An occurrence of ardennite in quartz veins in piemontite schist,Western Otago,New Zealand

Summary Ardennite of complex composition: (Mn²⁺ _3.488Ca_0.509Ba_0.002)₌₄(Mg_0.916916 Fe³⁺ _0.165 Mn³⁺ _0.099Cu_0.033Ni_0.009Zn_0.006 Ti_0.008Al_4.764)₌₆(As⁵⁺ _0.823V⁵⁺ _0.022P_0.005B_0.069Al_0.042Si_5.039)₌₆O_21.81(OH)_6.17 occurs in crack-seal quartz veins in quartz-albite-piemontite-spessartine-phengitehematite-chlorite-rutile-tourmaline ± calcite schist of the Haast Schist Group near Arrow Junction, western Otago, New Zealand. The Mn²⁺/Mn³⁺-ratio is sensitive to calculations and to accuracy of analyses. Boron is detected in ardennite for the first time. Other properties include = 1.734(3), = 1.735(3), = 1.751(3), 2V_Z = 30(2)°;a = 8.721(1),b = 5.816(1),c = 18.545(3) Å,V = 940.7(2) ų. Associated mineral phases are spessartine, hematite, piemontite containing 0.7% SrO and 0.06% PbO, and phengite. Later-stage vein minerals comprise chlorite, albite, and manganoan calcite which were deposited under less highly oxidizing conditions. Digenite with minor intergrown covellite occurs in small amount with manganoan calcite and quartz in a cross-cutting late-stage veina chalcopyrite and native copper occur in other late-stage veins. Arsenic and other components of the ardennite and associated minerals are derived from highly oxidized ferromanganese oxide- and hydroxide-bearing siliceous pelagic sediments that formed the protolith for the piemontite schist. The veins formed at a relatively early stage after metamorphism peaked in the chlorite zone of the greenschist facies under conditions that have been estimated at about 4.5 kbar, 390 °C.

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Vorkommen von Ardennit in Quarzgängen aus Piemontit-Schiefern, West-Otago, Neuseeland

Zusammenfassung Ardennit mit der Zusammensetzung (Mn²⁺ _3.488Ca_0.509Ba_0.002)₌₄(Mg_0.916Fe³⁺ _0.165Mn³⁺ _0.099Cu_0.033Ni_0.009Zn_0.006 Ti_0.008Al_4.764)₌₆(As⁵⁺ _0.823V⁵⁺ _0.022P_0.005B_0.069Al_0.042Si_5.039)₌₆O_21.81(OH)_6.17 tritt in Crack-seal-Quarzgängen in Quarz-Albit-Piemontit-Spessartin-Phengit-Hämatit-Chlorit-Rutil-Turmalin ± Calcit-Schiefern der Haast Schiefer-Gruppe nahe der Arrow Junction, West-Otago, Neuseeland, auf. Die Proportionen von Mn²⁺/Mn³⁺ hängen von der Kalkulation und der Genauigkeit der Analyse ab. Bor wird zum ersten Mal im Ardennit bestimmt. Andere Eigenschaften sind: = 1.734(3), = 1.735(3), = 1.751(3), 2Vz = 30(2)°; a = 8.721(1), b = 5.816(1), c = 18.545(3) Å, V = 940.7(2) Å3. Assoziierte Mineralphasen sind Spessartin, Hämatit, Piemontit, der 0.7% SrO und 0.06% PbO enthält und Phengit. Spät gebildete Gangmineralien, wie Chlorit, Albit und Mn-Calcit, sind unter geringer oxidierenden Bedingungen entstanden. Digenit mit etwas Covellin tritt in kleinen Mengen zusammen mit Mn-Calcit und Quartz in einem querschlägigen Gang auf, Chalcopyrit und gediegenes Kupfer kommen in anderen späten Gängen vor. Arsen und andere Komponenten des Ardennites and der assoziierten Minerale können von hochoxidierten, Fe-Mn-Oxid- und Hydroxyd-führenden, Sireichen, pelagischen Sedimenten hergeleitet werden, die das Ausgangsgestein für den Piemontit darstellen. Die Gänge wurden in einem relativ frühen Stadium, nach dem Metamorphosehöhepunkt, innerhalb der Chloritzone der Grünschiefer-Fazies, unter ungefähr 4.5 kbar und 390°C, gebildet.

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With 4 Figures     

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

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

The Al-Fe(III)epidote miscibility gap in a metamorphic profile through the penninic series of the Tauern window,Austria

The compositional variations in epidotes, Ca₂Al₂(Fe³⁺, Al)-Si₃O₁₂(OH), from a prograde Mesozoic rock series in the Eastern Alps, Austria, are systematically related to metamorphic grade and the oxidation state of the rock. With increasing metamorphic grade the average composition of the zoned epidotes shifts to Fe³⁺-poorer compositions reflecting not only the effect of temperature and total pressure but also the concomitant decrease of the oxidation state of the rocks. Oxidized hematite-bearing assemblages are: 90 mole % Al₂FeEp (greenschists) 70 mole % Al₂FeEp (garnet amphibolites) 58 mole % Al₂FeEp (eclogites); reduced sulfidebearing assemblages are: 42 mole % Al₂FeEp (greenschists) 24 mole % Al₂FeEp (garnet amphibolites) 23 mole % Al₂FeEp (eclogites).A similar compositional evolution of the epidotes as in the spatial sequence of the samples can be observed within the single zoned crystals, reflecting the temporal changes of temperature, total pressure and oxygen fugacity during the prograde crystallization. The Fe³⁺-contents of core and rim decrease with increasing metamorphic grade and decreasing oxidation state. Generally the zoned epidotes consist of a Fe³⁺-rich core (90 to 63 mole % Al₂FeEp) and a Fe³⁺-poorer rim (55 to 23 mole % Al₂FeEp). Core and rim of the epidote crystals are separated by a compositional gap the extension of which is independent of the bulk rock composition, the oxidation state, and the mineralogical composition of the assemblages but becomes smaller with increasing metamorphic grade: 7253 mole % Al₂FeEp (low grade greenschists, 400° C) 6355 mole % Al₂FeEp (higher grade greenschists, 500° C), and 6055 mole % Al₂FeEp (garnet amphibolites, 500–550° C). At the temperature conditions of the highest grade garnet amphibolites and eclogites (550° C) the compositional gap closes at a composition of 58 mole % Al₂FeEp.The data presented thus confirm clearly the existence of an asymmetric miscibility gap in the monoclinic Al-Fe(III)-epidote solid solution series, which, for the first time, has been assumed by Strens (1964, 1965).A model is proposed that describes the prograde compositional evolution of the epidotes studied through the competing mechanisms of growth and diffusional Al-Fe³⁺ exchange and their dependence on metamorphic grade and oxidation state.     

Strukturelle Untersuchungen an Arsenbrackebuschit

Zusammenfassung Röntgenographische Untersuchungen an Einkristallen von Arsenbrackebuschit, Pb₂(Fe, Zn)(OH, OH₂) (AsO₄)₂ (mit FeZn21), ergaben die RaumgruppeP2₁/m mita ₀=7,763(1) Å,b ₀=6.046(1) Å,c ₀=9.022(1)Å, =112,5(1)°,V=391,2(1) ų,Z=2 und _x =6,54 g/cm³. Dreidimensionale Fouriersynthesen und Verfeinerungen nach der Methode der kleinsten Quadrate bis zu einemR-Wert von 0,073 zeigten, daß das neue Mineral strukturell einer Gruppe von Blei-Mineralen der allgemeinen Formel Pb₂ Me(Z) (XO₄) (YO₄) — mitMe=Cu²⁺, Mn²⁺, Zn²⁺, Fe³⁺;X=S, Cr, V, As;Y=P, As, V;Z=OH, OH₂ — zuzuordnen ist. Vertreter dieser Gruppe sind z. B. Tsumebit Pb₂Cu(OH) (SO₄) (PO₄), Vauquelinit Pb₂Cu(OH) (CrO₄) (PO₄) und auch Brackebuschit Pb₂(Mn, Fe) (OH₂) (VO₄)₂. Strukturelle Verwandtschaft besteht mit Tsumcorit Pb(Zn, Fe)₂(OH, OH₂)₂(AsO₄)₂, einem weiteren Blei-Arsenat der gleichen Lagerstätte.

