Nontronit und Pieotit aus dem Basalt des Ölberges bei Hundsangen,Westerwald

Zusammenfassung Der Basalt des Ölberges enthält an verschiedenen Stellen bis zu faustgroße, blasenförmige Einschlüsse von Nontronit. Der Nontronit zeigt eine starke Montmorillonit- und Saponitkomponente und hat folgende stöchiometrische Zusammensetzung: (Fe ₊₊₊ ^1,18 , Al_0,44, Cr_0,06, Mg_0,58, Fe ₊₊ ^0.01 )_2,27 [Al_0,22Si_3,75O₁₀] (OH)₂.Dem Nontronit ist ein Picotit (Mgo_0,58, Fe ₊₊ ^0,34 )_0.92 ( Al_1,36, Cr_0,64), beigemengt. Der Picotit hat die Gitterkonstante ₀= 8,18 Å und das spezifische Gewicht = 4,00 g/cm³. Die kleine Gitterkonstante und das geringe spezifische Gewicht des Picotits bestätigen, daß ein Mischkristall mit einer -Al₂O₃-Komponente vorliegt. Der Picotit weist außerdem einen Nickelgehalt von etwa 0,1% Ni0 in der Analyse auf.Neben Picotit sind in der Nontronitmasse einzelne Bronzitkriställchen vorhanden. Der Chromgehalt des Nontronits, der Chrom- und Nickelgehalt des Spinellminerals, sowie das Vorhandensein von Bronzit beweisen, daß der Nontronit im Basalt des Ölberges ein Zersetzungsprodukt von Olivinknollen ist.     

Die Karbonatsedimente der Obertrias in den nördlichen Kalkalpen

Zusammenfassung Die Karbonatsedimente des Nor und des Rät in den nördlichen Kalkalpen verteilen sich auf zwei großräumige Faziesbereiche. Im Südosten weist die Dachsteinkalk-Fazies im Nor und im Rät eine mächtige Folge von Flachwasserkalken auf, denen randlich Riffkomplexe angegliedert sind. Zwischen den Dachstein-kalk-Plattformen wird in einzelnen, flachen Becken die Hallstätter Fazies mit geringmächtigen Kalken und Mergeln abgelagert. Die im Norden und Westen anschließende Hauptdolomit-Fazies zeigt im Nor eine einheitliche, lagunäre Entwicklung, die sich im Rät in Schwellen mit kalkiger Sedimentation und in Senken mit mergliger Sedimentation differenziert. Dieser Ablagerungsraum ist nicht mit einer Geosynklinale zu vergleichen, es ist besser für die Zeit der Trias von einem alpinen Schelf zu sprechen.

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The Late Triassic (Norian-Rhaetian) carbonate sediments in the Northern Limestone Alps are spread between two large facies of a shelf. To the south-east the Dachsteinkalk-Formation in the Norian and Rhaetian shows a thick series of shallow-water limestones, to which reef complexes are marginally annexed. Between the Dachstein-limestones the Hallstätter Formation was deposited in single, shallow basins, showing limestones and marls of little thickness. The Hauptdolomit Formation, following to the north and to the west, shows a uniform lagoonal development in the Norian, which is differentiated in the Rhaetian by ridges of limestone sedimentation and by basins of marl sedimentation.

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Résumé Les sédiments carbonatées du Norien et du Rhétien dans les Alpes calcaires du nord se trouvent dans deux larges faciès d'un plateau continental. Au sudest la Dachsteinkalkformation montre au Norien et au Rhétien une énorme suite de calcaires d'eau basse; à leurs bords on trouve des récifs. Parmi la Dachsteinkalkformation le Hallstätter faciès s'est déposé dans quelques bassins bas; elle se compose de marnes et de calcaires de peu de richesse. La Hauptdolomit-formation suivant au nord et au ouest montre au Norien une évolution uniforme de lagon qui se développe au Rhétien en dorsales avec des sédiments calcaires et en bassins avec des sédiments marneux.

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. , . - . Hallsttter. , — , .

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Vortrag, gehalten auf der 56.Jahrestagung der Geologischen Vereinigung am 26. Februar 1966 in Wien. Die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft unter-stützte Arbeit wurde am Institut für Geologie und Paläontologie der Technischen Universität Berlin ausgeführt. Herrn Dr. W.Schlager, Wien, verdanke ich eine kritische Überprüfung der paläogeographischen Karte. Für die Unterstützung der Arbeit möchte ich hier allen danken.     

