Puu Hou littoral cones,Hawaii

The Puu Hou littoral cones, on the south shoreline of Hawaii, were built in 5 days by steam explosions from two narrow lava streams of the 1868 Mauna Loa lava flows as they entered the sea. Explosions occurred in localized areas of both streams, from foci that migrated seaward as the flow built jetties into the sea. Debris, radially ejected from the migrating explosion centers, fell partly on land and partly at sea, and thus formed crescent shaped rims (half-cones) on land which overlap one another. The half-cones are breached through their centers by debris-free basalt corridors, because fragments that fell onto the flowing lava were carried seaward beyond the accumulating rims.Gray and red clastic layers are draped smoothly over the rim areas; thus the rims resemble anticlinal arches in cross section. Some beds can be traced from clastic layers on the ridges into irregular agglomeratic masses interbedded with basalt units of the source lava near the foci. The lower layers in the clastic sequence contain less olivine than those high in the sequence, which corresponds in time to an increasing olivine content during the 5 day flow, as recognized in the source lava.Fragments are angular to subangular blocks, lapilli and ash of crystalline basalt mixed with more abundant quickly chilled cognate material of similar sizes. The ash is mostly sideromelane in angular particles and rounded droplets (5–95%), tachylite (2–70%), crystalline basalt (1–40%), and broken olivine phenocrysts (1–9%). In some samples, the sideromelane droplets are partly oxidized on their surfaces, and internally are dark brown (R. I.=1.610–1.616), possibly due to dehydration and/or oxidation during the explosions. Samples with externally oxidized glass also contain etched olivine crystals and some iddingsite. Unaltered sideromelane droplets are pale yellowish-brown with R. I.=1.592–1.600, and are associated with unaltered, angular to subangular olivine crystals. The refractive index of the unaltered sideromelane droplets is the same as sideromelane crusts of pahoehoe on the lava flow farther inland, suggesting that the droplets are not hydrated or highly oxidized. None of the sideromelane fragments are palagonitized, presumably because little or no hydration has taken place since 1868.

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Zusammenfassung Die littoralen Spratzkegel von Puu Hou an der Südküste von Hawaii sind innerhalb von 5 Tagen durch Dampfexplosionen in zwei naheliegenden Lavaströmen des Mauna Loa-Ausbruches im Jahre 1868 entstanden, als diese das Meer erreichten. Die Explosionen traten in eng begrenzten Bereichen beider Ströme auf; die Explosionsherde wanderten mit den Lavaströmen seewärts, wobei sich Landzungen in den Ozean bauten. Aus den seewärts wandernden Explosionsherden wurden Fragmente ausgeworfen, die teilweise auf das Land und in den Ozean fielen; es formten sich dabei halbkreisartige Ränder (Halbkegel), die sich am Land überlappen. Die Halbkegel sind in der Mitte von Basaltkorridoren durchbrochen, die frei von Explosionsfragmenten sind, da diese in die strömende Lava fielen und seewärts abtransportiert wurden.Graue und rote pyro-klastische Sedimentlagen legen sich über die Randzonen der Halbkegel, so daß sie im Querschnitt wie Antiklinalstrukturen aussehen. Einige dieser Schichten können mit klastischen Lagen vom randlichen Saum bis zu irregulären Agglomeratmassen verfolgt werden, die zwischen die Basalte nahe der Explosionsherde eingeschaltet sind. Die tieferen Lagen der klastischen Sedimente enthalten weniger Olivin als die höher liegenden. Dieses entspricht einem sich zeitlich vermehrenden Olivingehalt während der fünftägigen Ausbruchszeit, wie er auch in der Originallava erkannt werden kann.Die Bruchstücke bestehen aus angularen bis subangularen Blöcken, Lapilli und Kristallaschen, die mit rasch erkalteten Lavafetzen ähnlicher Korngröße vermischt sind. Die Asche enthält hauptsächlich Sideromelan in eckigen Bruchstücken und gefundeten Tröpfchen (5–95%), Tachylyt (2–70%), Kristallbasalt (1–40%) und zerbrochene Olivineinsprenglinge (1-9%).In einigen Proben sind die Sideromelantröpfchen teilweise auf ihren Oberflächen oxydiert und im Inneren möglicherweise durch Dehydrierung und/oder Oxydation während der Explosionen dunkelbraun gefärbt (R. I.=1.610-1.616).Proben mit äußerlich oxydiertem Glas enthalten auch angeätzte Olivinkristalle und einigen Iddingsit. Unveränderte Sideromelantröpfchen sind blaß gelblichbraun gefärbt (R. I.=1.592–1.600) und mit unveränderten, eckigen bis subangolaren Olivinkristallen vergesellschaftet. Der Brechungsindex der unveränderten Sideromelantröpfchen ist derselbe wie von Sideromelankrusten auf den Lavaströmen Pahoehoes. Daraus kann gefolgert werden, daß die Tröpfchen nicht hydratisiert oder stark oxydiert sind. Die Sideromelanbruchstücke enthalten keinen Palagonit, weil seit 1868 wahrscheinlich wenig oder gar keine Hydratisierung mehr stattgefunden hat.

