Nickel-copper mineralization at Talnotry,Newton Stewart,Scotland

Summary Nickel-copper mineralization occurs near the base of a diorite intrusion close to its contact with hornfelsed Ordovician and Silurian shales and greywackes. The principal ore minerals are nickeline, gersdorffite, pyrrhotine, pentlandite and chalcopyrite with minor amounts of molybdenite, tellurobismutite, gold, sphalerite and argentopentlandite. Pyrite, marcasite, violarite and goethite also occur but are interpreted as later alteration products. Much of the pyrrhotine-rich mineralization at the base of the intrusion is in the form of blebs and interstitial aggregates with amphiboles, plagioclase feldspar, biotite, chlorite and quartz. Chalcopyrite-rich and nickeline-gersdorffite-rich mineralization occurs above this and immediately below unmineralized diorite in the form of patches, lenticular masses and stringers along joints and fractures.Whole rock and ore analyses and electron microprobe data on the silicates, sulphides and sulpharsenides are presented.The unmineralized diorite has low SiO₂ and high MgO contents compared to typical diorites and relatively high Cr, Ni and Ti trace element values. In the mineralized diorite, platinum-group elements occur in very low concentrations in the pyrrhotineand chalcopyrite-rich assemblages but Pt, Pd and Au show significant enrichment in the nickeline-gersdorffite-rich mineralization.A magmatic origin for the mineralization is proposed rather than formation by hydrothermal solutions or metasomatism.

---

Die nickel-kupfer vererzung von Talnotry, Newton Stewart, Schottland

Zusammenfassung Die Nickel-Kupfer Vererzung befindet sich im Kontaktbereich einer Dioritintrusion mit hornfelsdurchdrungenen silurischen und ordovizischen Grauwacken. Die am häufigsten auftretenden Erzmineralien sind Nickelin, Gersdorffit, Pyrrhotin, Pentlandit, und Chalcopyrit mit kleineren Mengen von Molybdenit, Tellurwismuth, Gold, Sphalerit und Argentopentlandit. Weiters treten als spätere Umwandlungsprodukte Pyrit, Markasit, Violarit und Goethit auf. Ein großer Teil der Pyrrhotin-reichen Vererzung am Fuße des eingedrungenen Diorits bildet fleckige, lückenfüllende Aggregate zwischen den Silikatphasen (Amphibol, Plagioklas, Biotit, Chlorit, Quarz). Die Chalcopyrit- und Nickelin-Gersdorffit-reiche Vererzung tritt zwischen dem unvererzten Diorit im Hangenden und der Pyrrhotin-reichen Vererzung im Liegenden als linsige, lappenartige Konzentration und entlang von Fugen und Brücken auf.Vollgesteins-Analysen sowie ausgewählte Erzanalysen und Mikrosondenergebnisse der Silikate, Sulfide und Sulfarsenide liegen vor.Im Unterschied zu den typischen Dioriten zeigt der unvererzte Diorit einen niedrigen SiO₂ und hohen MgO Gehalt und relativ hohe Cr, Ni und Ti Spurenelementwerte. Die Platingruppenelemente sind in den Pyrrhotin- und Chalcopyrit-reichen Vererzungen nur schwach vertreten, jedoch sind Pt, Pd und An in der Gersdorffit-reichen Vererzung stark angereichert.Ein magmatischer Ursprung dieser Vererzung, im Gegensatz zu einer metasomatischen Entstehung oder Bildung aus hydrothermalen Lösungen wird vermutet.

---

---

With 3 Figures     

Experimental determination of the solubility of Au in silicate melts

Summary We report here new data on the solubility of Au in silicate melts of anorthite-diopside eutectic composition at a wide range of oxygen fugacities, from pure oxygen to 10^–8 atm, and at a temperature range of 1300 °C to 1480 °C. Because experiments were done with metal loops at temperatures above the Au-melting temperature, PdAu-metal-alloys had to be used. Pd-solubility data derived from the same set of experiments agree with earlier data obtained from experiments with pure Pd-metal (Borisov et al., 1994a). The results of the present experiments show that Pd-solubilities are by a factor of 2 to 6 higher than Au-solubilities. Both, Au and Pd solubilities decrease with decreasing oxygen fugacity. At oxygen fugacities below the iron-wiistite buffer (IW) Au solubility increases with decreasing fO₂ probably reflecting formation of Au-silicides at such reducing conditions. Compared to Pd, Au has higher activity coefficients in Fe-metal and lower solubility in silicate melts. This leads to similar metal-silicate partition coefficients for both elements. At a temperature of 1350 °C and an oxygen fugacity corresponding to IW-2 D^Au (met/sil) is about 2.5 · 10⁷ and D^Pd (met/sil) about 1.6 · 10⁷. Thus similar behavior is expected during metal separation in planetary bodies including core formation in the Earth. The metal/silicate partition coefficient of Ir is, however, by several orders of magnitudes higher (Borisov and Palme, 1995a). Equilibration with chondritic metal will therefore lead to grossly non-chondritic Pd/Ir or Au/Ir ratios in coexisting silicate phases. Chondritic ratios are thus indicative of the presence of unfractionated meteoritic components. Samples from the upper mantle of the Earth, for example, reflect the admixture of a late unfractionated (chondritic) veneer (e.g.,Kimura et al., 1974;Jagoutz et al., 1979).Solubilities of Pd and Au in silicate melts are much higher than the contents in terrestrial basalts implying that the abundances of these two elements are not buffered by residual PGE- and Au-containing alloys. The most likely process for fractionating PGEs in terrestrial magmas are mineral-melt (e.g., olivine/melt) equilibria.