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Structural investigation of arsenbrackebuschite

Summary X-ray single crystal work on arsenbrackebuschite, Pb₂(Fe, Zn) (OH, OH₂) (AsO₄)₂ (with FeZn21), gave space groupP2₁/m witha ₀=7.763(1),b ₀=6.046(1),c ₀=9.022(1) Å, =112.5(1)°,V=391.2(1) ų,Z=2 and _x =6,54 g/cm³. 3-dimensional Fourier syntheses and least-squares refinement (finalR=0.073) showed that the new mineral belongs to a group of lead minerals with the general formula Pb₂ Me(Z) (XO₄) (YO₄)Me=Cu²⁺, Mn²⁺, Zn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺;X=S, Cr, V, As; Y=P, As, V;Z=OH, OH₂. Members of this group, are for example tsumebite, Pb₂Cu(OH) (SO₄)(PO₄), vauquelinite, Pb₂Cu(OH) (CrO₄) (PO₄), and brackebuschite, Pb₂ (Mn, Fe) (OH₂) (VO₄)₂. A structural relationship exists to tsumcorite, Pb(Zn, Fe)₂(OH, OH₂)₂ (AsO₄)₂, another lead-arsenate from Tsumeb.

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Mit 2 Abbildungen     

Silicate melts at magmatic temperatures: in-situ structure determination to 1651°C and effect of temperature and bulk composition on the mixing behavior of structural units

The abundance of coexisting structural units in K-, Na-, and Li-silicate melts and glasses from 25° to 1654°C has been determined with in-situ micro-Raman spectroscopy. From these data an equilibrium constant, K_x, for the disproportionation reaction among the structural units coexisting in the melts, Si₂O₅(2Q³)SiO₃(Q²)+SiO₂(Q⁴), was calculated (K_x is the equilibrium constant derived by using mol fractions rather than activities of the structural units). From ln K_x vs l/T relationships the enthalpy (H_x) for the disproportionation reaction is in the range of-30 to 30 kJ/mol with systematic compositional dependence. In the potassium and sodium systems, where the disproportionation reaction shifts to the right with increasing temperature, the H_x increases with silica content (M/Si decreases, M=Na, K). For melts and supercooled liquids of composition Li₂O·2SiO₂ (Li/Si=1), the H_x is indistinguishable from 0. By decreasing the Li/Si to 0.667 (composition LS3) and beyond (e.g., LS4), the disproportionation reaction shifts to the left as the temperature is increased. For a given ratio of M/Si (M=K, Na, Li), there is a positive, near linear correlation between the H_x and the Z/r² of the metal cation. The slope of the H_x vs Z/r² regression lines increases as the system becomes more silica rich (i.e., M/Si is decreased). Activity coefficients for the individual structural units, _i, were calculated from the structural data combined with liquidus phase relations. These coefficients are linear functions of their mol fraction of the form _i=a lnX _i+b, where a is between 0.6 and 0.87, and X _i is the mol fraction of the unit. The value of the intercept, b, is near 0. The relationship between activity coefficients and abundance of individual structural units is not affected by temperature or the electronic properties of the alkali metal. The activity of the structural units, however, depend on their concentration, type of metal cation, and on temperature.     

The central part of the Jebel Nefusa volcano (Libya) survey map,age relationship and preliminary results

The main result of a field survey is the presentation of a petrographical map, which for the first time gives details of the main structures of the Jebel Nefusa volcano. A second result of the mapping is that obviously the age relationship between two of the major rock types — phonolites and flood basalts — needs revision: the phonolites are the oldest ones. - Also are given some preliminary remarks regarding mineralogical composition: flood basalts are characterized by olivines corroded and partly oxidized before final crystallization, and all phonolites contain appreciable amounts of analcite.

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Zusammenfassung Es wird eine petrographische Übersichtskarte vorgelegt, welche erstmals die beherrschenden Strukturen im Aufbau des Jebel-Nefusa-Vulkans (nördl. Tripolitanien, Libyen) erkennen läßt. Ein Ergebnis der Kartierung ist eine Neugliederung der Altersabfolge der drei Haupt-Gesteinsgruppen Phonolithe — Flutbasalte — Melabasalte. Die Phonolithe müssen offensichtlich älter als die Flutbasalte sein, und sind wahrscheinlich die ältesten Glieder der Abfolge. — Vorab mitgeteilte petrographische Details: die Flutbasalte werden durch Olivine charakterisiert, welche schon vor der Erstarrung der Schmelze korrodiert und teiloxidiert worden waren, und die Phonolithe führen sämtlich erhebliche Anteile an Analcim.

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Résumé Le résultat principal de cette recherche sur le terrain est présentation d'une carte pétrographique qui, pour la première fois, montre les détails de la structure principale du volcan Jebel Nefusa. Ce travail montre avec évidence que les relations d'âge entre deux des principaux types de roches, les phonolites et les épanchements basaltiques, appellent une révision, car les phonolites sont les plus anciennes. Quelques remarques sont faites sur la composition minéralogique: les épanchements de basaltes sont caracterisés par des olivines corrodées et en partie oxydées avant la cristallisation finale; toutes les phonolites contiennent de l'analcime en proportions appréciables.

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Deformation fabric and microstructures in ophiolitic chromitites and host ultramafics,Sultanate of Oman

Harzburgite and dunite from the Oman ophiolite display a strong olivine fabric and microstructures typical for high temperature mantle deformation. The syntectonic, magmatically formed, chromitites occurring throughout the mantle sequence vary from almost undeformed (resembling chromitite from stratiform complexes) to highly deformed. Usually the interstitial silicates in the deformed ore possess a fabric similar to those of the host rocks, whereas a weak or poikilitic fabric is observed on relatively undeformed deposits. Chromite grains are elongated and flattened, defining strong foliations and lineations, in disseminated ore, and pull-apart-like structures perpendicular to the lineation form in the coarser massive ore. No preferred crystallographic orientation of chromite has been detected with the X-ray-texture goniometer, and it is proposed that chromite mainly deforms by passive rotation in the weaker silicate matrix, cataclasis and diffusion creep.

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Zusammenfassung Die Dunite und Harzburgite, die im Ophiolit des Oman auftreten, zeigen ein Olivingefüge und Mikrostrukturen, die typisch sind für Manteldeformationen bei hohen Temperaturen. Die syntektonischen, magmatisch gebildeten Chromitite sind über die gesamte Abfolge der Mantelgesteine zu finden. Das Ausmaß der Deformation der Chromitite reicht von gering bis stark. Fast undeformierte Chromitite gleichen denen stratiformer Komplexe. Im deformierten Erz zeigen die in Zwickeln auftretenden Silikatminerale im allgemeinen ein ähnliches Gefüge wie das Wirtsgestein; in relativ undeformierten Vorkommen zeigen sie ein schwaches oder poikilitisches Gefüge. Die Chromitkörner haben einen plattigen Habitus und bilden im Sprenkelerz ein deutliches Flächen- und Lineargefüge. Im grobkörnigen Derberz entstehen hingegen Dehnungsstrukturen (pull-apart textures) senkrecht zur Lineation. Röntgentexturgoniometrische Untersuchungen ergaben keine Regelung des Chromits, und es wird daher angenommen, daß der Chromit aufgrund passiver Rotation in der schwächeren Silikatmatrix deformiert wurde, weiterhin kommen auch Kataklase und Diffusionsmechanismen in Frage.

