Trace element geochemistry of paleozoic amphibolites from S. W. Spain

Summary Mid-grade low P/high T Paleozoic amphibolites from Acebuches (S. W. Spain) represent a mostly isochemically metamorphosed basaltic suite which is partly cumulative and partly differentiated. They have chemical compositions and element variations similar to ocean-floor tholeiites. The amphibolites may be related to the early stages of rapid rifting during the formation of the Variscan belt.

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Geochemie der Spurenelemente in Paläozoischen Amphiboliten aus Südwest-Spanien

Zusammenfassung Amphibolite mittleren Metamorphose-Grades (niedrige Drucke, hohe Temperaturen) von Acebuches, Südwest-Spanien, repräsentieren eine weithin isochemisch metamorphosierte Abfolge von Basalten, die teils differenzierte und teils Cumulus-Gesteine waren. Chemismus und Element-Variationen entsprechen den Tholeiiten von Ozeanböden. Diese Amphibolite können den Frühstadien intensiver Grabenbildung im Zuge der Entstehung des Varistischen Gürtels zugeordnet werden.

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With 1 Figure     

Sedimentologische Untersuchungen an Grimmelfinger Graupensanden

Zusammenfassung Die Untersuchung von Korngrößenverteilung und Rundungsgrad der Grimmelfinger Graupensande an zwei durch 150 km Transportweg unterschiedenen Aufschlüssen gibt Hinweise auf die Einwirkungen auf das verfrachtete Sedimentmaterial unter gleichförmigen, fluviatilen Bedingungen.Am Anfang des untersuchten Rinnenabschnittes besteht das Sediment überwiegend aus je einer Modalfraktion im Mittelsandbereich, Grobsandbereich und Feinkiesbereich¹.Auf dem Transport wird die Mittelsandfraktion — vermutlich infolge der Schlagwirkung des Feinkieses — aufgerieben und fortgeführt. In den beiden gröberen Fraktionen wird am Ende des untersuchten Abschnittes keine Korngrößenabnahme und damit verbunden auch keine Rundungsgraderhöhung beobachtet. Dieses Ergebnis wird verglichen mit den in der Literatur mitgeteilten Untersuchungen in Abriebmühlen und Feldbeobachtungen. Danach dürfte der Rundungsgrad in der Feinkiesfraktion seinem unter den gegebenen Umständen erreichbaren Grenzwert sehr nahe sein und sich auch bei weiter fortgesetztem Transport kaum noch ändern. In der Grobsandfraktion wird der Anteil, dessen Rundung verbessert wird, infolge der damit verbundenen höheren Kugeligkeit bevorzugt fortgeführt.Die Untersuchungen bestätigen, daß die Abrundungseffekte an Sedimentmaterial in strömendem Wasser in Abhängigkeit von der Korngröße betrachtet werden müssen.

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The mechanical effects of fluvial transport over a distance of 150 km were studied by means of size frequency distributions and analysis of roundness in a Tertiary flow channel in Southern Germany filled by sand mixed with fine gravel.When entering the-channel the deposited material shows characteristic trimodal size frequency distributions. During transport the finer modal fraction (0.2...0.63 mm) is destroyed — probably through breakage by the gravel — and removed, while the sizes of the two coarser fractions remain unaffected. The roundness of the coarser fractions also remains unchanged by transport. This suggests that the roundness of the gravel material has approached its limiting roundness which is the optimum that can be achieved under the prevailing conditions. That part of the coarse sand fraction which becomes better rounded by transport may be removed preferably, because the grains getting higher sphericity by being rounded are transported more easily.Grain sizes have to be considered when abrasion effects are studied.

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Herrn Professor Dr. H. Aldinger danke ich für die Möglichkeit, die vorliegende Arbeit im Geologisch-Paläontologischen Institut der Technischen Hochschule Stuttgart anzufertigen, Herrn Dr. D. Elwert, Kiel, für die Überlassung von Probenmaterial.     

Degradation and formation of refractory DOM by bacteria during simultaneous growth on labile substrates and persistent lake water constituents

