Rigid unit modes in the molecular dynamics simulation of quartz and the incommensurate phase transition

A molecular dynamics simulation of quartz at different temperatures both in the a and in the phase has been conducted. The - phase transition could be observed. A phonon analysis of the -phase confirms and rounds out in a quantitative way the origin of the incommensurate (ic) modulated phase. In particular it traces the optic soft mode at becoming (to a good approximation) a so-called rigid unit mode (RUM) at q0, and elucidates its coupling to the transverse acoustic mode which precipitates the incommensurate transition. This success underpins and illuminates the concept of RUMs and their role in structural phase transitions.     

β(Mg0.9, Fe0.1)2SiO4: Single crystal structure,cation distribution,and properties of coordination polyhedra

The synthesis boundaries of the phase transformation; ++ in (Mg_0.9, Fe_0.1)SiO₄, have been clarified at temperatures to 2000° C and pressures up to 20 GPa in order to synthesize single crystals of high quality. A single crystal of (Mg_0.9, Fe_0.1)₂SiO₄ was grown successfully to a size of 500 m. The crystal structure has been refined from single-crystal X-ray intensities. The ferrous ions prefer M1 and M3 sites to over the larger M2 site. The volume change of all the occupied polyhedra does not contribute to the decrease of total volume in the transformation; rather it tends to increase the bulk volume through the expansion of occupied tetrahedra. The volume reduction in the phase transformations is accounted for by unoccupied polyhedra, with the octahedra contributory 60% and the tetrahedra 40% to the V of the transition. The volume change in the transformation is caused also partly by the volume decrease of MO ₆ (25%), partly the unoccupied tetrahedra (45%) and octahedra (30%).     

Sediments and micronodules in the northern and central Peru Basin

The mineralogy and composition of sediments and manganese micronodules from the northern and central sectors of the Peru Basin are discussed. Because of the proximity of the basin to the Carbonate Compensation Depth (C.C.D.), surface sediments vary between calcareous oozes and siliceous muds. Besides biogenic components clay minerals are important. By far the most abundant clay mineral is smectite which is thought to be of diagenetic origin. On a carbonate-free basis, the surface sediments are rather uniform in composition throughout the basin and are similar in composition to those of the equatorial Pacific. Sedimentation rates for the uppermost core sections are in the range of 3 to 5 mm/ 1000 yr.Micronodule compositions show significant variations related to the size class of the micronodules and the depth of occurrence within the sediment column. In general, the chemistry of the micronodules can be explained by the reductive mobilization of Mn within the sediment column and by oxic diagenetic reactions between ferromanganese hydroxides and biogenic opal. The dominant mineral phase is todorokite.

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Zusammenfassung Mineralogie und chemische Zusammensetzung von Sedimenten und Manganmikroknollen aus dem nördlichen und zentralen Teil des Peru-Beckens werden beschrieben. Die Oberflächensedimente bestehen je nach der Lage zur Karbonatkompensationstiefe (C.C.D.) aus karbonatischen bzw. kieseligen Ablagerungen. Neben den biogenen Komponenten sind Tonmineralien (Smektit, Illit) von Bedeutung. Das häufigste Tonmineral ist diagenetisch gebildeter Smektit. Auf karbonatfreier Basis ist die chemische Zusammensetzung der Sedimente sehr einheitlich, vergleichbar mit dem Chemismus zentralpazifischer Sedimente.²³⁰Th-Datierungen ergeben eine Sedimentationsrate von 3–5 mm/1000 a für die obersten Sedimentschichten.In Abhängigkeit von der Korngrößenklasse und der Tiefe in der Sedimentsäule zeigen die Manganmikroknollen große Schwankungen im Chemismus. Remobilisationsprozesse unter reduzierenden Bedingungen in der Sedimentsäule sowie die diagenetischen Reaktionen zwischen Fe-Mn-Hydroxiden und biogenem Opal bestimmen die chemische Zusammensetzung der Manganmikroknollen. Die vorherrschende Mineralphase ist Todorokit.

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Résumé Cette note décrit la minéralogie et la composition des sédiments et des nodules polymétalliques de la partie septentrionale et centrale du bassin de Perou. Les sédiments de surface consistent en dépôts calcaires ou siliceux selon leur situation par rapport à la profondeur de compensation des carbonates (C. C. D.). A côté des composants biogènes, des minéraux argileux (smectites, illites) sont présents en quantité importante. Le minéral argileux le plus fréquent est une smectite diagenétique. La composition chimique de la fraction non carbonatée des sédiments est uniforme, comparable au chimisme de ceux du Pacifique central. Dans les couches les plus élevées, la vitesse de sédimentation, basée sur des datations par²³⁰Th, est de 3 à 5 mm/1000 ans.Le chimisme des micronodules polymétalliques est très variable et dépend de leur profondeur dans le sédiment et de leur dimension. Le chimisme est déterminé par des processus de remobilisation en conditions réductrices dans la colonne sêdimentaire, ainsi que par des réactions diagénétiques entre les hydroxydes de Fe-Mn et l'opale biogène. Le minéral dominant est la todorokite.

