Geochemistry of magnesites and dolomites at the Oberdorf/Laming (Austria) deposit and implications for their origin

The major and trace element geochemistry of magnesite and dolomite samples from alternating rock masses at the Oberdorf/Laming (Styria, Austria) mineralization has been studied. The rare earth elements (REE) are considered to be of importance for the discussion of the origin of sparry magnesite deposits. The Al and REE contents are positively correlated, indicating a clay component as the main source for REE in the magnesites and their precursor rocks. Our data support the view that the Oberdorf and probably other magnesite mineralizations in the Eastern Alps have been formed by metasomatism. Through this process calcite (which was deposited by sedimentation in a marine environment) underwent dolomitization. Subsequently, Mg-rich solutions circulating through the rock masses formed the magnesite bodies.During the formation of the dolomites and the conversion to magnesites, the REE patterns of the original carbonates remained unchanged. The magnesites exhibit patterns that are very similar to sedimentary carbonates (which contain a REE-bearing clay component). Magnesites of purely sedimentary origin, formed in a predominantly evaporitic environment, should have lower total REE contents and different patterns due to the short residence times of these elements in seawater. Analyses of talc pseduomorphs after magnesite indicate as well that the REE patterns are not significantly altered during the talcification. The Mg-rich solutions that led to the formation of the magnesites have probably been derived from serpentinites below the gneiss complexes of eastern Styria and the South Penninic units of the Tauern window.

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Zusammenfassung Die Haupt- und Spurenelementgeochemie von Magnesit- und Dolomitproben, die aus alternierenden Gesteinsstöcken in der Magnesitmine von Oberdorf/Laming (Steiermark, Österreich) stammen, wurde untersucht. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf die Geochemie der Seltenen Erdelemente (REE) gelegt, da diese für Aussagen über die Entstehung der Magnesitlagerstätten von besonderer Bedeutung sind. Eine positive Korrelation zwischen den Al und REE-Gehalten deutet darauf hin, daß der Hauptteil der REE einer Tonkomponente entstammt. Die Daten unterstützen eine metasomatische Entstehung der Spatmagnesite der Oberdorfer Lagerstätte und anderer Ostalpiner Lagerstätten. Sedimentär angelegter Kalzit wird dabei über Dolomit mit Mg-reichen Lösungen in Magnesit umgewandelt.Während der Metasomatose bleiben die chondritnormierten REE-Verteilungen der Ausgangskarbonate relativ unverändert erhalten. Die so entstandenen Spatmagnesite weisen Verteilungsmuster auf, die jenen der sedimentären Karbonate, aus denen sie entstanden sind, entsprechen. Rein sedimentär entstandene Magnesite werden praktisch nur in evaporitischem Milieu gebildet und sollten infolge der kurzen Verweilzeit dieser Elemente im Meerwasser wesentlich niedrigere REE-Gehalte und andere Verteilungsmuster aufweisen. Analysen einer Talkpseudomorphose zeigen, daß sich die REE-Verteilungsmuster auch bei der metasomatischen Talk-bildung nicht wesentlich ändern. Die Mg-reichen Lösungen, die zur Bildung der Magnesite notwendig waren, entstammen vermutlich tiefliegenden Sepentiniten, auf die es Hinweise im Untergrund der oststeirischen Gneisskomplexe und des südpenninischen Tauernfensters gibt.

