Beitrag zur Kenntnis des Oberkreide-klimas in Polen

Zusammenfassung Einer der wichtigsten Temperatur-Hinweise im Paläoklima der Oberkreide in Polen sind die Reste der kontinentalen Floren aus dem Alb, Cenoman, Turon, Coniac, Campan und Maastricht. Diese Florenreste treten überwiegend in marinen Sedimenten auf und sind durch marine Faunen datiert. Das Vorkommen der für das gemä\igte Klima typischen Formen wie Pappeln, Weiden, Buchen und Nadelbäume neben den Eukalypten, Feigenbäumen, Lauraceen und anderen für warmes Klima charakteristischen Pflanzen weist auf den warmen, doch nicht tropischen Charakter des damaligen Klimas hin. Zahlreiches Auftreten von Coccolithophoridae und Radiolarien bei gleichzeitiger Armut an Diatomeen bezeugt ebenfalls, da\ das Kreide-Meer warm war. Die Reptilienreste, die in den Alb-, Campan- und Maastricht-Sedimenten angetroffen werden, weisen im gleichen Ma\ auf warmes Klima hin. Für nicht tropischen Charakter des Klimas spricht die Tatsache, da\ das Gebiet von Polen sich zu jener Zeit au\erhalb des Siedlungsbereiches von Riffkorallen und wärmeliebenden Muschel- und Schnekken-Arten (Rudistae und Nerinacea) befand.Die langlebigen Muschel- und Schnecken-Arten, welche sowohl in der Oberkreide Polens als auch in den heutigen Meeren vorkamen, können als Anzeiger der thermischen Zonen dienen. Die Verzahnung der wärmeliebenden und der für kältere Gewässer typischen Formen bei gleichzeitigem zahlreichen Auftreten von Formen, die in den gemä\igten Zonen vorherrschend sind, weist auf eine gemä\igte Temperatur des Oberkreide-Meeres hin. Auf gewisse thermische Wechsel in der Oberkreide-Zeit können vielleicht änderungen in der Schalenstärke der Inoceramen hindeuten. Die obigen Daten — in Form eines Diagramms zusammengestellt — ähneln dem Temperatur-Diagramm, das von R.Bowen (1961) an Hand der Isotopen-Untersuchungen verfertigt wurde. Der Schalenstärke nach könnte man von thermischen Maxima im Oberturon, im Coniac und im Santon sprechen.Aus dem Polnischen übersetzt von S.Smoleski.     

Sind die alpinotypen Peridotitmassen vielleicht tektonisch verfrachtete Bruchstücke der Peridotitschale?

Zusammenfassung Das Fehlen intensiver Mylonitisierung in vielen Olivingesteinen und die Häufigkeit ungestörter Maschenstrukturen in Serpentinen weisen darauf hin, da\ Flie\en in kristallinem Zustand und durch Wasserdampf erleichterte Gleitung von Kristallen keine allgemeingültige Erklärung für die Platznahme der alpinotypen Ultramafite darbieten.Die hier erörterte Deutung der alpinotypen Ultramafitmassen als tektonisch verfrachtete Bruchstücke der Peridotitschale würde eine einfache Erklärung ergeben für mehrere Phänomene, die sonst schwer zu verstehen sind; es ist aber noch zu überprüfen, ob sie tektonisch möglich ist. Die vorliegende Arbeit hat also einen vorläufigen Charakter und beabsichtigt nur, diese Deutung zur Erwägung zu empfehlen.Nach der hier erörterten Deutung erfolgte die Erstarrung der alpinotypen Peridotite vielleicht schon während einer sehr frühen Periode der Bildung des Erdmantels. Die in Peridotiten vieler Fundorte aufgefundene Gefügeregelung wäre aber möglicherweise auf nachträgliche Metamorphose in der Peridotitschale zurückzuführen: die alpinotypen Peridotite würden also vielleicht als metamorphe Gesteine zu deuten sein. Der Kissenlavenvulkanismus derSteinmann-Trinität wäre eine normale Begleiterscheinung der tektonischen Platznahme der Peridotitmassen; das betreffende Magma würde der Peridotitschale entstammen und während der Bewegung der oberen Teile dieser Schale hochgepre\t worden sein.Die hier erörterte Deutung der alpinotypen Ultramafitmassen würde eine einfache Erklärung darbieten für das augenscheinliche Fehlen sicherer Kontaktmetamorphose, für den immer wieder zu beobachtenden tektonischen Charakter der Ultramafitkontakte, für das übliche Fehlen von Gängen von alpinotypen Ultramafiten in nichtultramafischen Gesteinen und für die häufige Vergesellschaftung der Ultramafite mit offenbar der Unterlage der Geosynklinale entstammenden Massen von Amphiboliten und untergeordneten anderen kristallinen Schiefern. Solche amphibolitreichen Gesteinsmassen wären vielleicht als mitgerissene Bruchstücke der Bedeckung der Peridotitschale zu deuten; es wäre also möglich, da\ derartige Amphibolite usw, wenigstens einen Teil der sog. Basaltschale aufbauen.Es ist für die hier erörterte Hypothese entscheidend, ob sie tektonisch möglich ist. Es ist schon längst bekannt, da\ überschiebungsbahnen oft von Peridotiten oder Serpentinen markiert sind. Nach den Angaben in der bezüglichen Literatur wäre es aber nicht möglich, für alle alpinotypen Ultramafitmassen eine weite Verfrachtung durch überschiebung, Auspressung und Abgleitung anzunehmen. Die hier erörterte Hypothese hat weiter den Nachteil, da\ sie für mehrere Gebiete einen sehr gro\en Zusammenschub postuliert, grö\er als man gewöhnlich annimmt. Es gibt jedoch noch soviel Unstimmigkeit über die Tektonik vieler peridotit- und serpentinführender Gebiete, da\ es berechtigt erscheint, die hier erörterte Hypothese bei künftigen Ultramafitstudien zur Erwägung zu empfehlen.Am Ende dieser Arbeit machte ich den Herren Prof. E.Bederke, Dr. C. G.Egeler, Dr. E.Kundig, H.Koning und A. C.Tobi meinen herzlichen Dank aussprechen für ihre kritischen Bemerkungen beim Durchlesen des Manuskripts; es sei aber hervorgehoben, daB nur der Autor selbst für den Text verantwortlich ist.     