Über die Möglichkeit von paläomagnetischen Messungen an Gesteinen des Präkambriums

Zusammenfassung Anhand von neuen Untersuchungen über die Tieftemperatur-Oxydation von Titanomagnetiten und die magnetischen Eigenschaften der dabei entstehenden Entmischungsprodukte werden die Möglichkeiten von paläomagnetischen Messungen an präkambrischen Gesteinen kritisch beurteilt. An zwei Beispielen wird gezeigt, daß nur Gesteine aus dem Präkambrium, die schon primär Eisenoxyde der höchsten Oxydationsstufe enthalten (Hämatit) zuverlässige Informationen über das erdmagnetische Feld zur Zeit ihrer Entstehung überliefern können.Die bisherigen Polwanderungs-Kurven für die einzelnen Kontinente wurden aufgrund neuer Daten bis in das Präkambrium hinein erweitert.

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The possibilities of paleomagnetic investigations on precambrian rocks are reviewed with respect to recent measurements of the low temperature oxidation of titanomagnetites and the magnetic properties of their exsolution products. Two examples of paleomagnetic measurements on precambrian rocks are presented showing that only rocks where the primary iron oxides are in the highest possible oxidation state (hematite) are able to furnish reliable informations on the geomagnetic field in the Precambrian.The existing polar wandering curves were extended into the Precambrian on the basis of new available data from precambrian rocks.

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Résumé Les possibilités d'utiliser des roches du précambrien pour des recherches paléomagnétiques sont décrites en tenant compte surtout d'expériments récents d'oxydation des titanomagnétites à basse température et des propriétés magnétiques des produits d'oxydation et d'exsolution. Deux exemples ont été choisis pour montrer que seulement des roches précambriennes contenant des oxydes de fer à l'état d'oxydation le plus élevé (hématite) peuvent donner des informations sur le champ magnétique terrestre au précambrien. — Les trajectoires du pôle, indiquées dans les figures, ont été prolongées jusqu'au précambrien, en utilisant des déterminations récentes de positions du pôle au précambrien.

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Auszüge aus einem Vortrag mit dem Titel: Paläomagnetische Untersuchungen im Bereich der präkambrischen Lagerstätte Iron Mountain, Missouri, USA, am 20. Februar 1971 bei der Tagung der Geologischen Vereinigung in München.     

Beiträge zur Sedimentologie des kontinentalen Mesozoikums am Westrand des Murzukbeckens (Libyen)

Zusammenfassung Am Westrand des Murzukbeckens ist über marinem Karbon eine etwa 800 m mächtige kontinentale, vorwiegend fluviatile Sedimentfolge von roten und braunen Sandsteinen und zwischengelagerten Tonsteinen aufgeschlossen. An der Messak-Schichtstufe wurden an drei Stellen korrelierbare Profile aufgenommen. Die Schichtfolge ließ sich nach feldgeologischen Befunden von unten nach oben in Tilemsin-Schichten und Messak-Sandstein gliedern.Die sedimentologischen Untersuchungen, die sich vorwiegend auf die Tonstein-Horizonte erstreckten, ergaben in der äußerlich gleichartigen Sedimentfolge kontrastreiche Unterschiede der Mineralvergesellschaftung. Die Tilemsin-Schichten sind durch Illit/ Montmorillonit-Vormacht und selektive Feldspatverwitterung gekennzeichnet. Sie müssen auf ein Abtragungsgebiet bezogen werden, in dem relativ milde Verwitterungsbedingungen eines semiariden bis semihumid-tropischen Klimas herrschten. Demgegenüber zeigt der Messak-Sandstein starke Kaolinit-Vormacht und völlige Feldspatzersetzung. Diese Sedimente bestehen aus den umgelagerten Produkten intensiver, lateritischer Verwitterung eines humid-tropischen Klimabereiches. Das Profil zeigt fließende Übergänge und zeugt von einem allmählichen Klimawechsel. Im Gegensatz zu den Tilemsin-Schichten gehört der Messak-Sandstein als Endglied der Entwicklung zur Nubischen Fazies, die im Sinne der siderolithic facies vonMillot (1970) durch die Produkte einer humid-tropischen Verwitterung bestimmt wird.