Changes in molecular size distribution associated with degradation of refractory DOM (macromolecules, apparent mol wt. ≥1500) by 3 strains of bacteria were investigated by Sephadex G-15 gel permeation chromatography and DOC analysis of the eluates. Macromolecules and bacteria were isolated from the same lake water sample, one taken in summer and one in winter. The decompositional changes of the DOM fraction were compared with respect to substance- and bacterial species-specific differences, and with respect to the action of photolysis and co-substrate supplementation. The metabolite patterns resulting from the simultaneous growth of the bacteria on the persistent DOM fraction and the labile co-substrate, glutamic acid were analyzed. The macromolecules differed in accessible components, and the bacteria degraded most effectively the DOM fraction of the parent lake water sample. Photolysis was the prerequisite for the reduction of the inaccessible bulk of the macromolecules. Glutamic acid enhanced the degradation of the macromolecules. The enhancement effect was impaired by the build up of waste products which balanced the losses of the DOM fraction. Three formation modes of refractory metabolites could be distinguished: formation of intensely UV absorbing small sized products which were poor in DOC during degredation of (1) the macromolecules of winter, and (2) of glutamic acid, and formation of (3) apparent high molecular weight substances from glutamic acid in cultures containing the macromolecules of summer which probably results from a stable linkage between the small sized metabolites of the amino acid and the DOM fraction. The research was supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Über Stilpnomelan in der Grünschieferzone der Münchberger Gneismasse

Zusammenfassung Zwei von den Verfassern neu aufgefundene Vorkommen von Stilpnomelan in Gesteinen der Prasinit-Phyllit-Serie der Grünschieferzone der Münchberger Gneismasse (NO-Bayern) werden beschrieben und Angaben zur röntgenographischen Identifizierung sowie zum Gesteins- und Mineralchemismus mitgeteilt.Die Stilpnomelanbildung wird in das metamorphe Geschehen des Gesteinskomplexes zeitlich eingeordnet und mit den Mineralneubildungen im Grenzbereich Grünschiefer-Serpentinit verglichen; die dafür auftretenden wahrscheinlichen Druck- und Temperaturbedingungen werden kurz diskutiert.

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On stilpnomelane in the Grünschieferzone of the Münchberger Gneismasse

Two new occurrences of stilpnomelane found by the authors in the Prasinite-Phyllite series of the Grünschieferzone of the Münchberger Gneismasse (Northern Bavaria) will be described and information on the x-ray identification as well as on rock- and mineralchemistry will be offered.The crystallization of stilpnomelane will be located chronologically in the metamorphic history of the rock complexes and compared with the recrystalization of other minerals in the border range of the Greenslate-Serpentin rocks; the possible pressure and temperature conditions will be discussed briefly.

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Der Deutschen Forschungsgemeinschaft soll für die materielle und apparative Unterstützung der Dank ausgesprochen werden.     

A preliminary study on the climatic and environmental changes at the turn from pleistocene to holocene in East Asia

This paper examines the regional climatic and environmental changes from the late Pleistocene to middle Holocene in Central-East Asia. A review is made of the published literature that are specific to pelaeoclimate and physical environment in some geographical regions.It is shown that (1) during the late Pleistocene the annual mean temperature was 5°–6° C lower than present in Qinghai-Xizang (Tibet) plateau, 6° to 9° C lower than today in NE China, 6° C lower than today in E China, and 4° C lower than present in Taiwan island; (2) during the middle Holocene, the annual mean temperature was 4° C warmer than present in Qinghai-Xizang (Tibet) plateau, 3° to 4° C warmer than today in NE China, 2° to 3° C warmer than today in Shanghai area, and only 2° to 2.5° C warmer in Taiwan island.     

On ionospheric disturbances in relation to geomagnetic disturbances

Summary Disturbances in the critical frequency of theF2-region of the ionosphere at Watheroo on international magnetically disturbed days are analyzed together with simultaneous geomagnetic data at the same station. The results show that the daily average disturbanceDm (foF2) becomes negative or positive according as the maximum of the disturbance daily variationSD (foF2) takes place in night time or in daytime respectively. This fact may show that bothDm (foF2) andSD (foF2) are due to the condition that the daytime increase in the daily variation of theF2-region is reduced or enhanced owing to vertical drift of the ionosphere caused by electric currents responsible for geomagneticSD.     

Phase boundaries in finite amplitude mantle convection

Summary. Phase boundaries are included in dynamical finite element models of mantle convection. They are represented by point chains which act as additional sources of buoyancy forces when distorted, and as additional source or sink of heat. The influence of the exothermic olivine-spinel transition is studied in both shallow and deep convection models. The flow is only slightly enhanced by the transition. The increase of temperature due to latent heat release is step-like in the deep model, in the case of shallow convection it is more diffuse. Other quantities like ocean-floor topography, gravity anomalies, and stress distribution are no more than moderately affected. In a further investigation the effect of spinel post-spinel transition, whether endothermic or exothermic, on deep convection is examined. The effect on the flow is negligibly small in both cases.     

