildung von Kaolinit, Opal and Anatas ein. Das Ineinanderübergehen beider Bereiche ist im Zersetzungsprofil schrittweise zu verfolgen. Bei der Zersetzung von Liparit entsteht — unter teilweiser Erhaltung des Cristobalits und der Feldspate des Muttergesteins — als einziges Tonmineral Kaolinit.Die Zersetzung durch die alkalische heiße Quelle führt zu einer vollständiger Zerstörung sämtlicher Minerale des Basaltes. Als Neubildungen entstehen Montmorillonit and ein Zeolith, die auch bei den extremsten hier erreichten Zersetzungsverhdltnissen stabil bleiben.Die Wanderung der chemischen Elemente in den Zersetzungsvorgdngen wird unter der Annahme diskutiert, daß das Titan die geringste Transportfähigkeit der betrachteten Elemente aufweist. Es ergibt sich dabei eine starke Wegfuhr der meisten Elemente durch die sauren Lösungen wobei nur Titan, Zirkon and auch Niob relativ angereichert werden. Die Zufuhr beschränkt sich auf Schwefel (der als elementarer Schwefel, Sulfid and Sulfat auftritt) and Wasser. Bei der alkalischen Quelle ergibt sich dagegen eine Wegfuhr nur bei wenigen Elementen (Natrium, Erdalkalien). Kalium wird angereichert, wahrscheinlich durch eine starke Bindung an Montmorillonit. Der auch hier (neben Wasser) zugeführte Schwefelliegt als Sulfid and Suliat vor.     

Über Stromgeschwindigkeiten und Strommengen in der atlantischen tiefsee

Zusammenfassung Aus den Meteor-Querprofilen (1925/27) hat der Verfasser (1955, 1957) mittels dynamischer Verfahren (nachBjerknes, Defant u. a.) die meridionalen Stromgeschwindigkeiten und Strommengen in der Atlantischen Tiefsee berechnet und ist in brauchbaren Approximationen zu quantitativen Teillösungen des Zirkulationsproblems, besonders zwischen 5° S und 35° S, gelangt. Die meridionale Verfrachtung der Wassermassen ist gewaltig (20–40 Millionen m³/sec im Nordatlantischen Tiefenstrom) und weist in der Tiefsee — unterhalb einer praktisch bewegungslosen Schicht (der sog. Bezugsfläche in durchschnittlich 1400 m) - auf der Westseite des Brasilianischen und des Argentinischen Beckens eine erhebliche Verstärkung auf, welche der Schichtung in der ganzen Ozeanbreite den Stempel aufdrückt. Für die Meeresgeologie bemerkenswert sind die unerwartet hohen Stromgeschwindigkeiten, die sich in den Stromstrichen des Bodenstroms und des Tiefenstroms dicht oberhalb des Tiefseebodens nahe dem Südamerikanischen Kontinentalabfall ergeben haben: in etwa 4500 m Tiefe innerhalb des Antarktischen Bodenstroms mittlere Stromgeschwindigkeiten von 7 cm/sec und maximale von 13 cm/sec (nach N), in etwa 3000 m Tiefe innerhalb des Nordatlantischen Tiefenstroms 9 bzw. 17 cm/sec (nach S). Solche Spitzenwerte, die infolge der Gezeitenströmungen periodisch auf etwa 20–25 cm/sec anwachsen können, bedeuten, daß in den Stromstrichen Sedimente transportiert und Erosionen ausgelöst werden können und daß auch die vertikalen Vermischungsvorgänge um eine Zehnerpotenz größer sind als bisher angenommen. Selbst in den Tiefseebecken, wo — wie in der Ostatlantischen Längsmulde — die berechneten Stromgeschwindigkeiten kleiner als 3 cm/sek. sind, kann daher nicht von einer Stagnation der Wassermassen gesprochen werden.     

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.     

Über die Beziehungen zwischen Coeruleolactit,Planerit, Türkis,Alumochalkosiderit und Chalkosiderit

Zusammenfassung Weißer Coeruleolactit von Katzenellenbogen, blauer Coeruleolactit vom gleichen Fundpunkt und von Chester Co., Planerit vom Fluß Tschornaja und vom Tschernowskaja-Berg im Ural, Türkis von Chorassen, King-River, Jordansmühl, Ölsnitz im Vogtland und Mühlleithen im Vogtland, Alumochalkosiderit von den vogtländischen Lagerstätten und Chalkosiderit von Mühlleithen und von Cornwall sind — wie ihre Pulverdiagramme erkennen lassen — strukturell aufs engste verwandt. Die gemeinsame Formel dieser Minerale ist (Cu, Ca, Fe^.., Mg) (Al, Fe^...)₆ ((P, As)O₄)₄ (OH)₈ · 4–5H₂O. Abweichungen in dend-Werten und den Intensitäten der Debye-Scherrer-Linien sind bedingt durch den teilweisen Ersatz der zweiwertigen, der dreiwertigen und vielleicht auch der fünfwertigen Ionen untereinander. Der weiße Coeruleolactit von Katzenellenbogen scheint kein einheitliches Mineral zu sein, sondern aus etwa 5 Teilen des dem Türkis entsprechenden reinen Ca-Al-Phosphats und einem Teil eines Al-hydroxyds zu bestehen. Der Planerit vom Fluß Tschornaja, desgleichen der blaue Coeruleolactit von Katzenellenbogen und von Chester-Co. sind Ca-reiche und Cu-arme Türkise, die Türkise von Mühlleithen, von Chorassen, King-River und Jordansmühl sind fast reine Cu-Türkise, der Türkis von Olsnitz im Vogtland nimmt eine Mittelstellung ein. Die Alumochalkosiderite von den vogtländischen Fundpunkten sind Mischkristalle aus Türkis und Chalkosiderit; auch die untersuchten Chalkosiderite enthalten noch einige Prozente Al₂O₃ neben Fe₂O₃. Der As-Gehalt im Türkis und im Chalkosiderit von Mühlleithen ist zu geringfügig, als daß er nennenswerten Einfluß auf die Gitterdimensionen gewinnen könnte.     