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. , (C. C. D.) , . ( , ). . , , . 230 , 3–5 /1000 . . , . .

     

The TiO2 frequency in volcanic rocks

The authoress calculates the frequency of the TiO₂-content in the lavas of the active volcanoes and shows by the aid of a quotient =Al₂O₃ – Na₂O/TiO₂ the pronounced bimodality of the frequency curve from which she concludes that the great variety of the magmas cannot be explained by a magmatic differentiation but only by a double origin of the magmas from the upper mantle and from the sialic crust of the earth.

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Zusammenfassung Die Verfasserin berechnet die Häufigkeit des TiO₂-Gehalts in den Laven der tätigen Vulkane und zeigt vermittelst eines Quotienten =Al₂O₃ – Na₂O/TiO₂ die ausgesprochene Bimodalität der Häufigkeitskurve, woraus sie den Schluß zieht, daß die große Verschiedenheit der Magmen nicht durch eine magmatische Differentiation erklärt werden kann, sondern daß man eine zwiefache Herkunft der Magmen annehmen muß: aus dem oberen Mantel und aus der sialischen Kruste der Erde.

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Résumé L'auteur calcule la fréquence du pourcentage de TiO₂ dans les laves des volcans la bimodalité cans actifs et montre, à 1 aide d un quotient =Al₂O₃ – Na₂O/TiO₂ la bimodalité prononcée des courbes de fréquence, et en tire la conclusion que la grande variété des magmas ne peut pas être expliquée par une différenciation magmatique, mais par l'origine double des magmas: du manteau supérieur et de la crôute sialique de la terre.

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Riassunto L'autrice calcola la frequenza del contenuto in TiO₂ nelle lave dei vulcani attivi e dimostra mediante un quoziente =Al₂O₃ – Na₂O/TiO₂ la pronunziata bimodalità delle curve di frequenza e ne trae la conclusione che la grande varietà dei magmi non è dovuta a differenziazione magmatica ma ad una duplice provenienza: dal mantello superiore e dalla crosta sialica della terra.

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. , , , : 1. , 2. .

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

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This study is a part of the researches, carried out with the funds of the National Research Council of Italy under the direction of Prof. A.Rittmann.     

The α-β phase transition in cristobalite,SiO2

Cristobalite, a high temperature phase of silica, SiO₂, undergoes a (metastable) first-order phase transition from a cubic, , to a tetragonal, P4₃2₁2 (or P4₁2₁2), structure at around 220° C. The cubic C9-type structure for -cristobalite (Wyckoff 1925) is improbable because of two stereochemically unfavorable features: a 180° Si-O-Si angle and an Si-O bond length of 1.54 Å, whereas the corresponding values in tetragonal -cristobalite are 146° and 1.609 Å respectively. The structure of the -phase is still controversial. To resolve this problem, a symmetry analysis of the (or P4₁2₁2) transition in cristobalite has been carried out based on the Landau formalism and projection operator methods. The starting point is the ideal cubic ( ) C9-type structure with the unit cell dimension a (7.432 Å) slightly larger than the known a dimension (7.195 Å at 205° C) of -cristobalite, such that the Si-O-Si angle is still 180°, but the Si-O bond length is 1.609 Å. The six-component order parameter driving the phase transition transforms according to the X₄ representation. The transition mechanism essentially involves a simultaneous translation and rotation of the silicate tetrahedra coupled along 110. A Landau free-energy expression is given as well as a listing of the three types of domains expected in -cristobalite from the transition. These domains are: (i) transformation twins from a loss of 3-fold axes, (ii) enantiomorphous twins from a loss of the inversion center, and (iii) antiphase domains from a loss of translation vectors 1/2 110 (FP). These domains are macroscopic and static in -cristobalite, and microscopic and dynamic in -cristobalite. The order parameter , couples with the strain components as ², which initiates the structural fluctuations, thereby causing the domain configurations to dynamically interchange in the -phase. Hence, the - cristobalite transition is a fluctuation-induced first-order transition and the -phase is a dynamic average of -type domains.     

