Beitrag zur quantitativen Analyse von Mineralphasen mittels Röntgendiffraktion

Zusammenfassung Bei der Durchführung quantitativer Gemenge-Analysen mit Hilfe der Röntgendiffraktionsmethode kann man den Massenschwächungskoeffizienten (^*) verwenden, den man bei der Röntgenfluoreszenzanalyse Röhrenhauptlinienverfahren vonSchroll-Stepon erhalten hat. Er wird von der Wellenlänge der Röntgenfluoreszenzstreustrahlung auf die Wellenlänge der Diffraktionsröhre transformiert. Ein Intensitäts-Konzentrationsdiagramm, in dem die Intensität der gewählten Diffraktionslinie durch das Produkt von Intensität und dem jeweiligen Wert von ^* ersetzt wird, ergibt eine allgemeingültige Eichgerade. Als Beispiel werden Messungen an Zweistoffsystemen wie Magnesit-Quarz, Albit-Quarz, Calcit-Quarz, Stilpnomelan-Quarz und Siderit-Quarz angeführt.Die vorgeschlagene Methode ist für kombinierte Diffraktions- und Röntgenfluoreszenzanalysen sehr zweckmäßig.

---

Summary Applicating the quantitative X-ray-diffraction-analysis für mixtures of minerals the use of the mass absorption coefficient (^*) is possible, which is received by the X-ray-fluorescence-analysis of the same sample following the method proposed by the authors. The mass absorption coefficients must be transformed to the new wave length of the X-ray-diffraction tube. In the intensity-concentration-diagram the intensity is substituted by the product of intensity and mass absorption coefficient. An uniform standard line is received, as the measurement of quartz shows in the systems of two-substances, such as magnesite-quartz, albite-quartz, calcite-quartz, stilpnomelan-quartz and siderite-quartz.The proposed method is very useful for the combined X-ray-diffraction and X-ray fluorescence analysis.

---

---

Mit 6 Textabbildungen     

Zur Schwefelisotopenzusammensetzung der Pb-Zn-Vererzung des Grazer Paläozoikums (Ostalpen)

Zusammenfassung Die Schwefelisotopenzusammensetzung von sulfidischen Erzmineralen und Baryten der unterdevonischen schichtgebundenen Bleiglanz-Zinkblende-Baryt-Erzvorkommen des Grazer Paläozoikums (Ostalpen, Österreich) wurde untersucht. Zur Analyse gelangten 64 Proben von etwa 15 Lokalitäten. Die Schwefelisotopenverteilung zeigt Ähnlichkeiten mit anderen an das Devon gebundenen schwerspatführenden Lagerstätten. Die Baryte ergaben ³⁴S-Werte von +23, 1 bis +27, 8, die dem Meerwassersulfat devonischen Alters entsprechen. Die untersuchten Galenite variieren von +2, 4 bis +6, 9 und die Sphalerite von +3, 3 bis +9, 1. Die Werte der Pyrite zeigen einen großen Streubereich (–27, 4 bis +37, 6). Eine massive buntmetallarme Pyritvererzung fällt durch sehr schweren Schwefel auf. Späte Mineralisationsphasen der Sulfide tendieren gleichfalls zur Anreicherung des schweren Schwefels.

---

The sulphur isotope compositions of 64 samples of sulphide minerals and barites from the strata-bound Lower Devonian ore deposits of the Paleozoic Complex of Graz in the Eastern Alps (Austria) have been investigated. The ³⁴S-values of galenites and sphalerites show only small variations in the range of +2, 4 up to +6, 9 for PbS and +3, 3 up to +9, 1 for ZnS indicating abiogenic origin. Later remobilized sulphide minerals show a tendency to heavier sulphur. The deposition of pyrites is influenced partly by bacteriogenic processes (–27, 4 up to +37, 6). The enrichment of heavier sulphur characterizes massive pyrite mineralisations being poor on base metals. The sulphur isotope compositions of barites (+23, 1 up to 27, 8) correspond to Devonian sea water sulphate. An ore free barite characterized by increased strontium concentration shows heavier sulphur (+29, 6) than barites from ore beds.

---

---

Derzeit Oberste Bergbehörde, Bundesministerium für Handel, Gewerbe und Industrie (Wien)     

Zum Keimbildungsproblem bei Strahlungskristallisaten und gedrillten Kristallen

Zusammenfassung Eine begrifflich scharfe Trennung der Keimbildungsfaktoren wird gegeben und zur Deutung der Geometrie von Strahlungskristallisaten und gedrillten Kristallen herangezogen. Erläuterung an einem Beispiel repetierender Bildung gebundener Keime.Mit 1 Textabbildung.     

Das Problem des Alkalihaushalts im Orogen

Zusammenfassung Das geochemische Verhalten der Alkalien wurde untersucht an Hand von Beispielen magmatischer, metamorpher und anatektischer Gesteine. Bei der Metamorphose fest fest verhält sich der Alkaligehalt bis in relativ hochtemperierte Bereiche im wesentlichen konservativ. Eine Alkalimigration auf größere Erstreckung tritt ein bei Stoffmobilisierung durch hydrothermale Lösungen oder Bildung anatektischer Schmelzen. Das Problem der Na-Lücke wird diskutiert und dabei auf den primär hohen Na-Gehalt vieler Biotit-Plagioklas-Gneise hingewiesen. Die Alkaliverteilung im Orogen kann nicht einaktig erklärt werden. sondern sie setzt sich zusammen aus einer komplizierten Folge verschiedenartiger, zum Teil sogar gegenläufiger Akte.     

