Genesen von Graniten und Migmatiten auf Grund neuer Experimente

Zusammenfassung Die Genese von Graniten und Migmatiten wird in einem ursächlichen Zusammenhang mit regionaler hochgradiger Metamorphose gesehen. Deshalb wurde experimentell unter 2000 Atm H₂O-Druck die Metamorphose von verschiedenen Sedimentgesteinen durchgeführt, und zwar wurden außer Grauwacken vor allem verschiedene kalkfreie und kalkführende Tone behandelt, bei denen auch z. B. der Adsorption von Na⁺ in der Tiefe Rechnung getragen wurde.Es ergab sich, daß die höchstgradige metamorphe Fazies nur dann erreicht wird, wenn bei 2000 Atm H₂O-Druck die Temperatur größer als 630 ± 30° C gewesen ist. Die höchstgradige Mineralvergesellschaftung bleibt aber nur stabil bis 700 ± 40° C. Sobald diese Temperatur überschritten wird, beginnt der Bereich der Anatexis, d. h. der Metamorphit wird partiell verflüssigt. Das Auftreten einer Schmelzphase ist bei jenen p-t-Bedingungen zwangsläufig, wenn der Metamorphit Quarz und Feldspat enthält.Die zuerst gebildete Schmelze hat aplitische Zusammensetzung. Mit steigender Temperatur vergrößert sich meistens die Menge der Schmelze, und es verändert sich die Schmelzzusammensetzung, bis schließlich ein sogenannter Endzustand der Anatexis erreicht ist. Die Temperatur, bei der dieser Zustand erreicht ist, die Menge der Schmelze und ihre Zusammensetzung sind durch den quantitativen Mineralbestand des hochgradigen Metamorphits bedingt. Die Schmelzmenge beträgt mehr als die Hälfte, oft mehr als 2/3 und bisweilen über 80–90% des Metamorphits. Die weitaus am häufigsten gebildeten anatektischen Schmelzen, nämlich diejenigen, die bei der Anatexis ehemaliger Tonschiefer entstehen, sind granitisch-granodioritisch; Grauwacken liefern granodioritische oder tonalitische Schmelzen.Es geht aus den Experimenten hervor, daß ohne irgendwelche Materialzufuhr oder -abfuhr in der anatektischen Schmelze eine Anreicherung von Si und Alkalien (vor allem von Na) und eine Verarmung an Al, Mg und Ca gegenüber dem Ausgangsgestein eintritt. Letztere Elemente sind im nicht mit aufgeschmolzenen Restkristallin in Form von Cordierit, Biotit, Sillimanit, An-reichem Plagioklas und/oder Granat konzentriert.Es wird gezeigt, daß anatektisch gebildete granitische Schmelzen, wenn sie von dem kristallin gebliebenen Rest-Teil des ehemaligen Metamorphits getrennt sind, also mit ihm nicht mehr reagieren können, um mehr als 100° C überhitzt sein können; sie sind daher intrusionsfähig. Separierung der anatektisch gebildeten Schmelzen von dem kristallinen Rest über größere Bereiche führt zu homogenen granitischen Gesteinen. Konnte die Separierung nur im Bereich von cm und dm erfolgen, dann sind autochthone inhomogene granitische Gesteine oder Migmatite entstanden. Experimentelle Hinweise für das Zustandekommen der Mannigfaltigkeit der Textur bei Migmatiten werden gegeben.     

Copper sulphide formation chemistry at low temperatures

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

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Chemie der Kupfersulfidbildung bei niedrigen Temperaturen

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

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With 2 Figures     

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.     