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Résumé Cette note présente les résultats d'une étude géochimique des éléments majeurs et en trace d'échantillons de magnésite et de dolomite qui se présentent en masses alternées dans la mine de magnésite de Oberdorf/Laming (Steiermark, Autriche). Une attention particulière a été apportée aux terres rares, considérées comme fournissant des arguments importants dans la discussion de l'origine des gisements. Les teneurs en Al et en terres rares montrent une corrélation positive, ce qui permet de rapporter à un composant argileux la source principale des terres rares. Les résultats obtenus plaident en faveur d'une origine métasomatique des minéralisations en magnésite d'Oberdorf et d'autres endroits des Alpes orientales. Au cours de ce processus, la calcite, d'origine sédimentaire marine, a été le siège d'une dolomitisation avec, subséquemment, formation de corps de magnésite grâce à la circulation de solutions riches en Mg.Au cours de la métasomatose, la distribution des terres rares des carbonates originels n'est pas modifiée: les magnésites montrent des répartitions très semblables à celles des carbonates sédimentaires (lesquels renferment un constituant argileux porteur des terres rares). Des magnésites d'origine purement sédimentaires, formées en milieu évoporitique, doivent présenter un contenu total en terres rares moins élevé et une distribution différente de ces éléments, eu égard à la brièveté de leur séjour dans l'eau de mer. Des analyses de pseudomorphoses de magnésite en talc montrent de même que la distribution des terres rares n'est pas modifiée de manière significative au cours de la talcification. Les solutions riches en Mg responsables de la formation de la magnésite sont probablement dérivées de serpentines situées sous les complexes gneissiques de Styrie et les unités penniques méridionales de la fenêtre des Tauern.

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dorf/Laming'a (, ) . , . , . , , - . . . .. , , . , , , , ; . , . , , , , , - - .

     

Sediment dispersal and provenance in the Silesian,Dukla and Magura flysch nappes (Outer Carpathians,Poland)

The Polish Outer Carpathians consist of several flysch series of unknown original basement. They were deposited from Late Jurassic to Miocene in a large basin dissected by tectonically uplifted ridges (cordillieras) which acted as source terrains. The actual nappe pile is correlated with palaeogeographic basin realms. From N to S the Skole, Silesian, Dukla and Magura basins are distinguished. Our paper presents a first compilation of heavy mineral data and pebble analysis in the various turbiditic fan systems. It is assumed that the heavy minerals primarily reflect the nature of basement rocks exposed in the source terrains.The individual flysch basins were supplied generally from unmetamorphosed granitic to highgrade metamorphic continental basement series. But staurolite-bearing high-grade metamorphics appear to have been present only in the northernmost provenance area (Silesian and Subsilesian ridges). A few reworked chromian spinel mineral grains in the northern parts of the basin were derived from small Caledonian/Variscan ultrabasic sutures present in the source ridges. Increased chromian spinel contents are revealed in the southern part of the basin (Maastrichtian-Eocene Magura series) and in Cretaceous Pieniny Klippen belt flysch formations. The chromian spinel in the Magura series was derived, either directly from Alpine oceanic crust obducted in the southern part of the Pieniny realm, or from re-eroded Pieniny flysch series. Hence, our heavy mineral data indicate that in the Outer Carpathian basin during Cretaceous convergence no Alpine ophiolitic crust was obducted. Therefore, an ophiolitic basement to the individual basins appears inprobable. The Outer Carpathians presumably occupied, with respect to the internal suture zone, the position of a deep continental basement floored foreland basin.

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Zusammenfassung Die Äußeren Karpathen in Polen bestehen aus mehreren von ihrem Untergrund abgescherten Flysch-Serien, die von oberem Jura bis Miozän in einem Großbecken abgelagert wurden, das durch mehrere tektonisch hochgehobene Rücken (Cordillieren oder Liefergebiete) in Teilbecken gegliedert war. Das ursprüngliche Substrat der verschiedenen Becken ist unbekannt und die heutige Deckenstruktur wird mit der ursprünglichen Beckenanordnung korreliert. Von N nach S werden die Skole-, Silesien-, Duklaund Magura-Becken unterschieden. Die vorliegende Arbeit präsentiert eine erste Zusammenfassung von Schwermineraldaten und Geröllanalysen in den verschiedenen turbiditischen Schüttungssystemen. Dabei wird davon ausgegangen, daß die Schwermineralgehalte der Sandsteine primär die Zusammensetzung des kristallinen Grundgebirges in den Liefergebieten widergeben.Die einzelnen Flyschbecken wurden zumeist von unmetamorphem granitischem bis hochgradig metamorphem kontinentalem Grundgebirge beliefert. Staurolith-führende hochgradige Metamorphite waren jedoch nur in den nördlichst gelegenen Liefergebietsprovinzen (Silesischer und Subsilesischer Rücken) anstehend. Geringe Vorkommen von Chromspinell in den nördlichen Beckenteilen stammen von kleineren caledonisch/variszischen ultrabasischen Einschlüssen (Suturen) in den Cordillieren. Erhöhte Chromspinellgehalte werden nur im südlichen Becken (Maastricht bis Tertiär des Magura-Beckens) und in kretazischen Flyschen der Pieniny-Klippen festgestellt. Der Chromspinell in den Magura-Serien stammt von alpiner ozeanischer Kruste, die während der Kreide im südlichen Pieniny-Raume obduziert wurde oder von neuerlich erodierten Flyschen aus den Pieniny-Becken. Unsere Schwermineraldaten weisen folglich darauf hin, daß während der kretazischen tektonischen Konvergenz im Bereich der Äußeren Karpathen keine alpin gebildete ophiolithische Kruste aufgeschuppt wurde. Die Anwesenheit eines ozeanischen Untergrundes der einzelnen Teilbecken erscheint deshalb unwahrscheinlich. Die Äußeren Karpathen nahmen deshalb vermutlich gegenüber der internen Suturzone die Stellung eines tiefen Foreland-Beckens über kontinentaler Kruste ein.