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Résumé Les cônes littoraux Puu Hou, sur la côte sud d'Hawai' ont été créés en cinq jours par les explosions de vapeur de deux branches étroites de la coulée de lave de Mauna Loa en 1868 lorsqu'elle entrait en contact avec la mer. Les explosions se sont produites dans des points localisés des deux branches de la coulée à partir du centre avançant en direction de la mer à mesure que la lave y construisait des jetées. Les débris projetés à la ronde depuis les centres d'explosion mobiles tombèrement en partie sur terre et en partie en mer formant ainsi sur le sol des bourrelets en forme de croissants (demi-cônes) qui s'entrecoupent. Les demi-cônes sont traversés dans leur centre par des couloirs de basalte dépourvus de débris, les fragments tombés dans la coulée de lave ayant été entraînés vers la mer au delà des bourrelets d'accumulation.Les couches élastiques grises et rouges sont drapées d'une manière égale au-dessus de la zone des bourrelets. Elle ressemble ainsi à des arches anticlinales en coupe. Certains lits peuvent être retracés à partir des couches élastiques sur les crêtes jusqu'à des masses agglomérées irrégulières mélangées à des éléments de basalte de la lave mère. Les couches inférieures de la séquence élastique contiennent moins d'olivine que les couches supérieures ce qui correspond à un accroissement de la proportion d'olivine pendant les 5 jours ue coulée, comme le lit de lave indique.Les fragments sont des blocs angulaires à sous-angulaires, des lapilli et de la cendre de basalte cristallin, mêlés à des matériaux apparentés de taille semblable, plus abondants et rapidement refroidis. La cendre est composée principalement de sidéromélane en particules anguleuses ou en gouttelettes rondes (5–95%), de tachylite (2–70%), de basalte cristallin (1–40%) et d'olivine phénocristale brisée (1–9%). Dans quelques échantillons, les gouttelettes de sidéromélane sont en partie oxydées à la surface et brun-foncé à l'intérieur (R. I.=1.610–1.616), peut-être par suite de déshydratation e/ou oxydation pendant l'explosion. Les échantillons comportant extérieurement du verre oxydé contiennent des cristaux d'olivine attaqués et une certaine proportion d'iddingsite. Les gouttelettes de sidéromélane intactes, sont d'un jaune-brun pâle, R. I.=1.592-1.600, et sont associées à des cristaux d'olivine non-attaquées, angulaires à sous-angulaires. L'indice de réfraction des gouttelettes intactes de sidéromélane est le même que celui de la croûte de sidéromélane du pahoehoe dans la coulée de lave plus à l'intérieur de l'île, suggérant que les gouttelettes ne sont pas hydratées ou très oxydées. Aucun des fragments de sidéromélane n'est palagonisé, sans doute parce que depuis 1868 il n'y a eu que peu ou pas d'hydratation.

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, 1868 Puu Hou . Ha , .