Reaktionen zwischen festen,insbesondere ozeanischen Salzen

Zusammenfassung Nach einigen einleitenden Zeilen über Reaktionen zwischen festen Stoffen im allgemeinen und zwischen Salzen im besonderen werden die vonLeonhardt und Mitarbeitern ausgeführten Synthesen mitgeteilt. Hierbei werden im Anschluß an dieIdeschen Versuche der Bewässerung und Entwässerung von MgSO₄ die Kieseritausblühungen in Salzbergwerken als feste Salzumwandlungen erwähnt.Es wird gezeigt, daß bei einigen der Synthesenbeispiele vonLeonhardt und Mitarbeitern während der Reaktion H₂O zusätzlich entsteht. Da der weitere Reaktionsablauf also bei Gegenwart von Laugenspuren vor sick gehen könnte — dieses muß von Fall zu Fall entschieden werden — sollte man derartige Reaktionen als laugenfrei einsetzende bezeichnen. —Leonhardt undBerdesinski machten wahrscheinlich, daß die laugenfreien Reaktionen unter dem katalytischen Einflusse von H₂O-Dipolfilmen auf den Kristalloberflächen begünstigt vor sich gehen, die Gitterbausteine reagieren direkt miteinander, und dieses ist ein neuer Weg des Zusammenschlusses von Ionen zu einer neuen Verbindung.Da in der Praxis, sowohl in den natürlichen Rohsalzen als auch den Düngesalzprodukten, die Salze außer H₂O-Dipolfilmen stets noch mit Laugenspuren in Form mikroskopisch sichtbarer Einschlüsse behaftet rind, kann man bei Betrachtung der festen Reaktionen in bezug auf natürliche Salze nicht an einer Überprüfung des Einflusses von solchen Laugenspuren vorübergehen. Es wird auseinandergesetzt, daß Laugenspuren Keime des Reaktionsproduktes bilden und als Überträger der Ionen zwischen scheinbar fest reagierenden Salzen wirken können in genau derselben Weise wie bei Gegenwart von viel Lauge zwischen Bodenkörpern, und daß die theoretischen Stabilitätsbedingungen, die zwischen Bodenkörpern in Lösungsgleichgewichten bestehen, auch für das feste Salzgemisch gelten müssen. Allerdings können die aus Bodenkörperumsetzungen enter Lauge bekannten Reaktionen im festen laugenfreien Zustande unterbleiben (Bestehen falscher Paragenesen) bzw. bei Gegenwart von Laugenspuren verzögert vor sich gehen. Es werden hierfür Beispiele und eventuelle Reaktionsmöglichkeiten nach den Lösungsgleichgewichten gegeben. Die im Salzgebirge und in der Kaliindustrie sich abspielenden festen Salzreaktionen sind unter diesen Gesichtspunkten zu betrachten. Sie gehören in das Grenzgebiet von Reaktionen zwischen festen Stoffen und Laugenumsetzungen, d. h. sind als Bodenkörperumsetzungen mit derLaugenmenge nahezu gleich Null auffaßbar.Eine Charakterisierung von natürlichen, in diesem Sinne fest reagierten Salzvorkommen steht noch aus und wird sehr schwierig sein. Es kann aus den Reaktionsmöglichkeiten und Bedingungen wahrscheinlich gemacht werden, daß die Zahl derverschiedenen natürlichen (d. h. im Salzgebirge) festen Salzreaktionen nicht sehr groß sein wird.Der Einfluß des Druckes wird sich erst bei sehr hohen Werten (um 10000 Atm) in einer wesentlichen Verschiebung der Stabilitätsverhältnisse, die aus den enter Atmosphärendruck ausgearbeiteten Lösungsgleichgewichten bekannt sind, auswirken. Nach den neuesten Forschungen muß bezweifelt werden, daß derartig hohe Drucke im Salzgebirge allgemein geherrscht haben.Herrn Prof. Dr.Jean d'Ans zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Mineralogical data on a sulphosalt from the Rhodope mountains,Bulgaria

Zusammenfassung Bei dem Versuch, die Kristallstruktur von Bonchevit zu bestimmen, stellte sich heraus, daß dieses Mineral—bis dahin PbBi₄S₇—aus zwei Phasen besteht. Der Hauptanteil wurde eindeutig als Galenobismutit identifiziert. Der Rest wies nach den Gitterkonstanten (a₀=13,58±0,02 Å, b₀=20,51±0,07 Å, c₀=4,09±0,07 Å) auf ein bisher unbekanntes Mineral hin. Die Raumgruppe ist Bbmm. Ein indiziertes Pulverdiagramm und die dazugehörigen d-Werte werden angegeben.Die Emissionsspektralanalyse zeigt Pb und Bi als Hauptkomponenten, Cu und Ag als Nebenkomponenten und Spuren von Zn und Sn. Die Strukturanalyse führte zu der Formel Me₅S₆, wobei die Me-Atome etwa gleich schwer sind, so daß als chemischo Formel nur Pb₃Bi₂S₆ mit Z=4 in Frage kommt.Strukturell gehört das Mineral in die Gruppe Andorit-Ramdohrit-Fizelyit. Die Verwandtschaft bzw. Identität des Minerals mit anderen Mineralen und synthetischen Verbindungen wird diskutiert.

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Mineralogical data on a sulphosalt from the Rhodope mountains, Bulgaria

Summary During an attempt to determine the crystal structure of bonchevite, this mineral was found to consist of two phases. Previously it was thought to have the composition PbBi₄S₇. The main constituent could unambiguously be identified as galenobismutite. For the rest the lattice constants (a₀=13.58±0,02 Å, b₀=20.51±0,07 Å, c₀=4.09±0.07 Å), indicated a new mineral. Space group is Bbmm. An indexed powder diagram (with d-values) is given.The emission spectrographic analysis shows Pb and Bi to be main components, Cu and Ag to be minor components, and traces only of Zn and Sn. The structure analysis has led to the formula Me₅S₆, with Me-atoms of approximately the same atomic number; therefore, the chemical formula has to be Pb₃Bi₂S₆, with Z=4.In a structural classification the mineral belongs to the andoriteramdohrite-fizelyite-group. The relationships to or the identity with other minerals and synthetic compounds are discussed.