Das Neokom in Polen und seine paläogeographische Bedeutung

Zusammenfassung Die geologische Geschichte Nordwest-Polens zur Zeit der unteren Kreide kann in allgemeinen Zügen folgenderma\en dargestellt werden:Gegen Ende des Jura, ungefähr zur Zeit des Münder Mergels, sind hier Bewegungen eingetreten, die das Land teilweise trockengelegt und der Denudation preisgegeben haben. In den durch die Bewegungen gebildeten Senken blieben Lagunen erhalten, deren einige brackisches Wasser führten, während in anderen durch Eindampfung Gipslager abgesetzt wurden. Der Serpulit brachte eine positive Meeresbewegung mit, die sich im Infravalanginian derart verstärkte, da\ sich seine Ablagerungen nicht nur in den alten Senken kontinuierlich auf dem Serpulit abgesetzt, sondern auch auf denudierte, früher gehobene Schollen transgressiv ausgebreitet haben. Die Infravalanginian-See war brackisch und hat in NW-Polen typische Wealdenablagerungen abgesetzt, bei Tomaszów aber, etwas südlicher, ist das Infravalangian zwar litoral, aber rein marin ausgebildet, wobei es viele ähnlichkeit mit dem Infravalangian der Teschener Karpathen aufweist. Die Wealdensee und das karpathische Meer waren durch einen Sund verbunden, der sich über Tomaszów längs dem Polnischen Mittelgebirge gegen die Karpathen hinzog. Im Valanginian erreicht die neokome Transgression ihren Höhepunkt, es werden dunkle Tone mit reicher Hilsfauna abgesetzt; wahrscheinlich hat sich diese Transgression von Ru\land über die Polesje-Schwelle und über das westliche Polen nach Deutschland und weiter bis nach Ost-England erstreckt. Das polnische Becken stand in direkter Verbindung mit dem nordwestdeutschen; es war ebenfalls, obwohl dürftiger, mit dem karpathischen Meere verbunden; gerade hier ist der Weg zu suchen, den die Migrationen der nördlichen Elemente ins alpine Becken eingeschlagen haben. Im oberen Valanginian fängt eine Regression an, die in Zentral-Ru\land einsetzt und zu dessen Trockenlegung und zum Abschlu\ der Verbindung des polnischen Beckens mit dem Osten führt. Mit dem Anfang des Hauterivians macht sich die Regression auch in Polen fühlbar und verursacht die Verflachung des Meeres in Polen sowie den Abbruch der Verbindung mit dem karpathischen Meere, in welchem von nun ab keine nordischen eingewanderten Faunenelemente mehr erscheinen. Im oberen Hauterivian zieht sich das Meer von Polen und NO-Deutschland zurück. Auf dem neuen Lande herrscht mächtige Denudation, deren gröbere Produkte sich als sehr mächtige Flu\- und Seesande anhäufen. Das Landstadium dauert während des ganzen BarrÊme, Apt und eines Teiles des Albians an, bis zum Anfang der gro\en Gault-Transgression, die wieder in die Senken vordringt.     

Beitrag zur Petrographie der Tanner Grauwaeken

Zusammenfassung Mit dem Ziel einer möglichst genauen qualitativen und quantitativen Bescshreibwig wurden drei verschiedenkörnige Proben der Tanner Grauwacken aus den Scharzfelder Brüchen untersucht und die Ergebnisse untereinander und mit anderen Grauwacken verglichen.Die Proben wurden quantitativ-chemisch analysiert. Die Mineral- und Gesteinskomponenten wurden bestimmt und beschrieben. Mittels einer den Besonderheiten des Gesteins angepaßten Modifizierung desRosiwalschen Verfahrens wurde der quantitative Bestand der Komponenten in Dünnschliffen bestimmt. Die Ergebnisse wurden in den chemischen Bestand umgerechnet und mit den Analysenergebnissen verglichen. Ferner konnten Angaben über die Gesteinsgruppen des Liefergebietes gemacht werden. Die für die Beurteilung der Entstehung wichtigen Gefügeeigenschaften wurden festgestellt: die Korngrößenverteilung des Gesamtgesteins und der Hauptkomponenten; die Korngestalt mit den Angaben über Rundung und Achsenverhältnis, die Einregelung der länglichen Körner und schließlich Druckwirkungen. Die bestehenden Vorstellungen über die mutmaßliche Entstehungsweise wurden auf Grund der Untersuchungsergebnisse diskutiert und das aus den Einzeluntersuchungen sich ergebende Gesamtbild der Tanner Grauwacken mit den in neuerer Zeit gegebenen Definitionen von Grauwacken verglichen.     