Polymetamorphism of the sulphide ores of Broken Hill,N. S. W., Australia

Two main periods of metamorphism have effected the Broken Hill base metal deposit. The first, at granulite grade, occurred at 1,700 m.y., the second, at lower amphibilite grade, occurred at 500 m.y. The earlier metamorphism correlates with two stages of intense regional folding; the latter occurs as narrow shears across the orebody. The prograde metamorphism caused intense brecciation, development of an ore mush with ore movement, formation of ore-bearing parapegmatites and boudins and much recrystallization of ore and gangue minerals. The orebody parallels an axial plane schistosity in the wall rocks with numerous ore piercement structures causing local discordancies. Ore in retrograde zones is again brecciated with galena further recrystallizing after destruction of prograde recrystallization. Gangue minerals remain essentially as brecciated fragments without further recrystallization. Secondary hydrothermal veins with rare silver minerals derived from the orebody transect the retrograde zones. Galena is plastically injected into fractures in the retrograde wall rock schists. Prograde ore shows co-recrystallization of various sulphides and gangue minerals yielding characteristic annealed textures. Quartz, garnet, hedenbergite, roepperite and apatite co-recrystallize with galena, sphalerite and chalcopyrite with balanced surface tensions. Retrograde ore shows mainly fragments of gangue and sphalerite set in a matrix of further recrystallized galena or schistose galena with a superimposed sub-grain structure. The significance of the ubiquitous sub-structures within galena is considered in terms of retrograde effects upon high grade metamorphic textures.

---

Zusammenfassung Das Erzvorkommen in Broken Hill, N.S.W., Australien, unterlag zwei Hauptphasen regionaler Metamorphose. Die erste Phase, die eine Granulitfacies erreichte, fand vor 1700 Millionen Jahren statt; die zweite Phase, vor 500 Millionen Jahren, zeigt einen Amphibolit-Grad. Die frühere Metamorphose korreliert mit zwei Stufen intensiver Faltungen, die spätere trat in Form enger Scherungen quer durch den Erzkörper auf. Die prograde Metamorphose verursachte intensive Breccienbildung, die Entwicklung eines Erzbreies mit begleitender Erzbewegung, die Bildung erzführender Parapegmatite und Boudinagen sowie reichliche Rekristallisation des Erzes und der Gangmineralien. Der Erzkörper liegt parallel eine axial-plane-schistocity im Nebengestein mit zahlreichen Erzdurchdringungen, die zu örtlicher Diskordanz führen. In retrograden Zonen wurde das Erz ein zweites Mal brecciert, was von einer weiteren Rekristallisation des Bleiglanzes unter Zerstörung der prograden Rekristallisation begleitet wurde. Die Gangmineralien bleiben in der Hauptsache im breccierten Zustand ohne weitere Rekristallisation. Sekundäre hydrothermale Erzgängchen mit seltenen Silbermineralien, die vom Erzkörper stammen, durchschneiden die retrograde Zone. Bleiglanz ist in plastischem Zustand in die Spalten des retrograden Nebengesteines (Schist) hineingedrückt worden. Progrades Erz zeigt Co-rekristallisation der verschiedenen Sulphide und Gangmineralien mit charakteristischen Temperungs gefügen. Quarz, Granat, Hedenbergit, Roepperit und Apatit co-rekristallisieren mit Bleiglanz, Zinkblende und Kupferkies mit ausgeglichenen Oberflächenspannungen. Retrogrades Erz zeigt hauptsächlich zerstückelte Gangmineralien und Zinkblende in einer Grundmasse weiter rekristallisierten oder schiefrigen Bleiglanzes mit einer überprägten Sub-grain Textur. Die Bedeutung der allgegenwärtigen Sub-Textur im Bleiglanz wird im Sinne eines retrograden Effektes auf hochgradige metamorphe Strukturen gedeutet.

     

Über Zeitlücken in Rezenten Flachsee-Sedimenten

Zusammenfassung Zum Begriff Sedimentations-Geschwindigkeit werden zwei Unterbegriffe vorgeschlagen: Mächtigkeitszunahme und Schichtungs-Geschwindigkeit. Die Mächtigkeitszunahme errechnet sich aus der Mächtigkeit eines Sedimentkörpers, geteilt durch die Bildungszeit. Die Schichtungs-Geschwindigkeit errechnet sich aus der Mächtigkeit einer Einzelschicht, geteilt durch die Zeit der pausenlosen Bildung dieser Schicht.Mächtigkeitszunahme verglichen mit Schichtungs-Geschwindigkeit ergibt, daß die Schichten in Flachsee-Sedimenten vom Gezeiten-Meer nur den 1/10 000 bis 1/100 000 der Gesamtbildungszeit dokumentieren.Vortragstitel: Mächtigkeitszunahme rezenter Flachsee-Sedimente im Vergleich zu beobachteten Schichtungs-Geschwindigkeiten.     

The metamorphic evolution of Tromöy (arendal area-South Norway)

Summary A conspicuous feature of arendalites is an unusually low content of K, which can be contrasted to a normal K content in surrounding gneisses, migmatites and related granitic rocks. This feature could be explained by the extraction of granitophile elements by partial melting in the deep crust, but it is suggested that the lack of strong tectonic deformation and the close correlation of the major-element chemical composition of acid arendalites with that of the Norwegian Precambrian rocks requires another explanation, namely a highly selective process controlling the migration of K.The Tromöy rocks are polymetamorphic. Evidence of a post-or late-kinematic event of lower grade is given mainly by the mobilization of limited K-rich masses and by the structural state of the alkali-feldspar in the formation surrounding the arendalitic complex.