Über ein dem Greenalit nahestehendes Mineral der Serpentingruppe aus den subvulkanisch-hydrothermalen Erzvorkommen der Sierra de Cartagena in Spanien

Zusammenfassung Die subvulkanisch-hydrothermalen Erzvorkommen der Sierra de Cartagena in Spanien enthalten neben Siderit, Quarz, Magnetit und sulfidischen Erzmineralien in großer Menge eine feinkörnig-dichte, grüne Substanz, die makroskopisch chamo sitischen Erzen sehr ähnlich ist. Durch chemische, röntgenographische und optische Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, daß es sich um ein Mineral mit Zweischichtanordnung (diphormische Familie = Gruppe der 7 Å-Chlorite) handelt.Das Mineral hat einen hohen Si- und Fe²⁺-Gehalt bei niedrigem Al-Gehalt. Da die Si-Ionen restlos zur Besetzung der Tetraederplätze ausreichen, muß angenommen werden, daß die Al-Ionen Oktaederplätze besetzen. Damit ergibt sich zwangsläufig eine Zuordnung zur Serpentingruppe (Silikatgruppe der 7 Å-Chlorite). Die Oktaederplätze sind bevorzugt von Fe²⁺, untergeordnet von Fe³⁺, Al; Mg, Mn und Ca besetzt. Die 3/3-Besetzung in den Oktaederschichten ist beinahe erreicht. Die Alkalien haben vermutlich Zwischenschichtbesetzung oder besetzen Oktaederplätze. Das Cartagena-Mineral hat die Formel:Es unterscheidet sich von dem reinen Fe-Serpentin (Greenalit) im wesentlichen durch seinen Al-Gehalt und das Vorhandensein von Alkalien.Die Entstehungsbedingungen sind denen des Mg-Serpentins sehr ähnlich, der durch die Umwandlung von Dolomit durch heiße, SiO₂-haltige Lösungen gebildet werden kann. Der Cartagena-Fe-Serpentin entstand durch hydrothermale Umwandlung von Siderit.

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The subvolcanic-hydrothermal ore deposits of the Sierra de Cartagena in Spain contain a fine grained, green mineral beside siderite, quartz, magnetite and sulphide ore minerals. Macroscopically the mineral looks like chamositic ore. The material was investigated by chemical, X-ray and optical methods. It belonges to the septechlorites.The mineral has a high Si- and Fee+-content, and a low Al-content. It can be supposed, that the Al ions occupy octahedral positions, because the Si ions suffice for the occupation of the tetrahedral positions. Hence the mineral is necessarily allocated to the serpentine group. The octahedral positions are mainly occupied by Fe²⁺, subordinately by Fe³⁺, Al, Mg, Mn and Ca. Na and K ions occupy positions between the layers or octahedral positions. The Cartagena mineral has the following formula:It differs from the pure Fe-serpentine (greenalite) by the presence of Al and alkalies.The genesis of the mineral is similar to the genesis of Mg-serpentine, which can be originated from dolomite hydrothermally by hot SiO₂ containing solutions. The Cartagena Fe-serpentine is formed by hydrothermal transformation of siderite.

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Auszugsweise vorgetragen während der DMG-Tagung 1961 in Tübingen.     

The distribution of Fe2+ and Fe3+ in iron-bearing tourmalines: A Mössbauer study

Summary Room-temperature Mössbauer spectra of five iron-bearing tourmalines were measured and analyzed. The Fe²⁺/Fe³⁺ ratio and the iron occupancy of the Y and Z positions could be assigned to all samples, with the help of two previously well characterized samples, from Mexico and Madagascar. Ferric or ferrous ions or both partially occupy the Z as well as the Y octahedra. This fact of observation is interpreted as the chemical response, during crystal growth, to the requirement of size matching for the edge-sharing Y and Z oxygen octahedra. It accounts for the inexistence of solid solution between the Mg and (Li, Al) tourmalines.

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Die Verteilung von Fe²⁺ und Fe³⁺ in eisenhaltigen Turmalinen: Eine Mössbauer-Untersuchung

Zusammenfassung Mössbauer-Spektren von fünf eisenhaltigen Turmalinen wurden gemessen und analysiert. Das Verhältnis Fe²⁺/Fe³⁺ und die Eisenverteilung konnten mit Hilfe von zwei gut identifizierten Turmalin-Kristallen von Mexiko und Madagascar für die Y-und Z-Lagen aller Exemplare bestimmt werden. Zweiwertiges sowie dreiwertiges Eisen findet sich sowohl in der Z-als auch in der Y-Lage. Da sich die Y-und Z-Oktaeder in einer gemeinsamen Kante treffen, wird diese Beobachtung als chemische Antwort des Kristalles auf die erforderte Größenanpassung der Y-und Z-Oktaeder während seines Wachstums erklärt. Die Abwesenheit der festen Lösung zwischen Dravit und Elbait kann somit erklärt werden.