Die Bedeutung der Strahlungskurve nach den Anschauungen von Bacsák im Zusammenhang mit den Untersuchungen von Milankovitch und Woerkom

Zusammenfassung Gegen die Strahlungskurve ist in steigendem Ma\e eingewandt worden, da\ dieKöppensche Zuordnung der Kältezacken zu denPenckschen Eiszeiten nicht möglich sei; insbesondere wird die Dreiteilung der Würm-Eiszeit abgelehnt. Die Neuberechnung der Kurve durchWoerkom beseitigt diese Schwierigkeit, wenn man die frühere Zacke W I der Ri\ eiszeit zuordnet und das W II als schwächere Phase erkennt, die dann vom Hauptwürm (früheren W III) überfahren wurde. Diese Auffassung wird durch C¹⁴-Messungen und Altersbestimmungen aus Tiefsee-Bohrkernen nachEmiliani gestützt, ferner durch Betrachtungen über die allgemeine Zirkulation, die ein Zusammenwirken der beiden Halbkugeln begründen. –Bacsák hat die Klimaverhältnisse der äquatorialzone untersucht und Ergebnisse gefunden, die mit denen vonWundt übereinstimmen. Des weiteren hat er die Lage der Planetenbahnen zur Erdbahn als Ursache von Eiszeitperioden herangezogen; solche können ganz allgemein durch überlagerung periodischer Funktionen begründet werden, wobei aber für die vor dem Quartär liegenden Zeiten eine wachsende überdeckung durch andere Ursachen, z. B. durch veränderte Meer- und Landbedeckung, in Rücksicht zu ziehen ist.

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Summary One of the objections against the radiation curve is thatKöppen's correlation of the minima withPenck's ice ages is not possible. Especially the tripartition of the Würm glacial is not accepted. The improved curve byWoerkom overcomes this difficulty if the former minimum W I is correlated with the Ri\ glacial, and W II is taken as a weak minimum which was overridden by the main Würm (former W III). This assumption is supported by radiocarbon dates and by datings of deep-sea cores (Emiliani), and by reflections on the general circulation in both hemispheres.Bacsák has explored the climatic conditions in the equatorial region and his results fit with those ofWundt. He has also regarded the relation of the orbits of the planets to the orbit of the earth as one cause for Ice ages. But in pre-Quaternary times, other causes (e.g. changed distribution of seas and continents) may be more effective than this influence.

     

Zur Lagerstättengenetischen Deutung der Isotopenverhältnisse am Blei und Schwefel

Zusammenfassung Es werden einige der Voraussetzungen untersucht, unter denen sich aus den Isotopenverhältnissen von Blei, Schwefel und anderen am Aufbau einer Lagerstätte beteiligten Elementen Aussagen über die Bildungsbedingungen und genetischen Zusammenhänge herleiten lassen.Am Blei interessiert in diesem Zusammenhang in erster Linie die Anomalie gegenüber demHolmes-Houtermanschen Bleimodell, während das Absolutalter nur zur Kontrolle bzw. zum Einhängen in das geologische Zeitschema benötigt wird. Auf die Entstehungsursachen der Anomalien wird im Abschnitt B eingegangen.Bei den leichteren Elementen — wie z. B. H, C, O und S — treten im Verlaufe geochemischer Prozesse Isotopen-Trenn-Effekte auf, und man kann daher aus den Isotopenverhältnissen bspw. auf eine voraufgegangene Teilnahme am exogenen Kreislauf schließen. Derartige Messungen sollen möglichst vollständig in die Untersuchungen einbezogen werden und wurden im vorliegenden Programm bereits für den Schwefel des Bleiglanzes (PbS) durchgeführt (Abschnitt C).Im Abschnitt D wird kurz auf die Meßtechnik eingegangen, und Abschnitt E gibt einen Überblick auf die Meßergebnisse an Lagerstätten des Westharzes (Oberharz, St. Andreasberg, Rammelsberg). Die Auswertung der Blei-Messungen (Abschnitt F) und Schwefel-Messungen (Abschnitt G) bringt für das gewählte Modell-Arbeitsgebiet interessante Ergänzungen der bekannten genetischen Zusammenhänge, so daß die Übertragung der Untersuchungstechnik auf andere Lagerstättengebiete nützlich erscheint.Die Messungen wurden größtenteils im Massenspektrometer-Laboratorium der Bundesanstalt für Bodenforschung, Hannover, durchgeführt. Das Probenmaterial stammt aus eigenen Aufsammlungen sowie aus den Sammlungen der Herren Berging. E.Bock, St. Andreasberg, Dr. E.Kraume, Goslar, und Prof. Dr. H.Rose, Hamburg. Außerdem wurden die ersten Teilergebnisse eines gemeinsam mit Herrn Dr.-Ing. H.Hüttenhain, Clausthal, begonnenen Untersuchungsprogramms verwertet.Ich möchte an dieser Stelle allen im Text genannten Herren für die Überlassung von Untersuchungsmaterial und für fruchtbare Anregungen danken, vor allen Dingen aber auch meinem bisherigen Kollegen, Herrn Dipl.-Phys. H.Lenz, sowie den Damen M.Fassbender, U.Rätsch und U.Römer für die Durchführung der zahlreichen Analysen und Auswertungen.     