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Résumé Les Carpathes externes, en Pologne, sont composées de plusieurs séries de flysch d'âge jurassique à miocène déposées dans un grand bassin alimenté par l'érosion de rides tectoniques internes et externes (cordillères). Ces séries de flysch sont préservées en nappes, classiquement corrélées avec différents domaines paléogéographiques du bassin. Le substratum originel de ces bassins individuels n'est pas connu et reste discuté. On distingue, du nord au sud, les bassins de Skole, de Silésie, de Dukla et de Magura. Nous présentons ici les premiers résultats de l'analyse des minéraux lourds et des lithoclastes reconnus dans les principaux éventails turbiditiques sous-marins. Nous partons de l'hypothèse que le contenu des grès en minéraux lourds reflète la nature du socle cristallin qui était à l'affleurement dans les diverses régions-source.D'une manière générale, les bassins de flysch ont été alimentés par des terrains granitiques non métamorphiques et par des formations métamorphiques de moyenne et haute température. Il semble cependant que les terrains métamorphiques de haut degré à staurotide étaient présents seulement dans les sources les plus septentrionales (rides silésienne et subsilésienne). Le spinelle chromifère présent en petite quantité dans la partie nord du bassin peut être expliqué par la présence d'inclusions ultramafiques calédoniennes ou varisques (zones de sutures) dans les cordillères. Une proportion élevée de grains de spinelle chromifère ne s'observe que dans la partie méridionale du bassin des Carpathes externes (séries maastrichtiennes et tertiaires du bassin de Magura) et dans les flyschs crétacés des clippes de Pieniny. Il est suggéré que le spinelle chromifère du bassin de Magura a été fourni par la croûte océanique alpine, obductée au cours du Crétacé dans la partie interne du domaine des clippes de Pieniny, ou par l'érosion secondaire des flyschs de Pieniny.La rareté et l'origine probablement ancienne des spinelles chromifères dans la partie septentrionale indique que lors des mouvements convergents crétacés aucune roche ophiolitique alpine n'était exposée à l'érosion. Par conséquent, la présence de fonds océaniques dans ces bassins individuels semble peu probable. Les Carpathes externes représentent probablement un bassin profond, de type «foreland» par rapport à une zone de suture ophiolitique plus interne.

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, , , . , . : Skole, Silesien, Dukla Magura. . , . , . , , , , , .. . - () . ( ) Pieniny . , Pieniny, . , , . , , . .. , .