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With 4 Figures     

Das Problem Akmit-Ägirin

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wurde erneut die Frage nach dem Zusammenhang zwischen der Farbe der Natriumeisenpyroxene und ihrer chemischen Konstitution aufgeworfen. Da die früheren Versuche, diese Frage auf analytischem Wege zu lösen, nicht zum Ziele geführt hatten, wurde hier das reine Endglied NaFe^IIIISi₂O₆ synthetisch hergestellt; in weiteren Versuchen wurden Na und Fe³⁺ durch andere Ionen zu einem kleinen Teil ersetzt und der Einfluß auf die Farbe ermitteltEs wurden Versuche durchgeführt, bei denen Na durch Ca oder Cd, Fe³⁺ durch Mg, Mn²⁺, Fe²⁺, Co, Ni oder Zn ersetzt wurde; bei weiteren Versuchen wurde anstelle von Fe³⁺ zu einem kleinen Teil sowohl eines der obengenannten 2wertigen Ionen als auch Ti⁴⁺ oder Zr⁴⁺ eingebaut. Die erhaltenen Mischkristalle wurden optisch und röntgenographisch untersucht.Zur näheren Charakterisierung dieser Mischglieder wurde in einer Reihe von Schliffen das Absorptionsspektrum in verschiedenen kristallographischen Richtungen bestimmt und mit den ebenfalls aufgenommenen Absorptionskurven von natürlichen Ägirinen verglichen.Auf Grund der synthetischen Versuche werden folgende Definitionen vorgeschlagen: Die Namen Akmit und Ägirin sollen weiterhin für Natriumeisenpyroxen nebeneinander beibehalten werden, wobei die Abgrenzung gegenüber Ägirinaugit gemäß dem Vorschlag vonTröger (2) vorgenommen werden kann. Für die Unterscheidung der beiden Varietäten soll gemäß den bisherigen Gepflogenheiten die Farbe maßgebend sein.Das reine Endglied NaFe^IIISi₂O₆ ist braun und muß deshalb als Akmit bezeichnet werden.Ferner sind mit Akmit die Mischkristalle zu bezeichnen, bei denen das Fe³⁺ durch Mn ersetzt ist, da auch diese Glieder braune Farbe aufweisen; die Ansicht vonGrout konnte also durch synthetische Versuche bestätigt werden.Die grüne Farbe der Ägirine in RichtungX undY wird durch die gleichzeitige Anwesenheit von 2- und 3wertigem Eisen hervorgerufen, so daß als Ägirin diejenigen Mischkristalle zu bezeichnen sind, bei denen 3wertiges Eisen durch zwertiges ersetzt ist. Der Einfluß des 2wertigen Eisens überwiegt dabei gegenüber dem Einfluß anderer Ionen.Das häufigere Auftreten des Ägirin gegenüber Akmit hat also seine Ursache darin, daß in der Natur 2wertiges Eisen praktisch stets vorhanden ist.Die Gitterkonstanten von Akmit und Ägirin sind im Bereich der hier erzielten Meßgenauigkeit gleich und wurden wie folgt bestimmt:a = 9,66 Åb = 879 Åc = 5,26 Å = 72,7 °Die Arbeit wurde gefördert durch eine Spende keramischen Materials zum Bau der Versuchsöfen, wofür ich auch an dieser Stelle der Fa. Stemag in Lauf meinen Dank aussprechen möchte.Der Fa. Elchem in Nürnberg danke ich für die Durchführung der Spektralanalysen sowie für die Anfertigung einer Aufnahme mit der Guinier-Kammer.Ferner danke ich dem Institut für Anorganische Chemie der Universität Erlangen für Überlassung, bzw. Anfertigung einiger Substanzen.     

Volcanic exhalations and ore deposition in the vicinity of the sea floor

Recent work by Haas (1971) has made available information on densities and vapor pressures of solutions of differing salinities at temperatures up to 330 °C. From these data it is possible to predict the behavior of volcanic exhalations of various degrees of salinity as they approach the sea floor. Particular attention is devoted to solutions of 5.0 weight per cent NaCl and 20 weight per cent NaCl, two fluids that approximate quite closely the salinities of what Roedder (1967) termed: (1) normal hydrothermal fluids and (2) fluids typical of stratiform deposits of low-temperature conditions of origin. It is apparent that solutions above 220–230 °C. cannot reach a sea floor on which the depth of water is 180 m or less in the liquid state but will boil at some appreciable depth beneath the sea floor. Such boiling would result in the precipitation of all constituents of the ore fluids of significantly lower vapor pressure than water. The principal such constituent would be salt, and no sulfide deposits, the major constituent of which is salt, are known. It follows, therefore, that ore fluids probably never get close to sea floor of shallow seas at temperatures high enough to permit boiling. Ore fluids significantly above 230 °C. can reach the sea floor in the fluid state only if the depth of the sea in the area in question is well above 180 m, for example, solutions at temperatures of ±300 °C. reach the sea floor in the liquid state only if the depth of sea water is slightly over 915 m. Ore fluids reaching the sea floor at such depths may be the parents of such fluids as the Red and Salton Sea brines. On the basis of these data, the Cyprus and Kuroko deposits are discussed.