Flüssigkeitseinschlüsse mit Gasblasen als geologische Thermometer

Zusammenfassung Es wird unterschieden zwischen Einschlüssen, auf dieSorbys Grundannahme zutrifft, daß eine homogene Phase, wie Wasser, Salzlösung oder CO₂, eingeschlossen wurde, die Blasen also von dem Gas der eingeschlossenen Flüssigkeit gebildet werden, und solchen Einschlüssen, in denen fremdes Gas mit eingeschlossen wurde.Sorby-Einschlüsse können zur Temperaturbestimmung herangezogen werden, wenn entweder der Druck am Bildungsort bekannt ist oder sein Einfluß vernachlässigt werden kann, weil der Füllungsgrad so hoch ist, daß die Libelle schon bei niederen Temperaturen verschwindet. Ist fremdes Gas in der Flüssigkeit gelöst eingeschlossen worden und erst beim Abkühlen frei geworden, so ist der Schluß von der Füllungstemperatur auf die Bildungstemperatur noch unsicherer als bei Sorby-Einschlüssen, weil über den zu erwartenden großen Einfluß des Druckes noch nichts bekannt ist.Ist fremdes Gas als Gasblase eingeschlossen worden, so kann die Füllungstemperatur sehr weit von der Bildungstemperatur abweichen und beim Erwärmen sogar zuerst größer werden. Solche Nicht-Sorby-Einschlüsse sind zu erkennen durch Messung des Füllungsgrades und Vergleich der zugehörigen Füllungstemperatur mit der von Wasser bzw. CO₂ bei gleichem Füllungsgrad.Die Frage, aus was die Einschlüsse bestehen, ist nicht nur für die Temperaturbestimmung von Wert, sondern auch für viele Fragen der Gesteinsbildung und -umbildung. Es wird auf die schon vonBrewster 1826 angegebene Methode der Bestimmung der Brechungszahl mit Hilfe der Totalreflexion hingewiesen.Alle diese Bemerkungen gelten sowohl für primäre wie für sekundäre Einschlüsse.Die Dekrepitationsmethode kann weder primäre und sekundäre Einschlüsse unterscheiden noch die Natur des Einschlusses, noch auch den Füllungsgrad berücksichtigen.     

Zur Petrographie des Rotliegend- Eruptivs der Bohrung Weyhausen Z 1

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

Über die Mechanik und Dynamik der Erdbeben

Zusammenfassung Die Hauptbebengebiete der Erde sind an verhältnismä\ig junge tektonische Störungen (Faltengebirge und Tiefseegräben) gebunden. Nach dem Auftreten von mitteltiefen und tiefen Bebenherden in den besonders aktiven Zonen reichen die Störungen hier mehrere Hundert Kilometer tief, etwa bis 700 km. Soweit bis jetzt der Herdmechanismus einzelner Beben oder einzelner Bebengebiete bekannt ist, ergeben sich aufschlu\reiche Zusammenhänge zwischen den heutigen Erdbeben und der Tektonik der betreffenden Gegend.Um die Frage der Dynamik der Erdbeben zu beleuchten, werden zwei besonders markante Fälle von Erdbebenverkoppelung angeführt, einmal kleinräumig für Südwestdeutschland in den Jahren 1933 bis 1936 und dann gro\räumig für den ganzen Pazifik in den Monaten November 1955 bis Februar 1956. Im kleinräumigen Fall ist die kräftemä\ige Verkoppelung unter den einzelnen Herden leicht zu verstehen, da alle Beben in diesem Raum auf eine gemeinsame Ursache, die Alpenauffaltung, zurückzuführen sind. Der gro\räumige Fall in den genannten vier Monaten lä\t ebenfalls eine gewisse kräftemä\ige Verkoppelung über den ganzen pazifischen Raum, also über etwa ein Viertel der gesamten Erdoberfläche, vermuten. Wenn dies wirklich zutrifft, kann das Wechselspiel der Kräfte und Spannungen nicht mehr in einem verhältnismä\ig dünnen Band von einigen Hundert Kilometer Dicke stattfinden; man mu\ vielmehr annehmen, da\ dann die eigentliche Energie- und Anregungsquelle der Erdbeben und damit auch der Tektonik wenigstens zu einem gro\en Teil aus dem tieferen Erdinnern, dem Erdmantel oder gar dem Erdkern, kommt.     

Zusammenhänge zwischen Lagerstättenbildung,Magmatismus und Geotektonik

Zusammenfassung Aufbauend auf der Gliederung der Erdkruste nach petrologischen und geophysikalischen Gesichtspunkten wird die Konzeption von H.Stille ausgebaut, daß der sialische orogene und subsequente Magmatismus palingener Entstehung ist, dabei aber nur ein sialisches Intermezzo bedeutet innerhalb des juvenilen simatischen Magmatismus, welcher initial und final auftritt und mit basaltischem Chemismus in über 60 km Erdkrustentiefe beheimatet ist. — Weiterhin werden die Zusammenhänge der wichtigsten Lagerstättentypen in Verknüpfung mit juvenil-basaltischem Magmatismus einerseits und mit sialisch-palingenen Aufschmelzungsprodukten andererseits gekennzeichnet. Die geotektonischen Konsequenzen für das Auftreten beider Arten von Magmatismus werden einführend und am Schluß eingehender erörtert. Tiefreichende Zerrungszonen führen zum Aufstieg basaltischer Magmen. Tiefversenkung von Sial unter mehr als 20–25 km Krustentiefe führt zur Mobilisation palingener Magmen, die meist rückwärtig aufsteigen. Die Magma-Schmierung solcher Aufstiegsbahnen ermöglicht in der geosynklinalen Oberkruste den Paroxysmus der Faltung. Sialwurzeln der Gebirge können nicht existieren. Dagegen bedingen die sauren Restschmelzen basaltischer Magmen während jeder Orogenese eine wesentliche Zufuhr von Sial in der Oberkruste.     