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Résumé Les dunites et harzburgites du complexe ophiolitique d'Oman présentent une forte fabrique de l'olivine et des microstructures typiques de déformations mantelliques de haute température. Les chromitites, d'origine magmatique syntectomque, qui se trouvent le long de la séquence mantellique varient entre des termes presque non déformés (ressemblant aux chromitites des complexes stratiformes) jusqu'à des termes très déformés. Les silicates interstitiels du minerai déformé présentent fréquemment une fabrique semblable à celle des minéraux de la roche hôte alors que l'on observe une fabrique peu développée ou bien une texture poecilitique dans les minerais des gisements relativement peu déformés. Les cristaux de chromite sont allongés et aplatis, définissant une foliation et une linéation très marquées dans les minerais disséminés; des structures d'étirement (pull-apart) perpendiculaires à la linéation apparaissent dans les minerais plus massifs. Aucune orientation cristallographique préferentielle n'a pu être mise en évidence au goniomètre de texture; on propose donc que la chromite se déforme principalement par rotation passive dans une matrice silicatée plus fragile, par cataclase et par fluage-diffusion.

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Shear resistance of en-echelon jointed rock masses in joint direction

Summary A criterion for determining normal stress levels of shear failure of rock masses is developed, then the shear resistance of the rock mass, based upon the geometric model of en-echelon jointed rock masses, can be evaluated for low normal stress levels or high normal stress levels respectively by using the method proposed in this paper. Finally, a procedure generating joint patterns which are described with individual joint geometry parameter or multi-joint geometry parameter is discussed.     

Multifactorial control of sedimentation patterns in an ocean marginal basin: the Lusitanian Basin (Portugal) during the Kimmeridgian and Tithonian

The Mesozoic Lusitanian Basin developed as a part of the North Atlantic rift system. Tectonic rifting activity was rejuvenated during the Upper Jurassic, leading to intensive differentiation of facies development. Kimmeridgian and Lower Tithonian calcareous and siliciclastic sediments represent basinal and slope, shallow marine, and terrestrial environments. The lithostratigraphic arrangement of facies units is demonstrated. Sediment character, distribution and thicknesses are mainly controlled by synsedimentary faulting, with a partial overprint by uprise of salt diapirs. Eustatic sea level fluctuations, exogenic and biogenic factors resulted in additional control on facies development.Comparing bathymetric development of major basin sections and simplified plotting on a common time scale is a simple tool to unravel the multifactorial control of sedimentation and to test the validity of some biostratigraphic markers.During the Kimmeridgian, paleogeography was mainly determined by intensive subsidence of the basin center, by a large linear uplift zone m the north, and by a high amount of clastic influx. At the end of the stage and during the Tithonian, overall subsidence slowed down and inner basin uplifts arose further south. Degree of clastic input was variable. Thus shallow water carbonates were episodically widespread throughout the basin and mixed calcareous-clastic sequences were common. Sheltering and trapping effects resulted in local facies variations. Towards the Cretaceous the basin sanded up from northern, eastern and, particularly, northwestern directions.

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Zusammenfassung Das mesozoische Lusitanische Becken entstand als Teil des nordatlantischen Riftsystems. Während des Oberjuras lebte die tektonische Aktivität erneut auf und führte zu einer intensiven Differenzierung der faziellen Entwicklung. Die Kalke und Siliziklastika des Kimmeridge und Unteren Tithons, deren lithostratigraphische Beziehungen dargestellt werden, repräsentieren Becken-, Hang- und Flachwasserablagerungen sowie terrestrische Sedimente.Synsedimentäre Tektonik bestimmte überwiegend die Ausbildung, Verteilung und Mächtigkeiten der Sedimente. Halokinese, eustatische Meeresspiegelschwankungen, exogene und biogene Faktoren kontrollierten die Faziesverteilung zusätzlich. Ein Vergleich der bathymetrischen Entwicklung aller grö\eren Beckenprofile und Standardisierung auf eine gemeinsame Zeitachse erlauben, die überlagerung der einzelnen Kontrollfaktoren zu entschlüsseln sowie den Wert einiger biostratigraphischer Bezugshorizonte zu testen.Während des Kimmeridge wurde die Paläogeographie vor allem durch starke Subsidenz des Beckenzentrums sowie durch eine gro\e lineare Hebungszone im Norden und durch hohe klastische Zufuhr bestimmt. Am Ende des Kimmeridge und während des Tithons verlangsamte sich die Subsidenz. Anhebung innerer Beckenteile und schwankende Zufuhr von Klastika bewirkten die episodische Ausbreitung von Flachwasserkarbonaten und die verbreitete Entwicklung gemischt kalkig-klastischer Serien. Abschirmungs- und Abfangeffekte erlaubten kleinräumige Faziesvariationen. Zur Kreide hin verlandete das Becken durch klastische Zufüllung aus nördlicher, östlicher und vor allem nordwestlicher Richtung.

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Resumo Durante o Mesozóico, a Bacia Lusitânica desenvolveu-se como parte do sistema »rift« do Atlântico do Norte. A actividade tectónica, tipo »rifting« renasceu durante o Jurásico Superior, causando uma diferenciaÇÃo intensa no desenvolvimento de fácies. Os sedimentos calcários e siliciclásticos do Kimeridgiano e Titoniano inferior representam ambientes do mar mais ou menos profundo (fundo de bacia, declive, lagoa, delta) e ambientes continentais. O quadro litoestratigráfico das unidades de fácies é elaborado.O carácter, a distribuiÇÃo e a espessura dos sedimentos sÃo sobretudo controlados pela actividade tectónica sinsedimentária. Movimentos halokinéticos, fluctuaÇÕes eustáticas do nível do mar, e factores exogénicos e biológicos resultaram num controle adicional do desenvolvimento de fácies.Uma medida simples para destrinÇar os factores diferentes da sedimentaÇÃo e para testar o valor de alguns »markers« bioestratigráficos é comparar o desenvolvimento batimÊtrico dos coites principais da bacia e estandardizá-los num comum eixo temporal.Durante o Kimeridgiano, a paleogeografia foi dominada pela subsidÊncia intensa do centro da bacia, por um grande levantamento estreito no Norte, e por um grau elevado de introduÇÃo de clásticos. No fim do estágio e durante o Titoniano, a subsidÊncia geral diminuiu-se e novos levantamentos surgiram mais no Sul. O grau de introduÇÃo de clásticos foi variável. Por consequÊncia, calcários de agua pouco profunda alargaram-se por vezes sobre grandes partes da bacia e sequÊncias mistas de calcários e clásticos foram comum.No fim do Jurásico o mar desapareceu por causa de enchimento da bacia por clásticos de proveniÊncia norte, este, e partialmente noroeste.

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The S-External pyrenees of Huesca

An Upper Cretaceous-Paleocene series is more or less detached from the Hercynian basement and piled up southward as a Younger Calcareous Chain. A broad belt of Eocene flysch with limestone intercalations terminates eastward against a contemporaneous cross-structure and is affected by a zone of persistent overturning.

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Zusammenfassung Eine Oberkreide-PalÄozÄn-Serie ist teilweise vom herzynischen Untergrund abgeschert und südwÄrts als Jüngere Kalkkette aufgestaucht. Eine breite Zone von EozÄn-Flysch mit Kalkeinlagerungen endet nach Osten an einer gleichaltrigen Querstruktur. Sie enthÄlt einen durchgehend überkippten Streifen.

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Résumé La série néocrétacée-paléocène est plus ou moins décollée du socle hercynien et déversée au sud comme «ChaÎne calcaire postérieure». Une large zone de flysch éocène à intercalations calcaires se termine vers l'est contre un accident transversal contemporain et est affectée d'une bande persistante de renversement.