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

Zur Struktur der Niederschläge. III

Zusammenfassung Die an acht Stationen von der Polar-bis zur Tropenzone vermessene Struktur des Niederschlags wird hauptsächlich durch die atmosphärische Schichtung und die geographische Lage bestimmt. Dabei treten für die einzelnen Stationen charakteristische Schwankungen auf, die sich z. B. in der Anzahl der Tropfen für die verschiedenen Größengruppen oder in der Breite der Spektren zeigen. Stau- und Labilitätsregen unterscheiden sich deutlich. Für Karlsruhe lassen sich aus den in zeei Jahren gemessenen Daten die Unterschiede von Jahreszeit zu Jahreszeit ableiten. Intensive Regen sind mit Labilität und hoher Temperatur gekoppelt und fehlen deshalb in der Polarzone vollständig. Sie treten außerdem nur bei breiten Spektren auf und sind nur in der Tropenzone an hohe Tropfenzahlen gebunden. Zwischen einem idealen Regen und den tatsächlich vermessenen ergeben sich infolge der immer vorhandenen verschieden großen Tropfen (Spektrum) Unterschiede. Aus der gemessenen Struktur des Regens läßt sich die Radarreflektibilität berechnen. Sie weicht ebenfalls infolge der Spektrenbreite erheblich vom idealen Regen ab und schwankt von Station zu Station. Dabei ist es gleichgültig, ob der mittlere Tropfendurchmesser, die Spektrenbreite, der Wassergehalt oder die Intensität des Regens als Parameter gewählt werden. Ganz allgemein ist die Intensität der vermessenen Regen bis um den Faktor 5 kleiner als die eines entsprechenden idealen Regens. SchließLich gibt der zeitliche Ablauf der einzelnen Regen Beispiele für die Zunahme der Schwankung aller Parameter mit größer werdender Intensität des Regens und für die Schwierigkeit, aus Radarbeobachtungen sicher die Intensität der zu erwartenden Niederschläge vorherzusagen.

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Summary The structure of precipitation, which has been measured at eight stations distributed from the polar to the tropic zone, is mainly determined by the atmospheric stratification and by the geographical situation. Characteristic variations could be found at the different stations, which show up in the number of drops within the various classes of drop sizes or in the range of the spectrum. Rains caused by barrage or by lability are distinctly different. For Karlsruhe one can derive seasonal variations from the data collected in two years. Intense rains are combined with lability and high temperature and, therefore, are absent in the polar zone. Besides this they appear only with broad spectra and are bound to large numbers of drops only in the tropics. Between an ideal rainfall and a really measured one there are always differences on account of the drops of different sizes which always appear (spectrum). From the observed structure of a rain one can derive its radar-reflectivity. Owing to the range of the spectrum it deviates largely from the reflectivity of the ideal rain, too, and differs from station to station. All this does not depend on whether one selects the mean drop diameter, the range of the spectrum, the water contents or the intensity of the rain as parameter. Generally, the intensity of the observed rain is up to five times smaller than the intensity of the corresponding ideal rain. Finally, the temporal progress of the single rains presents examples of the increase of the variation of all parameters with increasing intensity of the rain, and of the difficulty to predict correctly the intensity of the expected precipitation from radar observations.

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Résumé La structure des précipitations de 8 stations échelonnées de la zone polaire aux tropiques est déterminée en majeure partie par la stratification atmosphérique et la position géographique de la station d'observations elle-même. On constate cependant pour chaque station des variations caractéristiques qui se signalent par exemple dans le nombre de gouttes des différents groupes de grosseur ou dans la largeur du spectre. Les pluies de barrage ou d'instabilité sont nettement différentes les unes des autres. Ainsi, pour Karlsruhe, on peut déduire les différences saisonnières des deux seules années d'observations. Les pluies de forte intensité sont liées à de l'instabilité et à de hautes températures. Elles manquent de ce fait totalement dans la zone polaire. Elles ne se rencontrent en outre que pour de larges spectres de gouttes et ne sont liées à de grands nombres de gouttes que dans la zone tropicale. Par suite du fait que les gouttes ont toujours des grandeurs différentes (spectre des gouttes) on constate toujours des différences entre une pluie idéale et celle qui est effectivement mesurée. On peut calculer la réflexion radar en partant de la structure mesurée de la pluie. Elle s'éloigne également de façon sensible de celle d'une pluie idéale par suite de la largeur du spectre des gouttes et varie de station à station. Dans ce cas, il est indifférent que l'on choisisse comme paramètre le diamètre moyen des gouttes, la largeur du spectre, la contenance en eau du nuage ou l'intensité de la pluie. D'une manière toute générale, l'intensité mesurée de la pluie est jusqu'à 5 fois plus faible que celle d'une pluie idéale correspondante. Enfin, l'évolution dans le temps des différentes chutes de pluie donne des exemples de l'augmentation des variations de tous les paramètres avec l'augmentation de l'intensité de la pluie et de la difficulté de prévoir avec précision l'intensité des précipitations au moyen d'observations faites au radar.