     

Warum kristallisiert Korund in einer Struktur,welche die 3. Paulingsche Regel verletzt?

Zusammenfassung Es wird für einen theoretischen A₂B₃-Typ und den Sc₂S₃-Typ, die beide aus AB₆-Oktaedern mit Verknüpfung nur über Kanten aufgebaut sind und die folglich beide die 3. Paulingsche Regel nicht verletzen, gezeigt, daß sie vom Standpunkt der elektrostatischen Gitterenergie deutlich ungünstiger sind als der Korund-Typ. Es liegt hier also ein Fall vor, wo die Befolgung der 3. Paulingschen Regel nicht elektrostatisch günstigen Anordnungen entspricht.

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Why does the atomic arrangement in corundum violate Pauling's third rule?

Summary It is shown that a theoretically derived A₂B₃ type of structure and the Sc₂S₃ type of structure, which are both built from AB₆-octahedra by edge sharing only and which, therefore, do not violate Pauling's third rule, are considerably less favorable than the corundum type from the point of view of electrostatic lattice energy. This is an example where the obedience to Pauling's third rule does not correspond to electrostatically favorable arrangements.

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Mit 6 Abbildungen     

Zur Kristallstruktur des Noseans,Na8[SO4(Si6Al6O24)]1

Zusammenfassung Die Struktur des Noseans wurde mit dreidimensionalen Daten verfeinert. Hierbei ist die Verteilung der SO₄-Gruppen, der Na-Atome sowie die Position der SO₄-Sauerstoffe besonders berücksichtigt worden.Da eine Reihe von Reflexen diffuse Streaks aufweisen, deren Intensität sich durch Tempern merklich verringert, wurden die Daten eines getemperten Kristalls gesammelt. Es konnte nur der geordnete Teil der Struktur erfaßt werden, da ausschließlich die Peak-Intensitäten der Hauptreflexe der Messung zugrunde lagen.Es ergab sich, daß die Na-Atome wahrscheinlich zwei Möglichkeiten der Anordnung innerhalb der Struktur einnehmen und die Sauerstoffe der SO₄-Gruppe eine Reihe energetisch ähnlicher Plätze besetzen.Die verfeinerten Atomparameter werden mitgeteilt.

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Summary The structure of nosean (noselite) has been refined on the basis of 3-dimensional X-ray data with special interest in the SO₄-group distribution and the atomic positions of Na-ions and SO₄-oxygens.Some reflections show diffuse streaks that markedly can be weakened by heat treatment. The peak intensities of a heated crystal were measured and gave the ordered part of the structure.There probably exist two arrangements of the Na-ions and several equivalent configurations of the SO₄-oxygens.The refined values of the atomic parameters are given.

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Mit 4 Textabbildungen

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Herrn Professor Dr.F. Machatschki zum 70. Geburtstag gewidmet     

Stabilization of Cu-Fe-Bi-Pb-Sn-sulfides

Summary Three stabilization phenomena, 1: special e.g. hydrothermal conditions, 2: stabilization by replacements of ions, as e.g. Cu and Fe and 3: heterogeneous nucleation as, e.g., by epitaxy are tested for phases in the system Cu₂S-CuS₂-Bi₂S₃-FeS-FeS₂. Hydrothermal solution and precipitation conditions can metastabilize or stabilize phases, which are not existent under dry conditions as Cu₄Bi₅S₁₀ or CuS₂-FeS₂ mixed crystals, but are stable at high pressures. Stabilization by Cu-Fe substitution leads to the assumption that stabilization basically depends on the ionic radii similarity, but necessarily electronic interactions have to be involved. Stabilization by heterogeneous nucleation is tested for Pb-Bi sulfosalts, e.g. for the epitaxial growth of Bi₂S₃ on NaCl. In contrast to the normal orthorhombic Bi2S3, the epitaxial Bi₂S₃ shows a pseudotetragonal subcell correlated to NaCl. Satellite reflections indicate a modulation probably caused by a modulation of the metal vacancies.

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Stabilisterung von Cu-Fe-Bi-Pb-Sn-Sulfiden

Zusammenfassung Im System Cu₂S-CuS₂-Bi₂S₃-FeS-FeS₂ werden drei Stabilisierungsphänomene 1: spezielle Stabilisierungsbedingungen z. B. in hydrothermalen Lösungen, 2: Stabilisierungen durch Elemente- bzw. Ionenersatz am Beispiel von Cu und Fe und 3: heterogene Keimbildung anhand von Epitaxieversuchen verifiziert.Hydrothermale Ausscheidungsbedingungen können metastabile oder stabile Phasen bedingen, die z. B. unter trockenen Bedingungen nicht oder nur bei hohen Drucken stabil sind. Dies gilt z. B. für den Cu-Fe-Ersatz in Cu₄Bi₅S₁₀ bzw. für CUS₂-FeS₂ Mischkristalle. Die Stabilisierung durch Cu-Fe-Substitution führt zu der Annahme, daß hierfür als notwendige Voraussetzung die Ähnlichkeit der Ionenradien gilt, jedoch als hinreichende Bedingung die elektronische Wechselwirkung zwischen den sich ersetzenden Ionen anzusehen ist.Die Stabilisierung durch heterogene Keimbildung wird für Pb-Bi-Sulfosalze am Beispiel der Epitaxie von Bi₂S₃ auf NaCI getestet. Im Gegensatz zum normalen orthorhombischen Bi₂S₃ zeigt die epitaktische Phase eine mit NaCl korrelierte tetragonale Subzelle. Satellitenreflexe deuten auf eine Modulation der Leerstellen der Metallionen hin.