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Zusammenfassung Eine kürzlich erschienene Veröffentlichung von Haas (1971) hat Daten über die Dichte und den Dampfdruck von Lösungen verschiedener Salzgehalte und Temperaturen bis zu 330 °C gebracht. Mit diesen Daten ist es möglich, das Verhalten von vulkanischen Exhalationen verschiedener Salzgehalte zu bestimmen, wenn sie sich dem Meeresboden nähern. Besonders eingehend werden Lösungen von 5.0 Gewichtsprozent NaCl und 20 Gewichtsprozent NaCl betrachtet, die von Roedder (1967) 1. als normale hydrothermale Lösungen und 2. als Lösungen, die typisch für schichtgebundene telethermale Lagerstätten sind, bezeichnet werden. Es ist offensichtlich, daß, wenn die Wassertiefe weniger als etwa 180 m ist, Lösungen von einer Temperatur von 220–230 °C den Meeresboden nicht im flüssigen Zustand erreichen können, sondern bei einiger Tiefe unter dem Meeresboden zum Sieden kommen. Dieses würde zu einer Ausfällung aller jener Bestandteile der Lösung führen, deren Dampfdruck geringer als der des Wassers ist. Der Hauptbestandteil würde Salz sein, und keine Sulfiderzlagerstätten, in denen Salz der Hauptbestandteil ist, sind bekannt. Es wird hieraus geschlossen, daß Lagerstätten-bildende Lösungen wahrscheinlich niemals nah an den Boden seichter Meere kommen, während ihre Temperaturen hoch genug sind, um Sieden zu erlauben. Lagerstätten-bildende Lösungen, wesentlich heißer als 230 °C, können im flüssigen Zustand den Meeresboden nur erreichen, wenn die Meerestiefe an diesem Punkt größer als 180 m ist; zum Beispiel können Lösungen, deren Temperatur etwa 300 °C ist, den Meeresboden im flüssigen Zustand nur erreichen, wenn die Meerestiefe größer als 915 m ist. Erzbildende Lösungen, die den Meeresboden in solcher Tiefe erreichen, mögen die Stammlösungen der hoch konzentrierten Salzlösungen des Roten Meeres und des Salton Sea sein. Die Lagerstätten Zyperns und Kurokos werden anhand dieser Daten diskutiert.

     

Iron environment in a montmorillonite from Gola del Furlo (Marche,Italy). A synchrotron radiation XANES and a Mössbauer study

Summary The iron environment and oxidation state has been determined by XANES spectroscopy in a montmorillonite sample from Gola del Furlo (Marche, Italy). A comparison with the XANES spectra of Fe^2– in a natural hematite from Elba (Italy) and of Fe 21 in a synthetic Fe[C0₃] (the fine structures in the spectra of which have also been clarified in detail on the basis of the known crystal structures) permits recognizing that in this sheet silicate Fe is mostly in the trivalent oxidation state and in a distorted octahedral coordination. Mössbauer spectroscopy confirms the XANES assignment, but it also shows that minor octahedral Fee+ is present besides the predominant octahedral Fe^3—.

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Zusammenfassung Synchroton Radiation XANES und Mössbauer-Studien zur Vertielung des Eisens im Montmorillonit aus Gola del Furlo(Marche, Italien) Die Verteilung und die Oxidationsstufe des Eisens eines Montmorillonites aus Gola del Furlo (Marche, Italien) wurden untersucht. Ein Vergleich der XANES Spektren dieses Schichtsilikates mit denen von FeFe³⁺ eines natürlichen Hämatites von Elba (Italien) und von Fe²⁺ eines synthetischen Fe[C0₃], wobei die Details der Spektren auf Grund der Kenntnis der bekannten Kristallstruktur geklärt werden konnten, zeigt, daß Eisen großteils in dreiwertiger Form und in verzerrter oktaedrischer Koordination vorliegt. Mössbauer-Studien bestätigen die Ergebnisse der XANES Untersuchungen, zeigen aber auch, daß untergeordnet Fe e+ an Stelle von Fe³⁺ in der oktaedrischen Position eingebaut wird.

     

Über das Problem der Krusten- und Gebirgsbildung. Die Verlangsamung der Achsendrehung der Erde im Laufe der geologischen Zeiten als Ursache tektonischer Bewegungen

Schluß Kehren wir von der zuletzt behandelten Grundursache der Gebirgsbildung, der säkularen Verlangsamung der Achsendrehung, zurück zu dem allgemeinen Gedanken, der leitend für die Behandlung des Problems gewesen ist, so können wir sagen: den irdischen tektonischen Bewegungen und Erscheinungen liegt nicht eine einzige, ewige und allumfassende Ursache zugrunde. Mehrere Grundursachen, in ihrer örtlichen und zeitlichen Bedeutung abgestuft, sind neben- und nacheinander wirksam. Äonen hindurch scheinbar schlummernd, häufen sie Spannungen in der Erdrinde und in der Magmazone auf, die immer stärker nach Ausgleich, nach Lösung verlangen. Hemmende Widerstände, Reibungen müssen überwunden, Festigkeitsgrenzen überschritten werden. Die Zeiten der Aufsammlung der Spannungen — die Oszillationsperioden — sind lang, die Zeiten der Zertrümmerung — die Komplikationsperioden — episodisch und kürzer. Erstere sind die Zeiten der relativen, nur wenig gestörten Ruhe, letztere die des ausgesprochenen Kampfes. Und es ist wie im Leben der Völker: Nicht der unmittelbar erkennbare Vorgang, obwohl er vielfach den äußeren Anstoß bildet, ist die wahre Ursache des Streites; tiefer liegende Erreger haben die Gegensätze erzeugt, die zur Entladung kommen. Ist dann aber der Bruch erfolgt, die Kulmination überschritten, greift alles ineinander, den Abbau der Spannungen möglichst restlos zu gestalten, teils unter Zerlegung (Divergenz), teils unter Vereinheitlichung (Konvergenz) der Wirkung. Aber der Kampf ist der Vater aller Dinge: auch der tektonische Kampf schafft niemals einen endgültigen Abschluß, völlige Ruhe; neue Belastungen, neue Widerstände, neue Erreger gehen von ihm aus, die künftige tektonische Umformung bestimmend. Dissonanz und Rhythmus beherrschen die Geschichte der Erde.     