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Mit 23 Abbildungen     

A system for large volume aerosol sampling in the stratosphere using electrostatic precipitation

Summary An instrumental system for securing aerosol samples in the stratosphere by electrostatic precipitation has been developed. The system is designed to be balloon borne to altitudes between 30 km and 45 km and to collect with high efficiency the aerosol content of the stratosphere at these altitudes. Volumetric sampling rates of one meter³ sec^–1 ambient air are obtained with the sampling configuration with collection efficiency in excess of 95 percent for particles between .01 microns (mmd) and 2 microns (mmd).Specially developed associated instrumentation for altitude and air flow measurement points to an important versatility in the application of gas discharges for low-pressure (or high altitude) altimetry and anemometry over a very wide range of air densities and tempertures.The theory, operation, and performance of the aerosol sampling system and associated subsytems are described. Certain new observations of low-density corona physics phenomena are reported and potential applications to other areas of research and technology are indicated.

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Zusammenfassung Es wurde ein Instrument entwickelt, mit dem man Aerosolproben aus der Stratosphäre durch elektrostatischen Niederschlag erhalten kann. Das System wird von einem Ballon in Höhen zwischen 30 und 45 km getragen und sammelt mit hoher Wirksamkeit Proben des Aerosolgehalts in diesen Höhen. Mit dem Instrument wird eine Sammelgeschwindigkeit von 1 m³/sek erreicht bei einer Sammelwirksamkeit von mehr als 95% für Partikel von Größen zwischen 0,01 und 2 Mikron.Besonders entwickelte angeschlossene Instrumente zur Messung der Höhe und der Luftströmungen zeigen die wesentliche Vielseitigkeit der Anwendung von Gasentladungen für die Höhenmessung und Windmessung bei niedrigem Druck (oder in großen Höhen) in einem großen Bereich der Luftdichte und der Temperatur.Es werden die Theorie, die Arbeitsweise und die Ausführung des Aerosolprobeninstrumentes und der angeschlossenen Hilfssysteme beschrieben. Es wird über einige neue Beobachtungen aus dem Bereich der Phänomene der Gasentladungen bei niedriger Dichte berichtet und neue mögliche Anwendungen in anderen Zweigen der Forschung und Technologie werden angegeben.

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Résumé On a construit un instrument au moyen duquel on peut obtenir des échantillons d'aérosole stratosphérique par précipitation électrostatique. Le système est emporté par un ballon à des altitudes de 30 à 45 km et rassemble avec efficacité des echantillons du contenu de l'aérosole à ces altitudes. Avec cet appareil, on obtient une vitesse de prise de 1 m³/sec avec une efficacité de plus de 95% pour les particules comprises entre 0,01 et 2 microns.Des appareils spéciaux annexes permettent de mesurer la hauteur et les courants d'air. Ils démontrent les possibilités multiples de l'utilisation de la décharge dans un gaz pour la mesure de l'altitude et des vents par pression très faible (ou à très haute altitude) dans un domaine étendu tant de la densité de l'air que de la température.On décrit dans ce mémoire la théorie, le mode de travail et l'exécution de cet instrument de prise d'échantillons d'aérosoles ainsi que des systèmes auxiliaires annexes. On rapporte sur quelques nouvelles observations faites dans le domaine des phénomènes connexes à la décharge dans un gaz par faible densité. On indique en outre de nouvelles possibilités d'utilisation du système dans d'autres branches de la recherche ou de la technologie.

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With 16 Figures

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This work has been supported by the Division of Biology and Medicine, U. S. Atomic Energy Commission, under contract at (30-1)-2363 with Del Electronics.     