---

Die metamorphe Entwicklung Tromöy's (Distrikt Arendal, Südnorwegen)

Zusammenfassung Ein hervorstechendes Kennzeichen der Arendalite ist ihr ungewöhnlich niedriger Kaligehalt, der einem normalen Kaligehalt der sie umgebenden Gneise, Migmatite und verwandter granitischer Gesteine gegenübergestellt werden kann. Die Entziehung granitophiler Elemente bei der teilweisen Aufschmelzung in der tiefen Kruste könnte als Erklärung fur dieses Charakteristikum dienen; das Fehlen starker tektonischer Deformationen und die starke Korrelation der Hauptelemente in den sauren Arendaliten und den präkambrischen Gesteinen von Norwegen verlangen jedoch eine andere Erklärung, nämlich einen sehr selektiven Prozeß, welcher die Kaliwanderung regelt.Die Gesteine von Tromöy sind polymetamorph. Beweise für ein post-oder spätkinematisches Ereignis niedrigeren Metamorphosegrades liefern vor allem die Mobilisierung lokaler K-reicher Massen und der Ordnungszustand der Alkalifeldspäte, die sich in der den arendalitischen Komplex umgebenden Formation befinden.

---

---

With 3 Figures     

Sedimente und Mikrofaunen im Bereich der Grenzschwelle Zweier Ozeanischer Räume,Dargestellt an Einem Schnitt Über den Island-Färöer-Rücken (Nordatlantischer Ozean Rosengarten — Europäisches Nordmeer)

Zusammenfassung Der Begriff der Grenzschwellen ozeanischer Räume wird definiert und zunächst ihre Bedeutung für die Ausbildung der Beckenfazies dargelegt. Anschließend wird an Hand eines Schnittes über die Färöer-Island-Schwelle gezeigt, daß unter bestimmten hydrographischen Bedingungen auch die Faziesverhältnisse in Schwellenbereichen durch den durch die Dichteunterschiede bedingten Wasseraustausch zwischen zwei ozeanischen Räumen nachhaltig beeinflußt werden können. Es ergibt sich, daß sogar in Wassertiefen von 2000 m und mehr — lediglich als Folge von Überströmungsvorgängen — die Möglichkeit zur Bildung von sandigen Ablagerungen gegeben ist. Nicht jeder Sand des tiefen Wassers braucht demnach durch turbidity currents zu seinem Absatzort verfrachtet zu sein.Der mikrofaunistische Inhalt der Sedimente wird angegeben und in Verbindung mit den hydrographischen Verhältnissen — insbesondere den Temperatur-schwankungen im Grenzbereich zwischen dem kalten subarktischen und dem warmen nordatlantischen Wasser — betrachtet.     

Probleme der Tiefentektonik Bauformen im Migmatit Stockwerk der Ostgrönländischen Kaledoniden

Zusammenfassung Unter Einwirkung synorogener kaledonischer Granitisierungsprozesse wurde in Zentral-Ostgrönland eine mächtige Folge präkambrischer Sedimente aufgefaltet und im Unterbau des Gebirges vollständig umgeprägt. Selektive Stoffzufuhr ließ dabei einzelne Zentren zu Beulen und Ausstülpungen aufquellen. Diese in situ granitisierten Baukörper von domartiger, zungen-bis pilzförmiger Gestalt bildeten als Gesamtheit den aktiven Raum des Orogens. Ihre plastisch-mobilen Bewegungen waren polyvergent. Die Baukörper haben die überlagernde Sedimenthülle, den Oberbau des Gebirges, nur mäßig deformiert. Sie sind zur Hauptsache Gegenstand der vorliegenden Arbeit.     

Origin of trace element distribution patterns in sulfides of the central and bingham districts,western U.S.A.

Trace element abundances in sulfides of these two large hydrothermal ore districts allow distinction of several groups of ore bodies with differing trace element levels. Within groups, certain elements show lateral or vertical zoning. The groups were deposited from different batches of ore fluid. The differences in trace element content between groups reflect differences in stage of differentiation or abundance of complexing species when the ore fluid separated from the magma. The zoning may result from hydrothermal differentiation of a single batch of ore fluid as it travels away from the magma. The zoning pattern correlates in part with expected strength of metal complexes, but also depends on temperature and solid-liquid partition coefficients.

---

Zusammenfassung Auf Grund der Spurenelementhäufigkeiten in Sulfiden können in diesen beiden großen hydrothermalen Erzvorkommen mehrere Gruppen von Erzlagerstätten unterschieden werden. Innerhalb der Gruppen zeigen gewisse Elemente laterale oder vertikale zonale Verteilungen. Die Gruppen wurden von verschiedenen erzbringenden Lösungen gebildet. Die Unterschiede im Spurenelementgehalt zwischen verschiedenen Gruppen spiegeln Unterschiede im Stadium der Differentiation oder die Häufigkeit von komplexbildenden Ionen während der Absonderung der erzbringenden Lösungen von Magma wider. Die zonale Verteilung kann von der hydrothermalen Differentiation einer einzigen erzbringenden Lösung auf ihrem Weg vom Magma herrühren. Teilweise entspricht die zonale Spurenelementverteilung der erwarteten Stabilität von Metalionenkomplexen, sie hängt aber auch von der Temperatur und von Verteilungskoeffizienten zwischen festen und flüssigen Phasen ab.