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With 10 Figures

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Contribution to the Ore Mineralogy Symposium (IMA/COM) at the 14th General Meeting of the International Mineralogical Association, at Stanford, California, in July, 1986.     

Comparative crystal chemistry of spinels from some suites of ultramafic rocks

Summary Microprobe analyses and X-ray crystal structure refinement data of Mg-Fe-Al-Cr spinels from different environments are compared. The investigated crystals represent both restitic and recrystallized spinels from an Alpine peridotitic massif, and restitic spinels from four suites of ultramafic xenoliths. Within each suite the crystals represent different steps of an increasing melting process, which causes a strong increase in Cr³⁺ and a moderate increase in Fe²⁺, with depletion of Al³⁺ and Mg²⁺. Within each suite, in spite of relevant bulk chemistry changes, the ratio of the octahedral to tetrahedral coordination distances, and consequently the oxygen positional parameterx, are kept constant. Conversely,x may differ in suites with similar bulk chemistry, mainly due to different Mg-Al ordering between octahedral and tetrahedral sites. This suggests that thex parameter is strongly affected by physical environment, and that consequently, within the range of the investigated compositions, it could be used as a marker.

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Vergleich der Kristallchemie von Spinellen aus einigen Suiten von ultramafischen Gesteinen

Zusammenfassung EMS-Analyse und röntgenograhsch verfeinerte Kristallstrukturen von Mg-Fe-Al-Cr Spinellen aus verschiedenen petrologischen Situationen wurden verglichen. Unter den untersuchten Kristallen befinden sich sowohl restitische und rekristallisierte Spinelle aus alpinen Peridotiten, als auch restitische Spinelle aus vier Suiten von ultramafischen Xenolithen. Die Kristalle in jeder Suite gehören zu verschiedenen Stufen eines Schmelzprozesses, der ein starkes Anwachsen der Cr³⁺ - und ein mäßiges Anwachsen der Fe²⁺- Konzentration bei gleichzeitiger Verminderung des Al³⁺ - und Mg²⁺-Gehaltes, verursacht. Jede Suite zeigt, trotz bedeutender chemischer Veränderungen, ein feststehendes Verhältnis von oktaedrischen zu tetraedrischen Polyederdimensionen, weshalb der Sauerstoffparameter x unveränderlich bleibt. Jedoch sehen wir, daß sich diex von den Spinellen zweier verschiedener Suiten mit ähnlichem Chernismus unterscheiden, was auf die unterschiedliche Mg-Al- Anordnung in oktaedrischen und tetraedrischen Positionen zurückzuführen ist. Dies läßt vermuten, daß der Parameterx sehr stark von der petrogenetischen Situation abhängig ist, was bedeutet, daß er als Anhaltspunkt zum Verständnis der physikalischen Entstehungsbedingungen verwendet werden kann.

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With 3 Figures     

On the space group of threadgoldite

Summary It is shown that the crystal structure of the autunite group mineral threadgoldite, Al(UO₂)₂(PO₄)₂(OH)·8H₂O, recently determined byPiret et al. (1979) in the acentric space groupCc, can be better described and refined in the centrosymmetric space groupC2/c. The bond distances thus obtained are more reasonable than the previous ones.

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Zur Raumgruppe des Minerals Threadgoldit

Zusammenfassung Es wird gezeigt, daß die Kristallstruktur des Uranglimmer-Minerals Threadgoldit, Al(UO₂)₂(PO₄)₂(OH)·8H₂O, die kürzlich vonPiret et al. (1979) unter Verwendung der nichtzentrosymmetrischen RaumgruppeCc bestimmt wurde, besser in der zentrosymmetrischen RaumgruppeC2/c zu beschreiben und verfeinern ist. Die so erhaltenen Bindungslängen sind kristallchemisch plausibler als die zuvor gefundenen Werte.

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With 1 Figure     

Die Ladungsbilanz für eine verfeinerte Kristallstruktur von Stranskiit,Zn2 Cu(AsO4)2

Zusammenfassung Die Kristallstruktur des Stranskiits wurde mit neuen Meßdaten, die an einer aus Tsumeb stammenden Probe gewonnen worden waren, bis zuR=0,034 für 1239 unabhängige beobachtete Reflexe verfeinert. Von der verfeinerten Struktur wurde die Ladungsbilanz aufgestellt und besonders im Hinblick auf die Ladungsdeformation des Cu²⁺ diskutiert. Eine Mikrosondenanalyse derselben Probe ergab, daß die tatsächliche Zusammensetzung der angegebenen Formel entspricht.