Thermal expansion,heat capacity,and entropy of MgO at mantle pressures

The pressure dependence of the Raman spectrum of forsterite was measured over its entire frequency range to over 200 kbar. The shifts of the Raman modes were used to calculate the pressure dependence of the heat capacity, C _v, and entropy, S, by using statistical thermodynamics of the lattice vibrations. Using the pressure dependence of C _v and other previously measured thermodynamic parameters, the thermal expansion coefficient, , at room temperature was calculated from = K _S (T/P) _S C _V/TVK _T, which yields a constant value of ( ln / ln V)_T= 6.1(5) for forsterite to 10% compression. This value is in agreement with ( ln / ln V)_T for a large variety of materials.At 91 kbar, the compression mechanism of the forsterite lattice abruptly changes causing a strong decrease of the pressure derivative of 6 Raman modes accompanied by large reductions in the intensities of all of the modes. This observation is in agreement with single crystal x-ray diffraction studies to 150 kbar and is interpreted as a second order phase transition.     

A materials failure relation of accelerating creep as empirical description of damage accumulation

A general materials failure relation, , describes accelerating creep of materials with rate coefficients andA, by relating rates of deformation, , to changes in deformation rate, (Voight, 1988). Time of failure can be extrapolated from inverse rate versus time data, and andA may be derived to permit one to calculate the failure time. The method is of value for quantitative hazard assessments.Mechanisms leading to damage accumulation during accelerating creep include creep fracture by stress corrosion and power law lattice deformation. These mechanisms are examined here as phenomenologically related to the materials failure relation. Apparently, both mechanisms favour , where is the parameter of the materials failure relation controlling the sensitivity to accelerating activity. For pure shear governed by power law creep of powerp, under constant load, =2.0 andA=p. Stress corrosion is widely described by Charles' equation, relating crack velocity to stress intensity during subcritical crack growth by the stress corrosion indexn. The relationship betweenn and is given by =(2n–2)/n.     

Structural relaxation in silicate melts and non-Newtonian melt rheology in geologic processes

The timescale of structural relaxation in a silicate melt defines the transition from liquid (relaxed) to glassy (unrelaxed) behavior. Structural relaxation in silicate melts can be described by a relaxation time, , consistent with the observation that the timescales of both volume and shear relaxation are of the same order of magnitude. The onset of significantly unrelaxed behavior occurs 2 log₁₀ units of time above . In the case of shear relaxation, the relaxation time can be quantified using the Maxwell relationship for a viscoelastic material; _S = _S/G (where _S is the shear relaxation time, G is the shear modulus at infinite frequency and _S is the zero frequency shear viscosity). The value of G known for SiO₂ and several other silicate glasses. The shear modulus, G , and the bulk modulus, K , are similar in magnitude for every glass, with both moduli being relatively insensitive to changes in temperature and composition. In contrast, the shear viscosity of silicate melts ranges over at least ten orders of magnitude, with composition at fixed temperature, and with temperature at fixed composition. Therefore, relative to _S, G may be considered a constant (independent of composition and temperature) and the value of _S, the relaxation time, may be estimated directly for the large number of silicate melts for which the shear viscosity is known.For silicate melts, the relaxation times calculated from the Maxwell relationship agree well with available data for the onset of the frequency-dependence (dispersion) of acoustic velocities, the onset of non-Newtonian viscosities, the scan-rate dependence of the calorimetric glass transition, with the timescale of an oxygen diffusive jump and with the Si-O bond exchange frequency obtained from ²⁹Si NMR studies.     

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.

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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.

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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.

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

     

Untersuchungen an Intrusivgesteinen des östlichen Hindukusch

Zusammenfassung Aus bisher nur wenig untersuchten Arealen des Hohen Hindukusch, des Hinduraj und des Nord-West-Karakorum (Afghanistan, Pakistan) wurden 11 granitisch-dioritische Intrusiva und ein Lamprophyr optisch und chemisch untersucht. Anhand der aus den Analysen errechneten Niggli-Werten wird versucht, räumlich getrennte Intrusivkörper gruppenweise zu korrelieren. Die Lage der Intrusiva im Gebiet zwischen Tirich Mir und Kampire Dior wird in einer Karte dargestellt, welche aufgrund eigener Kartierungen und vorhandener Literatur gezeichnet wurde.

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From areas of the High Hindukush, the Hinduraj and the North-West-Karakoram (Afghanistan, Pakistan), of which exists scarce geologic information, eleven graniticdioritic intrusive rocks and one lamprophyr have been examined optically and chemically. Using the Niggli-values calculated from these analyses an attempt is made to correlate groupwise the regionally separated intrusive bodies. The location of these intrusive bodies in the area between Tirich Mir and Kampire Dior is shown on a geologic map which has been compiled from fieldwork and literature.