Zur Temperatur-Kurve der Oberen kreide in Europa

Zusammenfassung Wenn die auf Grund der¹⁶O¹⁶O-Methode konstruierte Temperatur-Kurve des Oberkreidemeeres (Lowenstam &Epstein 1954,Bowen 1961) richtig ist, welche für die Zeit des Coniac-Santon ein Wärmeoptimum gegenüber niedrigeren Temperaturen im Cenoman und Obermaastricht verzeichnet, so wäre zu erwarten, da\ diese Klimaveränderung auch in der Faunenzusammensetzung der einzelnen Oberkreidestufen deutlich zum Ausdruck kommt. Das ist merkwürdigerweise nicht oder kaum der Fall, wie aus der Verbreitung der mediterranen Faunenelemente in der borealen bzw. zentraleuropäischen Faunenprovinz hervorgeht. Gro\foraminiferen, Riffkorallen, Rudisten und andere Warmwasserformen zeigen zahlenmä\ig ihre grö\te Verbreitung au\erhalb der Tethys im Cenoman und im Obermaastricht. Die Globotruncanen-Verbreitung ergibt kein einheitliches Bild; doch ist die bisherige Vorstellung von einem allmählichen Rückzug der Globotruncanen (s. l.) nach Süden vom Coniac-Santon bis zum Obermaastricht zu revidieren. Die Aufgabe der vorliegenden Arbeit besteht in der Diskussion der sich aus der geochemischen und ökologisch-faunistischen Arbeitsweise ergebenden Resultate, die z. T. erheblich voneinander abweichen. Es ist zu hoffen, da\ es gelingt, die z. Z. noch bestehenden Widersprüche zu klären und sowohl die für die Paläoklimatologie so aussichtsreiche Isotopenmethode als auch die tiergeographisch-ökologische Arbeitsweise weiter zu vervollkommnen.Da mit einer späteren Umkristallisation auch der Belemnitenrostren, auf denen die erwähnten Temperaturmessungen beruhen, zu rechnen sein dürfte, wären neue Untersuchungen unter Berücksichtigung dieser Möglichkeit sehr wünschenswert.

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Summary The curve constructed for the temperatures of the Upper Cretaceous seas (Lowenstam &Epstein 1954,Bowen 1961) based on the¹⁶O¹⁸O ratios shows a temperature optimum in Coniacian-Santonian time, but lower temperatures in Cenomanian and Upper Maastrichtian time. These climatic changes ought to be visible in the faunistic composition within the different stages of the Upper Cretaceous too. Strangely, however, judging from the distribution of mediterranean faunal elements in the boreal and central european faunal provinces respectively, this seems not to be the case. Larger foraminifera, reef corals, rudistids, and other inhabitants of warm water are most widespread outside of the Tethys during Cenomanian and Upper Maastrichtian time. The distribution of Globotruncana gives no uniform picture, but the former conception of their gradual retreat towards the south from Coniacian-Santonian to Upper Maastrichtian time must be revised. The author discusses the results obtained by geochemical and by ecological-faunistical methods, which in part are at considerable variance. Hope is expressed that the present inconsistencies will be cleared up and that both methods will still further be improved that based on animal geography and ecology as well as the isotope method which is so very promising for paleoclimatology.The above-mentioned temperature measurements have been obtained from rostra of belemnoids. New investigations ought to make allowance for the probability of their having been recrystallized

     

Ein magnetisches Profil durch Vorpommern

Zusammenfassung Ein auf Grund von Messungen von Prof.Schlomka und Dr.Schmücking konstruiertes Profil der magnetischen Vertikalintensität durch Vorpommern (Stahlbrode—Treptow a. d. Toll.) wird mit dem geologischen Profil verglichen. wobei eine gute überein-stimmung erzielt wird. Es bestätigt sich das vonSchuh und K.Richter schon entworfene Bild herzynischer Achsen, die von NO-streichenden Querstörungen (Peenetal) durchsetzt werden. Ein Vergleich mit dem westlich anschlie\enden Bereich derSchuh-schen Isanomalenkarte von Mecklenburg ergibt indessen eigenartige Abweichungen, deren mögliche Ursachen besprochen werden. Von drei Möglichkeiten entscheidet sich der Verfasser für die Wahrscheinlichkeit des Vorhandenseins stärker magnetisierbarer plattenförmiger Intrusivkörper im Unterbau, welche einseitig einfallen und daher an den Querstörungen horizontal versetzt erscheinen. Jedenfalls ergibt das die beste Deutung der Störungen zweiter Ordnung, während die Störungen dritter Ordnung auch andere Ursachen haben könnten.     

Sulfatreduzierende Bakterien in Schwefel- und Grulbenwässern Deutschlands und Österreichs

The sulphate-reducing bacteria Desulfovibrio desulfuricans have been identified in 25 different samples from diverse German and Austrian sulphur springs as well as in 42 samples of connate water from the Carboniferous of the Ruhr basin. From 33 of these samples, the bacteria were cultivated and tests were conducted to establish their tolerances to the salt content, pH and temperature. Further studies demonstrated a considerable tolerance for certain metal ions. The ecological conditions of Desulfovibrio desulfuricans are described and their importance in the diagenesis of connate water and the genesis of the sulphur springs is pointed out.

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Wir danken den Herren Markscheidern der erwähnten Gruben und den zuständigen Herren der Bäderverwaltungen für Unterstützung bei der Probenahme, Herrn Universitäts-Professor Dr. F. Scheminzky, Innsbruck, für die Überlassung von Unterlagen über Geologie und Chemismus der österreichischen Schwefelquellen sowie Herrn Professor Dr. W. von Engelhardt, dem Direktor des Mineralogisch-Petrographischen Instituts der Universität Tübingen, für förderndes Interesse an dieser Arbeit. Die Entnahme der Proben erfolgte im Rahmen der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft unterstützten Schwefelisotopenuntersuchungen an Schwefelquellen Deutschlands und Österreichs.     