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Charge balance of a refined crystal structure of stranskiite, Zn₂Cu (AsO₄)₂

Summary The crystal structure of stranskiite was refined with new intensity data obtained from a specimen from Tsumeb toR=0.034 for 1234 observed independent reflections. The charge balance was calculated and discussed particularly with respect of the charge deformation of Cu²⁺. An electron probe microanalysis gave the result that the actual composition of the specimen corresponds to the given formula.

     

Der Prozeß der Anatexis: Seine Bedeutung für die Genese der Migmatite

Zusammenfassung Gegenüber den metasomatisch-transformistischen Vorstellungen über die Genese der in situ-Migmatite wird dargelegt, daß allein Anatexis von Gneisen. ohne großräumige Metasomatose, die Entstehung der Migmatite erklärt. Der Prozeß der Anatexis wird erläutert, und es wird mittels des Q-Ab-An-Or-H₂O-Systems gezeigt, daß die Zusammensetzung der entstehenden eutektischen Erst-schmelze bei verschiedenen Gneisen verschieden und zwar um so reicher an Or-und auch Q-Komponente ist, je größer das normative An/Ab-Komponentenverhältnis des Gneises ist. Selbst wenn kein Alkalifeldspat in einem Paragneis vorkommt, enthält die jeweilige eutekiische Schmelze einen großen Anteil an Or-Komponente. Durch Reaktionen von Glimmer mit Quarz unter Beteiligung von Plagioklas entsieht nämlich bei nicht zu hohen Drucken Alkalifeldspat noch vor Beginn der Anatexis, bei höheren Drucken entstehtmit Beginn der Anatexis Or-Komponente, die in der Schmelze gelöst ist. Die Glimmer eines Paragneises sind eine potentielle Quelle für Or-Komponente bei der Anatexis. Mit steigender Temperatur ändert sich die Zusammensetzung der eutektischen granitischen Schmelze, und zwar wird sie bei den plagioklas- und biotitreichen Paragneisen granodioritisch oder sogar trondhjemitisch. Wenn dagegen in einem Gneis der K₂O-Gehalt nicht wesentlich geringer als der Na₂O-Gehalt ist, dann behält die Schmelze eine granitische Zusammensetzung.

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Summary Contrary to the metasomatic transformists' concepts, it is pointed out that the petrogenesis of in situ-migmatites can be fully understood solely by anatexis of gneisses without large scale metasomatism. The process of anatexis is outlined. It is shown with the help of the Q-Ab-An-Or-H₂O system that the chemical composition of the eutectic melt formed at the beginning of anatexis is different, depending on the normative An/Ab-ratio of any gneiss; the eutectic melt contains relatively more Or- and also Q-component the larger that ratio. Even if no alkalifeldspar is present in a paragneiss, the eutectic melt formed by anatexis does contain a large proportion of Or-component. This is due to reactions of micas with quartz, in presence of plagioclase. At pressures not too high, alkalifeldspar is formed by these reactions somewhat below the temperature of the beginning of anatexis, while at higher H₂O-pressure mica reacts together with plagioclase and quartz at the very beginning of anatexis, furnishing Or-component for the eutectic melt. Therefore, the micas are a potential source for Or-component in the process of anatexis. Depending on the composition of a gneiss system the anatectic melts existing at temperatures above the beginning of anatexis remain granitic in chemical character, or they become granodioritic or trondhjemitic.

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Herrn Prof. Dr.H. Leitmeier zum 80. Geburtstag gewidmet.     