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Résumé Onze intrusions granitiques à dioritiques et un lamprophyre provenant de régions rarement explorées du Haut Hindou-Kouch, de l'Hinduraj et du Nord-Ouest du Karakorum (Afghanistan, Pakistan) ont été examinées au point de vue optique et chimique. Sur la base des paramètres de Niggli calculés à partir des analyses chimiques, on essaie d'établir une corrélation entre elles et de grouper les corps intrusifs séparés dans l'espace. La position de ces corps intrusifs dans la région entre le Tirich Mir et le Kampire Dior est figurée sur une carte géologique dessinée sur la base de nos résultats et de la littérature.

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, - (, ) 11 . Niggli . Tirich Kampire Dior , .

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Für die freundliche Überlassung von Probenmaterial vom Tirich Mir möchten wir Herrn K.Diemberger und für die Handstücke aus dem Karumbar-Gebiet Herrn H.Linzbichler herzlich danken.Für die Erlaubnis zur Benützung des Röntgendiffraktometers danken wir Herrn Prof. Dr. H.Seelmeier, Technische Hochschule in Graz.     

Microfacies zonation and spatial evolution of a carbonate ramp: Marginal Moroccan phosphate sea during the Paleogene

The paleoenvironment of the southwestern portion of the Paleogene Moroccan phosphate sea has been reconstructed in detail by microfacies studies for a complete transgressive-regressive cycle. In front of the Anti-Atlas, forming the southern border of the Atlantic gulf, a bioclastic and phosphatic carbonate ramp extended to the north. The ramp was a homoclinal, very gentle dipping surface. Four stages of ramp evolution can be distinguished. They are (1) the marginal marine initial stage, (2) the marine transgressive stage, (3) the marine regressive stage and (4) the final silting up stage. The ramp is characterized by a distinct facies zonation. A sabkha plain, documented by mudstones and dolocretes, was situated between the arid hinterland and the ramp. Nearshore, open lagoons existed, populated by chlorophycean algae and miliolid foraminifera. These environments were protected from the open sea by a chain of oyster banks. A belt of echinoid enrichments probably marked the wave base. Sea areas with deeper and only temporarily, highly-agitated water are characterized by a benthic faunal assemblage of varied molluscs, with bryozoans becoming more abundant to the east. The carbonates are intensively bioturbated and interfinger with phosphorite sands, which dominated in the deepest part of the ramp.All phosphorites studied are clastics, poor in matrix and are not associated with phosphate source rocks. A process of extensive reworking, transport and redeposition, which is related to transgressions and regressions, has to be assumed.

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Zusammenfassung Mit Methoden der Karbonatmikrofaziesanalyse konnte das Paläoenvironment im Südwestteil des paläogenen Phosphatmeeres während eines abgeschlossenen Transgressions-Regressions-Zyklus detailliert rekonstruiert werden. Vor dem Anti-Atlas, als südliche Begrenzung eines großen AtlantikGolfs entwickelte sich eine flache, homoklinale, bioklastische und phosphatreiche Karbonatrampe. Vier Stadien ihrer Evolution sind zu unterscheiden: (1) Eine randmarine Initialphase, (2) eine vollmarine, transgressive Phase, (3) eine vollmarine regressive Phase und (4) das Verlandungsstadium. Die Rampe zeigt eine ausgeprägte Fazieszonierung. Zwischen Meer und dem Hochgebiet des Anti-Atlas erstreckten sich Sabkhagebiete, charakterisiert durch Mudstones und Dolocretes. Im Küstenbereich existierten offene Lagunen mit Miliolinen- und Chlorophyceendominanz, die durch Austernbänke vom offenen Meer abgetrennt wurden. Ein Gürtel mit Echinidenanreicherungen markiert den Bereich der Wellenbasis. Tiefere Meeresgebiete mit nur kurzzeitig turbulenten Wasser sind durch eine artenreiche, benthische Molluskenfauna, nach Osten zunehmend auch Bryozoen, gekennzeichnet. Diese Karbonate sind intensiv durchwühlt und verzahnen sich mit Phosphatsanden im tiefsten Teil der Rampe.Alle untersuchten Phosphorite sind klastisch, häufig matrixarm und sind lateral nicht direkt mit Phosphatmuttergesteinen verknüpft. Daher muß in großem Umfang mit Aufarbeitungs- und Transportprozessen gerechnet werden.