---

Experimentelle Bestimmung der Löslichkeit von Au in Silikatschmelzen

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird über die Ergebnisse der Bestimmung der Löslichkeit von Au in Silikatschmelzen mit der Zusammensetzung des Anorthit-Diopsid Eutektikums berichtet. Die Versuche wurden mittels Metallschlaufe über einen weiten Sauerstoffpartialdruckbereich, von reinem Sauerstoff bis zu 10^–8 atm und in einem Temperaturbereich von 1300 °C bis 1480 °C, durchgeführt. Da diese Temperaturen jedoch den Au-Schmelzpunkt überschreiten, wurde mit AuPd-Legierungen gearbeitet. Die Ergebnisse der dadurch zusätzlich erhaltenen Pd-Versuche stimmen mit früher bestimmten, mit reinen Pd-Schlaufen durchgeführten Pd-Löslichkkeiten überein (Borisov et al., 1994a). Die auf reine Metalle zurückgerechneten Löslichkeiten von Pd sind um einen Faktor 2 bis 6 mal höher als die entsprechenden Au-Löslichkeiten. Die Löslichkeiten beider Metalle nehmen mit abnehmendem Sauerstoffpartialdruck ab. Unter noch stärker reduzierenden Bedingungen (Eisen-Wüstit Gleichgewicht) nimmt die Löslichkeit von Au jedoch zu. Dies könnte auf die Bildung von Au-Siliziden zurückzuführen sein.Im Vergleich zu Pd sind die Aktivitätskoeffizienten von Au in metallischem Eisen höher, die Löslichkeiten in Silikatschmelzen jedoch niedriger. Das führt zu ähnlichen Metall/Silikat Verteilungskoeffizienten von Au und Pd. Bei einer Temperatur von 1350 °C und einer Sauerstoffugazität von IW-2 ergeben sich für D^Au (met/sil) 2.5 · 10⁷ und für D^Pd (met/sil) 1.6* 10⁷. Der Metall/Silikat-Verteilungskoeffizient von Ir ist jedoch unter den gleichen Bedingungen um mehrere Größenordnungen höher (Borisov andPalme, 1995a). Ein chondritisches Pd/Ir- oder Au/Ir-Verhältnis kann also auf die Anwesenheit einer unfraktionierten chondritischen Komponente zurückgeführt werden. Dies gilt beispielsweise für Proben aus dem oberen Erdmantel. Hier handelt es sich vermutlich um Zumischung einer späten chondritischen Akkretionskomponente, die sich nicht mehr mit einer metallischen Phase (Kern) ins Gleichgewicht gesetzt hat (z.B.Kimura et al., 1974,Jagoutz et al., 1979).Die Löslichkeiten von Pd und Au in Silikatschmelzen sind wesentlich höher als ihre Gehalte in basaltischen und komatiitischen Laven. Dies bedeutet, daß Au und Pd in Schmelzen aus dem Erdmantel nicht durch residuale Au- und/oder Pd-haltige Metall phasen bestimmt sind. Gleichgewichte zwischen Schmelze und Mineralen (z.B. Olivin) sind die wahrscheinlichsten Fraktionierungsmechanismen für Platingruppenelemente in terrestrischen Magmen.

---

---

With 5 Figures     

SUR LES PROJECTS FUTURS DE L'AISH / ON THE FUTURE PLANS OF IAHS

Abstract

The baseflow characteristics of some of the numerous small basins in southeastern Nigeria have been analysed to estimate the developable groundwater in the basins. It is shown that from 5.62 × 10⁴ to 1.59 × 10⁶ m³ of groundwater can be developed per square kilometre of basin per annum. The relationship between the baseflow characteristics and other attributes of the basins, such as geology and stream density, were studied statistically, leading to the development of empirical equations for predicting the hydrological features of the several ungauged streams in the region. It is shown, for example, that the basin geology (represented as the percentage of sands), the drainage density, the basin area, the baseflow depletion rate and the total groundwater stored in the basin, Q_tp, are related by the equation:

Q_tp = ?1.85 × 10⁹?7.96 × 10⁸ dd+4.18 × 10⁷ gf?2.01 × 10⁶ df+6.25 × 10⁵ wa

where dd is drainage density; gf geological factor; df depletion factor; and wa basin area.     