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1Tc-Strontiohilgardit (Ca,Sr)2[B5O8(OH)2Cl] und seine Stellung in der Hilgarditgruppe X2/II[B5O8(OH)2Cl]

Zusammenfassung 1Tc-Strontiohilgardit (Ca, Sr)₂ [B₅O₈(OH)₂,Cl] mit Ca : Sr etwa 1 : 1 ist ein neues Mineral der Hilgarditgruppe. Fundpunkt: Reyersbausen (9° 59,7 E, 51° 36,6 N), Grube Königshall-Hindenburg, Flöz Staßfurt in sylvinitischer Ausbildung.Konstanten : triklin-pedial,a ₀=6,38 Å,b ₀=6,480 Å,c ₀=6,608 Å, =75,4°,=61,2°, =60,5°; tafelige-gestreckte Links- und Re chtskristalle, farblos, wasserunlöslich, piezoelektrisch. Härte 5–7, Dichte 2,99 g cm^–3;n =1,638,n =1,639,n =1,670; 2V =19°.Neue Daten für die Hilgarditgruppe : 2 M (Cc)-Calciumhilgardit (=Hilgardit) =4 Ca₂[B₅O₃(OH)₂Cl], Raumgruppe Cc.3Tc-Calciumhilgardit (=Parahilgardit) = 3 Ca₂[B₅O₃(OH)₂Cl]; trinklin-pedial, ₀=6,31 Å,b =6,484 Å,c ₀=17,50 Å; =84,0°,=79,6°, =60,9°.Die Polymorphiebeziehungen sind geometrisch deutbar durch eine spezielle Art der Polytropie (Stapelung von Links- und Rechtskristallen im Elementarbereich).     

Excess K-Ar ages of glauconite from the Upper Marine Molasse and evidence for glauconitization of mica

K-Ar age determinations along with optical investigations were used to examine whether glauconite from the Upper Marine Molasse (OMM) is of authigenic, allogenic or transformed origin. For this purpose 16 glauconite samples from 14 different localities were investigated from the Burdigalian Muschelsandstein collected along a traverse from Lake Constance to west of Geneva.Optical observations on washed grain concentrates reveal the presence of different alteration products of biotite, confirming earlier studies. Moreover, thin-section preparations of sample aliquots showed that the glauconite grains contain biotite-relics, which might account for the elevated absolute ages.The optical evidence is confirmed by individual mineral fractions, which show chlorite with biotite-»nucleii«, chlorite-lamellae, and »layered«-glauconites. All these observations point to glauconite genesis by transformation of biotite. The complete transformation from biotite via chlorite to glauconite apparently results in a chemically more stable state.The K-content of the samples varies from 5.6 to 7.0% K₂O, indicating mature but not highly evolved glauconite. 19 apparent K-Ar dates range from 17.7 to 34.9 Ma. In comparison with the biostratigraphy and the estimated Burdigalian age of about 18 Ma nearly all dates are too high. These strongly scattered dates are thus stratigraphically meaningless and seem to exclude an authigenic formation of these glauconites from faecal pellets. Furthermore, geologic arguments exclude an allogenic (= detrital) origin.Glauconite genesis in the Upper Marine Molasse must therefore be distinguished from both authigenic and allogenic formation mechanisms. A new term »meta-allogenic« is therefore used to describe glauconite growth by transformation of allogenic mica.

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Zusammenfassung Um zu prüfen, ob Glaukonite aus der Oberen Meeresmolasse (OMM) authigen, allothigen oder durch Umwandlung aus anderen Mineralien entstanden sind, wurden sie — nebst mineraloptischen und röntgenographischen Untersuchungen — mit der K-Ar-Methode datiert. Aus 14 verschiedenen Lokalitäten zwischen Bodensee und einigen Kilometern westlich von Genf wurden 16 Glaukonit-Proben aus dem burdigalen Muschelsandstein entnommen.Sedimentpetrologische Studien an Körner-Konzentraten offenbarten verschiedene Umwandlungsprodukte von Biotit. Zudem zeigten Aliquots von Dünnschliff-Präparaten, daß einzelne Körner unterschiedlich große Relikte von Biotit enthalten, die die zu hohen Alterswerte verursachen können.Die verschiedenen Mineralfraktionen bestätigen den Charakter von Übergangsstadien: Chlorit mit Biotit-Kernen, Chloritlamellen und »Schicht«-Glaukonit. Alle diese Beobachtungen deuten auf eine Glaukonitgenese aus der Umwandlung von Biotit. Die vollständige Umwandlung von Biotit über Chlorit zu Glaukonit scheint mit dem End-produkt einen chemisch stabileren Zustand anzustreben.Der K₂O-Gehalt aller Proben variert von 5.6 bis 7.0%. Dies weist auf »reifen«, aber nicht hochentwickelten Glaukonit hin. Die 19 K-Ar-»Alter« liegen zwischen 17.7 und 34.9 Ma. Im Vergleich mit der Biostratigraphie und dem geschätzten burdigalen Alter von ca. 18 Ma, sind diese Daten zu hoch und daher stratigraphisch bedeutungslos. Eine authigene Bildung von Glaukonit aus Kotpillen (faecal pellets) muß somit ausgeschlossen werden. Außerdem kommt aus geologischen Gründen eine detritische (allothigene) Herkunft ebenfalls nicht in Betracht.Für die Glaukonit-Genese in der Oberen Meeresmolasse muß daher ein anderer Bildungsprozess verantwortlich sein. Um die Umwandlung von eingeschwemmtem (= allothigenem) Biotit zu Glaukonit zu beschreiben, wurde der neue Term »meta-allothigen« eingeführt.

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Résumé Afin de rechercher si les glauconites de la OMM (= molasse marine supérieure) sont authigènes, allothigènes ou proviennent de la transformation d'autres minéraux, on les a datées par la méthode K-Ar, conjointement à une étude optique et röntgenographique. 14 localités, situées depuis de lac de Constance jusqu'à quelques kilomètres à l'ouest de Genève, ont fourni 16 échantillons de glauconite du Muschelsandstein burdigalien.L'étude optique des grains, effectuée sur des concentrés, a révélé divers produits de transformation de la biotite. En outre, les examens en coupes minces ont montré, dans les grains de glauconite, des restes de biotite d'importance variable. Ces restes de biotite peuvent être responsables de valeurs trop élevées obtenues dans les mesures d'âge.L'examen des diverses fractions minérales permet de préciser les stades de transformation: chlorite avec noyaux de biotite, lamelles de chlorite et glauconite »stratifiées«. Toutes ces observations indiquent une genèse de la glauconite par transformation de la biotite. La transformation complète de la biotite en chlorite puis en glauconite semble ainsi correspondre à un état chimique plus stable.La teneur en K₂O de tous les échantillons varie entre 5,6 et 7,0%, indiquant une glauconite »mature«, mais pas très évoluée. Les 19 »âges« K-Ar sont compris entre 17,7 et 34,9 Ma. Comparés à la biostratigraphie et à l'âge burdigalien, estimé à environ 18 Ma, ces résultats sont nettement trop élevés et ne présentent donc aucune valeur stratigraphique. Il faut ainsi exclure une formation authigène de la glauconite à partir de pelotes fécales. De plus, une origine détritique (= allothigène) ne peut être envisagée pour des raisons géologiques.En conséquence, c'est bien un processus différent qui est responsable de la genése de la glauconite dans la OMM. Le terme nouveau »méta-allogénique« est proposé pour indiquer la transformation de la biotite détritique en glauconite.

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- , , , (OMM) , , /. 14- 16 . - . , . : , « ». , . , , . K₂O 5,6 7,0%. / 17,7 34,9 . , 18 . (faecal pellets) . , ., . , «-».