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At the Western flank of the Murzuk basin, a sequence of about 800 m of continental, mainly fluviatile red and brown sandstone with intercalated clay is exposed, overlying marine strata of Carboniferous age. Three sections at the Messak escarpment were investigated. On the basis of field evidence, the sequence was subdivided into Tilemsin Formation (bottom) and Messak Sandstone (top).This study dealing primarily with the clay units, revealed significant differences in mineral association despite of the homogeneous appearance. The Tilemsin Formation is characterized by predominance of illite, montmorillonite, and selective feldspar breakdown. These sediments are derived from an area of relatively mild weathering conditions in a semi-arid to semihumid-tropical climate. In contrast, in the Messak Sandstone kaolinite is predominant, and feldspars and mica are lacking. These sediments are reworked products of intense lateritic weathering of a humid-tropical climate. The transitions within the section are gradual, thus indicate gradual climatic changes. In contrast to the Tilemsin Formation, the Messak Sandstone represents the final stage of the climatic development; it belongs to the Nubian facies which as siderolithic facies sensuMillot (1970) is characterized by the products of humid-tropical weathering.

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Résumé Sur la marge ouest du bassin de Mourzouk est exposée, au-dessus du Carbonifère marin, une succession continentale d'environ 800 m de grès rouges et bruns, intercalés d'argiles et à prépondérance fluviatile. Trois sections corrélatives ont été prélevées à l'escarpement de Messak. D'après les observations du terrain géologique, il a été possible de diviser la succession, de bas en haut, en Couches de Tilemsin et en Grès de Messak.Les études sédimentologiques effectuées pour la plupart sur des horizons d'argile ont démontré des différences essentielles dans l'association minéralogique malgré son apparence homogène. Les Couches de Tilemsin sont caractérisées par une prédominance d'illite/montmorillonite et une décomposition sélective de feldspath; elles se rapportent certainement à une région d'érosion où régnaient les conditions douces de décomposition d'un climat semi-aride à tropical semi-humide. En revanche, les grès de Messak présentent une dominance de kaolinite et une décomposition totale de feldspath; ces sédiments se composent des produits remaniés de la décomposition latéritique intensive d'un domaine tropical humide. La section offre des transitions coulantes attestant des variations climatiques graduelles. Les Grès de Messak, en tant que membre terminal du développement, appartiennent — contrairement aux Couches de Tilemsin — au « faciès du Nubie », faciès caractérisé au sens du « siderolithic facies » deMillot (1970), par les produits d'une décomposition humide-tropicale.

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Murzuk , . Messak . Tilemsin Messak.- , , . Tilemsin / . . , Messak . - . , . — Messak — siderolithic facies (1970) , - .

     

Laser-ablation ICP-MS analysis of silicate and sulfide melt inclusions in an andesitic complex I: analytical approach and data evaluation

Quantitative microanalysis of entire silicate and sulfide melt inclusions by Excimer Laser-ablation inductively-coupled-plasma mass-spectrometry (LA-ICPMS) has been applied to extrusive and shallow intrusive rocks from the andesitic Farallón Negro Volcanic Complex (northwestern Argentina). Silicate melts are trapped in pyroxene, amphibole, plagioclase and quartz, and sulfide melts are trapped in amphibole. Details of the analytical approach and the quantification procedure are given and the results are evaluated to test the accuracy of the technique and the validity of the interpretation of analytical signals. Similar compositions of silicate melt inclusions trapped in truly co-precipitating minerals show that the quantification approach of melt inclusion compositions from LA-ICPMS signals through an internal standard is valid. This correspondence also shows that melt inclusions investigated in this study are not significantly influenced by the boundary layer around a growing crystal or by post-entrapment modifications. Post-entrapment diffusive re-equilibration only affected the Fe and Mg content of melt inclusions in mafic phases. Thus, melt inclusions are representative samples of the melt from which the host mineral crystallized, with regard to most major and trace elements. Sulfide melt inclusions (present as pyrrhotite with exsolution of Au and Cu in phases separated during cooling) were analyzed for their bulk Fe, Cu and Au content, and the abundance of these elements was quantified using a silicate glass as external standard. The validity of this calibration was tested by comparing electron microprobe analyses of Fe, Cu, Ni and Co in homogeneous sulfide minerals with LA-ICPMS results. Identical results within calculated uncertainty (one standard deviation of five to nine analyses, mostly between 1 and 5 wt% RSD) demonstrate that for these elements, measured element ratios are independent of the matrix using our analytical setup.Editorial responsibility: T.L. Grove     

The geochemical cycle of boron: Constraints from boron isotope partitioning experiments between mica and fluid