Results of a 36-hour storm surge prediction of the North Sea for 3 January 1976 on the basis of numerical models

Summary To explore the feasibility of forescasting North Sea storm surges by integrating numerically a combined atmospheric-oceanographic physical model, the severe storm and the resulting water levels occurring on 3 January 1976 were simulated as a first step into this direction. For this purpose, the atmospheric model was run with a resolution of 8 levels in the vertical and a horizontal grid spacing of 1.4° in latitude and 2.8° in longitude on the hemisphere. The initial conditions are based upon observations of 2 January 1976, 12 GMT, i.e. about 24 hours before the storm reached its greatest intensity in the southern parts of the North Sea.The surface wind predicted by the atmospheric model was converted into stress values through a bulk formula which then entered the vertically integrated North Sea model, to yield the desired water elevations in a 22 km-grid. Moreover, also the observed wind, stemming from a careful re-analysis of the storm situation, was handled in the same way. The numerically obtained results were compared with gauge measurements at a number of coastal stations.

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Ergebnisse einer 36stündigen Vorhersage der Nordsee-Sturmflut am 3. Januar 1976 aufgrund von numerischen Modellen

Zusammenfassung Zur Untersuchung der Möglichkeiten, Sturmfluten mit physikalischen Modellen der Atmosphäre und der Nordsee vorherzusagen, wurde als erster Schritt in dieser Richtung die schwere Sturmflut an der deutschen Nordseeküste vom 3. Januar 1976 nachgerechnet. Hierzu wurde das im Sonderforschungsbereich 94 entwickelte Atmosphärenmodell auf der Grundlage der hydro- und thermodynamischen Gleichungen mit einer Auflösung von 8 Flächen in der Vertikalen sowie 1,4° in der geographischen Breite und 2,8° in der geographischen Länge auf der gesamten Nordhalbkugel über 36 Stunden numerisch integriert. Als Eingangsdaten dienten die Beobachtungen vom 2. Januar 1976, 12 Uhr. dieser Termin liegt ca. 24 Stunden vor Eintritt des stärksten Sturmes im Bereich der Deutschen Bucht.Die auf diese Weise prognostizierte Windverteilung wurde über der Nordsee in Schubspannungswerte überführt, woraus das Nordseemodell mit den hydrodynamischen Gleichungen die Wasserstandswerte in einem 22-km-Netz berechnete. In entsprechender Weise wurde mit einem aus Beobachtungen während dieses Zeitraums gewonnenen Windfeld verfahren; diesem lag eine besonders sorgfältige, nachträglich angefertigte Analyse des Seewetteramts Hamburg zugrunde. Die so errechneten Wasserstände sind dann mit Pegelmessungen verglichen worden.

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Résultats d'une prédiction d'onde de tempête de 36 heures de la mer du Nord pour le 3 janvier 1976 sur la base de modèles numériques

Résumé Afin d'étudier la possibilité de prévior les ondes de tempête en mer du Nord en intégrant numériquement un modèle physique combiné atmosphère-océan, la forte tempête du 3 janvier 1976 et des niveaux d'eau qui en ont résulté ont été simulés comme premier pas dans cette voie. Dans ce but, on a fait fonctionner le modèle atmosphérique avec une résolution de 8 niveaux dans le plan vertical et un réseau horizontal aux pas de 1,4° en latitude et de 2,8° en longitude sur l'hémisphère. Les conditions initiales sont basées sur les observations du 2 janvier 1976 à 12h GMT, c'est-à-dire environ 24 heures avant que la tempête n'atteignît sa plus forte intensité dans les parties méridionales de la mer du Nord.Le vent en surface prédit par le modèle atmosphérique était converti par l'intermédiaire d'une formule globale en valeurs de tensions qui étaient alors introduites dans le modèle de la mer du Nord intégré verticalement, pour obtenir les hauteurs d'eau désirées, dans un réseau de 22 km de côté. En outre, le vent observé, issu d'une nouvelle analyse soignée de la situation de tempête, était aussi traité de la même manière. Les résultats obtenus numériquement furent comparés aux mesures fournies par les marégraphes en un certain nombre de stations côtières.

     

Late Proterozoic to Early Palaeozoic supracrustal succession of Sierra Leone: an aulacogen at the western margin of the West African Craton

Three parallel zones of Upper Proterozoic to Lower Palaeozoic sedimentary-volcanic cover rocks have been recognized in western Sierra Leone. The Kasila Group m the SW ist metamorphosed to the granulite facies and grades into the Marampa Schist Group, and this in turn grades into the unmetamorphosed Rokel River Group in the NE. Prior to this investigation, these rocks were thought to belong to different ages; the most highly metamorphosed was thought to be the oldest and the unmetamorphosed, the youngest. This view is unrealistic since field mapping has failed to reveal any sharp contacts between them and all available age data indicate their involvement in the Pan-African (ca. 550 Ma) Orogeny A model is proposed involving an intracontinental graben (aulacogen) extending from western Sierra Leone into the adjacent territories developed about 1000 Ma ago. During the Pan-African Orogeny a portion of the aulacogen fill overlying the remobilized basement was subjected to a regional metamorphism and deformation. The grade of metamorphism and the degree of deformation decreased steadily from the centre of the Pan-African domain to the contact with the West African craton. The unmetamorphosed and mildly deformed to undeformed equivalent rests on the craton.