     

Die Diabasvorkommen des Amazonasgebietes und das Problem des Intrusionsmechanismus

Zusammenfassung Unter Bezug auf die beobachteten großräumigen Diabasvorkommen im Gebiet des Amazonasbeckens wird der Versuch unternommen, den Intrusionsmechanismus basaltischer Schmelzen prinzipiell zu erklären. Es läßt sich zeigen, daß das Problem der Magmenbewegung von dem der Magmaentstehung nicht zu trennen ist. Beide bedürfen der Anwendung sowohl hydrostatischer als auch hydrodynamischer Gesetzmäßigkeiten.Die Beachtung der hydrostatischen Gesichtspunkte erfordert einerseits eine Herdlage in den oberen Teilen des Erdmantels, wo aber andererseits die Entstehung der Schmelze aus thermischen Gründen nicht ohne Konvektionsströmungen denkbar ist.Die Annahme eines konvektiven Zirkulationssystems im Mantel, dessen Auswirkung gelegentlich durch Schweremessungen beobachtbar sein können, beantwortet viele wichtige offene Fragen im Problemkreis des Intrusionsmechanismus basischer Gesteine.

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Basing on huge occurrence of diabase in the Amazon basin, a limited distribution of which is dealt with in this paper, an outline of the principal mechanism of intrusions of basaltic magma is attempted. Apparently, the problem of movement of magma is not allowed to be regarded without that of its origin. Both, movement and origin, are subjected to hydrostatical and hydrodynamical laws.The application of the hydrostatics demands the source of magma to be in the upper parts of the earth's mantle. In this location, however, temperature seems to be insufficient to originate melted basaltic rocks unless thermical convection takes place.The postulation of a vertical system of circulation in the mantle, the effects of which sometimes may be recognized by gravity measurements, solves some important problems of the mechanism of intrusion. In this way, among other things, the deep lying mass of higher density along the center of the Amazon basin may be determined as to triassic-jurassic age.

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Résumé Considérant la présence de diabases en grande quantité dans le bassin de l'Amazone, l'auteur tente d'interpréter dans son principe le mécanisme d'intrusion des liquides basaltiques. Il semble que le problème du mouvement du magma ne peut pas être séparé de celui de son origine. Tous deux doivent être soumis à des lois hydrostatiques et hydrodynamiques.La considération du point de vue hydrostatique donne à penser que la source du magma se trouve dans la partie supérieure du manteau terrestre où cependant, pour des raisons thermiques, on ne peut penser à la formation de liquides magmatiques sans courants de convection.L'hypothèse d'un système de circulation convective dans le manteau, dont les effets ont parfois été observés par des mesures de gravité, apporte une solution à quelques problèmes concernant le mécanisme d'intrusion. Dans cet ordre d'idées, la masse profonde de forte densité située dans le centre du bassin de l'Amazone peut être rapportée au Triasique-Jurassige.

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Die Veröffentlichung der vorliegenden Arbeit erfolgt mit freundlicher Genehmigung der Petróleo Brasileiro, S. A. (Petrobrás) sowie der Gesellschaft für praktische Lagerstättenforschung GmbH (Prakla). Beiden Gesellschaften sei dafür an dieser Stelle aufrichtig gedankt!     

Multivariate statistische Auswertung von Schwermineraldaten der alpinen Gosau und Bezüge zur plattentektonischen Entwicklung der Ostalpen während der Oberkreide

Zusammenfassung Aus Schwermineraldaten verschiedener Oberkreidevorkommen der alpinen Gosau werden mit einer speziellen Variante der Q-Modus Faktorenanalyse lithologische Endglieder zur Rekonstruktion der Liefergebiete modelliert. Dabei zeigt sich, daß zeitlich zwischen der bekannten Chromspinell-Schüttung aus Ophiolithen im Norden und der Zufuhr von Granat aus dem Kristallin der Ostalpen im Süden während des Campan ein kratonisches Hinterland vorhanden ist, das sowohl reifen (Zirkon, Turmalin, Rutil) als auch sauer plutonischen Detritus (Zirkon, Apatit) in die Gosaubecken einbringt.Diese Befunde bestätigen und präzisieren das vonFrisch (1979) vorgelegte plattentektonische Konzept: Als Folge der Subduktion des südpenninischen Piedmont Ozeans und gleichzeitiger Öffnung des nordpenninischen Valais Ozeans kollidiert im Campan die mittelpenninische Briançonnais-Mikroplatte mit dem Austroalpin der adriatischen Platte. Dem entspricht die Abnahme der Chromspinellzufuhr und die Zunahme von Detritus aus einem kratonischen Liefergebiet in den Gosau Sedimenten des Untercampan. Nach der intragosauischen Gebirgsbildungsphase hält die Zufuhr von kratonischem Material aus dem Mittelpenninikum während dessen Überschiebung im Obercampan an. Gleichzeitig beginnt die Freilegung von austroalpinen Kristallinarealen, die generell ab dem Maastricht zur Vorherrschaft eines metamorphen Schwermineralspektrums führt.

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Heavy mineral data from the Late Cretaceous clastic sediments of the Alpine Gosau formation were processed using extended Q-mode factor analysis in order to model in detail end members of lithological associations in search of provenance. The results show clearly a cratonic source area which furnished both mature (zircon, tourmaline, rutile) and acid plutomc (zircon, apatite) detritus into the Gosau basins during Campanian time. Stratigraphically, the mature-plutonic detritus ranges between the well known chromspinel supply from ophiolites in the north and the influx of garnet from metamorphic rocks of the Eastern Alps in the south.This confirms and clarifies the plate tectonic model proposed byFrisch (1979): The Middle Penninic Briançonian microplate collided with the Austroalpine unit of the Adriatic plate as result of both the subduction of the South Penninic Piedmont ocean and the contemporaneous opening of the North Penninic Valais ocean. The sedimentological response was a decrease in chromspinel and an increase in the minerals of cratonic provenance in the Gosau sediments of Early Campanian age. The cratonic detritus continued to dominate in the Late Campanian after the intragosauic orogenic movements as the Briançonian plate was beeing overthrust. At this time the erosion of Austroalpine metamorphic areas started, leading to the predominance of heavy minerals of metamorphic source from the Latest Cretaceous (Maastrichtian) onwards.

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Résumé Une forme particulière d'analyse factorielle en mode.Q a été appliquée aux minéraux lourdes provenant de divers sites du Crétacé supérieur du Gosau (Alpes orientales), en vue de rechercher l'origine des sédiments. Cette méthode montre clairement l'existence au Campanien d'une source cratonique qui alimenterait le bassin du Gosau à la fois en éléments matures (zircon, tourmaline, rutile) et en éléments plutoniques acides (zircon, apatite). Cet apport se situe stratigraphiquement entre les arrivées de spinelle chromifère provenant des ophiolites au Nord et de grenat provenant des métamorphites des Alpes occidentales au Sud.Ces résultats confiment et précisent le modèle géodynamique proposé par Frisch (1979): à la suite de la subduction de l'océan sud-pennique piémontais et de l'ouverture de l'océan nord-pennique valaisan, une collision se produisit au Campanien entre la microplaque méso-pennique brianonnaise et l-Austro-alpin de la plaque adriatique. La réponse sédimentologique à cet événement a été, dans les sédiments companiens infeérieurs du Gosau, une diminution de l'afflux de spinelles chromifères et un accroissement des minéraux de provenance cratonique. Au Campanien supérieur, après la phase tectonique intro-gosauienne, l'apport des matériaux cratoniques a continué pendant le charriage de la plaque briançonnaise. En même temps commençait l'érosion de l'aire métamorphique austroalpine amenant, à partir du Maastrichtien une prédominance de minéraux lourdes d'órigine métamorphique.

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. , , , , — , . , 1979 : Valais Briançonnais - . . . , . . - , .