---

---

Contribution No. 69–34, College of Earth and Mineral Sciences, The Pennsylvania State University     

Wege in die Tiefen

Zusammenfassung Die Vorstellungen über Natur und Bewegungen der tiefen, nicht aufgeschlossenen Krustenteile hängen weitgehend von der Wahl der Deutungsprinzipien und Leitbilder für die Erscheinungen der sichtbaren Krustenteile ab.Einführungsvortrag zum Kapitel Der Tiefbau der Orogene der 50. Jahrestagung der Geologischen Vereinigung im März 1960 in Würzburg.     

The origin of fluids involved in the formation of gold-bearing skarns of the Andorra granite (Central Pyrenees,Spain): Sulphur isotope data

Summary Arsenopyrite-gold mineralization in the lower Paleozoic series of the eastern Pyrenees is of two types: disseminated in Hercynian metasediments, and veins cross-cutting the main foliation. In the central Pyrenees, gold-bearing arsenopyrite mineralizations have recently been discovered in skarns along the SW contact of the Andorra granite. The ore minerals are similar to those of the veins, with gold also being associated with arsenopyrite, bismuth and sulphides.The late Hercynian Andorra granite intruded Paleozoic metasediments of pre-Caradocian to Carboniferous age. Six types of skarns have developed at or close to the contact between the granite and Devonian limestones. Only three of these, the hedenbergite, pyrrhotite and arsenopyrite skarns, are sulphide-bearing. Gold grades in these skarns range from less than 0.8 g/t in pyrrhotite skarns to 7 g/t in arsenopyrite skarns.The ³⁴S of arsenopyrite from disseminated and vein mineralizations show values from 11 to 15, indicating a sulphur source of crustal origin. Vein sulphides are considered to have formed after a metamorphic remobilization of the sulphide rich disseminations in the Paleozoic series. Sulphur isotopic composition of skarn sulphides is variable: pyrrhotite from pyrrhotite skarns has a ³⁴S +, suggesting a sulphur of magmatic origin. Their gold grades are very low (>0.8 g/t). The heavier values of arsenopyrite from arsenopyrite skarns (³⁴S + 10) and of galena and sphalerite from hedenbergite skarns (³⁴S + 7) correlate with the higher gold grades (7 and 5 g/t, respectively). This is interpreted to reflect a contribution of wall-rock sulphur-rich fluids generated from the thermal metamorphism of arsenopyrite-bearing wall-rock metasediments (³⁴S + 12%o) during skarn formation or by assimilation of country rock by the granitic intrusion during its emplacement. The economic importance of these skarns appears to be related to the amount of crustal fluid involved in skarn formation.

---

Lagerstättenbildende Fluide in den goldführenden Skarnen des Andorra-Granites, Zentralpyrenäen, Spanien: Schwefelisotopen-Daten

Zusammenfassung Arsenkies-Goldmineralisation in altpaläozoischen Serien der ostlichen Pyrenäen tritt in zwei Typen auf: Disseminiert in Hercynischen Metasedimenten, und in Gängen, die die Haupt-Foliation durchschlagen. In den Zentralpyrenäen wurden goldführende Arsenkies-Mineralisationen vor kurzem in Skarnen längs des SW-Kontaktes des Andorra-Granites entdeckt. Die Erzminerale sind ähnlich denen in den Gängen, wobei Gold mit Arsenkies, Wismut und Sulfiden assoziiert ist. Der spät-hercynische Andorra-Granit intrudierte paläozoische Metasedimente von Prä-Caradoc bis Karbon-Alter. Im Kontaktbereich Granit/Devonische Kalke kommen sechs Typen von Skarnen vor. Nur drei davon führen Sulflde, nämlich die Hedenbergit-, Magnetkies- und Arsenkiesskarne. Goldgehalte in diesen Skarnen schwanken von weniger als 0,8 g/t in Magnetkiesskarnen bis zu 7 g/t in Arsenkiesskarnen. Das ö34 S von Arsenopyrit in disseminierten und Gang-Mineralisationen schwankt von 11-15%o, und dies weist auf eine Schwefelquelle in der Kruste hin. Gangsulflde haben sich auch nach einer metamorphen Remobilisierung der Sulfid-reichen Disseminationen in den paläozoischen Serien gebildet. Die Schwefelisotopenzusammensetzung der Skarnsulfide schwankt: Magnetkies aus Magnetkiesskarnen hat ö34 S Werte von +4%o, dies weist auf magmatischen Ursprung hin. Ihre Goldgehalte sind sehr niedrig (<0,8 0,8 g/t). Die schwereren Isotopen von Arsenkies in Arsenkies-Skarnen ( ³⁴S+ 10%o) und von Bleiglanz und Zinkblende aus den Hedenbergit-Skarnen ( ³⁴S+ 7%o) lassen sich mit höheren Goldgehalten (7 und 5 g/t) korrelieren. Dies wird Fluiden zugeschrieben, die reich an Schwefel aus den Nebengesteinen sind und durch die thermale Metamorphose der Arsenkies-führenden Metasedimente (S + 12%o) während der Skarnbildung, oder durch Assimilation von Nebengestein durch den Granit wahrend seiner Platznahme entstanden sind. Die wirtschaftliche Bedeutung dieser Skarne scheint in einer direkten Beziehung zur Menge krustaler Fluide zu stehen.