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Résumé Le paléoenvironnement de la partie sud-ouest de la mer paléogène des phosphates du Maroc a été reconstitué en détail par l'étude des microfacies pendant un cycle complet transgressionrégression. Au front de l'Anti-Atlas, qui formait la rive sud d'un vaste golfe atlantique, s'est installée une rampe bioclastique carbonatée riche en phosphates, de pente faible et régulière. Son évolution est passée par quatre phases: (1) une phase initiale littorale; (2) une phase marine transgressive; (3) une phase marine régressive et (4) une phase finale de comblement. Cette rampe présente une zonation bien exprimée des faciès. Entre la mer et l'arrière-pays aride de l'Anti-Atlas s'étendait un domaine de Sabkha, caractérisé par des mudstones et des dolocretes. Dans la zone litorale existaient des lagunes ouvertes, colonisées par des algues chlorophycées et des foraminifères miliolides et séparées de la pleine mer par des bancs d'huitres. Une ceinture enrichie en échinidés marque la zone de la base des vagues. Les milieux marins plus profonds, où l'eau n'était agitée que de manière sporadique, sont caractérisés par une faune benthique à mollusques d'espèces variées, accompagnés de bryozoaires, de plus en plus abondants vers l'est. Les carbonates sont fortement bioturbés et s'interstratifient avec des sables phosphatiques, de plus en plus abondants vers la grande profondeur.Tous les phosphates étudiés sont clastiques, pauvres en ciment et sans connexion latérale avec des roches-sources. On a donc eu affaire à des processus extensifs de remaniement, de transport et de resédimentation.

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- - . - , , . : 1/ ; 2/ ; 3/ 4/ . . - , mudstones . Milioline , . . , , , . , . ; . , , .

     

X-Ray investigations on the deformation of experimentally shock-loaded quartzes

Quartz single crystals submitted to dynamic pressures higher than 200 kbar show intensive anisotropic postshock cell expansions and lattice disordering which gradually increase along with the degree of shock compression. Maximum expansion and lattice distortion occur parallel to [10.0] followed by [21.0] and [20.1], whereas the lowest expansion rates and comparatively little lattice damage can be observed parallel to [10.2] and [00.1]. [10.0], [21.0], and [20.1] represent short Burgers vectors within the quartz lattice. They are probably preferred directions of a structure-controlled deformation.Annealing experiments carried out at 300, 605 and 900 ° C make the expanded cell parameters approach the values of unshocked quartz. Two different types of recrystallization can be observed:

Field-induced oscillation and rotation of diamagnetic oxide crystals

The harmonic oscillations of large diamagnetic mineral samples induced by a magnetic field is reported, for single crystals of quartz, corundum, and calcite. It was seen for the first time that the period of oscillation, , was proportional to the reciprocal of the magnetic field, H, where the restoring force of the string suspending the crystal became negligible in the high magnetic field. Accordingly, the value of diamagnetic anisotropy, , could be measured from the — H curve with a sensitivity of 5 × 10^–10 emu/cc. The values were 5.50 × 10^–9 emu/cc for quartz, 4.20 × 10^–9 emu/cc for corundum, 9.9 × 10^–8 emu/cc for calcite, and 8.8 × 10^–8 emu/cc for polycrystalline talc piled with the (001) planes aligned parallel. Significant field-induced rotations were observed for the suspended crystals. When the field was applied along the direction of the diamagnetic hard axis of the stationary crystal, the crystal gradually rotated with increasing field, so that the direction of the hard-axis was perpendicular to the applied field. The field-induced energy has a the maximum value when the field is applied along the diamagnetic hard axis. This reorientation of the crystal occurs because the torque due to the field-induced anisotropic energy exceeds that of the restoring force in high magnetic fields.     

L'âge de granites de l'Anti-Atlas (Maroc)

Résumé Les auteurs d'un article récemment paru dans Geologische Rundschau (55, 1, 1966; 226–237) ont utilisé, comme exemples, des résultats géochronologiques concernant des roches de l'Anti-Atlas (Maroc) publiés parCahen et coll. en 1964. Ils ont réinterprêté ces mesures et aboutissent à des résultats différents de ceux des auteurs de ces déterminations. La présente rectification a pour but de montrer, qu'avec les éléments fournis par la note deCahen et coll. (1964), il n'est possible, même par l'application de la méthode des isochrones, que de retrouver les résultats de ces auteurs.

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The authors of an article recently published in Geologische Rundschau (55, 1, 1966; 226/237) have made use, as examples, of results published byCahen and others (1964), on granitic rocks of the Anti-Atlas (Morocco). They have reinterpreted these results and come to conclusions different from those of the original authors. It is shown here that with the data published byCahen and others (1964) one can but find the same results as were originally published, even if the Rb: Sr isochron method is applied.