Factors determining acidity and basicity of the environment of mineral formation

The relationship between the acidity or basicity of depositing media — e.g., magmatic, transmagmatic, and postmagmatic solutions — and of rocks under replacement and the various types of mineral formation and host rock alteration — are discussed here. — Acidity or basicity (alkalinity) are influenced mainly by the composition of the depositing medium and/or the rock under replacement; e.g., 1. by the amount and the nature of the less mobile (inert) components, 2. the concentration of the alkali metal oxides K₂O and Na₂O in the acting solutions, 3. the concentration of the mobile acid components in the solutions, and 4. the availability of oxygen. Tectonic conditions and their evolution, as well as the evolution of postmagmatic solutions also play an important role in determining acidity and basicity.

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Zusammenfassung In diesem Vortrag wird das durch die Acidität und Basicität (Alkalinität) bedingte End-produkt einer Umwandlung eines Gesteins durch umwandelnde Medien diskutiert. Diese können magmatische, transmagmatische und postmagmatische Lösungen sein. Der Vorgang dieser Stoffumwandlung heißt je nach Reaktion Dioritisation, Gabbroitisation, Syenitisation, Granitisation usw. — Die Acidität und die Basicität werden hauptsächlich durch folgende Faktoren beeinflußt: 1. Die Zusammensetzung der Lösungen und/oder die Zusammensetzung des umzuwandelnden Gesteins, insbesondere die Menge und Art der inerten Komponenten. — 2. Die Konzentration der Alkali-Metall-Oxyde K₂O und Na₂O in den Lösungen. — 3. Die Konzentration der mobilen acidischen Komponenten in den Lösungen. — 4. Die Menge frei verfügbaren Sauerstoffs. — Daneben spielen die augenblicklichen tektonischen Bedingungen und die tektonische Evolution, aber auch die Evolution der postmagmatischen Lösungen für die Acidität und Basicität eine wichtige Rolle.

     

Die nordschwedischen Eisenerze und verwandte Lagerstätten als Beispiele eruptiver Spaltungsprozesse

Zusammenfassung Seit einem früheren Stadium der geologischen Erforschung der nordschwedischen Eisenerzlagerstätten vom Typus Kiruna — meistens apatitreiche Magnetiterze — war es den damit beschäftigten Forschern klar, daß die Substanz der Erze im magmatischen Stadium von dem Magma der begleitenden Porphyrgesteine abgespaltet wurde. Die Natur und die Ursachen dieses Abspaltens müssen nach dem geologischen Befund beurteilt werden, denn es handelt sich um spätmagmatische Ereignisse in einem experimentell noch nicht erforschbaren Gebiet. Mineralparagenese, Struktur, Kontaktverhältnisse usw. deuten auf Kristallisation aus einem an leichtflüchtigen Gemengteilen reichen Magma (pneumotektische Gebilde). Der spätmagmatische oder restmagmatische Charakter der Erzbildung wird auch durch Übergänge nach Erztypen, die bei niedrigeren Temperaturen gebildet sind, klargelegt. Die Trennung zwischen Erz und Gestein erscheint ebenso scharf wie in den Fällen, in denen erzbildende Lösungen gasförmig abgeschieden worden sind. Die Abscheidung muß auch bei den hier behandelten spätmagmatischen Erzen auf die Wirkung der leichtflüchtigen Gemengteile (Magmagase) zurückgeführt werden. Genetisch verwandt sind sulfidische Erze, deren Anknüpfung an den Kirunatypus aus ihrem Apatit- und Magnetitgehalt hervorgeht, und die sich entweder aus pneumotektischen Magmen oder aus gasförmigen Lösungen kristallisierten. Mehr entfernt von der magmatischen Kristallisation folgen gewisse metasomatische Erze ähnlicher Zusammensetzung. Eigentümlicherweise zeigen aber die kontaktmetasomatischen Eisenerze in Kalkstein eine wesentlich andere Zusammensetzung der aus dem Magma stammenden Gemengteile, obgleich auch ihr Material aus dem Magma in Gasform entwich. Besonders auffallend ist der hohe Kieselsäuregehalt und die Seltenheit des Apatits. Diese Eigenschaften findet man auch in den Lagerstätten von diesem Typus, die in demselben Gebiet wie die Kiruna-Erze auftreten, und die mit den dortigen Tiefengesteinen verbunden sind.     

Piemontite from the manganiferous hematite ore deposits in the Tokoro Belt,Hokkaido, Japan

Summary Piemontites occur in manganiferous hematite ore deposits and radiolarian chest in the Nikoro Group, Tokoro Belt, eastern Hokkaido, Japan. The piemontite-bearing chest and ore bodies have suffered low-grade metamorphism of high pressure intermediate type. In ore bodies, piemontite forms veinlets with quartz and/or pumpellyite-(Mn²⁺) containing Mn³⁺ in Y site. In chest, piemontite occurs not only in veinlets but also in radiolarian tests with pumpellyite-(Mn²⁺). The mineral assemblages characterized by piemontite, pumpellyite-(Mn²⁺), okhotskite, hematite and bixbyite indicate that chest and ore deposits were metamorphosed under extremely highfO₂ condition. Some piemontites in ores contain as much as 1.12 Mn³⁺, and the sum of Mn³⁺ and Fe³⁺ attains 1.46 per formula unit, whereas piemontites in chest contain less (Mn³⁺ + Fe³⁺). This difference in compositions may essentially be ascribed to the difference in the host rock compositions. On the other hand, Mn³⁺ and Fe³⁺ contents of piemontites in ores vary considerably by Al (Mn³⁺, Fe³⁺) and Mn³⁺ Fe³⁺ substitutions. This phenomenon may be interpreted in terms of the local availability of Mn³⁺ and Fe³⁺ in the host rocks.The low-temperature stability limit of piemontite is evaluated from the relations between piemontite and pumpellyite and from the estimated P-T conditions of piemontite crystallization in chert and ore deposits.