---

---

This paper was presented at the IGCP 291 Project Symposium Metamorphic Fluids und Mineral Deposits, ETH Zürich, March 21–23, 1991.     

Talksynthesen im Hinblick auf semisalinare Bedingungen

Zusammenfassung Vor einigen Jahren wurde Talk als Begleitmineral in Salzlagerstän erstmalig gefunden, und zwar in den amerikanischen Salzlagerstätten in Texas und Neu-Mexiko (Balley), in dem englischen Kalisalzvorkommen bei Eskdale in Ost-Vorkshire (Stewart), sowie im Hallstätter Salzberg des alpinen Haselgebirges (Mayrhofer undSChauberger). Auch in Deutschland wurde kürzlich bei der Erdgasbohrung Frenswegen 3 im Emsland in den oberen Lagen des Zechsteinanhydritprofils ein talkantiges Mineral identifiziert (Füchtbauer undGold-Schmidt). Die drei erstgenannten Talkvorkommen zeigen in der Art des Auftretens wesentliche gemeinsame Züge, aus denen man schließen kann, daß sie in der Lagerstätte selber entstanden sind, nicht aber dadurch, daß Talk als Verunreinigung in die Lagerstätte gelangte. Bei näherer Betrachtung bietet sich die Auffassung an, daß der Talk semisalinar (Leonhardt undBerdesinski) gebildet wurde, durch die Einwirkung Mg²⁺-haltiger Reaktionslösungen auf SiO₂-haltige Substanzen, die durch Zuflüsse usw. in die Lagerstätte gelangten. Von diesen Überlegungen ausgehend war zu prüfen, ob sich Talk wirklich bildet bei der Einwirkung von Mg-Laugen auf SiO₂, und zwar bei milden Metamorphosebedingungen, d. h. bei möglichst niedriger Temperatur und niedrigem Druck, entsprechend den wahrscheinlichen Bedingungen in den Salzlagerstätten. Bei den Versuchen wurden MgCl₂-haltige und Carnallit-Lösungen verwandt und stark gealtertes SiO₂-Gel, Quarz feinkristallin, Na₂Si₂O₅ · 2H₂O und Wasserglas als Bodenkörper gewählt. Die Reaktionsprodukte wurden vorwiegend röntgenographisch nach dem Debye-Verfahren untersucht und dann mit, abnehmendem Bildungsgrad in die 3 Gruppen: 1. Talk, 2. Talkprodukt, 3. Hinbildung zum Talk bzw. nur geringe Umbildung eingestuft.Um weitere, differenziertere Aussagen machen zu können, wurden typische Proben mit einer Talkvergleichssubstanz nach der Guiniermethode mit zweigeteilter Kamera untersucht; es wurden auch chemische Analysen und Anfärbtests durchgeführt und von bestimmten Synthesebildungen die mittleren Brechungsindizes bestimmt.Versuche mit SiO₂-Gel als Bodenkörper führten bei einer Reaktionstemperatur von 150° C noch zu guten Talkprodukten. Die 100° C-Versuche sind noch nicht abgeschlossen; ihre Ergebnisse bleiben einer späteren Veröffentlichung vorbehalten. Aber ein Versuch ergab bereits eine Hinbildung zum Talk. Die Synthesen mit Quarz als Bodenkörper erforderten wesentlich längere Reaktionszeiten, führten aber auch bis herab zu 150° C zur Hinbildung zum Talk. Bei Wasserglas (gallertig-dickflüssig) und Na₂Si₂O₅ · 2 H₂O waren diese Hinbildungen bis herab zu einer Reaktionstemperatur von 135° C zu verfolgen. So kann man feststellen, daß sich SiO₂-Substanzen semisalinar, bei milden Umwandlungsbedingungen zum Talk hin umsetzen lassen.     

On the origin of orogenic volcanism

It is widely believed that the explanation of orogenic volcanism lies in the shear heating and subsequent partial melting of the crustal fraction of subducted lithosphere. Careful examination of simple models of the shear-heating process indicates, however, that this process cannot occur in a system with constant strain-rate boundary conditions, for reasonable values of the strain rate and material parameters. Thermal runaway cannot occur because viscous dissipation process is limited by the effect of temperature on viscosity, although shear-heating instability may develop during non-steady-state shear at stress or strain-rate values above certain critical values. Examination of subduction history models indicates that supercritical shear stresses constant over some tens of kilometers may be found in subduction shear zones. Since instability may develop if such conditions are present over even a 1–10 km range, it is still possible that non-steady-state process could explain the origin of orogenic volcanism.

---

Zusammenfassung Schererwärmung bis zum partiellen Aufschmelzen der subduzierten Kruste wird vielfach als Ursache des orogenen Vulkanismus genannt. Eine sorgfältige Betrachtung eines einfachen Schererwämungsmodells führt zu folgenden Resultaten: Schererwärmung unter Vorgabe konstanter Dehnungsrate in der Scherzone führt zu allmählicher Erwärmung, wobei die Temperatur unter der Solidusgrenze bleibt, sofern man vernünftige Werte der Modellparameter wählt. Die Temperaturerhöhung bleibt in diesem Fall beschränkt durch die Rückkopplung von Temperatur und Viskosität. Schererwärmungsinstabilitäten, die zu partiellem Aufschmelzen führen, sind möglich, sofern bei nicht-stationärer Schererwärmung die Scherspannung oder die Dehnungsrate gewisse kritische Werte übersteigen. Es wird gezeigt, daß die Annahme superkritischer und konstanter Scherspannung entlang von 1–10 km langen Wegstücken der subduzierten Kruste mit Beobachtungen und Modellrechnungen verträglich ist. In diesem Fall können Scherinstabilitäten in einer Tiefe von 100 km bis 200 km in der subduzierten Kruste auftreten.