Zeitmessung Geologischer Vorgänge nach Warven-korrelationen im Zechstein

Zusammenfassung An Zechstein-Anhydriten wurden Warven-Korrelationen vorgenommen. Für den als Liniengestein entwickelten Basal-Anhydrit des Zechstein 2 z. B. ist die exakte und lückenlose Parallelisierung von fast 1000 Straten quer durch das deutsche Zechsteinbecken durchzuführen, nämlich von der Weser bei Hameln über den Solling, das nördliche Harzvorland und das Allergebiet bis zur Ostsee nördlich Lübeck. Daraus ergeben sich Rückschlüsse über die Sedimentationsgeschwindigkeit, deren regionale und temporäre Unterschiede, über die Geschwindigkeit von Faziesgrenzen-Verlagerungen, über die Menge des ozeanischen — Zustroms usw., wobei als Zeitmaßstab stets das Jahr dient.Periodizitäten sind in manchen Schichtgruppen der salinaren Warvite deutlicher, in anderen weniger klar ausgeprägt. Häufig ist die Solarperiode von etwas mehr als 11 Einheiten. Auch Wellenlängen von n · 11 sind statistisch nachzuweisen. An längeren Perioden kommen 90–100 sowie das Mehrfache dieser Zahl (n · 95) vor.Die Schlußfolgerung Warvenzahl = Sedimentationszeit in Jahren ist nur dann berechtigt, wenn Hiaten nachweislich fehlen, also nur in sehr seltenen Fällen. Ein solcher ist der Zechstein 2 mit progressiver chemischer Abscheidungsfolge Carbonat — Sulfat — Chlorid (Stinkschiefer — Basalanhydrit - Staßfurt-Steinsalz). Sedimentationszeit von Schichtfolgen und Entstehungszeit einer ganzen Formation sind zwei grundsätzlich verschiedene Zeitgrößen. Denn Wegnahme und Umwälzung des Sedimentes erforderten vermutlich mehr Zeit als seine definitive Deponierung. Der Hauptanteil der geologischen Zeit steckt also in den Schichtfugen.Schließlich wird davor gewarnt, in allen feingeschichteten Gesteinen Jahresschichten zu sehen und Material auszuwerten, das nicht genügend eindeutig und umfangreich ist.     

Über das Strömen von Flüssigkeiten durch Sandsteine

Zusammenfassung Die Untersuchung des Fließens verschiedener Flüssigkeiten durch Sandsteine mit Tongehalten von 1–5% ergibt, daß dieDarcysche Beziehung für Luft, Tetrachlorkohlenstoff und Cyclohexan gilt. Benzol verhält sich vielleicht etwas abweichend. Wasser und Elektrolytlösungen strömen langsamer als es ihrer Viskosität und der Luftdurchlässigkeit entspricht. Außerdem besteht für Wasser und Elektrolytlösungen keine lineare Proportionalität zwischen Druckgefälle und Fließgeschwindigkeit. Bei NaCl-Lösungen hängt die Fließgeschwindigkeit vom NaCl-Gehalt ab. Sie ist für denselben Sandstein um so größer je höher die Salzkonzentration ist.Die Ungültigkeit derDarcyschen Beziehung für Wasser und Elektrolytlosungen wird so erklärt, daß in diesem Fall zwischen Porenwänden und Flüssigkeit eine Wechselwirkung besteht, derzufolge die letztere beim Passieren der engen Porenkanäle gehemmt wird. Es ist anzunehmen, daß these Erscheinung bei Wasser und wäßrigen Losungen so zu erklären ist, daß an der Oberfläche der Tonminerale Wasser auf Grunt von Dipolkräften und von osmotischen Gleichgewichten (Donnangleichgewichte) gebunden wird. Die Wasserbindung reiner Tonminerale wurde in besonderen Versuchen gemessen.Die Messungen wurden in unserem Laboratorium zu einem Teil von Herrn Dipl.-Ing. P.Farahmand im Rahmen seiner Clausthaler Dr.-Dissertation durchgeführt und Bind dort ausführlicher beschrieben. Wir danken HerrnFarahmand für seine Teilnahme an dieser Untersuchung. Wir danken ferner dem Chefgeologen unserer Gesellschaft, Herrn Dr. A.Roll, für die Ermöglichung dieser Arbeit.Herrn Professor Dr.Carl W. Correns zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Der gegenwärtige Stand der paläomagnetischen Forschung

Zusammenfassung Die Ursache der natürlichen remanenten Magnetisierung von Gesteinen und die Schwierigkeiten, die sich bei der Deutung paläomagnetischer Messungen ergeben, werden erörtert. Es wird die Methode beschrieben, mit Hilfe derer von verschiedenen Autoren versucht wird, aus paläomagnetischen Messungen Aussagen über die Lage der Pole in der geologischen Vergangenheit zu gewinnen. Es wird darauf hingewiesen, da\ dieser Methode Annahmen zugrunde liegen, deren Richtigkeit direkt schwer zu erweisen ist. In einer Tabelle (vonIrving) sind die Lagen der Pole in der geologischen Vergangenheit angegeben, wie sie aus paläomagnetischen Messungen folgen. Die Werte dieser Tabelle entsprechen lediglich dem gegenwärtigen Stand und werden sicherlich in Zukunft eine änderung erfahren.     

See-Erz,Roströhren und verwandte Konkretionen

Zusammenfassung Den Röhrensteinen des Großen Plöner Sees verwandte Bildungen werden an Hand der wichtigsten Literatur beschrieben. Fe- und Mn-Konkretionen — unter diese fallen See-Erze, Roströhren, Fe-Anhäufungen in Seesedimenten u. a. — sind nach dem jetzigen Stande der Forschung im wesentlichen durch Mikroben gebildet oder wenigstens in ihrer Entstehung durch diese Organismen unterstützt, obgleich meistens eine rein chemisch-physikalische Deutung der Prozesse möglich ist. Die Grundzüge der regionalen Verbreitung von See- und Wiesenerzen in Schweden wurden zuerst vonStapff dargelegt und später durchNaumann den neuesten Anschauungen angepaßt. Kalk, Ton und elektrolytreiche Gewässer unterdrücken die Erzbildung. Auch von karbonatreichen Böden und Wässern sind Anhäufungen von Eisenhydroxyd bekannt, aber den schwedischen Massenvorkommen gegenüber geringfügig. Die Entstehung der Roströhren wird näher erläutert. O₂-Abgabe der Pflanzenwurzeln, physikalische Adsorptionsprozesse, wahrscheinlich auch Gerbstoffe und Kalk usw. fällen Fe und Mn aus. Den Röhrensteinen Ähnliche Bildungen sind bei den Wohnröhren vonCorophium beobachtet worden. Auch die Osteokollen gestatten eine Parallele; dennoch handelt es sich dabei um Kalkfällung. Die bekanntesten fossilen Roströhren stammen aus dem Münzenberger Sandstein.     