The fractionation of boron isotopes between synthetic boromuscovite and fluid was experimentally determined at 3.0 GPa/500 °C and 3.0 GPa/700 °C. For near-neutral fluids Δ¹¹B_(mica-fluid) = δ¹¹B_(mica) − δ¹¹B_(fluid) is − 10.9 ± 1.3‰ at 500 °C, and − 6.5 ± 0.4‰ at 700 °C. This supports earlier assumptions that the main fractionation effect is due to the change from trigonal coordination of boron in neutral fluids to tetrahedrally coordinated boron in micas, clays and melts. The T-dependence of this effect is approximated by the equation Δ¹¹B_{(mica,clay,melt–neutral fluid)} = − 10.69 · (1000/T [K]) + 3.88; R² = 0.992, valid from 25 °C for fluid–clay up to about 1000 °C for fluid–silicate melt. Experiments at 0.4 GPa that used strongly basic fluids produced significantly lower fractionations with Δ¹¹B_{(mica–fluid)} of − 7.4 ± 1.0‰ at 400 °C, and − 4.8 ± 1.0‰ at 500 °C, showing the reduced fractionation effect when large amounts of boron in basic fluids are tetrahedrally coordinated. Field studies have shown that boron concentrations and ¹¹B/¹⁰B-ratios in volcanic arcs systematically decrease across the arc with increasing distance from the trench, thus reflecting the thermal structure of the subducting slab. Our experiments show that the boron isotopic signature in volcanic arcs probably results from continuous dehydration of micas along a distinct P–T range. Continuous slab dehydration and boron transport via fluid into the mantle wedge is responsible for the boron isotopic signature in volcanic arcs.     

The impact of different spatial land cover data sets on the outputs of a hydrological model - a modelling exercise in the Ucker catchment, North-East Germany

The spatial distribution of forests, meadows, arable land, water bodies and settlements in a catchment influences the spatial and temporal dynamics of evapotranspiration, surface runoff, soil moisture and ground water recharge. Four digital data sets from different sources were available for land cover distribution to be applied in a regional case study in the Ucker catchment with an area of about 2415 km². The first data set was obtained from the German digital topographic data set “Atkis” and the second one from the federal German biotope mapping procedure “Biotoptypenkartierung”. In addition, Corine land cover data and a land cover obtained from a supervised, multitemporal classification of three Landsat-TM5-scenes from the year 2000 were used in our study. These data sets differ in spatial resolution and in information content and this leads to different areal proportions of the main land cover classes forests, meadows, arable land, water bodies and settlements. This has to be considered as an uncertainty in the land cover data. In our case study, we analyzed how and to which extent this uncertainty influences the outputs of a hydrological catchment model such as evapotranspiration and discharge. For the time period 1996-2001, meteorological time series were obtained from four meteorological stations and five additional precipitation stations. Measured daily discharge rates were available from two gauges located in the catchment. In the different land cover data sets, the proportions of arable land ranged from 52.7% to 61.7% of the catchment area and for forests from 19.5% to 24.6%. These different proportions showed only minor impacts with small differences below ±10 mm y⁻¹ on the simulated annual rates of evapotranspiration and ground water recharge. In contrast, the simulated surface runoff rates showed a strong correlation to the amount of the settlement areas in the catchment. The highest proportion of settlements with 4.9% of the catchment area in comparison to the lowest proportion of 2.9% leads to an increase in the simulated surface runoff of 70%.     

Numerical Simulation of the 1969 Portuguese Tsunami by a Finite Element Method

On 28 February 1969, the coasts of Portugal, Spain and Morocco were affected by sea waves generated by a submarine earthquake (Ms = 7.3) with its epicenter located off Portugal. The propagation of this tsunami has been simulated by a finite element numerical model solving the Boussinesq equations. These equations have been discretized using the finite element Galerkin method and a Crank–Nicholson scheme in time. The model is validated by investigating the propagation of a solitary wave over a flat bottom. The grid sizes for the 1969 event have been determined by one-dimensional tests offshore and in shallow water regions. The two-dimensional simulation of the 1969 tsunami is carried out using the hydraulic source calculated from the geophysical model of Okada and seismic parameters of Fukao. The modeled waves are compared with the recorded ones with respect to travel times, maximum amplitudes and periods of the signal. The comparison between Boussinesq and shallow-water models shows that the effects of frequency dispersion are minor. Good agreement is found for most of the studied gauges.