---

Résumé On croit couramment que l'explication du volcanisme orogénique se trouve dans l'échauffement causé pai les tensions d'arrachement et dans la fusion partielle consécutive de la fraction crustale de la lithosphere en voie de subduction. Une considération soigneuse d'un modèle simple d'échauffement par tensions conduit aux résultats suivants: un échauffement sous de telles tensions et dans des conditions avantageuses d'un degré d'extension constant dans la zone de cisaillement conduit à un échauffement par broyage où la température reste maintenue en-dessous de la limite du solidus pour autant qu'on choisisse des valeurs raisonables pour les paramètres du modèle. L'élévation de température reste dans ce cas limitée par le couple température-viscosité. Les instabilités par échauffement sous tension qui conduisent à la mise en fusion partielle, sont possibles pour autant que, sous un échauffement non stationnaire, le cisaillement ou le degré d'extension ne dépasse pas certaines valeurs critiques. On montre que l'adoption d'une tension de cisaillement supercritique et constante le long de tronçons de 1–10 km de la croûte en voie de subduction est compatible avec les observations et avec les calculs déduits du modèle. Dans ce cas des instabilités sous l'effet du cisaillement peuvent se produire dans la croûte en voie de subduction à une profondeur de 100 à 200 km.

---

, , . , , , , . , , , . , . 1 10 , .. .

     

Neotectonics of the central parts of the Balkan Peninsula: Basic features and concepts

The neotectonic movements on the Balkan Peninsula occurred after the last intense thrusting (Early Miocene), and after the Early — Middle Miocene planation. They were controlled by extensional collapse of the Late Alpine orogen, and by extension behind the Aegean arc, and were influenced by the complicated vertical and horizontal movements in the Pannonian region. The Stara-planina and Dinarian-Hellenic linear neotectonic morphostructures inherited the Alpine orogenic zones (Balkanides and Dinarides-Hellenides) and bounded the Central-Balkan neotectonic region. The linear morphostructures were tilted towards the Pannonian and Euxinian basins and the North-Aegean trough.The Central-Balkan neotectonic region has a complicated block structure (horst-and-graben pattern) dominated by the NNW-SSE Struma and Vardar lineaments, the WNW-ESE Sava and Marica lineaments, and the Middle-Mesta and North Anatolian fault zones. The dominating Serbo-Macedonian neotectonic swell was rifted, and subsided along the Struma and Vardar lineaments. The range of the vertical neotectonic displacements reached a maximum of 3–4 km, and even up to 6 km at the edges of the Pannonian and Aegean basins. The general doming of the region was controlled by the isostatic uplift of a thickened crustal lens (Rhodope Massif) in the southern margin of the Eurasian plate. The collapse of the complicated domal structure began along the main (Struma, Vardar and Marica) lineaments in the central parts of the dome, and continued in the Pliocene and Quaternary along a more external contour bounded by the Stara-planina and Dinarian-Hellenic linear morphostructures.

---

Zusammenfassung Die neotektonischen Bewegungen der Balkan-Halbinsel begannen nach den letzten intensiven Überschiebungen (frühes Miozän) und nach der frühbis mittelmiozänen Verebnung. Gesteuert wurden die Bewegungen durch den Dehnungskollaps des spätalpinen Orogens, der Dehnung hinter dem Ägäischen Bogen und den komplizierten vertikalen und horizontalen Bewegungen in der pannonischen Region. Die neotektonische Region des Zentralbalkans liegt zwischen den linearen, neotektonischen Morphostrukturen der Strara-planina und der Dinariden-Helleniden. Sie übernahmen die alpidischen Orogenzonen der Balkaniden und Dinariden-Helleniden und wurden zum Pannonischen-, dem Präkarpatischen- und dem Nordägäischen Trog geneigt.Die Region zeigt einen komplizierten Blockaufbau (Horst- und Grabenstrukturen), der von den NNW-SSE streichenden Struma- und Vardar-Lineamenten, von den WNW-ESE verlaufenden Sava- und Marica-Lineamenten und der Mittelmesta- und der Nordanatolischen Bruchzone dominiert war. Die Serbo-mazedonische neotektonische Schwelle war von Bruchspaltenbildung und Absenkung parallel der Struma- und Vardar-Lineamente betroffen. Die Höhe der vertikalen Versatzbeträge erreichte ein Maximum von 3–4 km; an den Rändern des Pannonischen und Ägäischen Beckens sogar mit bis zu 6 km. Die allgemeine Aufwölbung der Region wurde durch isostatische Hebung der verdickten Krustenteile (Rhodopisches Massiv) am Südrand der Eurasischen Platte bedingt. Der Kollaps der komplizierten Domstruktur begann in dessen Zentralteil entlang der Hauptlineamente (Struma-, Vardar- und Marica-Lineament) und setzte sich, während des Pliozäns und Quartärs, in den peripheren Bereichen, parallel zu den äußeren Begrenzungen (Balkaniden, Dinariden-Helleniden) der linearen Morphostrukturen, fort.