     

Recycling of Proterozoic crust in the Andean Amazon foreland of Ecuador: implications for orogenic development of the Northern Andes

The retro‐arc foreland Andean Amazon Basin records sedimentary infill from the South American craton and the emerging Northern Andean chain from the middle Cretaceous until Present day. The U/Pb ages of detrital zircons indicate significant reworking of Archean‐Proterozoic (max. 2.9 Ga) and Paleozoic crust and sediments, which were eroded on both sides. Heavy mineral associations show that the material derived from Proterozoic craton was supplied by Cretaceous reworking of non‐metamorphosed (unannealed) Paleozoic and older sedimentary rocks, which cover the Amazon Craton. Following latest Cretaceous switch of the dominant sediment source to the Andean cordillera, the influx of Precambrian zircons persisted, and these zircons were derived from the metamorphosed basement and Paleozoic sediments of the Cordillera Real (Loja terrane). Re‐evaluation of existing detrital zircon fission‐track record proves that the rise of the Cordillera Real at the Cretaceous‐Tertiary transition was initiated by the collision of Caribbean Oceanic Plateau and associated arc elements from 75–65 Ma. A further important exhumation event also occurred in the Late Oligocene, which is correlated with the break‐up of the Farallon plate.     

Li-bearing, disordered Mg-rich tourmaline from a pegmatite-marble contact in the Austroalpine basement units (Styria, Austria)

Pale-blue to pale-green tourmalines from the contact zone of Permian pegmatites to mica schists and marbles from different localities of the Austroalpine basement units (Rappold Complex) in Styria, Austria, are characterized. All these Mg-rich tourmalines have small but significant Li contents, up to 0.29 wt% Li₂O, and can be characterized as dravite, with FeO contents of ?~?0.9–2.7 wt%. Their chemical composition varies from ^X (Na_0.67Ca_0.19?K_0.02?_0.12) ^Y (Mg_1.26Al_0.97Fe²⁺ _0.36Li_0.19Ti⁴⁺ _0.06Zn_0.01?_0.15) ^Z (Al_5.31?Mg_0.69) (BO₃)₃ Si₆O₁₈ ^V (OH)₃? ^W [F_0.66(OH)_0.34], with a?=?15.9220(3), c?=?7.1732(2) Å to ^X (Na_0.67Ca_0.24?K_0.02?_0.07) ^Y (Mg_1.83Al_0.88Fe²⁺ _0.20Li_0.08Zn_0.01Ti⁴⁺ _0.01?_0.09) ^Z (Al_5.25?Mg_0.75) (BO₃)₃ Si₆O₁₈ ^V (OH)₃? ^W [F_0.87(OH)_0.13], with a?=?15.9354(4), c?=?7.1934(4) Å, and they show a significant Al-Mg disorder between the Y and the Z sites (R1?=?0.013–0.015). There is a positive correlation between the Ca content and?<?Y-O?>?distance for all investigated tourmalines (r?≈?1.00), which may reflect short-range order configurations including Ca and Fe²⁺, Mg, and Li. The tourmalines have X_Mg (X_Mg?=?Mg/Mg?+?Fe_total) values in the range 0.84–0.95. The REE patterns show more or less pronounced negative Eu and positive Yb anomalies. In comparison to tourmalines from highly-evolved pegmatites, the tourmaline samples from the border zone of the pegmatites of the Rappold Complex contain relatively low amounts of total REE (~8–36 ppm) and Th (0.1–1.8 ppm) and have low La_N/Yb_N ratios. There is a positive correlation (r?≈?0.91) between MgO of the tourmalines and the MgO contents of the surrounding mica schists. We conclude that the pegmatites formed by anatectic melting of mica schists and paragneisses in Permian time. The tourmalines crystallized from the pegmatitic melt, influenced by the metacarbonate and metapelitic host rocks.     