     

New compositional and optical data for antimonian and bismuthian varieties of hemusite from Japan

Summary New compositional and optical data are reported for antimonian and antimonianbismuthian varieties of hemusite from epithermal Au-Ag-Cu deposits in Japan. The empirical formula for the antimonian variety, from the Iriki mine is: (Cu_5.83Fe_0.14Ag_0.01)_5.98Mo_1.03(Sn_0.54Sb_0.41Te_0.03Bi_0.02)_1.00(S_7.85Se_0.15)_8.00, and that of the Sb-Bi variety from the Kawazu mine is: (Cu_5.84Fe_0.14Ag_0.01)_5.99Mo_1.03(Sn_0.82Sb_0.11Bi_0.l0Te_0.04)_1.07(S_7.80Se_0.12)_7.92. The theoretical formula of hemusite is Cu⁺ ₄Cu²⁺ ₂MO⁴⁺Sn⁴⁺S₈, whilst the most probable formula of the Iriki hemusite is Cu⁺ _4.5CU²⁺ _1.5Mo⁴⁺Sn⁴⁺ _0.5Sb⁵⁺ _0.5S₈, with Sb⁵⁺ substituting for Sn⁴⁺ and forming (SbS₄)^3– tetrahedra as might be expected, given that the metal to sulphur ratio is 1, and given the sphalerite-like structure of the mineral. However Bi³⁺ cannot be so accommodated, resulting in a deficiency in (S + Se) for Kawazu hemusite. Reflectance spectra for both are compared with those of the tungsten analogue (compositional) of hemusite, kiddcreekite. The relationship between hemusitesensu stricto and these newly reported varieties is discussed in terms of simple and coupled chemical substitutions, and inferences are drawn on the valency of Sb, Bi, Mo and Cu in the hemusite structure.

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Neue chemische und optische Daten für antimon- und bismuthführende Varietäten von Hemusit aus Japan

Zusammenfassung Neue chemische und optische Daten für antimon- und bismuthführende Hemusite auf epithermalen Au-Ag-Cu Lagerstätten in Japan werden vorgelegt. Die empirische Formel für die antimon-führende Varietät aus der Iriki-Mine ist: (Cu_5.83Fe_0.14Ag_0.01)_5.98Mo_1.03(Sn_0.54Sb_0.41Te_0.03Bi_0.02)_1.00 (S_7.85Se_0.15)_8.00, und die der Sb-Bi Varietät aus der Kawazu Mine ist: (Cu_5.84Fe_0.14Ag_0.01)_5.99M0_1.03(Sn_0.82Sb_0.11Bi_0.l0Te_0.04)_1.07 (S_7.80Se_0.12)_7.92. Die theoretische Formel von Hemusit ist Cu⁺ ₄Cu²⁺ ₂Mo⁴⁺Sn⁴⁺S₈, während die wahrscheinlichere Formel für den Hemusit von Iriki Cu⁺ ₄Cu²⁺ _1.5Mo⁴⁺Sn⁴⁺ _0.5Sb⁵⁺ _0.5S₈, mit Sb⁵⁺ an der Stelle von Sn⁴⁺, das(SbS₄)^3– Tetraeder bildet, wie zu erwarten ist, unter der Voraussetzung, da das Metall zu Schwefelverhältnis 1 und die Struktur sphaleritähnlich ist. Bi³⁺ kann jedoch nicht in dieser Weise untergebracht werden, und das führt zu einem Mangel an (S + Se) für den Hemusit von Kawazu. Die Reflektions-Spektren beider Minerale werden mit denen des Wolfram-Equivalents von Hemusit (Kiddcreekit) verglichen. Die Beziehung zwischen Hemusitsensu stricto und diesen jetzt beschriebenen Varietäten wird auf der Basis einfacher und gekoppelter chemischer Substitution diskutiert. Auf dieser Basis werden Schlüsse auf die Valenz von Sb, Bi Mo und Cu in der Hemusit-Struktur gezogen.

     

How Cr<Superscript>3+</Superscript> and Fe<Superscript>3+</Superscript> affect Mg–Al order–disorder transformation at high temperature in natural spinels

Three natural Mg(Al_2-yCr_y)O₄ spinels (y 0.07–0.16), highly ordered in terms of Mg–Al, and one Mg(Al_2–yFe³⁺_y)O₄ spinel (y0.08), highly ordered also in terms of Fe³⁺, were studied by means of X-ray single-crystal diffraction. All samples were heated in situ from 25 to 1000 °C in order to follow both thermal expansion and evolution of the structural state of spinel with temperature. Thermal expansion was monitored by means of the variation of cell edge a with temperature, and found to be well represented throughout the temperature range by a regression line a = a₀ (1+T), slightly different at lower and higher temperatures. Thermal expansion coefficient ₁, referring to the lower temperature range (i.e. during pure thermal expansion), was slightly lower than ₂, calculated only over the highest temperatures. The trend showed different slopes for individual crystals. Structural evolution with temperature was studied by means of the variation of oxygen positional parameter u, which is strongly influenced by intersite cation exchange and thus closely correlated with inversion parameter x. In particular, in the three Cr samples, in which Cr resides only in the octahedral site, u parameter variations and hence the order–disorder process, started at about 700 °C. Instead, in the Fe³⁺ sample, this process was triggered at lower temperatures, starting at 550 °C with Fe³⁺–Mg exchange followed at higher temperatures by that of Mg–Al. Cr contents in the Cr samples affected the occupancy of Al in the tetrahedral site at the highest temperatures. In both Mg–Al–Cr and Mg–Al–Fe³⁺ compositions, if CrFe³⁺, parameter u reached the same value only when the Mg–Al exchange was dominant, i.e. at the highest temperatures, but not before. Cation distribution at each temperature was obtained by the bond-length model, applying thermal expansion to pure bond lengths. This method is applied here to complex compositions for the first time.     

Datierung der jungpleistozänen Vereisung Lauricocha in den Peruanischen Anden

Zusammenfassung Der Gebirgszug Raura im zentralen Peru (ungefähr 10° 25 südl. Breite und 76° 45 westl. Länge) ist ein wichtiger Gletscherkernpunkt an der Kontinentalwasserscheide. An seiner NO-Seite, wo der Marañon bzw. Amazonas entspringt, lassen sich im Gebiet von Lauricocha eine Reihe alter Gletschervorstöße nachweisen, die der letzten pleistozänen Vereisung der Anden zugeordnet werden (A.Cardich, 1958, 1963, 1964). Eine Radiokohlenstoffdatierung an eingelagertem organischen Material bestätigt das angenommene Alter und legt gleichzeitig ein Interstadial fest (Interstadial Aguamiro, 12 500 Jahre B.P.). Die Gletschervorstöße vor diesem Zeitpunkt waren bedeutender, sowohl in ihrer Ausdehnung und der Eismächtigkeit (bis 300 m) als auch in ihrer Dauer. Die späteren Vorstöße waren kleinräumiger und kurzlebiger, wie aus dem geringeren Volumen der glazialen Ablagerungen hervorgeht. Ein Vergleich mit anderen untersuchten Gebieten unterstützt bei Berücksichtigung der¹⁴C-Datierung größtenteils die früher aufgestellte Systematik.

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The mountain chain Raura in the central region of Peru (about 10° 25 southern latitude and 76° 45 western longitude) is an important center of glaciers at the continental drainage divide. At its NE-side, from where the river Marañon and Amazonas, respectively, originates, in the region of Lauricocha it is possible to identify a series of old advances of glaciers, which are attributed to the last great glaciation of the Pleistocene (A.Cardich, 1958, 1963, 1964). Radiocarbon dating of deposited organic material confirms the assumed age and defines simultaneously an Interstade (Interstade Aguamiro, 12,500 B.P.). The glacial advance prior to this date were more important, not only in their extension and in the thickness of ice (up to 300 m) but also in their duration. The later advances were less extensive and of shorter duration, as may be concluded from the smaller volume of the glacial deposits. A comparison with other regions studied confirms mostly the earlier given classification with regard to the¹⁴C-dating.