---

Résumé Les mouvements néotectoniques dans la péninsule balkanique ont eu lieu après les derniers charriages d'âge miocène inférieur et la pénéplanation du Miocène inférieur et moyen. Ils ont été régis par l'affaissement extensionnel de l'orogène alpin tardif, par l'extension derrière l'arc égéen et par les mouvements verticaux et horizontaux complexes dans la région panonnienne. La région néotectonique centrebalkanique est située entre les morphostructures néotectoniques linéaires de Stara-Planina et des Dinarides-Hellénides. Celles-ci sont héritées des zones orogéniques alpines des Balkanides et des Dinarides-Hellénides et ont été inclinées vers les bassins panonnien, euxinien et nord-égéen.La région possède une structure en blocs (horsts et grabens) compliquée, dominée par les linéaments NNW-SSE de Struma et du Vardar, les linéaments WNW-ESE de Sava et de Marica et les zones faillées de Moyenne Mesta et d'Anatolie du nord. La ride néotectonique serbo-macédonienne a subi rifting et subsidence au long des linéaments de Struma et du Vardar. Les déplacements néotectoniques verticaux ont atteint 3 à 4 km au maximum, et même 6 km dans les bordures des bassins panonniens et égéen. Le soulèvement en dôme de la région a été provoqué par la montée isostatique d'une portion épaissie de l'écorce (massif du Rhodope) dans la marge méridionale de la plaque eurasiatique. L'affaissement de cette structure en dôme complexe a commencé le long des linéaments principaux (de Struma, Vardar et Marica) dans les parties centrales du dôme et a continué pendant le Pliocène et le Quaternaire le long d'un contour plus externe limité par les morphostructures néotectoniques linéaires de Stara-Planina et dinarohellénique.

---

( ) -, . , . - . - , - . NNWSSO, WNW-OSO . - . 3–4 , 6 . . ( , ) , , .

     

Die Bedeutung der Atmosphärischen Wasserzirkulation für das Klima der Vorzeit

Ohne ZusammenfassungAuf der Heimfahrt von der Jahresversammlung der Geologischen Vereinigung in Köln, auf der das Thema Klima der Vorzeit behandelt wurde, drängte sich mir bei meinen rückschauenden Betrachtungen ein Klimafaktor auf, der bei der Tagung nicht erwähnt worden war und auch sonst wohl kaum in die Diskussion gezogen wurde, der mir aber doch beachtenswert scheint. So sollen die folgenden Zeilen gewissermaßen als nachträgliche Diskussionsbemerkung gewertet werden.     

Some aspects of the regional metamorphic mobilization of preexisting sulphide deposits

The paper first reviews some of the more recent literature dealing with the mobilization of preexisting sulphide ores during regional metamoprhism. There is a fairly general consensus that mobilization of ore and gangue minerals is widespread under regional metamorphic conditions and that distances of the order of millimeters to meters are involved, though there are advocates of long-distance mobilization (rejuvenation) involving many kilometers. Most writers, too, speak of an order of relative mineralogical differentiation, though this view is not without its opponents either. While creep or plastic flow of the softer sulphide minerals would appear to account for some forms of stress-induced mobilization, most authors consider that the mobilized components have moved in the form of a solution, though little serious thought has been given to the nature of the fluids involved. The writer, following certain other workers, proposes that the melting of systems, of the type met with in many metamorphosed sulphide ores under conditions of the epidote-amphibolite facies and above, must also be seriously considered as a probable mechanism leading to the formation of the mobilisates.

---

Zusammenfassung Zuerst wird neuere Literatur über Remobilisationen in präexistierenden Sulfidlagerstätten während der Regionalmetamorphose zusammengefaßt. Im allgemeinen stimmen die Autoren überein, daß während dieser Art von Metamorphose eine Mobilisation im mm- bis m-Bereich verbreitet ist, wobei es auch Vertreter gibt, die von Wanderungen über viele km sprechen (Rejuvenation). Die meisten Autoren sprechen auch von einer differentiellen Mobilisation (Abfolgen), wobei auch diese Ansicht ihre Gegner gefunden hat. Während ein gewisses Fließen (creep or plastic flow) der weicheren Mineralien für eine Art von Mobilisation verantwortlich gemacht wird, sind sich die meisten Autoren einig, daß der Transport über eine flüssige Phase stattfand, wobei wenige Versuche vorliegen, die Natur dieser Lösungen zu untersuchen. Es wird dann im Anschluß an Arbeiten anderer Autoren vorgeschlagen, daß die Schmelzphasensysteme, wie sie z. B. in vielen metamorphen Sulphidlagerstätten der Epidot-Amphibolit-Fazies und bei höherer Metamorphose auftreten, auch in Betracht gezogen werden müssen, als ein wahrscheinlicher Mechanismus bei der Bildung von Mobilisaten.

     

Die Korngrössenverteilung von Einzellagen sandiger Sedimente und ihre genetische Bedeutung

Zusammenfassung Der Kömungstyp von Einzellagen wassertransportierter Sedimente ist unabhängig vom Ablagerungsraum. Er läßt sich stets als Summe von drei lognormalen Komponenten beschreiben. Medianwerte und Sortierungsgrade von Einzellagen sind durch eine Funktion miteinander verknüpft, die ebenfalls unabhängig vom Ablagerungsraum ist. Körnungstyp und Sortierungsgrad von dicken Durchschnittsproben dagegen hängen vom Lagenbau des Sediments und damit auch von der Probendicke ab. Die Funktion zwischen Medianwert und Sortierungsgrad von Durchschnittsproben ist vom Ablagerungsraum abhängig, stets gleiche Probenahmetechnik vorausgesetzt. Jedoch steckt immer auch der Einfluß der allgemeingültigen Funktion zwischen Medianwert und Sortierungsgrad der Einzellagen darin, der bei der Deutung berücksichtigt werden muß.     