Faltung und Klüftung im Nordteil des Rheinischen Schiefergebirges

Zusammenfassung Die Ergebnisse von Untersuchungen der Kleintektonik in Grauwacken und Kalken im Nordteil des Rheinischen Schiefergebirges lassen darauf schließen, daß die Klüfte zu Beginn der Faltung aufrissen und ursprünglich senkrecht auf der Schichtfläche standen.Unter dieser Voraussetzung lassen die Klüfte als Vorzeichnung die Deformation der Bänke während der Faltung erkennen und ermöglichen eine zeitliche Einordnung der Vorgänge bei der Faltung. Es ergibt sich für die Faltung folgendes Bild:Mit der ersten leichten Verbiegung der Schichten bilden sich zwei Kluft-systeme aus, das eine symmetrisch zur Kraft, die die Faltung bewirkte, das zweite symmetrisch zum Biegungsfließen. Beide Systeme konnten sich entwickeln, ohne daß sie sich gegenseitig störten. Man muß also schließen, daß der Kluftabstand erst nach und nach verringert wurde und beide Systeme, im ganzen gesehen, gleichzeitig entstanden. Aus dem frühen Auftreten des Biegungsfließens, dessen Richtung dem heutigen Faltenbild entspricht, geht hervor, daß schon bei Beginn der Faltung das heutige Faltungsbild im großen und ganzen angelegt war und daß Faltung nicht nur Verbiegung der Schichten um die Faltenachse, sondern auch Verbiegung der Faltenachse bedeutet.Solange die Neigung der Schichten 20° bis 30° nicht überschritt, konnten die meisten auftretenden Spannungen durch das Biegungsfließen ausgeglichen werden. Bei der weiteren Faltung übernahm der Faltungsvorschub die Rolle des Biegungsfließens. Die Richtung des Faltungsvorschubes wurde durch Verwerfungen bestimmt, die also älter als der Faltungsvorschub sein müssen. Außerdem ließ sich feststellen, daß der Faltungsvorschub teilweise eine selbständige Bewegung ist, die aus dem Faltenmechanismus allein nicht erklärt werden kann.Das hier Aufgeführte ist das Ergebnis einer Anfangsstudie. Sie war Gegenstand einer Dissertation unter Leitung von Herrn Professor Dr.Hans Cloos. Ihm möchte ich dafür danken, daß er mich zur kleintektonischen Betrachtungsweise angeregt und mir in vielen Stadien der Arbeit geraten und geholfen hat. Den Herren Professor Dr.Bruno Sander, Professor Dr.Georg Knetsch, Dr.Sigismund Kienow, Dr.Gerhard Oertel und Dr.Herbert Karrenberg verdanke ich wertvolle Hinweise. Nicht zuletzt möchte ich an dieser Stelle meine Frau nennen, die sowohl bei den Geländemessungen als auch bei der Fertigstellung des Manuskriptes mich immer unterstützt hat.     

Gitterenergetische Berechnungen an Zirkon. Ein Beitrag zur Ladungsverteilung in der Silikatgruppe

Zusammenfassung Gitterenergetische Berechnungen an Zirkon, wobei die experimentall ermittelte Struktur unter Konstanthaltung der Si–O- und Zr–O-Abstände deformiert wurde, ergeben, daß unter Annahme rein ionarer Bindung zwischen Zirkonium und der Silikatgruppe die Ladung des Siliziums über 1+liegen muß. Nimmt man als untere Grenze für die effektive Ladung des Zirkoniums (wegen partiell kovalenter Bindung) 2+ an, so erniedrigt sich die untere Schranke für die Ladung von Si auf 1/2+. Die Annahme eines Siliziums mit der Ladung Null oder gar einer negativen Ladung führt zu schweren Widersprüchen mit der Erfahrung. Wahrscheinlich liegt die effektive Ladung von Si zwischen 1+ und 2+.

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Summary Lattice energies were calculated for a series of geometrical deformations of the structure of zircon, leaving constant the experimental interatomic distances Si–O and Zr–O. Assuming a purely ionic binding force between zirconium and the SiO₄-group, it can be shown that the charge of the silicon must be greater than 1+. If 2+ is taken as lower limit of the effective charge of zirconium (because of partial covalency), the lowest possible value of the charge of silicon diminishes to 1/2+. The assumption of a neutral silicon or even more of a silicon with negative charge leads to definite contradictions with experimental facts. The effective charge of silicon probably has a value between 1+ and 2+.

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Mit 9 Textabbildungen

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Herrn Professor Dr. F.Machatschki zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Strukturverfeinerung des Freibergits

Zusammenfassung Aus 3-dimensionalen Filmdaten wurde die Kristallstruktur eines Freibergits mit 13 Gew% Ag für 130F _hkl aufR=0,035 verfeinert. Es wird abgeleitet, daß das Silber von den beiden zur Verfügung stehenden Punktlagen die 3-koordinierte bevorzugt; somit ergibt sich die kristallchemische Formel (Cu_3,8Ag_2,2)[3S]Cu₆[4S][SbS₃]₄Sk. Eine Aufspaltung der partiell von Ag besetzten Punktlage ist wahrscheinlich.

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Refinement of the crystal structure of Freibergite

Summary The crystal structure of a silver-tetrahedrite with 13 weight% Ag was refined toR=0.035 for 130F _hkl using 3-dimensional photographic data. It is shown that, of the two possible positions, silver is preferentially 3-coordinated. So the formula reads (Cu_3.8Ag_2.2)[3S]Cu₆[4S][SbS₃]₄Sk. Probably the position partially occupied by silver is split.

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Mit 1 Abbildung     

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.