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Resumen En la región central del Perú, la Cordillera Raura (alrededor de 10° 25 de latitud sur y 76° 45 de longitud) es un centro de origen de rios y un núcleo de glaciación importantes. En la vertiente que corresponde a las nacientes del río Marañón o Amazonas se encuentra Lauricocha, una zona donde se hallan una serie de rasgos y depósitos originados por antiguos avances del glaciar procedente de Raura. Estas huellas glaciares fueron señaladas por nosotros como correspondientes a la última glaciación del Pleistoceno de los Andes y que luego de otras observaciones y estudios nombramos como Glaciación Lauricocha (A.Cardich, 1958, 1963, 1964). Esta edad estimada se confirma con el fechado por radiocarbono que presentamos en este trabajo y ademas fija un interstadial (interstadial Aguamiro) que tiene la caracteristica de determinar dos momentos diferentes en el proceso de esta Glaciación: los avances del hielo anteriores a esa fecha fueron de mayor importancia tanto por la mayor extensión como por un mayor espesor de los glaciares que habrían alcanzado alrededor de los 300 m, como por la mayor duración de estos estadios. Los avances glaciarios posteriores a la aludida fecha radiocarbónica alcanzaron extensiones algo menores y ante todo han sido de corta duración como se advierte por el mucho menor volumen de los depósitos de origen glaciar. Haciendo un ordenamiento de otros acontecimientos a partir del fechado radiocarbónico y mediante correlaciones con otras zonas estudiadas se confirma en gran parte las sistematizaciones adelantadas anteriormente.

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Résumé La chaîne de montagnes Raura située au centre du Pérou (environ 10° 25 de latitude sud et 76° 45 longitude ouest) est un important centre de glaciers à la ligne de partage des eaux continentales. Du coté Nord-Est, là où le Maranon ou l'Amazonas a sa source, on peut prouver dans la région de Lauricocha, l'existence de vieilles avancées de glaciers, que l'ou peut attribuer à la dernière glaciation pléistocène des Andes (A.Cardich, 1958, 1963, 1964). La méthode radiocarbone¹⁴C appliqué à des matières organiques enclavées, confirme l'âge supposé et définit en même temps un Interstadial (Interstadial Aguamiro). Les avancées des glaciers avant cette époque étaient plus importantes, aussi bien par leur extension que par leur épaisseur (jusqu'à 300 m) et leur durée. Les avancées glaciaires ultérieures furent moins étendues et de plus courte durée, comme le montre le volume moindre des dépôts glaciaires. La comparaison avec d'autres régions déjà étudiées, corrobore, par la méthode¹⁴C, en grande partie la systematique établie antérieurement.

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, ( 10°25 . 76°45 . ), . - , , , . (A. CARDICH, 1958, 1963, 1964). ¹⁴ . (Interastadlei Aguamiro, 12 500 ). , (300 ), . - , , , , , . ¹⁴ .

     

Precious metals in massive base metal sulfide deposits

Gold and silver are ubiquitous, sometimes minor but economically important metals in massive base metal sulfide ores. Their content, proportions and distribution in the ores depend on complex, interrelated factors of their source, mobilization, transport and deposition.Different types of these deposits are formed by similar seafloor hydrothermal systems operating, however, in widely differing tectono-stratigraphic environments which span a spectrum from ensimatic-oceanic, through continent-margin to ensialic-continental ones. Like those of the base metals, the proportions and distribution of the precious metals in the ores vary regionally with these changing depositional environments. This suggests that precious metal content of the sub-seafloor rocks in which the generative fluids circulate is one factor that governs the amounts and distribution in the ores. The lithology of these source-rocks is also important. Pillowed, tholeiitic basalts have high permeability, golddepleted crystalline pillow interiors and relatively gold-rich palagonitic rims, and are consequently particularly favorable sources.Mobilization of gold from the sub-seafloor rocks may require basalt-water, and/or carbonaceous sediment-water reactions to produce strongly reduced bisulfide, carbonyl or cyanide complexes that promote gold transport. Chloride complexing and transport are less important for gold but more so for silver and the base metals.Seafloor hydrothermal discharge at shallow depth is commonly accompanied by boiling, steamblast explosions in the vent and resulting deep penetration and mixing of cool, oxygenated seawater with rising hot, reduced metalliferous fluid. This results in deposition of both chloride- and isulfide-complexed gold at depth and centrally in the footwall stockwork or in copper ore in the base of the massive body. Chloride-complexed silver, stable to lower temperatures, is carried farther and deposited with higher-level and more distal, massive zinc-lead ores. Boiling in deep water, however, although possible, is rare. This fact minimizes deep fluid mixing and allows transport of lower temperaturestable, bisulfide-complexed gold to the seafloor and outward from the vent. Gold too, is then deposited with the shallower, distal, massive zinc-lead-silver ore. Late-stage changes in fluid Eh, salinity and activity of sulfur during evolution of the generative hydrothermal system, and by discharge through previously deposited, early stage sulfides around the vent also cause diagenetic remobilization of gold, moving it to shallower, more distal locations in the system. In combination, these relationships explain the three associations of gold in primary, in-situ massive sulfide deposits; in central, deep footwall stockwork mineralization with or without copper, in central copper ore in the base of the massive body and in shallow, peripheral pyritic zinclead-silver ore.Primary, in-situ ore near the vent is sometimes reworked by seafloor density flows which transport clasts of the primary sulfides down-slope, mix them with rock and sedimentary detritus and redeposit them to form secondary, transported ore. Gold, like iron and the base metals, is diluted during this clastic transport. But silver and barite may be enriched indicating transport in the density flows not only as clasts of primary ore but partly also m solution in the hydrothermal fluids that, in this case, must have lubricated the density flows.

