Age and intensity of thermal events by fission track analysis: The Ries impact crater

A thermal event reduces the number of previously registered fission tracks in a mineral dependent upon the track retention properties of the individual mineral. Apatite, sphene and zircon have retention properties over a wide range of temperatures (from 100° to 550°C); apatite data reveal information at lowest temperatures while sphene and zircon data are useful for higher temperatures.Thermal events within this temperature range of 100°C to about 550°C are suitable for study with this technique. The age of the event is determined from samples in which the fission tracks are completely erased, while minerals containing partially removed (erased) tracks provide information on the temperatures occurring during the thermal event.As a test case, the analysis of the temperatures developed by the meteorite impact which produced the Ries crater at 14.7 m.y. ago is presented.     

Die Bedeutung des Rückstandes von Druck-Lösungsvorgängen für stratigraphische Abfolgen,Wechsellagerung und Lagerstättenbildung

Zusammenfassung Druck-Lösungserscheinungen sind nicht auf stylolithische Kontakte beschränkt. Die Mehrzahl der Druck-Lösungsflächen ist glatt und nicht als solche erkennbar. Bei Abwesenheit von Stylolithisierung wird Druck-Lösungsrückstand meistens fälschlich als primäres Sediment angesprochen.Druckgelöstes Material wandert von Becken aus. Auf Schwellen führt es zu erhöhtem Stoffangebot für chemische und organische Ablagerung. Druckunlösliches Material konzentriert sich passiv in den Becken.Die Unterschiede zwischen benachbarten lithologischen Horizonten werden in stratigraphischen Abfolgen während der Diagenese über Druck-Lösungstätigkeit verstärkt. Wechsellagerungen können entstehen, indem relativ reine, fast monomineralische Horizonte (Kalkspat, Dolomit, Quarz) von Druck-Lösung kaum betroffen werden, während etwas mehr verunreinigte Schichten, besonders bei Gegenwart von Tonmineralien, bis auf ihren Lösungsrückstand zusammenschrumpfen können.Die während Faltung und Schieferung fortdauernde Druck-Lösungstätigkeit bewirkt weiteren Gesteinsschwund.Hauptsächlich synsedimentäre Lagerstätten können über Druck-Lösungsvorgänge während Diagenese und Orogenese eine weitere Anreicherung erfahren, indem Wertmineralien im Lösungsrückstand zurückbleiben. Verstärkte Anreicherungen sind in Richtung der Becken und Faltenschenkel zu erwarten.

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Pressure solution phenomena are not restricted to stylolitic contacts. The majority of pressure solution planes is smooth and not recognizable as such. Pressure solution residue in the absence of stylolitization is often misinterpreted as a primary sediment.Material dissolved under nonuniform pressure migrates from basins to ridges, where it leads to increased precipitation and organic deposition. The material that is insoluble under unilateral pressure thus becomes more concentrated in the basins.The differences between neighbouring lithological units in stratigraphic series are increased during diagenesis by pressure solution activity. Intercalations may result from relatively pure, almost monomineralic layers (e. g. calcite, dolomite, quartz) remaining relatively unaffected by pressure solution processes, while more impure layers, especially those containing clay minerals, may shrink to its solution residue.During folding and cleavage, continuing pressure solution activity results in further loss of rock matter.Mainly synsedimentary ore deposits may be further concentrated by pressure solution processes, both during diagenesis and orogenesis, leaving valuable minerals as part of the solution residue. Elevated concentrations are to be expected towards the basins and limbs of folds.