     

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

Zusammenfasung Der zweite Teil dieser Arbeit, die mit der vorliegenden Folge ihren Abschluß findet, befaßt sich mit Aluminium- und Eisenarsenaten. Im ersten Abschnitt werden Mineralien der Beudantit-Crandallicgruppe behandelt, im zweiten Abschnitt Glieder der Pharmakosideritgruppe.Zu den beschriebenen Mineralien der Beudantit-Crandallitgruppe gehören Beudantit, Dussertit, Weilerit und ein neues Mineral der Crandallitgruppe von Neubulach.Bei der Untersuchung des Beudantits von der Grube Silberbrünnle bei Haigerach zeigte es sich, daß ein Teil der auftretenden Kristalle sulfatfrei ist. Die sulfatfreien Kristalle weisen gegenüber den sulfathaltigen des Beudantits im eigentlichen Sinne gewisse Unterschiede in den Eigenschaften auf. Ihre Gitterkonstanten sind etwas größer, ebenso die Brechungsindizes. Streng genommen wären die sulfatfreien Kristalle nach der bisherigen Gepflogenheit als neue Mineralart zu betrachten und der Crandallitgruppe zuzuordnen.Dussertit wird von zwei Fundorten des mittleren Schwarwaldes beschrieben. Zum Vergleich wurde auch Dussertit von Djebel Debar/Algerien in die Untersuchungen mit einbezogen.Dem Weilerit, einem neuen Mineral der Beudantitgruppe aus der Grube Michael im Weiler bei Lahr, kommt die Formel BaAl₃H_0–1(AsO₄,SO₄)₂(OH)_7–6 zu. Diese Formelschreibweise trägt der Tatsache Rechnung, daß das AsO₄/SO₄-Verhältnis nicht genau bekannt ist. Zu Vergleichszwecken wurde die Verbindung BaAl₃H(AsO₄)₂(OH)₆, die sich vom Weilerit nur durch das Vergleich der Eigenschaften dieser Verbindung mit jenen des natürlichen Minerals ergaben sich zusätzliche Anhaltspunkte hinsichtlich der Zusammensetzung des Weilerits.Das Mineral der Crandallitgruppe von Neubulach mit der wahrscheinlichen Formel (Ba,Ca,Cu) (Al,Fe)₃H(AsO₄)₂(OH)₆ ist mit dem Weilerit und der erwähnten künstlichen Verbindung eng verwandt, jedoch etwas komplizierter zusammengesetzt. Das teilweise isotrope Verhalten des Minerals sowie niedrige Lichtbrechungswerte lassen auf einen geringen Kristallisationsgrad schließen. Eine Übersicht über die Glieder der Beudantit-Crandallitgruppe mit einer Tabelle beschließt den ersten Abschnitt.Der folgende Abschnitt berichtet über die Entdeckung von zwei neuen Gliedern der Pharmakosideritgruppe. Es konnte festgestellt werden, daß es in der Natur neben dem kalium- und eisen(III)-haltigen Pharmakosiderit auch Glieder gibt, welche Barium an Stelle von Kalium und Aluminium an Stelle von Eisen(III) enthalten. Bariumhaltiger Pharmakosiderit mit Eisen als dreiwertigem Kation (Barium-Pharmakosiderit) wird von der Grube Clara bei Oberwolfach, mit Aluminium und Eisen in wechselnden Mengen bei vorherrschendem Aluminiumgehalt (Barium-Alumopharmakosiderit) von Neubulach beschrieben. Daneben finden sich Angaben über kalium- und eisen(III)-haltigem Pharmakosiderit aus Cornwall. Außerdem wurde reiner Barium-Alumopharmakosiderit künstlich dargestellt. Dadurch waren Rückschlüsse auf das Aluminium/Eisen-Verhältnis im natürlichen Barium-Alumopharmakosiderit möglich. Abschließend wird eine tabellarische Übersicht über die Glieder der Pharmakosideritgruppe gebracht. 3. Folge (Schluß) Mit 6 Textabbildungen     

Clinopyroxenes and amphiboles in a metadolerite from the northern apennines. Implications on the palaeogeographic role of ophiolites

Summary A metadolerite of the ophiolites of the Northern Apennines (Vignola, Panaro Valley, near Modena, Italy) behaves as ocean-floor tholeiites when Ti, P, Zr, Cr, Y and Nb are considered. However, it deviates from typical oceanic tholeiites in that(1) it contains primary alkali amphiboles, (2) its clinopyroxenes plot in the diagram TiO₂–MnO–Na₂O not in the fields of the ocean-floor basalts, and (3) the calculated uranium content of the liquid in equilibrium with its magmatic minerals is similar to the one reported for alkali basalts.These results put constraints on the generalized significance attributed to the ophiolites of the Northern Apennines, i. e. not all of them were generated at spreading ridges similar to the normal ridge segments of the present-day ocean-floors, as has been generally accepted by now.The metamorphic parageneses indicate that the rock underwent low-pressure transformations, probably in oceanic environment, followed by recrystallizations at higher pressure, reasonably in concomitance with an orogenesis.