Die Entstehung einiger tektonischer Grundbegriffe. Ein Beitrag zur Geschichte der Geologie

Zusammenfassung Die ersten tektonischen Vorstellungen legte 1669Nic. Steno in seinem Prodromus nieder. Seine Beobachtungen an horizontalen und geneigten Schichten führten später zu dem Begriffe der orogenetischen Diskordanzen. L.Élie de Beaumont ist sein direkter Nachfolger geworden, während J.Hutton ganz unabhängig von beiden den Diskordanzbegriff entwickelte. Die neptunistische Lehre von A. G.Werner ging von einem primären, von Wasserfluten geschaffenen Relief der Erdoberfläche aus, das überschichtet wurde. Doch auchWerner dachte daneben ebenfalls an große Höhlen, deren Decken einbrechen würden. Die neptunistischen Schwierigkeiten ergaben sich aus der Unmöglichkeit einer vertikalen Sedimentation von primär senkrecht gestellten Schichten. Die Anfänge der Erforschung der Tektonik des Rheingrabens werden dargelegt, und es wird besonders gezeigt, daßÉlie de Beaumont, der 1836 von einem eingebrochenen Gewölbe sprach, schon vorher Kenntnis eines eingebrochenen Gewölbes von Island und eines Schichtgewölbes von Württemberg über Schwarz wald — Vogesen nach Lothringen hatte. Die Zeit des Einbruches legteÉ. de Beaumont irrtümlich in die Zeit des Buntsandsteins.Theorien der Gebirgsbildung wurden mit L. v.Buch's Erhebungstheorie und geognostischen Gebirgssystemen um zwei weitere Ideen 1824–1835 erweitert.Élie de Beaumont baute diese Theorie sehr aus und sprach von Revolutionen der Erdkruste (1829). Die Faltengebirge fanden in J.Thurmann (1832) ihren ersten gründlichen Bearbeiter, der am Beispiel des Faltenjuras nachwies, daß doch nur Horizontalkräfte am Werke gewesen sein können und die Erhebungstheorie L. v.Buch's für diese Gebirgsarten keine Erklärung bringe. Zum Schlusse wird die Geschichte des Geologenkompasses gebracht.

---

Nic. Steno was the first who developed tectonic ideas in his Prodromus in 1669. His observations in the surroundings of Firenze (Italy) led him to the notion what nowadays is called a discordance by orogeny. He was followed by the French L.Élie de Beaumont, while the Scotchman J.Hutton developed this term of tectonic discordance quite independently of both.The neptunic theory of A. G.Werner in Freiberg (Saxony) started from the idea that the primary relief of the surface of the earth was formed by floods and covered with sediments. Furtheron he assumed large caves, the tops of them having broken down, explaining in this manner very inclined strata. The difficulties in this neptunic theory resulted from the fact that it was impossible to account for a sedimentation in a vertical line as seen in vertical layers.The author gives a survey of the first researches in the tectonics of the Rhinegraben and shows thatÉlie de Beaumont, who in 1836 mentioned the breakdown of the central ridge of a vault, so forming the rift-valley, had already some information of such a pressure arch in Iceland and of a second one stretching from Würtemberg via Black Forest—Vosges to Lorraine.Élie de Beaumont misdated the collapse of this large vault, stating erroneously the time of Buntsandstein (=New Red Sandstone).Between 1824 and 1835 L. v.Buch developed two further theories on orogenesis, that of the elevation-crater hypothesis and that of the geognostic systems of mountains. É.de Beaumont completedBuch's theory and in 1829 he spoke of revolutions of the earth's crust.The first who thoroughly researched the Swiss Jura was J.Thurmann. Quoting the folded strata of this region as an example he proved that only horizontal stresses could have been responsible for the formation of these mountains and that the elevation-crater hypothesis of L. v.Buch acting only with vertical forces could not give any explanation for it.Finally the author recapitulates the history of the geologist's compass.