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Piemontit aus den manganreichen Hematit-Lagerstätten des Tokoro-Gürtels, Hokkaido, Japan

Zusammenfassung Piemontite treten in manganführenden Hämatitlagerstätten und Radiolariten in der Nikoro-Gruppe des Tokoro-Gürtels, Ost-Hokkaido, Japan; auf. Die Piemontit-füh-renden Radiolarite und Erzkörper zeigen eine niedrig temperierte (Low-grade Bereich), Hochdruck (intermediate-type)-Metamorphose. In den Erzkörpern bildet Piemontit Gänge zusammen mit Quarz und/oder Mn³⁺ (in der Y-Position)-führendem Pumpellyit-(Mn²⁺). In den Radiolariten tritt Piemontit nicht nur in Gängen, sondern auch zusammen mit Pumpellyit-(Mn²⁺) in Radiolarien auf. Die Mineralparagenese Piemontit, Pumpellyit-(Mn²⁺), Okhotskit, Hämatit und Bixbyit deutet darauf hin, daß die Radiolarite und Erzlagerstätten unter hohenfO₂-Bedingungen metamorphisiert worden sind.In den Erzkörpern enthalten einige Piemontite bis zu 1.12 Mn³⁺ und die Summe von Mn³⁺ und Fe³⁺ erreicht 1.46 pro Formeleinheit. Die Piemontite in den Radiolariten zeigen geringere Mn³⁺ + Fe³⁺ Gehalte. Diese Unterschiede in der Zusammensetzung sind auf die unterschiedlichen Trägergesteine zurückzuführen. Außerdem variieren die Mn³⁺ und Fe³⁺-Gehalte der Piemontite in den Erzkörpern deutlich auf Grund der Substitution von Al (Mn³⁺, Fe³⁺) und Mn³⁺ Fe³⁺. Dieses Phänomen kann durch die lokale Verfügbarkeit von Mn³⁺ und Fe³⁺ im Trägergestein interpretiert werden.Die niedrige Temperatur-Stabilität von Piemontit kann durch die Assoziation Piemontit-Pumpellyit und durch die bestimmten P-T-Bedingungen der Piemontit-Kristallisation in den Radiolariten und Erzlagerstätten abgeschätzt werden.

     

Copper sulphide formation chemistry at low temperatures

Summary Covellite, blaubleibender covellite, djurleite and chalcocite have been synthesized by the reaction between Cu₂O with aqueous Na₂S solutions at low temperatures. Digenite was produced by heating the dried products of the aqueous experimentation at 105°C for 50 days, but not directly from aqueous solution. Anilite was formed through air oxidation of chalcocite at room temperature. The pH and Eh conditions of formation of these phases have been studied and it has been shown that the synthetic results broadly reflect the theoretical stability fields for these compounds, inasmuch as more reduced copper sulphides are formed under higher pH and lower Eh conditions. Studies of the changes in these parameters during the course of the experiments have been used to outline the mechanisms involved in the reactions. It has been demonstrated that the form of the copper sulphide produced around neutral pH values is almost independent of the oxidation state of the copper reactant, but highly sensitive to the presence and concentration of elemental sulphur. A detailed discussion of the formation chemistry of copper sulphides in low temperature aqueous solutions is presented.

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Chemie der Kupfersulfidbildung bei niedrigen Temperaturen

Zusammenfassung Covellin, blaubleibender Covellin, Djurleit und Chalkosin wurden durch Reaktion zwischen Cu₂O und wäßrigen Na₂S-Lösungen bei niedrigen Temperaturen synthetisiert. Digenit entstand, wenn die getrockneten Produkte aus wäßrigen Lösungen 50 Tage bei 105°C getempert wurden, aber nicht direkt aus wäßriger Lösung. Anilit bildete sich aus Chalkosin bei Zimmertemperatur durch Oxidation an der Luft. Die pH- und Eh-Bedingungen für die Bildung dieser Phasen wurden untersucht und es wurde gezeigt, daß die Syntheseergebnisse im wesentlichen den theoretischen Stabilitätsfeldern dieser Verbindungen entsprechen, indem sich die stärker reduzierten Kupfersulfide unter höherem pH und kleinerem Eh bilden. Untersuchungen über die Änderung dieser Parameter im Verlauf der Experimente wurden zur Umreißung der Reaktionsmechanismen benützt. Es wurde gezeigt, daß die Art des Kupfersulfides, welches sich um neutrale pH-Werte bildet, fast nicht vom Oxidationszustand des reagierenden Kupfers, aber stark von der Anwesenheit und der Konzentration von elementarem Schwefel abhängt. Die Chemie der Bildung von Kupfersulfiden in wäßrigen Lösungen niedriger Temperatur wird ausführlich diskutiert.