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Résumé Les phénomènes de dissolution par pression inégale ne sont pas limités aux contacts stylolithiques. La plupart des surfaces de dissolution par pression linéaire est lisse et sans caractères particuliers. En l'absence de stylolithisation, les résidus sont considérés souvent à tort comme des sédiments primaires.Le matériel dissous par pression linéaire migre du centre des bassins vers ses bords; cela conduit à un accroissement des dépÔts chimiques et organiques sur les seuils. Le matériel insoluble se concentre passivement au centre des bassins.Les différences entre horizons lithologiques voisins dans les séries stratigraphiques sont accentuées pendant la diagénèse par l'activité de dissolution par pression inégale. Il peut se former des alternances ou des horizons relativement »purs«, presque monominéraux (calcite, dolomite, quartz), qui ne sont pas touchés par la dissolution par pression inégale, tandis que des couches moins »pures« en raison de la présence en particulier de minéraux argileux, peuvent Être réduites à des résidus de dissolution.L'activité persistante de la dissolution par pression linéaire au cours du plissement et de la schistosité entraÎne une nouvelle diminution de matière dans la roche.Ce sont surtout les gisements synsédimentaires qui peuvent subir un enrichissement supplémentaire pendant la diagénèse et l'orogénèse, puisque ce sont les minéraux de valeur qui s'accumulent dans les résidus de dissolution. Ces enrichissements peuvent Être particulièrement renforcés en direction du centre des bassins et des flancs des plis.

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Geochemical and cosmochemical cycles involving sulfur,sulfide, sulfite and sulfate

Raman spectra of aqueous systems containing sulfur dioxide, elemental sulfur and sulfate indicate that the equilibrium between these species is catalyzed by elemental sulfur. Therefore, dynamic equilibrium can be expected under conditions prevalent on Venus, on Io and in epigenic sulfur deposits.     

The Ivory Coast microtektite strewnfield: new data

Ivory Coast microtektites have recently been found in three piston cores from the Atlantic Ocean. In two of these cores, the microtektites occur in a layer above the base of the Jaramillo geomagnetic event indicating that they fell approximately 0.95 m.y. ago. Major element compositions have been obtained for forty-one of the microtektites by electron microprobe and energy-dispersive X-ray analysis. The geographic location, stratigraphic age and major element compositions indicate that these microtektites are part of the Ivory Coast tektite strewnfield. Present data suggest that the Ivory Coast strewnfield may cover an area of about 4.5 million square kilometers and contain about 20 million metric tons of microtektites.     

Die Roßfeldschichten: Ein Beispiel für Sedimentation im Bereich einer tektonisch aktiven Tiefseerinne aus der kalkalpinen Unterkreide

Zusammenfassung Im Mittelabschnitt der Nördlichen Kalkalpen (Ostalpen), zwischen den Flüssen Saalach und Traun, in einer streichenden Verbreitung von 50 km, entwickeln sich in der Unterkreide aus den neokomen Aptychenschichten (Schrambachschichten) die terrigenen Gesteine der Roßfeldschichten. In dieser Studie wurde das Profil der Typlokalität am Roßfeld südlich von Salzburg untersucht.Die Unteren Roßfeldschichten bestehen in ihrem tieferen Abschnitt aus einer ca. 175 m mächtigen Mergelgruppe. Darüber folgen 10–15 m dünnbankige Sandsteine, die in eine 70–80 m mächtige, dickbankige Sandsteingruppe übergehen. Die Oberen Roßfeldschichten setzen abrupt mit grobklastischen Gesteinen ein. Die gesamte Schichtfolge zeigt eine Kornvergröberung gegen das Hangende.Eine erste stichprobenartige mikropaläontologische Bearbeitung hat im tieferen Anteil des Profiles gut auswertbare Foraminiferenvergesellschaftungen erbracht, die mit einer Reihe stratigraphisch wertvoller Unterkreidearten das von den Roßfeldschichten dieser Region nach ihrer Ammonitenfauna bekannte Alter Obervalendis—Hauterive bestätigt.Das Profil konnte im Vergleich mit rezenten Faziesverteilungen als eine vorstoßende Serie eines Tiefseerinnen-Environments interpretiert werden. An Subenvironments sind der Bereich der Hauptrinne (= dickbankige Sandsteingruppe), ein beckenwärts gelegener Damm (dünnbankige Sandsteinfazies) und daran anschließend ein submarines Überflutungsgebiet (= Mergelgruppe) zu unterscheiden. Von der Beckenabhangseite her hat sich ein kleinräumiges Fächersystem mit Grobklastika und Slumping-Ablagerungen vorgeschoben Obere Roßfeldschichten).Das terrigene Material der Roßfeldschichten ist durch das Auftreten von Chromspinell und grüner Hornblende in den Schwermineralspektren charakterisiert. Besonders interessant sind vereinzelt vorkommende rotbraune Hornblenden (Kaersutit), welche auf ein Vorkommen von Alkaligesteinen im Liefergebiet Hinweis geben. Die Anlieferung des terrigenen Materials erfolgte von einer südlich gelegenen Provinz, die eine orogeninterne Position innehatte. Die Position entspricht nicht jener des Ultrapienidischen Rückens im Cenoman und zur Zeit der tieferen Gosauschichten.