Über die Beziehung zwischen äquatorialen Konvektionsregen und der Meereshöhe auf Ceylon

Zusammenfassung Die Beziehung zwischen äquatorialen Konvektionsregen und der Meereshöhe wird am Beispiel der Südabdachung der Haputale Range auf Ceylon (etwa 7° nördl. Br. und rund 1400 m Höhenunterschied) untersucht. Auf der Grundlage unveröffentlichter Niederschlagsmessungen von 21 Stationen, vorwiegend Teeplantagen, für die Periode von 1951–1965 wird die Änderung der Niederschlagsmenge mit der Höhe an Hand der mittleren jährlichen und mittleren monatlichen Niederschlagsmengen diskutiert. Hierbei ergibt sich im Jahresmittel und in den Monaten mit vorwiegend konvektiver Niederschlagsbildung — das sind die Intermonsunmonate März, April und Mai sowie Oktober und November —, daß nach anfänglicher Zunahme des Niederschlags mit wachsender Höhe oberhalb einer kritischen Höhenlage zwischen 900–1400 m NN eine stetige Abnahme des Niederschlags eintritt.

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Summary The relationship between equatorial convective rain and altitude above sea-level is investigated taking the southern slope of the Haputale Range in Ceylon (7° N, about 1400 m range of altitude) as an example. On the basis of unpublished precipitation observations of 21 stations, most of them on tea-estates, from the period 1951 to 1965 the variation of the amount of precipitation with altitude is discussed using mean annual and mean monthly precipitation totals. It appears that in the annual mean and during the months with prevailing convective rain — these are the intermonsoonal months March, April, May and October, November — the precipitation totals increase with altitude up to a critical level between 900 and 1400 m a.s.l. and then decrease again monotonically.

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Résumé On examine ici la relation existant entre les précipitations équatoriales de convection d'une part et l'altitude d'autre part. Pour ce faire, on se sert de l'exemple offert par le versant sud de l'Haputale Range de Ceylan (situé à environ 7° de latitude N et présentant une différence d'altitude de 1400 m environ). Sur la base de mesures non publiées des précipitations — mesures effectuées de 1951 à 1965 à 21 stations, en majeure partie des plantations de thé — on discute les modifications que subissent les sommes de précipitations avec l'altitude. Dans ce but, on utilise les moyennes annuelles et mensuelles de cet élément. Il en résulte que les précipitations augmentent tout d'abord avec l'altitude et cela jusqu'à une zone critique située entre 900 et 1400 m. Au-dessus, les précipitations diminuent de nouveau régulièrement. Cette constatation est valable aussi bien pour la moyenne annuelle que pour les mois caractérisés avant tout par des précipitations d'origine convective c'est à dire ceux qui se situent entre les périodes de mousson (mars, avril, mai, octobre et novembre).

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Mit 4 Abbildungen     

On the weak reflections violating body-centered symmetry in scapolites

Summary X-ray diffraction studies reveal that most scapolites belong to space groupP4 ₂ /n. The mean intensity of weak reflections violating body-centered symmetry, reaches a maximum around 37 per cent meionite and extrapolates to zero at the pure end-members. All intermediate scapolites of the marialitemeionite series are pseudobody-centered, and as the composition approaches that of the end-members the structure becomes truly body-centered (I4/m).The weakh+k+l odd reflections are directly related to (1) orderdisorder of Al and Si in the tetrahedral framework and (2) structural distortion from body-centered symmetry.Scapolites may be regarded as a continuous, homogeneous solid solution. The cell dimensions are only approximately linearly related to composition and there is a maximum deviation from linearity, for those scapolites (25% Me 45% Me) whose symmetry departs the most from body-centered symmetry. These phenomena are interpreted in terms of the structural characteristic of the scapolites.

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Über schwache Reflexe, welche der Raumzentrierung der Skapolithe widersprechen

Zusammenfassung Röntgenbeugungs-Untersuchungen zeigen, daß die meisten Skapolithe der RaumgruppeP4 ₂ /n angehören. Die durchschnittliche Intensität der schwachen Reflexe, welche der Raumzentrierung widersprechen, erreicht bei 37% Meionit-Momponente ein Maximum — für die reinen Endglieder nähert sie sich dem Wert Null. Alle intermediären Skapolithe der Marialith-Meionit-Reihe sind pseudo-raumzentriert und mit Annäherung der Zusammensetzung an jene der Endglieder wird die Struktur echt raumzentriert (I4/m)Die schwachenh+k+l ungerade Reflexe stehen (1) mit Ordnung-Unordnung von Al und Si im Tetradergerüst und (2) mit strukturellen Abweichungen von der Raumzentrierung in Beziehung.Die Skapolithe können als kontinuierliche homogene Mischkristallreihe betrachtet werden. Die Zelldimensionen ändern sich nur ungefähr linear mit der Zusammensetzung; die stärkste Abweichung von der Linearität tritt bei jenen Skapolithen (25% Me bis 45% Me) auf, deren Symmetrie am stärksten von der Raumzentrierung abweicht. Diese Phänomene werden aus den strukturellen Eigenheiten der Skapolithe interpretiert.