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With 2 Figures     

Die Schwarzwälder Gneise

Zusammenfassung Aus den im Vorstehenden referierten Tatsachen, besonders denen des ersten Abschnitts, wird deutlich, wie wenig bestimmt noch die Vorstellungen sind, die sich mit den schwarzwälder Gneisen verbinden. Schien durch die UntersuchungenSauers und durch die eingehende ArbeitSchwenkels eine gewisse Klärung erreicht, so ergaben ja schon die etwa zur gleichen Zeit erfolgten vorläufigen Mitteilungen vonPhilipp undNiggli, daß neben der vorher allein als maßgebend erachteten alten Injizierung auch mit einer solchen von seiten der karbonischen Granite zu rechnen ist.Haffner rüttelte an einem derSauerschen Grundbegriffe, indem er als reine Sedimentgneise nur räumlich ganz unbedeutende Partien ansehen und sonst die Renchgneise den Mischgneisen zuweisen will. NachKlemm undvan Werveke schließlich wäre der Begriff der Schapbachgneise ganz zu streichen, resp. sie wären zeitlich mit den Graniten zusammenzunehmen.Als wahrscheinlichstes Bild ergibt sich derzeit nach der Literatur (und nach eigenen Begehungen des Verfassers) das folgende:Sedimentgneise von derart scharfer — vielleicht mehrfacher — Umprägung, daß klastische Residuen alter Sedimente (etwa Geröllgneise) fehlen, sind z. T. konkordant und z. T. diskordant von Eruptivgneisen (mit Paralleltextur, die wohl teilweise eine Fließerscheinung darstellt) durchsetzt. Die Granulite dürften als saure Nachschübe der Eruptivgneise aufzufassen sein, welche nach Beobachtungen vonSchwenkel in ein fast vollständig starres Gestein eindrangen. Dem Granulit gehören auch die Primärtrümer, Aplit- und Pegmatitadern zu. An alten Mischgneisen ließen sich unterscheiden: 1. endogene Mischgneise: Eruptivgneise mit granulitischem Material innig durchsetzt; 2. exogene Mischgneise: Sedimentgneise mit Eruptivgneis- und Granulitmaterial intensiv verwoben.Mit anscheinend von Süden nach Norden abklingender Intensität sind diese Gesteine von vorherzynischer Prägung erneut während und gegen Ende der herzynischen Orogenese injiziert worden. Die hieraus resultierenden jungen Mischgneise können nach dem Alter weiter untergegliedert werden in ältere (weiße Farbe der Injektionen) und jüngere (rote Farbe der Injektionen) oder nach der Intensität in Injektions-, Imbibitions-, Einschmelzgesteine eingeteilt werden.Mit dieser schematischen Einteilung, die besonders beiNiggli (1925) klar hervortritt, dürfte auch der Weg der nächsten Untersuchungen an Schwarzwälder Gneisen vorgezeichnet sein: mit Hilfe jeglicher Methoden — besonders auch gefügeanalytischer Art — die verschiedenen Überprägungen des Gefüges möglichst weitgehend auseinander zu trennen und sie den verschiedenen Beanspruchungen und Injektionen zuzuordnen.Für Begehungen im Grundgebirge des Schwarzwaldes, insbesonders des nördlichen, stand dem Verfasser eine Beihilfe der Notgemeinschaft der Deutschen Wissenschaft zur Verfügung, für die auch an dieser Stelle ergebenst gedankt sei.     

Sedimentologische Untersuchungen an Grimmelfinger Graupensanden

Zusammenfassung Die Untersuchung von Korngrößenverteilung und Rundungsgrad der Grimmelfinger Graupensande an zwei durch 150 km Transportweg unterschiedenen Aufschlüssen gibt Hinweise auf die Einwirkungen auf das verfrachtete Sedimentmaterial unter gleichförmigen, fluviatilen Bedingungen.Am Anfang des untersuchten Rinnenabschnittes besteht das Sediment überwiegend aus je einer Modalfraktion im Mittelsandbereich, Grobsandbereich und Feinkiesbereich¹.Auf dem Transport wird die Mittelsandfraktion — vermutlich infolge der Schlagwirkung des Feinkieses — aufgerieben und fortgeführt. In den beiden gröberen Fraktionen wird am Ende des untersuchten Abschnittes keine Korngrößenabnahme und damit verbunden auch keine Rundungsgraderhöhung beobachtet. Dieses Ergebnis wird verglichen mit den in der Literatur mitgeteilten Untersuchungen in Abriebmühlen und Feldbeobachtungen. Danach dürfte der Rundungsgrad in der Feinkiesfraktion seinem unter den gegebenen Umständen erreichbaren Grenzwert sehr nahe sein und sich auch bei weiter fortgesetztem Transport kaum noch ändern. In der Grobsandfraktion wird der Anteil, dessen Rundung verbessert wird, infolge der damit verbundenen höheren Kugeligkeit bevorzugt fortgeführt.Die Untersuchungen bestätigen, daß die Abrundungseffekte an Sedimentmaterial in strömendem Wasser in Abhängigkeit von der Korngröße betrachtet werden müssen.

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The mechanical effects of fluvial transport over a distance of 150 km were studied by means of size frequency distributions and analysis of roundness in a Tertiary flow channel in Southern Germany filled by sand mixed with fine gravel.When entering the-channel the deposited material shows characteristic trimodal size frequency distributions. During transport the finer modal fraction (0.2...0.63 mm) is destroyed — probably through breakage by the gravel — and removed, while the sizes of the two coarser fractions remain unaffected. The roundness of the coarser fractions also remains unchanged by transport. This suggests that the roundness of the gravel material has approached its limiting roundness which is the optimum that can be achieved under the prevailing conditions. That part of the coarse sand fraction which becomes better rounded by transport may be removed preferably, because the grains getting higher sphericity by being rounded are transported more easily.Grain sizes have to be considered when abrasion effects are studied.