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Zusammenfassung In ihrer Arbeit Chronologie au Rubidium — Strontium et Granitologie (Geol. Rdsch.,55, 1, 226–237, Stuttgart 1966) habenAllègre undDars die vonCahen u. a. (1964) veröffentlichten Messungen des Rb/Sr-Verhältnisses für Gesteine des Anti-Atlas (Marokko) benutzt und neu interpretiert. Sie kamen dabei zu grundverschiedenen Ergebnissen. Es soll nun hier gezeigt werden, daß sich die Ergebnisse vonCahen (1964) selbst bei Anwendung der Rb/Sr-IsochronMethode nicht umdeuten lassen.

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- Sr/Rb .

     

Neue Gesichtspunkte zum schwedischen Präkambrium

Zusammenfassung Seit dem Anfang dieses Jahrhunderts sind mehrere Versuche gemacht worden, die Gesteine des baltischen Schildes nach Bildungs- und Deformationsperioden (Zyklen, Orogenesen) einzuteilen. Heute sprechen die meisten schwedischen Petrologen von Präsvekofennokarelium (oder Präsvekokarelium; > 2500 M. J.), Svekofennokarelium (oder Svekokarelium; 1750–2500 M. J.), Gotium (1150 bis 1750 M. J.) und Dalslandium (900–1150 M. J.). Das Svekofennokarelium scheint mindestens zwei Orogenesen zu umfassen — die svekofennidische (1800–2000 M. J.) und eine ältere Orogenese. Dagegen soll das Gotium hauptsächlich eine anorogene Ära sein.Die meisten der gotischen Gesteine sind Vulkanite und Granitoide. Da unter den Vulkaniten Ignimbrite häufig sind, interpretiert man sie als anatektische Gesteine, die vom svekofennidischen Orogen stammen, was auch für die Mehrzahl der gotischen Granitoide gilt. Die Eruption der Vulkanite hat im Zeitraum zwischen 1600 und 1750 M. J. stattgefunden, die Intrusion der Granitoide zwischen 1450 und 1750 M. J. (nachWelin u. Mitarb.). Die jüngsten gotischen Granitoide sind die Karlshamn-Spinkamåla-Halengranite in Blekinge und Schonen sowie die zweite Generation der Linagranite in Norrbotten und Lappland. Im Gegensatz zu den anderen gotischen Graniten werden diese von beträchtlichen Pegmatitintrusionen begleitet und können deshalb als digitale palingenetische Produkte eines postsvekofennidischen Orogens gedeutet werden.Während des Gotiums haben auch Eruptionen basischer Magmen stattgefunden, was besonders auf den späteren Teil des Zeitabschnittes, das Jotnium (1150 bis 1300 M. J.), zutrifft, als die anatektischen Magmen erschöpft waren. Die jotnischen Basite sind Diabase mit wenig Chrom ( 0,006% in normalen Gesteinen). Im südlichen Schweden kommt eine ältere Diabasart mit schwarz pigmentiertem Plagioklas (Hyperit) vor, die um 1250 M. J. tektonisiert wurde, während die jüngeren jotnischen Diabase keine tektonischen Veränderungen zeigen.Die jotnischen Sandsteine und Konglomerate sind vom Verfasser in Härjedalen, mittleres Schweden, untersucht worden und sind dort durch Einlagerungen jaspilitischer und tuffitischer Art gekennzeichnet. Die Gerölle des basalen Konglomerats zeigen marginale thermale Umwandlungen (Abb. 2). Es scheint darum, daß sich die subjotnische vulkanische Aktivität bis ins Jotnium fortgesetzt hat. Da einer der jüngsten subjotnischen Porphyre in Dalekarlien und Härjedalen 1670 M. J. alt ist und da eine Probe dalekarlischen jotnischen Sandsteins die Alterszahl 1185 M. J. ergeben hat, muß man mit einer beträchtlichen Länge der jotnischen Sedimentationsperiode rechnen.