Untersuchungen zum Stabilitätsbereich von Chloritoid und Staurolith

Zusammenfassung Zur experimentellen Erfassung der natürlichen Bildungsbedingungen von Chloritoid und Staurolith wurde zunächst das Auftreten dieser beiden Minerale in der Natur untersucht. An Hand von chemischen Analysen aus Literaturangaben wurde der Zusammensetzungsbereich chloritoidführender und staurolithf ührender Gesteine ermittelt. Diese weisen im Vergleich zu tonigen und sandigen Sedimenten bzw. deren metamorphen Äquivalenten häufig folgende Unterschiede auf: geringere Alkaligehalte, geringere Ca-Gehalte, geringere Werte für das Verhältnis MgFe, höhere Al-Gehalte. Die Unterschiede sind bei chloritoidführenden Gesteinen größer als bei staurolithführenden Gesteinen. Eine Folge davon ist, daß Staurolith bei der progressiven Metamorphose nicht nur aus chloritoidführenden Paragenesen hervorgeht, sondern auch aus der Paragenese Quarz + Muskovit + Biotit + Chlorit. Die Bildung von Staurolith aus dieser Paragenese, welche in natürlichen Gesteinen der Grünschieferfazies verbreitet vorkommt, bedingt offenbar auch das häufigere Auftreten von Staurolith, verglichen mit Chloritoid.Aus den Naturbeobachtungen ergibt sich, daß chloritoidführende Gesteine überwiegend folgende Paragenese aufweisen: Chloritoid + Quarz + Muskovit + Chlorit±Akzessorien. Almandin und Disthen bzw. Andalusit treten manchmal zusätzlich auf. Einige Minerale, welche häufig bei der Metamorphose toniger und sandiger Sedimente gebildet werden, treten in chloritoidführenden Gesteinen nicht auf. Es sind dies: Stilpnomelan, Kalifeldspat und Albit. Biotit tritt im größten Teil des Stabilitätsbereiches von Chloritoid ebenfalls nicht mit diesem zusammen auf. Das Auftreten dieser Minerale in Gesteinen der Grünschieferfazies kann als Hinweis gewertet werden, daß ein für die Bildung von Chloritoid ungeeigneter Chemismus vorliegt.Staurolithführende Gesteine weisen meist folgende Paragenese auf: Staurolith + Quarz + Muskovit + Biotit + Almandin + Plagioklas±Akzessorien. Disthen, Sillimanit oder Andalusit können zusätzlich auftreten. Dagegen kann das Auftreten von Kalifeldspat und von Cordierit in muskovitführenden Gesteinen der unteren Amphibolitfazies als Hinweis gewertet werden, daß Staurolith infolge eines ungeeigneten Chemismus nicht gebildet wurde.Der Druckbereich, innerhalb dessen Chloritoid nach bisherigen Naturbeobachtungen gebildet wird, reicht von niedrigen Drucken, entsprechend der Kontaktmetamorphose, bis zu hohen Drucken, entsprechend der glaukophanitischen Grünschieferfazies der Regionalmetamorphose. Für Staurolith ist auf Grund von Naturbeobachtungen ein ähnlich großer Druckbereich anzunehmen, welcher von den entsprechenden Drucken der Kontaktmetamorphose bis zu den hohen Drucken der Regionalmetamorphose vom Barrow-Typ reicht. Der Temperaturbereich, innerhalb dessen Chloritoid in den häufigen natürlichen Paragenesen stabil ist, erstreckt sich zumindest über den Bereich der gesamten Grünschieferfazies; Staurolith ist in den häufigen natürlichen Paragenesen zumindest über den unteren Teil der Amphibolitfazies stabil. In natürlichen Gesteinen können viele Mineralreaktionen unter Beteiligung von Chloritoid oder Staurolith ablaufen, häufig dagegen dürften nur wenige von ihnen sein, und zwar: Chlorit + Kaolinit = Chloritoid + Quarz + Wasser Chloritoid + Chlorit + Quarz = Staurolith + Almandin + Wasser Chloritoid + Muskovit = Staurolith + Biotit + Almandin + Wasser Chlorit + Muskovit = Staurolith + Biotit + Quarz + Wasser Staurolith + Muskovit + Quarz = Al- Silikat + Biotit + Wasser Experimentell konnten diese oben angeführten Reaktionen noch nicht vollständig beobachtet werden; weitere Versuche dazu sind im Gange. Dagegen konnte der Ablauf einer Reaktion Chloritoid + Al-Silikat = Staurolith + Quarz + Wasser im Bereich von 4000–8000 Bar bei 545±20° C reversibel nachgewiesen werden. Diese Reaktion wird zwar infolge des Mineralbestands chloritoidführender Gesteine in der Natur relativ selten stattfinden; jedoch ist mit ihrer experimentellen Durchführung erstmalig eine Reaktion unter Beteiligung von Chloritoid und Staurolith nachgewiesen worden, welche in dem von Winkler (1965) angegebenen p, T-Bereich für die Grenze Grünschieferfazies/Amphibolitfazies abläuft. Die Phasengrenze der in der Natur häufiger ablaufenden Reaktion, wobei Staurolith + Biotit gebildet und Chlorit + Muskovit abgebaut werden, dürte nach bisherigen Ergebnissen von zur Zeit laufenden Versuchen ebenfalls in diesem p, T-Bereich liegen. Die Lage der Phasengrenzen dieser Reaktionen stimmt daher gut mit petrographischen Beobachtungen an Gesteinen des Grenzbereiches Grünschieferfazies/Amphibolitfazies überein. Eine weitere Bestätigung der experimentellen Ergebnisse lieferten Untersuchungen von Althaus (1966a, b, c) über die Stabilitätsbereiche von Andalusit, Sillimanit, Disthen und Pyrophyllit. Danach kann Chloritoid stabil zusammen mit Disthen, Andalusit oder Pyrophyllit auftreten, dagegen nicht mit Sillimanit. Diese Schlußfolgerung wird durch die natürlichen Paragenesen bestätigt.Die für die obere Stabilitätsgrenze von Staurolith angegebene Reaktion Staurolith + Quarz = Almandin + Al-Silikat + Wasser (Turner u. Verhoogen, 1960; Winkler, 1965), konnte in der eigenen Untersuchung nicht nachgewiesen werden. Nach Versuchen von Newton (schrift. Mitt., 1966) liegt diese Phasengrenze im Bereich 10000–20000 Bar um 700° C, d.h. in einem Temperaturbereich, welcher bei den eigenen Experimenten nur wenig untersucht wurde. Auf Grund von petrographischen Beobachtungen dürfte jedoch der Abbau von Staurolith in natürlichen Gesteinen meist nach einer anderen Reaktion, nämlich nach der Gleichung Staurolith + Muskovit + Quarz = Al-Silikat + Biotit + Wasser vor sich gehen. Über die Lage der Phasengrenze dieser Reaktion ist noch nichts bekannt.Aus der Untersuchung ergab sich ferner, daß entgegen der Annahme von Winkler (1965) Chloritoid kein geeigneter Indikator für die Druckbedingungen einer Metamorphose ist, da dieses Mineral nur in Gesteinen mit einem speziellen Chemismus auftritt und nach bisherigen Naturbeobachtungen über einen weiten Druckbereich hinweg gebildet werden kann. Aus den gleichen Gründen kann auch Staurolith nicht als geeigneter Druckindikator angesehen werden. Es muß vermutet werden, daß die Bereiche chemischer Gesteinszusammensetzungen innerhalb derer Chloritoid bzw. Staurolith gebildet werden können eine Abhängigkeit von Druck und Temperatur zeigen, und zwar in ähnlicher Weise wie dies nach Chinner (1962) für die Bildung von Almandin zutreffen soll. Diese Bereiche geeigneter Gesteinszusammensetzungen dürften bei relativ niedrigen Drucken beschränkter sein als bei hohen Drucken, und zwar als Folge einer stetigen Änderung des Chemismus koexistierender Minerale mit wechselnden p, T-Bedingungen.