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Summary The Lower Cretaceous Roßfeld Formation, which is exposed in the central Northern Calcareous Alps (East Alps) between Saalach river and Traun river over a distance of about 50 km, was studied in a profile in the type locality at the Roßfeld south of Salzburg. The terrigeneous rocks of the Roßfeld Formation arise gradually from the Neocomian Aptychus beds (Schrambachschichten).In its deeper part the Lower Roßfeld Fm. consists of gray marls of about 175 m thickness. Above that 10–15 m thin-bedded sandstones and then 70–80 m thick-bedded ones follow. The Upper Roßfeld Fm. starts abruptly with coarse-grained sediments. The complete sequence is a coarsening-upward unit.As a result of an initial micropaleontological study well evaluable foraminifera associations were found in the lower part of the section. Some stratigraphically significant species of Lower Cretaceous age attest the range from Upper Valanginian to Hauterivian already established by ammonites in this region.According to modern facies distributions the Roßfeld Fm. can be interpreted as a prograding deep sea channel facies. The following subenvironments are observed: The axial channel (= Thick-bedded sandstone group), and a seaward levee (= thin-bedded unit) passing into a submarine overbank facies (= marly unit). At the slopeward side of the channel there was a narrow fan system consisting of coarse-grained components and slump-deposits (= Upper Roßfeld Fm.).The heavy mineral spectra of the terrigeneous material of the Roßfeld Fm. are characterized by the occurrence of chromium spinell and green amphiboles. Very interesting are few reddishbrown amphiboles (kaersutite), which are considered to indicate alkaline rocks in the source area. This source area was lying in the south in an internal position of the East Alpine system. This position was not the same as that of the Ultrapienidic Ridge of Cenomanian or early Gosauian age.

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Résumé Dans le partie moyenne des Alpes Calcaires Septentrionales entre les rivières Saalach et Traun, les couches terrigènes de la Formation de Rossfeld se développent à partir de la série marneuse de Schrambach (couches à Aptychus) du Néocomien. Cette étude présente les résultats de l'examen de la localité typique des couches de Rossfeld au sud de Salzburg.Les couches inférieures de Rossfeld sont formées à leur base par des marnes grises d'une épaisseur de 175 m environ. Au-dessus suivent 10–15 m d'un grès en minces bancs qui passe à des grès en gros bancs d'une épaisseur totale de 70–80 m. Les couches supérieures de Rossfeld commencent brusquement avec des sédiments grossiers. La série complète montre une augmentation de la granularité vers le haut.Une étude micropaléontologique préliminaire révèle des faunes à foraminifères à espèces typiques du Crétacé inférieur (Valenginien à Hauterivien) dans la partie inférieure de cette section des couches de Rossfeld.Par comparaison avec des répartitions de facies récentes, on peut interpréter la formation de Rossfeld comme facies d'une série qui s'avance dans la région d'une fossé abyssal. On peut définir les régions spéciales suivantes: Un canal axial avec des grès en gros bancs, une levée du côté du bassin avec des grès en bancs minces et, lié à cela, un terrain de débordement sousmarin avec la série marneuse. Un éventail plus local à matériel détritique plus grossier et avec des structures de slumping s'avançait à partir du flanc du bassin: ce sont les couches supérieures de Rossfeld.Le spectre des minéraux denses de la formation de Rossfeld est caractérisé par l'existence du spinelle chromé et d'amphiboles vertes. Particulièrement intéressantes sont des amphiboles rouge-brun très rares (Kaersutites), lesquelles montreraient l'existence de roches alcalines dans le domaine nourricier. Le matériel détritique a une origine méridionale et provient donc d'une région ayant une position interne dans l'orogène, ce qui ne correspond pas avec la position du seuil ultrapiénidique du crétacé supérieur.