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Since the early twentieth several attempts have been made to divide the rocks of the Baltic shield into periods of development and deformation, viz. geological cycles or orogenies. Nowadays most Swedish petrologists distinguish between the pre-Svecofennokarelian (or the pre-Svecokarelian; > 2,500 M. Y.), the Svecofennokarelian (or the Svecokarelian; 1,750–2,500 M. Y.), the Gothian (1,150 –1,750 M. Y.), and the Dalslandian (900–1,150 M. Y.). The Svecofennokarelian seems to comprise at least two orogenies — the Svecofennian one (1,800–2,000 M. Y.) and an older one. The Gothian, on the contrary, is essentially an anorogenic era.Most Gothian rocks are acid volcanics and granitoids. Among the former ignimbrites are common. They have thus been interpreted as anatectic rocks originating from the Svecofennian orogeny, as well as have most Gothian granitoids, too. The extrusion of volcanics have ranged between 1,600 and 1,750 M. Y., the intrusion of granitoids between 1,450 and 1,750 M. Y., according to Eric Welin and co-workers. Youngest among the latter are the Karlshamn-Spinkamåla-Halen granites in Blekinge and Scania as well as the second generation of Lina granite in Norrbotten and Lappland. Contrary to the other Gothian granitoids these are associated with considerable amounts of pegmatite and could accordingly be suspected to represent distal palingenic products of an orogeny younger than the Svecofennian one.During the Gothian basic magma has also erupted, especially in Jotnian time, near the end of the era (1,150–1,300 M. Y.), when the anatectic magma was exhausted. The Jotnian basites are dolerites poor in chromium (60 p.p.m. in undifferentiated rocks). In Southern Sweden an older variety of dolerite with black-pigmented plagioclase (hyperite) was tectonized about 1,250 M. Y. ago, whereas the younger dolerites have escaped tectonization.The Jotnian sandstone and conglomerate have been examined by the writer in Härjedalen, Central Sweden, and have there been shown to contain basal intercalations of jaspilite and tuffites. Furthermore, the pebbles of the basal conglomerates have marginal rims indicating thermal alterations (Fig. 2). The sub-Jotnian volcanic activity seems thus to have proceeded into the Jotnian. As one of the youngest sub-Jotnian porphyries in Dalecarlia and Härjedalen has given the figure 1,670 M. Y. and one sample of Dalecarlian Jotnian sandstone has an age as low as 1,185 M. Y., the period of sedimentation ought to have been very long.

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Résumé Dès le début du XXème siècle, ont été faites plusieurs tentatives de subdivision des roches du Bouclier baltique en périodes de mise en place et de déformation, c'est-à-dire en cycles géologiques ou orogénèses. Actuellement, la plupart des pétrographes suédois font la distinction entre le Pré-Svécofennocarélien (ou Pré-Svécocaré lien: > 2,500 millions d'années), le Svécofennocarélien (ou Svécocarélien: 1,750–2,500 M. A.), le Gothien (1,150–1,750 M. A.) et le Dalslandien (900–1,150 M. A.). Le Svécofennocarélien semble comprendre au moins deux orogénèses: l'orogénèse svécofennique (1,800–2,000 M. A.) et une autre plus ancienne. Par contre, le Gothien ne correspond qu'à une seule orogénèse.Les roches du Gothien sont en majorité des granitoïdes et des Vulcanites acides; parmi ces dernières prédominent des ignimbrites: Elles ont été considérées comme des roches anatectiques provenant de l'orogénèse svécofennique. La plupart des roches granitoïdes du Gothien auraient la même origine. L'extrusion des Vulcanites a eu lieu dans une période de 1,750 à 1,600 M. A., l'intrusion des granitoïdes s'est produite entre 1,750 et 1,450 M. A. (d'après Eric Welin et ses collaborateurs). Parmi ces dernières roches, les plus jeunes sont les granites de Karlshamn-Spinkamåla-Halen en Blekinge et en Scanie ainsi que la deuxième génération du granite de Lina en Bothnie septentrionale et en Laponie. Contrairement aux autres roches granitoïdes du Gothien, celles-ci sont associées à de grandes quantités de pegmatites et pourraient, par conséquent, être considerées comme les produits palingénétiques provenau d'une orogénèse plus jeune que l'orogénèse svécofennique.Durant le Gothien — plus précisément en fin du Jotnien (1,150–1,300 M. A.) lorsque le magma anatectique s'éleva — ont fait éruption des masses magmatiques basiques. Les roches basiques du Jotnien sont des dolorites pauvres en chrome ( 60 ppm teneur en chrome des roches quelconques). En Suède méridionale, une variété plus ancienne de dolérites, avec plagioclase à pigment noir (hypérite), a été tectonisée il y a environ 1,250 millions d'années, tandis que les dolérites plus récentes n'ont subi aucune déformation.Les grès et les conglomérats du Jotnien, étudiés par l'auteur dans la vallées de Härje (Härjedalen) en Suède centrale, comportent des intercalations basales de jaspilites et de tuffites. De plus, les galets du conglomérat basal présentent des modifications corticales indiquant des altérations thermiques: l'activité volcanique sub-jotnienne semblerait donc s'être prolongée jusque dans le Jotnien. Comme l'une des plus jeunes porphyrites sub-jotniennes de Dalécarlie et de Härjedalen date de 1,670 millions d'années et qu'un échantillon de grès jotnien de Dalécarlie remonte à 1,185 millions d'années, il est possible d'affirmer que la période de sédimentation a dû être très longue.