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Compared with the bulk chemical composition of the shales, sandstones and their metamorphic equivalents, chloritoid- and staurolite-bearing rocks have a restricted chemical composition; they are poorer in alkalies and CaO, have comparatively lower MgFe ratio and higher Al₂O₃-content than most of the metamorphic rocks devoid of these two minerals. Further, the bulk composition of the chloritoid bearing-rocks is more restricted than that of the staurolithe-bearing ones. Consequently, in course of a progressive metamorphism, staurolite is produced not only at the cost of the assemblage chloritoid+quartz+muskovite + chlorite but also at the cost of the assemblage quartz+muskovite+biotite+chlorite. This explains why staurolite is more frequent than chloritoid. From empirical petrographical observation it is known that chloritoid and staurolite are found both in contact as well as in regional metamorphic areas. This fact as well as the special bulk composition necessary for their formation make them unsuitable as indicators of pressure acting during the metamorphism.The lower stability limit of chloritoid could not be worked out by hydrothermal experimentation. However the phase transition chloritoid+Al-silicate=staurolite+quartz+water was observed around 545±20° C at pressures between 4000–8000 bars. The reversal of the reaction was also successful. The p, T conditions of this reaction, therefore, compare favourably with the greenschist/amphibolite facies boundary given by Winkler (1965). Tentative results show that another reaction, namely the formation of staurolite in the assemblage chlorite+muskovite+quartz also takes place at the same p, T conditions of that facies boundary. The upper stability limit of staurolite could not yet been established experimentally in our laboratory. Petrographic observations show that in natural assemblages, staurolite breaks down more probably through reactions with muskovite + quartz rather than through the more simple reaction staurolite + quartz to Al-silicate + almandine.

     

Die Ursachen des Bergsturzes am Reintalanger (Wettersteingebirge)

Ohne ZusammenfassungVon Herrn Dr.Huber begonnene Untersuchungen über »Frostwechsel auf der Zugspitze« lassen, wie ich einer Mitteilung des Verfassers verdanke, erkennen, daß im 15jährigen Durchschnitt die Anzahl der Tage mit Frostwechsel am raschesten ansteigt vom April mit 4,0 Tagen zum Mai mit 12,8 Tagen. Der Mai zeigt die häufigsten Fälle der Erwärmung von einem Tag zum nächsten, aus der Tabelle auf S. 31 einer anderen Untersuchung von A.Huber 2) geht das zahlenmäßig klar hervor.Es ist demnach im Wettersteingebirge ebenso wie in den nördlichen Kalkalpen überhaupt der Mai infolge seiner klimatischen Eigenschaften der eigentliche Frühjahrsmonat, deshalb für Bergstürze besonders günstig. Das zeigt sich auch bei dem vorliegenden Fall, und zugleich tritt die unmittelbare Ursache der Auslösung des Bergsturzes durch die Wetterlage deutlich hervor.     

Die Schwarzwälder Gneise

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