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Arbeit durchgeführt im Rahmen des IGCP-Projektes Mid-Cretaceous Events 73/ I/58.     

Geochronology of high-pressure rocks on Sifnos (Cyclades,Greece)

Polymetamorphic rocks of Sifnos (Greece) have been investigated by Rb-Sr, K-Ar, and fission track methods. Critical mineral assemblages from the northern and southernmost parts of Sifnos include jadeite+quartz+3T phengite, and omphacite+garnet +3T phengite, whereas the central part is characterized by the assemblage albite+chlorite+epidote+2M ₁ phengite.K-Ar and Rb-Sr dates on phengites (predominantly 3T) of the best preserved high P/itTmetamorphic rocks from northern Sifnos gave concordant ages around 42 m.y., indicating a Late Lutetian age for the high P/T metamorphism. Phengites (2M ₁+3T) of less preserved high P/T assemblages yielded K-Ar dates between 48 and 41 m.y. but generally lower Rb-Sr dates. The higher K-Ar dates are interpreted as being elevated by excess argon.K-Ar and Rb-Sr ages on 2M ₁ phengites from central Sifnos vary between 24 and 21 m.y. These ages date a second, greenschist-facies metamorphism which overprinted the earlier high-pressure metamorphic rocks.     

Intercomparison of New Zealand filter ozonometer and Dobson spectrophotometer total ozone measurements

A commercial version of the prototype New Zealand narrowband interference filter instrument has been run at Garmisch-Partenkirchen since autumn 1977. The vicinity of the Dobson stations Hohenpeissenberg and Arosa permitted a check of the filter instrument's utility, reliability and long-term stability in total ozone measurement by (i) station to station-or short-range intercomparisons of daily means and (ii) a several days' direct intercomparison at Arosa in spring 1978.The regression analysis with the Hohenpeissenberg data-covering the five month autumn-winter 1977/78 period with highly variable ozone-shows that the filter instrument's direct-sun modeX _AD total ozone values were systematically too low by a conversion factor of 0.93. The excellent proportionality between the instruments is indicated by the standard deviation of only 1,3%. The (–7.0±1.3%) bias perfectly agrees with the result reported byBasher [1] for a similar, yet direct, intercomparison.During the direct Arosa intercomparison the filter instrument also tracked down short-time variations in a remarkable, though biased, parallelism with the Dobson instruments, and theX _AD daily means fit well into the prognostic relationship derived from the preceding autumn-winter short-range intercomparison.A creeping deterioration of the characteristics of the 305.5 nm double filter then prevented any furtherX _AD total ozone intercomparison. No final decision is possible whether this behaviour after a half year's run is typical or just an unusual exception. The otherwise excellent long-term stability is demonstrated by the comparison of theX _CD daily means with the HohenpeissenbergX _AD data for a 1 1/2 year's period (autumn 1977–spring 1979), resulting in the same bias relationship as for theX _AD total ozone measurements.     

The dynamical and liquid water structure of the small cumulus as determined from its environment

This paper examines the evidence for the model of a small cumulus cloud represented as a quasi static but turbulent entity, growing on the upshear side and decaying on the downshear side. While the air just outside the cloudy outline is, on average, stationary relative to the embedding airmass, there is a slight flow, upwards and forward as though the updraft has induced upward motion in the clear air outside the cloud, on the growing side. On the decaying side the motion is downwards and away from the cloud.This is a flow pattern which is not consistent with the air flowing around the cloud as it moves forward but it agrees well with the picture given. Decayed remnants of cloud are found throughout the air previously occupied by the cloud. The cloud outline moves through the embedding air at a velocity which is almost as large as the relative motion of the subcloud feeding airflow (which is almost free from internal wind shear in strong convection).The mixing of dry air from above the inversion yields the observed diluted liquid water content in small cumuli, if such mixing is allowed to proceed until the cloud density equals that of the surrounding air. Quantitative conditions relating the liquid water to inversion temperature and moisture changes, and to the stability of the environment are presented. The strong vertical mixing from the top of the cloud downwards is important to microphysical processes.