     

Untersuchungen zur Metamorphose in den westlichen Hohen Tauern (Österreich)

Zusammenfassung In einem metamorphen Gebiet (westliche Hohe Tauern, Österreich), das P-T-Bedingungen von der niedrigen Grünschieferfazies bis zur Amphibolitfazies zeigt, wird die aufsteigende Metamorphose in ehemals pelitischen, mergeligen sowie in basaltischen und ultramafitischen Gesteinen beschrieben.Vergleiche mit experimentell ermittelten Gleichgewichtsdaten erlauben die Abschätzung einer Metamorphose-Temperatur von ca. 400 bis 600°C. Verschiedene Mineralparagenesen deuten auf eine druckbetonte Metamorphose.

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Petrological investigation of metamorphic rocks of the Western part of the Hohe Tauern (Austria)

Summary In the Western part of the Hohe Tauern (Austria) P-T-conditions of metamorphism range from low greenschist facies to amphibolite facies. Progressive metamorphism is demonstrated in rocks of pelitic, calcareous, and basaltic composition and in ultramafic rocks.Comparison with experimental data indicate temperatures of 400 to 600°C. Various mineral parageneses indicate high-pressure metamorphism.

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Mit 6 Abbildungen     

Tektonisches Verhalten und geologische Bedeutung von Kalksilikatfels-Lagen und -Spindeln im Damara-Orogen Südwest-Afrikas

Zusammenfassung Beschrieben wird das Verhalten von frühdiagenetisch gebildeten schichtparallelen Kalksilikatfels-Lagen, -Linsen, -Knollen und diffusen Ansammlungen während der Gesteinsdeformation in Teilen des Damara-Orogens. In Abhängigkeit von ihrer relativen Löslichkeit und/oder Kompetenz sowie vom Winkel zwischen Schichtung und Schieferung können Lagen und Linsen als solche erhalten bleiben oder in spindelförmige Körper zerlegt werden (Verkürzungsboudinage). Knollen werden zu Ellipsoiden oder Spindeln deformiert und diffuse Kalksilikatfels-Ansammlungen in eine Vielzahl von Spindeln aufgelöst. Alle im Zusammenhang mit der Anlage der Schieferung gebildeten Spindeln und Ellipsoïde sind streng in der Schieferung orientiert. Es wird deutlich, daß die Spindelform der Kalksilikatfels-Körper ein Produkt der Gesteinsdeformation ist.In Gebieten, in denen der Verdacht besteht, daß parallel zu einem deutlichen Materialwechsel eine Schieferung verläuft, kann aus der Existenz von Spindeln auf das Vorhandensein dieser Schieferung geschlossen werden.Die ungleichmäßige Verteilung von Kalksilikatfels-Körpern innerhalb der Khomas-Serie ermöglicht eine Unterteilung dieser bisher ungegliederten, bis zu 6000 m mächtigen Gesteinsfolge.

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The behaviour during rock deformation of diagenetically formed layers, lenses, nodules (concretions) and diffuse concentrations of calc-silicate rock is described from parts of the Damara belt. Depending on their relative solubility and/or competency and on the angle between bedding and cleavage planes the layers and lenses may either more or less retain their shape or be cut up into spindle-shaped bodies (boudinage due to shortening). Nodules are deformed to ellipsoides, while diffuse concentrations of calc-silicate rock are transformed into a number of spindles. All spindles and ellipsoides which are formed during the formation of the cleavage are strictly orientated parallel to the cleavage planes. It is therefore obvious that the spindleshape of these bodies is a consequence of rock deformation. Thus, in areas in which a cleavage is suspected to lie parallel to a distinct bedding, the occurrence of spindles may confirm the existence of this cleavage.The non-statistical occurrence of calc-silicate rock bodies within the Khomas Series may render possible a first subdivision of this up to 6000 m thick succession.

Diese Arbeit ist im Sonderforschungsbereich 48 Entwicklung, Bestand und Eigenschaften der Erdkruste, insbesondere der Geosynklinalräume, Göttingen, entstanden.     

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