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Klinopyroxene und Amphibole in einem Metadolerit aus dem Nördlichen Apennin. Folgerungen für die paläogeographische Stellung der Ophiolithe

Zusammenfassung Ein Metadolerit aus den Ophiolithen des Nördlichen Apennins (Vignola im Panaro-Tal bei Modena, Italien) entspricht in den Gehalten an Ti, P, Zr, Cr, Y und Nb den Tholeiiten der Ozeanböden. Er weicht hingegen von typischen ozeanischen Tholeiiten dadurch ab, daß er 1. primäre Alkaliamphibole enthält, daß 2. seine Klinopyroxene im Diagramm TiO₂–MnO–Na₂O nicht in die Felder der Tholeiite der Ozeanböden fallen und daß 3, der berechnete U-Gehalt für die mit seinen magmatischen Mineralen im Gleichgewicht stehenden liquiden Phase ähnlich jener ist, die für Alkalibasalte angegeben wird.Diese Ergebnisse schränken die generelle Bedeutung, die den Ophiolithen des Nördlichen Apennins bisher allgemein zugeschrieben wurde, ein: Nicht alle entstanden an sich ausdehnenden Rücken ähnlich jenen der heutigen Ozeanböden.Die metamorphen Parageneses zeigen, daß das Gestein bei niedrigem Druck, wahrscheinlich in ozeanischer Umgebung, Umwandlungen erlitt; dann folgten Rekristallisationen unter höherem Druck, die wohl zeitlich mit einer Orogenese zusammenfielen.

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With 4 Figures     

The pre-evaluation of the possible profitability of exploration prospects

The need for exploration and discovery is apparent from the doubling of tonnage mined about each 12 years. The dependency of exploration expenditure on profits and cash flow is indicated. The capital outlays for selected U.S. and Canadian mines are listed, Tables 1 and 2. The increasing exploration risk, i.e., money spent per discovery, necessitates that criteria be evolved to evaluate exploration projects on the basis of their profitability potential. This involves the chance of occurrence, the chance of actual discovery and the chance of sufficient economic value. These factors are discussed and their evaluation is outlined. An operational equation is set up, and the return on an exploration venture, and a series of exploration ventures, versus the odds against involved, are presented as a possible means of pre-evaluating exploration projects.

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Zusammenfassung Die Notwendigkeit, Exploration zu treiben, ergibt sich aus der Tatsache, daß sich die Tonnage des Fördergutes im Bergbau alle zwölf Jahre verdoppelt. Die Abhängigkeit der Explorationskosten vom Profit und Kapitalfluß wird aufgezeigt. Tabelle 1 und 2 stellen die Kapitalauslagen für ausgewählte Grubenbetriebe in den U.S. und in Canada dar. Das zunehmende Explorationsrisiko, d. h. die Ausgaben pro Entdeckung, verlangt die Entwicklung von Kriterien zur Beurteilung von Explorationsprojekten auf einer Erfolgsaussichts-Basis, die den Zufall (Chance), daß das Vorkommen vorhanden ist, daß es auch wirklich entdeckt wird und daß es genügend abbauwürdig ist, einschließen. Diese Faktoren werden erörtert und ihre Ermittlung und Beurteilung wird erläutert. Es ergibt sich eine praktische Gleichung, mit der der Gewinn eines und einer Serie von Explorationswagnissen ermittelt und den negativen Faktoren gegenübergestellt wird. Es besteht somit die Möglichkeit, Explorationsprojekte im voraus zu beurteilen.

     

Abstandsberechnungen und gitterenergetische Berechnungen an Granaten

Zusammenfassung Bei systematischer Variation der Kristallstruktur der Tonerde-Granate erhält man bei Konstanthaltung der Si-O- und Al-O-Abstände nicht nur für die experimentell bestimmte Atomanordnung interatomare Abstände, die mit den klassischen Wirkungsradien der Ionen in Übereinstimmung stehen, sondern auch für Modelle mit idealen SiO₄-Tetraedern (vor allem für Grossular). Die Berechnung der elektrostatischen Gitterenergien ergibt, daß die Coulombschen Kräfte (wieder bei konstanten Si-O- und Al-O-Abständen) danach streben, die SiO₄-Tetraeder zu gestreckten tetragonalen Disphenoiden zu verzerren und sie ferner so gegenüber der experimentell bestimmten Struktur zu verdrehen, daß dadurch die Gitterkonstante verkleinert wird. Diese Tendenz wird für alle berücksichtigten Ladungsverteilungen innerhalb der SiO ₄ ^4– -Gruppen gefunden, namentlich auch für jene, in welcher das Silicium die effektive Ladung Null trägt.Die Atomanordnung in den Granaten läßt sich gitterenergetisch jedoch sehr gut unter Berücksichtigung von Abstoßungsgliedern der Form ·d ^–n verstehen, wenn man die Abstoßungskonstanten vonLennard-TonesundDent benützt. Auch die strukturellen Unterschiede zwischen Pyrop und Grossular stehen mit den entsprechenden Berechnungen in Übereinstimmung.Herrn Prof. Dr. Dr. h. c.C. W. Correns zum 70. Geburtstag gewidmet.