Benefits of dealing with uncertainty in greenhouse gas inventories: introduction

The assessment of greenhouse gases emitted to and removed from the atmosphere is high on the international political and scientific agendas. Growing international concern and cooperation regarding the climate change problem have increased the need for policy-oriented solutions to the issue of uncertainty in, and related to, inventories of greenhouse gas (GHG) emissions. The approaches to addressing uncertainty discussed in this Special Issue reflect attempts to improve national inventories, not only for their own sake but also from a wider, systems analytical perspective—a perspective that seeks to strengthen the usefulness of national inventories under a compliance and/or global monitoring and reporting framework. These approaches demonstrate the benefits of including inventory uncertainty in policy analyses. The authors of the contributed papers show that considering uncertainty helps avoid situations that can, for example, create a false sense of certainty or lead to invalid views of subsystems. This may eventually prevent related errors from showing up in analyses. However, considering uncertainty does not come for free. Proper treatment of uncertainty is costly and demanding because it forces us to make the step from “simple to complex” and only then to discuss potential simplifications. Finally, comprehensive treatment of uncertainty does not offer policymakers quick and easy solutions. The authors of the papers in this Special Issue do, however, agree that uncertainty analysis must be a key component of national GHG inventory analysis. Uncertainty analysis helps to provide a greater understanding and better science helps us to reduce and deal with uncertainty. By recognizing the importance of identifying and quantifying uncertainties, great strides can be made in ongoing discussions regarding GHG inventories and accounting for climate change. The 17 papers in this Special Issue deal with many aspects of analyzing and dealing with uncertainty in emissions estimates.     

Dependence of geostrophic drag on intensity of convection,baroclinicity, and acceleration

This paper examines the practical importance of stability, baroclinicity, and acceleration in the bulk ABL similarity formulations, in light of the random errors inherent in field measurements. This is done by propagating the measurement uncertainties through a theoretical model for the bulk ABL similarity functionsA ₀ andB ₀, under a range of assumed (but always unstable) conditions. It is shown that random measurement errors and acceleration effects may overwhelm most effects of baroclinicity and stability, once conditions are at least slightly unstable. Because of this, it is hard to discern a clear functional dependence ofA ₀ andB ₀ on degree of instability. Thus, for a given value ofh _i/z₀, whereh _i is the inversion height andz ₀ is the surface roughness, the geostrophic drag coefficient, which depends onA ₀ andB ₀, and weakly onh _i/z₀, may also be taken to be nearly independent of degree of instability.     

Distribution and activity of petroleum hydrocarbon degrading bacteria in the North Sea and Baltic Sea

Summary Data were collected in 1988 and 1989 on the distribution and activity of petroleum hydrocarbon degrading bacteria in the North Sea and Baltic Sea. Crude oil degrading bacteria and the number of bacteria which in particular degrade naphthalene were quantified using a modified dilution method (MPN). Crude oil degrading bacteria were present in all of about 100 water samples, with as many as 10³ ml^–1 in some samples. Numbers of naphthalene degrading bacteria were at least tenfold lower. There is obviously a greater connection between this bacteria group and petroleum hydrocarbon (PHC) contamination than between the more nonspecific group of crude oil degrading bacteria and PHC contamination. Data from the North Sea show an extremely high abundance of hydrocarbon degrading bacteria, even in winter, while in the southern Baltic Sea low numbers of bacteria were found and slower crude oil degradation was observed.

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Verteilung und Aktivität von erdölkohlenwasserstoffabbauenden Bakterien in Nord- und Ostsee

Zusammenfassung 1988 und 1989 wurden Daten über Verteilung und Aktivität von erdölkohlenwasserstoffabbauenden Bakterien in Nord- und Ostsee gesammelt. Rohölabbauende Bakterien und die Zahl von Bakterien, die insbesondere Naphthalen abbauen, wurden mit einer modifizierten Lösungsmethode (MPN) bestimmt. Rohölabbauende Bakterien wurden in allen ca. 100 Wasserproben nachgewiesen; in einigen Proben mit nicht weniger als 10³/ml. Die Zahl der naphthalenabbauenden Bakterien war mindestens um den Faktor 10 kleiner. Ein stärkerer Zusammenhang zwischen dieser Bakteriengruppe und der Belastung des Meerwassers durch Erdöl-Kohlenwasserstoffe als zwischen der eher unspezifischen Gruppe der rohölabbauenden Bakterien und dieser Belastung ist wahrscheinlich. Daten aus der Nordsee zeigen, selbst im Winter, eine sehr hohe Zahl von kohlenwasserstoffabbauenden Bakterien, während in der südlichen Ostsee eine niedrigere Anzahl von Bakterien bestimmt und ein langsamerer Rohölabbau beobachtet wurde.