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Herrn Professor Dr. H. Aldinger danke ich für die Möglichkeit, die vorliegende Arbeit im Geologisch-Paläontologischen Institut der Technischen Hochschule Stuttgart anzufertigen, Herrn Dr. D. Elwert, Kiel, für die Überlassung von Probenmaterial.     

Die Bedeutung der Solifluktion für die Erklärung deutscher Landschafts- und Bodenformen

Zusammenfassung Auch in den nicht zur Diluvialzeit vergletscherten Gebieten Deutschlands und somit auch Frankreichs und anderer mitteleuropäischen Länder muß das Klima der Vereisungsperioden einen starken Einfluß auf die Formen und die Lagerung der obersten lockeren Bodenmassen gehabt haben. Die heute fast nur aus den polaren und subpolaren Gebieten bekannten Erscheinungen des Bodenfließens (= Solifluktion) über einer Tjäle haben sich damals auch bei uns geltend gemacht. Unsere Felsenmeere verdanken ihre Entstehung zu einem erheblichen Teile nicht der Gegenwart, sondern dem diluvialen Bodenfließen. Sie entsprechen J. G.Anderssons Blockströmen. Aber auch ein Teil von dem, was wir nachGötzingers Untersuchungen als Wirkung des recenten Gekriechs aufzufassen pflegten, dürfte dieselbe Entstehung haben und in Wirklichkeit eine fossile Erscheinung sein. Genauere Erforschung dieser Vorgänge hat also ein hohes theoretisches, ja selbst praktisches Interesse.Klar ist es auch, daß sich diejenigen geologischen Landesanstalten ein großes Verdienst um die Lösung der hier berührten Fragen erwerben, die wie die neue württembergische Landesaufnahme eine besonders sorgfältige Untersuchung und Darstellung der Schuttbildungen vornehmen. Aber auch die Forstämter könnten durch gründliche Beobachtung und Messung des Gekriechs an Wegeinschnitten der Unterscheidung von Gekriech und Solifluktion wesentliche Dienste leisten.     

Beiträge zur Kenntnis seltener Arsenatmineralien unter besonderer Berücksichtigung von Vorkommen des Schwarzwaldes

Zusammenfassung In der vorliegenden 2. Folge dieser Arbeit werden weitere Mineralien der Uranglimmergruppe behandelt: Uranospinit, Meta-Uranospinit, Heinrichit und Meta-Heinrichit. Außerdem wird eine Gesamtübersicht über die untersuchten Glieder dieser Mineralgruppe gegeben.Die vollhydratisierte Phase des Calcium-Uranylarsenats, der Uranospinit, weist einen Wassergehalt von 10 Molekülen auf. Daneben existiert noch eine wesserärmere Phase, der Meta-Uranospinit, dem in reiner Form ein Gehalt von 6 Molekülen zukommt. Der Uranospinit verliert bei niedriger Luftfeuchtigkeit bzw. etwas erhöhter Raumtemperatur einen Teil seines Wassers, eine vollständige Umwandlung in Meta-Uranospinit findet unter solchen Bedingungen jedoch nicht statt. Es entstehen Entwässerungsprodukte, die in den Eigenschaften zwischen Uranospinit und Meta-Uranospinit stehen. Erst beim Erhitzen auf 60° kommt es zu einer vollständigen Umwandlung in Meta-Uranospinit. Die. Phasenumwandlung von Uranospinit in Meta-Uranospinit ist reversibel.Die beiden Hydrationsstufen des Barium-Uranylarsenats Heinrichit und Meta-Heinrichit haben einen Wassergehalt von 10 bzw. 8 Molekülen. Der Heinrichit ist bei Raumtemperatur unbeständig und wandelt sich in Meta-Heinrichit um. Der Phasenwechsel ist nach den Untersuchungen irreversibel. Beim Erhitzen des Meta-Heinrichits entweicht das restliche Wasser stufenweise. Es entstehen Entwässerungsphasen, die sich bei normaler Raumtemperatur und-feuchtigkeit unter Wasseraufnahme rasch wieder in den Meta-Heinrichit zurückverwandeln.Die höheren Hydrationsstufen des Calcium-und Barium-Uranylarsenats sind als strukturgleich zu betrachten, nicht dagegen die wasserärmeren Phasen Meta-Uranospinit und Meta-Heinrichit, die sich auch im Wassergehalt unterscheiden.Im Schlußabschnitt des 1. Teiles wird über die untersuchten Hydrationsstufen und Entwässerungsphasen der Uranglimmer eine tabellarische Übersicht gegeben sowie auf die strukturellen Beziehungen und auf das Entwässerungsverhalten eingegangen. Die strukturellen Beziehungen sind weitgehend abhängig vom Ionenradius des Kations. Dies kommt auch im Wassergehalt der vollhydratisierten Phasen zum Ausdruck. Während bei Uranglimmern mit den kleinen Kationen Cu⁺⁺, Mg⁺⁺, Co⁺⁺ und Fe⁺⁺12 H₂O in der höchsten Hydrationsstufe gebunden sind, enthalten die Glieder mit den größeren Kationen Ca⁺⁺ und Ba⁺⁺ in vollhydratisiertem Zustand nur 10 H₂O.2. FolgeMit 2 Textabbildungen und 1 Tafel