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Zusammenfassung Gold- und Silbervorkommen in massiven Metallsulfid-Lagerstätten sind stets ökonomisch wichtige Metalle, auch wenn sie nur in geringen Konzentrationen vorliegen. Der Gehalt an diesen Metallen und ihre Verteilung innerhalb der Lagerstätte hängt von komplexen, sich gegenseitig beeinflussenden Faktoren wie Metallquelle, Art der Mobilisation, Transport und Fällung ab.Unterschiedliche Lagerstättentypen werden von ähnlichen hydrothermalen Systemen auf den Ozeanböden gebildet. Die tektonostratigraphischen Environments unterscheiden sich dabei allerdings beträchtlich; sie befinden sich in ensimatisch-ozeanischen, kontinentalrandlichen und ensialischkontinentalen Bereichen. Innerhalb dieser regional wechselnden Ablagerungsbedingungen variiert Konzentration und Verteilung der Edelmetalle in den Lagerstätten wie bei den einfachen Metallen. Dies bedeutet, daß der Gehalt an Edelmetallen der Gesteine, die den Meeresboden unterlagern und durch die die metallhaltigen Lösungen zirkulieren, ein Faktor ist, der Menge und Verteilung der Metalle in der Lagerstätte steuert. Ebenso ist die Lithologie dieser Gesteine von Bedeutung. Als besonders gut geeignete Quellen gelten kissenartige tholeitische Basalte mit hoher Permeabilität, goldarmen Kisseninneren und relativ goldreichem palagonitischem Rand.Um das Gold aus diesen Gesteinen mobilisieren zu können, bedarf es einer Reaktion zwischen Basalt und Wasser und/oder eines karbonatischen Sediments mit Wasser, um stark reduziertes Bisulfid, Carbonyl-oder Cyanidkomplexe zu bilden, die den Goldtransport ermöglichen. Chlorid-Komplexbildung und -Transport sind zwar wichtig für Silber und einfache Metalle, für Gold spielen sie nur eine untergeordnete Rolle.Der Austritt hydrothermaler Lösungen an Ozeanböden in geringer Tiefe wird in der Regel von Sieden und explosionsartigem Dampfaustritt begleitet und führt deshalb zu einem tiefen Eindringen und Durchmischen von kaltem, sauerstoffreichen Meereswasser mit den aufsteigenden heißen, reduzierten metallischen Lösungen. Daher kommt es zur Fällung von sowohl an Chloridkomplexe als auch an Bisulfidkomplexe gebundenem Gold. Diese Ausfällung findet in größerer Tiefe statt und zwar hauptsächlich im liegenden Stockwerk oder mit Kupfer zusammen an der Basis der massiven Lagerstätte. An Chloridkomplexe gebundenes Silber ist auch bei niedrigeren Temperaturen stabil, wird also weiter transportiert und in einem höheren Niveau in distal gelegenen Blei-Zink-Lagerstätten gefällt. In größeren Wassertiefen kommt es seltener zu dem beobachteten Sieden der austretenden Lösungen. Diese Tatsache reduziert das Durchmischen der Lösungen in größeren Tiefen und ermöglicht den Transport von Gold, das an Bisulfidkomplexe gebunden ist. In diesem Fall ist die Verbindung auch bei niedrigeren Temperaturen noch stabil also transportfähig und kann bis zum Meeresboden oder außerhalb des Schlotes in Lösung bleiben. Dabei kann das Gold zusammen mit Blei, Zink und Silber in mehr distalen Lagerstätten angereichert werden. Späte Änderungen in Eh, Salinität und Schwefelaktivität der Lösungen während der Entwicklung des hydrothermalen Systems, sowie der Austritt durch früher abgelagerte den Schlot umgebende Sulfide, können eine diagenetische Gold-Remobilisation auslösen. Auch dabei kann das Metall zu in geringer Tiefe liegenden, distalen Ablagerungsorten transportiert werden. Berücksichtigt man alle Faktoren, so erklären diese Verhältnisse die drei möglichen Goldvorkommen in primären, in-situ vorliegenden Sulfid-Lagerstätten: Mit Kupfer vergesellschaftet, allerdings nicht unbedingt, zentral im liegenden Stockwerk; an der Basis der Kupferlagerstätte und in geringer Tiefe in Verbindung mit peripheren Blei-Zink-Silber-Vorkommen.Primäre, in-situ neben Schloten vorkommende Lagerstätten werden in einigen Fällen von meeresbodennahen Masseströmen aufgearbeitet. Diese transportieren Sulfidkomponenten, die während des Transports mit Sediment und Gesteinsbruchstücken vermischt und schließlich als sekundäre sedimentäre Lagerstätte abgelagert werden. Durch diesen Transport und die Mischung der Klastika wird die Goldkonzentration in der späteren Lagerstätte stark reduziert. Silber und Barit können dagegen in Ausnahmefällen während des Transports angereichert werden, da diese Komponenten nicht nur als Sulfidbruchstücke transportiert werden, sondern auch in Lösung in den hydrothermalen Lösungen vorhanden sein können. Diese Lösungen dienen in solchen Fällen den Masseströmen als Gleithorizont.

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Résumé Dans les gisements de sulfures métalliques massifs, l'or et l'argent sont des métaux ubiquistes, parfois mineurs, mais toujours d'importance économique. Leur teneur et leur distribution dans les corps minéralisés dépendent de facteurs complexes, en relation les uns avec les autres, tels que: leur source, leur mobilité, leurs modalités de transport et de dépôt.A partir des mêmes systèmes hydrothermaux en action sur le fond de la mer, divers types de gisements peuvent être engendrés, selon leur environnement tectono-stratigraphique: océanique ensimatique, de marge continentale ou continental ensialique. Les teneurs et la répartition des métaux précieux, comme celle des autres métaux varient régionalement selon ces divers milieux. Ceci suggère que le contenu en métaux précieux dans les roches sous-jacentes au fond marin à travers lesquelles circulent les solutions minéralisantes est un facteur qui détermine leurs teneurs et leurs répartitions dans les minerais. La lithologie de ces roches-sources est également importante. Une source particulièrement significative est représentée par les coussins des basaltes tholéiitiques, très perméables, avec leur coeur pauvre en or et leur couronne palagonitique relativement riche.Le lessivage de l'or dans les roches situées sous le fond marin peut impliquer des réactions eau-basalte et/ou eausédiments carbonatés, réactions susceptibles d'engendrer les bisulfures très réduits et les complexes carbonés ou cyanurés qui permettent le transport de l'or. Le transport par complexes chlorurés joue un rôle subordoné dans le cas de l'or, mais important dans le cas de l'argent et des autres métaux.L'arrivée de solutions hydrothermales sur les fonds marins peu profonds est d'ordinaire accompagnée d'ébullitons et d'émissions explosives de vapeur, ce qui provoque la pénétration profonde d'eau de mer froide et oxygénée et son mélange avec les fluides métallifères chauds et réducteurs ascendants. Il en résulte le dépôt de complexes aurifères bisulfurés et chlorurés. Cette précipitation s'opère en profondeur, particulièrement dans les roches sous-jacentes ou dans le minerai de cuivre, à la base des corps minéralisés massifs. L'argent des complexes chlorurés, stables à plus basse température, est transporté plus loin et se dépose, en situation plus distale, dans les minerals massifs de Pb-Zn. Dans les mers profondes, l'ébullition, sans être impossible, est néanmoins un phénomène rare; cette circonstance minimise le mélange des fluides en profondeur et permet le transport de l'or jusqu'à la surface du fond et même loin des évents sous la forme de complexes bisulfurés stables à basse température. L'or est alors déposé en situation distale peu profonde avec les minerals massifs de Zn-Pb-Ag. Des modifications tardives d'Eh, de salinité et d'activité du soufre dans les solutions au cours de l'évolution du système hydrothermal, de même que le lessivage des sulfures déjà accumulés autour des évents entraînent une remobilisation diagénétique de l'or vers des situations distales d'eau peu profonde. La combinaison de ces divers facteurs permet d'expliquer les trois occurrences de l'or dans les dépôts in situ de sulfures massifs primaires: dans les parties centrales des masses sous-jacentes en association ou non avec le Cu, à la base des corps minéralisés en Cu, et à faible profondeur, en liaison avec les gisements périphériques de Pb-Zn-Ag.Les gisements primaires, formés in situ près des évents sont parfois remaniés par des courants de densité, qui emportent des clastes de sulfures, les mélangent aux débris sédimentaires et les redéposent sous forme de minerais secondaires. De tels transports provoquent la dilution de l'or, en même temps que celle du fer et des autres métaux. Par contre, l'argent et la barite peuvent subir un enrichissement car leur transport dans les courants de densité ne s'effectue pas seulement sous forme de clastes, mais également en solution dans des fludies hydrothermaux, lesquels, dans ce cas, contribuent à lubrifier le courant de densité.

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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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An internal variable model for the creep of rocksalt

Summary The creep strain rate of rocksalt, like that of other ductile crystalline materials, can be described by a power law equation of the type ( ) ⁿ , where the active stress is the difference between the total deviatoric applied stress and an internal stress _i . In this paper, the origin and the nature of this internal stress, which develops during inelastic deformation of the material, are discussed. It is shown that this internal stress can serve as an internal (or state) variable in the constitutive model of rocksalt, which reflects the microstructure evolution of the material under the competitive action of hardening and recovery mechanisms.An analysis of experimental data, both our own and those taken from the literature, demonstrates that such a law is able to correctly reproduce rocksalt creep test results in the steady-state domain. The proposed model is in accordance with the macroscopic and microscopic behavior of salt, and with direct measurements of the internal stresses made by others on this material.