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( ), svekofennokarelium ( Präsvekokarelium 2500 ), Svekofennokarelium ( Svekokarelium; 1750–2500 ), Gotium (1150–1750 ) Dalslandium (900–1150 ). Svekofennokarelium , , - , : Svekofennidische (1800–2000 ) — . Gotium, , . Gotium . . . , , , Svekofennidmm'a, Gotium. 1600–1750 , — 1450–1750 ( WELIN .). KarlshamnSpmkamala-Halenga Blekinge Schonen, Lina** Norrbotten . , , postsvekofennidischen . , — Gotium (1150–1300 ), . Jotnium ( < 0,006 %) (), 1250 , Jotnium . Jotnium Härjedalen, , . (. 2). , , Jotnium, Jotnium. . . Dalekarlien Härjedalen 1670 , Dalekarlien — 1185 , Jotnium .

     

The preservation of scleractinian corals by calcite in the corallian beds (Oxfordian) of southern England

Corals in the Oxfordian barrier-reef complex of southern England show great variations in the style and quality of preservation. Preservation was influenced by differences in the structure and chemical composition of the skeleton and by diagenetic effects such as the production of fibrous aragonite overgrowths and micrite cement. In all cases, however, the aragonite dissolved. Calcite usually precipitated in the resultant voids.

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Zusammenfassung Die Korallen des Oxford-Barriere-Riffkomplexes in Südengland unterscheiden sich wesentlich in Wuchsform und Erhaltungszustand. Der Erhaltungszustand wird durch die primären Strukturunterschiede und die chemische Zusammensetzung des Skelettes sowie durch frühdiagenetische Veränderung — wie Aragonitnadel- oder Mikrit-Zemenet — bestimmt. Der primäre Aragonit des Skelettes hat sich in jedem Fall aufgelöst, und in den dabei entstandenen Hohlräumen wird Kalzit gefällt.

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Résumé Les coraux du complexe de récif en barrière Oxfordienne d'Angleterre du sud montrent les grandes variations dans le style et la qualité de l'état de conservation. Cet état a été influencé par les différences de construction et de composition chimique du squelette et par les effets du premier stade de la diagenèse tels que la production des surcroissances de l'aragonite fibreuse et le ciment micritique. Cependant, dans tous les cas l'originale aragonite s'est dissoute, et la calcite a été précipitée dans les espaces vides résultants.

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A case of ore deposition associated with paleogeothermal activity: The polymetallic ore veins of Aïn Barbar (NE Constantinois,Algeria)

The Aïn Barbar area was at Langhian times the site of a terrestrleial high energy geothermal field related to acid Langhian magmatic activity. A granite body probably occurs at depth, as evidenced by microgranite and rhyolite dikes. The reservoir is made up of Upper Cretaceous Massylian flyschs, overlain by an impermeable cover of Oligo-Miocene Numidian flysch. Due to erosional unroofing, its thickness, initially on the order of one kilometer, was probably halved towards the termination of activity of the liquid-dominated geothermal field.Geothermal activity, which lasted about 1 Ma, developed in two stages:     

Mössbauer study of a California desert celadonite and its pedogenically-related smectite

Celadonite from the northwestern Mojave Desert area of California was examined by detailed Mössbauer spectroscopy at temperatures from 10 K to 400 K. In addition to the predominant Fe³⁺ doublet with isomer shift 0.4 mm s^–1 and quadrupole splitting 0.4 mm s^–1, another Fe³⁺ doublet with 0.4, 1.2 mm/s and two Fe²⁺ doublets with 1.1, 1.7, 2.7 mm s^–1 at 300 K were distinguished. The minor Fe³⁺ component is ascribed to dehydroxylated surface sites. Most of the remaining Fe(90%) is M2 cis-OH octahedral in an ordered M⁺–M²⁺ array. However, about 10% is M1 trans-OH Fe²⁺. Isomer shift vs. T gives Debye temperatures of 570 K for Fe³⁺ in M2 and 380 K for both Fe²⁺ sites, indicating greater vibrational freedom for Fe²⁺. Quadrupole splitting vs. T for Fe²⁺ gives a valence electronic energy splitting of 760 cm^–1 between the ground and first excited state for M2. The M1 sites have a more drastic variation in vs. T which indicates not only a lower first excited state but a rhombic distortion at these sites. A proposed explanation is a neighboring M2 site vacancy. The soil clay formed from this celadonite, which is mostly Fe-rich smectite, was also studied by Mössbauer spectroscopy. About half the Fe²⁺ has been oxidized in the clay, but the isomer shifts and quadrupole splittings are essentially the same as in the original celadonite. A texture orientation in the clay absorber was detected by measuring the absorber at 55° to the source radiation. This texture effect produces asymmetric doublets in the usual 90° measurement.