Wechselbeziehung kaledonischer Deformationspläne nordöstlich Stavanger (Südwest-Norwegen)

Zusammenfassung Zur Ergänzung der petrographischen Neuaufnahme des kaledonischen Gebirges nordöstlich Stavanger durchGeorg Müller wurde eine strukturgeologische Felduntersuchung vorgenommen.Die obersten Partien des Präkambriums und die metamorphe Gesteinsserie des Kambro-Silurs zeigen zwei Deformationspläne, die sich aufgrund ihrer Altersbeziehungen, ihres Deformationsstils und der vorherrschenden Achsenrichtungen deutlich voneinander unterscheiden. Sie sind daher das Ergebnis zweier unabhängiger Deformationsphasen.Die ältere Deformation (F1) hat mit wechselnder Stärke den gesamten Bereich erfaßt. Ihre Faltenachsen zeigen überwiegend Nordwest-Südost-Richtung. Charakteristisch ist Isoklinalfaltung.Die jüngere Deformationsphase (F2) zeigt keinen ausgeprägten Faltungsstil und hat sich vor allem im unteren Teil der kambro-silurischen Gesteinsserie ausgewirkt. Bei den Faltenachsen überwiegt die Nordost-Südwest-Richtung.Das Quarzkorngefüge hat während der F 1-Deformation eine starke Regelung erfahren. Dagegen hat nur sehr intensive F 2-Faltung zu einer Umregelung geführt.

---

In order to complete the petrographic mapping of the Caledonian mountains NE of Stavanger by G.Müller, the structural geology was again studied in the field.The upper parts of the Precambrien and the metamorphic rocks of the Cambro-Silurien show two different deformation plans, which may be distinguished clearly by their age, their style of deformation and the predominant orientation of their axes. Therefore, they were originated in two independent deformation phases.The older deformation (F 1) influenced the complete area with changing intensity. Their fold axes show mostly to NW-SE. Isoclinal folds seem to be characteristic.The younger deformation (F2) does not show a typical style of folding. It influenced especially the lower part of the Cambro-Silurian series. The orientation of the fold axes points especially to NE-SW.The orientation of the quartz axes was regulated parallel during the F 1-deformation. Only heavy F 2-folding led to reorientation of the axes.

---

Résumé Dans le but de compléter les nouveaux levés pétrographiques de la chaîne calédonienne au nord-est de Stavanger réalisés par G.Müller, l'auteur a entrepris des travaux de terrain au point de vue structural.Les parties supérieures du Précambrien et la série de roches métamorphiques du Cambro-Silurien montrent deux systèmes de déformation, qui se différencient nettement par leur âge, le style de leur déformation et leurs directions axiales prédominantes, Elles résultent donc de deux phases de déformation indépendantes l'une de l'autre.La phase de déformation la plus ancienne (F1) a touché avec une violence plus ou moins forte l'ensemble du domaine. Les axes de plissement prennent principalement la direction nord-ouest/sud-est. Son plissement isoclinal est très caractéristique.La phase de déformation plus jeune (F 2) ne présente aucun style de plissement bien marqué et a agi principalement sur la partie inférieure de la série de roches cambro-siluriennes. Les axes de plissement sont surtout dirigés nord-est/sud-ouest.Les grains de quartz ont été soumis à une forte régulation pendant la première phase de déformation (F1). Par contre c'est uniquement là où le plissement a été très intense au cours de la deuxième phase (F 2) que le quartz a pris une nouvelle structure.

---

Stavauger, Georg üll', . , . , , . (F₁) . , . , NW-SE . . (F₂) , . ., - . , . ., NE-SW. F₁ . F₂ .

---

---

Den Herren Professoren Dr. F.Karl, Kiel, und Dr. G.Müller, Clausthal, möchte ich hiermit für anregende Diskussionen und die gute Zusammenarbeit, Herrn Dr. G.Braun und Dr. A.Richter (beide Kiel) für die Mithilfe bei den Korngefügeanalysen danken. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft bin ich für die Finanzierung der Untersuchungen — im Rahmen des Forschungsvorhabens Gesteinsmetamorphose — zu Dank verpflichtet.     

Der Permische Vulkanismus in Südtirol und das Problem der Ignimbrite

Zusammenfassung Anläßlich der Pfingstexkursion 1959 der Geologischen Vereinigung nach Südtirol, kam es zu einer Diskussion, ob und inwieweit die Quarzporphyre der Bozener Porphyrplatte Ignimbrite seien. Es wird versucht, unter Berücksichtigung der zugänglichen Literatur, den Begriff Ignimbrit in seiner eigentlichen Bedeutung zu fassen. Dabei wird auf die Gefahr hingewiesen, die in der Doppelverwendung als Gesteinsname und als Bezeichnung für einen Eruptionsmechanismus liegt. An Hand der jüngsten Literatur über die Bozener Quarzporphyre und eigener Beobachtungen wird die Beteiligung von Ignimbriten an dem komplexen vulkanischen Gesteinsaufbau der Porphyrplatte erörtert.