---

Résumé Les premières conceptions tectoniques ont été exposées en 1669 par N.Steno dans son « Prodrome ». Ses observations sur des strates horizontales ou inclinées ont conduit ultérieurement à la notion de discordances orogéniques. L.Élie de Beaumont fut son successeur direct, cependant que J.Hutton, tout à fait indépendamment des deux premiers développa la notion de discordance. La théorie neptuniste de A. G.Werner se basait sur l'existence préalable d'un relief terrestre créé par les flots et qui aurait été noyé sous les strates des dépôts ultérieurs. Pourtant, dans un autre ordre d'idées,Werner pensait aussi à l'existence d'immenses grottes dont les toits s'effondreraient. Les neptunistes éprouvèrent des difficultés résultant de l'impossibilité d'expliquer des couches redressées par une sédimentation verticale. L'auteur expose les débuts des recherches sur la tectonique du fossé rhénan et montre en particulier qu'Élie de Beaumont, qui parla en 1836 d'une voûte effondrée avait déjà auparavant eu connaissance d'une voûte effondrée en Islande et d'une voûter structurale allant du Wurttemberg en Lorraine par-dessus la Forêt-Noire et les Vosges. Par erreur,É de Beaumont plaça le moment de cet effondrement à l'époque du grès bigarré.Avec la théorie des soulèvements et des orogènes géognostiques L. v.Buch enrichit de 1824–1835 les théories orogéniques de deux concepts supplémentaires.Élie de Beaumont les développa et parla de révolution de la croûte terrestre (1829). Les premières recherches approfondies sur les chaînes plissées sont dues à J.Thurmann (1832) qui, d'après l'exemple du Jura plissé, démontra que seules des forces horizontales ont pu avoir été à l'oeuvre et que la théorie des soulèvements de L.von Buch n'apportait pas d'explication pour les chaînes de ce type.Pour terminer, l'auteur expose l'histoire de la boussole du géologue.

---

, , .: , , . . (1669), . . . . . .

     

Ariégite,Spinell-Peridotite und Phlogopit-Klinopyroxenite aus dem Tuff von Tobaj im südlichen Burgenland

Zusammenfassung Der nephelinbasanitische Tuff von Tobaj im südlichen Burgenland führt Einschlüsse von Ariégiten, Spinell-Peridotiten und Phlogopit-Klinopyroxeniten. Chemische Untersuchungen an den Gesteinen und ihren koexistierenden Mineralphasen führen zu der Annahme, daß die Spinell-Peridotite und Ariégite in Bereichen des oberen Erdmantels im Zusammenhang mit der Bildung basischer Schmelzen entstanden sind. Die Bildung der Phlogopit-Klinopyroxenite fand dagegen unter Bedingungen, die tieferen Krustenbereichen entsprechen, statt.

---

Ariégites, spinel-peridotites, and phlogopite-clinopyroxenites from the Tuff of Tobaj, southern Burgenland, Austria

Summary Nephelinbasanitic tuffs near Tobaj, Burgenland (Austria), contain inclusions of ariégites, spinel-peridotites, and phlogopite-clinopyroxenites. The chemical compositions of the rocks and of their coexisting minerals are indications for a probable formation from a basic magma of both the ariégites and the spinel-peridotites in the upper earth mantle. The phlogopiteclinopyroxenites were formed in the deeper part of the earth crust.

---

---

Mit 3 Abbildungen

---

Herrn Prof. DDr.H. Wieseneder zum 65. Geburtstag gewidmet.     

Resource partitioning and regional development strategies in the Ecuadorian Amazon

This paper argues that the process of establishing claims and control over resources, referred to as resource partitioning, structures frontier societies in ways which impede subsequent efforts at rural development. Conflicts over claims to resources create divisions among local elites which prevent the formation of coalitions to promote development. Struggles for control over the flow of resources out of a region cause regional development agencies to pursue transportation policies which retard development by isolating the region from all but one commercial center. A case study of resource partitioning and rural development efforts in the Ecuadorian Amazon illustrates the argument.     

Lethal toxicity of industrial detergent on bottom dwelling sentinels

We used fresh and brackish water shrimp （Desmoscaris trispinosa and Palaemonetes africanus）, in sediment bioassays to assess the toxicity of an industrial detergent containing high levels of anionic surfactant （linear alkylbenzene sulphonate （LAS））. The Organization for Economic Cooperation and Development （OECD）, # 218 direct sediment toxicity assessment was employed. The organisms were exposed to different concentrations （31.25, 62.5, 125,250 and 500 mg/kg） of the chemical （Neatex） in replicate treatments. Percentage mortality was measured as the ecological endpoint. Mean mortality and estimated lethal concentration LCso values varied with species type, concentration and exposure duration. The statistical variation in the observed mean mortality of the test organisms in the chemical and the control treatment shows that mortality may be induced by the effect of the chemicals. The lethal concentration （LCso） was significantly different at levels ofp 〈 0.05 for the fresh and brackish water experiments. Consequently, assessment of water and sediment quality as a result of chemical pollutants was necessary for protecting some of the more sensitive benthic invertebrates representing the major proportion of the diet of many species in the Niger Delta ecological zone.