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Zusammenfassung Aus Sierra Leone werden drei Untereinheiten von oberproterozoischen bis unterpaläozoischen vulkano-sedimentären Schichten beschrieben, die nebeneinander liegen und ineinander übergehen.Die Kasila-Gruppe im SW, die bis zur Granulitfazies metamorphisiert ist, geht in die Marampa-Schiefer-Gruppe über, die wiederum in die unmetamorphisierte Rokel-River-Gruppe im NE überleitet. Vor dieser Untersuchung wurden diesen Gesteinen unterschiedliche Alter zugeordnet; die am stärksten metamorphisierten wurden als älteste, die unmetamorphisierten als jüngste Gesteine angesehen. Diese Betrachtung ist unrealistisch, da Geländekartierungen keine scharfen Kontakte erkennen lassen und alle erhältlichen Altersdaten die Einbeziehung in die Panafrikanische Orogenese (ca. 550 Ma) anzeigen. Es wird daher angenommen, da\ sich vor ungefähr 1000 Ma ein intrakontinentaler Graben (Aulakogen) entwickelte, der vom westlichen Sierra Leone bis in die benachbarten Territorien reichte. Während der Panafrikanischen Orogenese wurde ein Teil der dem remobilisierten Basement auflagernden Aulakogenfüllung einer Regionalmetamorphose und Deformation unterworfen. Die Stärke der Metamorphose und der Grad der Deformation nimmt vom Zentrum der panafrikanischen Region bis zum Kontakt mit dem westafrikanischen Kraton hin gleichmä\ig ab. Auf dem Kraton selbst liegen die nicht metamorphisierten, schwach- bis undeformierten Schichten (Rokel-River Gruppe).

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Résumé On a reconnu, en Sierra Leone occidentale, trois zones parallèles de roches volcano-sédimentaires, d'âge protérozoÏque supérieur à paléozoÏque inférieur. Le groupe de Kasila, dans la région sud-ouest, est métamorphisé dans le faciès des granulites; il passe progressivement au groupe des Schistes de Marampa, qui passe lui-mÊme au groupe non métamorphique de Rokel River, dans la région nord-est. Jusqu'ici, ces roches ont été considérées comme d'âges différents, les plus métamorphiques étant les plus vieilles, et les non-métamorphiques les plus jeunes. Ce point de vue s'est avéré incorrect; en effet, la cartographie n'a pas révélé de contacts nets entre ces roches et, par ailleurs, les données disponibles relatives à leur age relient leur évolution à l'oro genèse pan-africaine (ca 550 Ma). Le modèle proposé fait appel à un graben intra-continental (aulacogène) qui s'étend de la Sierra Leone occidentale aux territoires contigus et s'est développé, il y a 1000 Ma environ; lors de l'orogenèse pan-africaine, la partie du remplissage de l'aulacogène qui recouvre le socle remobilisé a été soumise à une déformation et à un métamorphisme régionaux. Le degré du métamorphisme ainsi que l'intensité de la déformation décroissent régulièrement du centre du domaine pan-africain jusqu'au contact avec le craton ouest-africain. Sur le craton lui-mÊme reposent les couches équivalentes non métamorphiques, peu ou pas déformées, du groupe de Rokel-River.

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- - -, . - , , , — -. ; , — . , .. , - .. 550 . , 1.0 / lakogen /, - . - , . - - . , , — .

     

Interpretation of Solar Magnetic Field Strength Observations

This study based on longitudinal Zeeman effect magnetograms and spectral line scans investigates the dependence of solar surface magnetic fields on the spectral line used and the way the line is sampled to estimate the magnetic flux emerging above the solar atmosphere and penetrating to the corona from magnetograms of the Mt. Wilson 150-foot tower synoptic program (MWO). We have compared the synoptic program λ5250 Å line of Fe?i to the line of Fe?i at λ5233 Å since this latter line has a broad shape with a profile that is nearly linear over a large portion of its wings. The present study uses five pairs of sampling points on the λ5233 Å line. Line profile observations show that the determination of the field strength from the Stokes V parameter or from line bisectors in the circularly polarized line profiles lead to similar dependencies on the spectral sampling of the lines, with the bisector method being the less sensitive. We recommend adoption of the field determined with the line bisector method as the best estimate of the emergent photospheric flux and further recommend the use of a sampling point as close to the line core as is practical. The combination of the line profile measurements and the cross-correlation of fields measured simultaneously with λ5250 Å and λ5233 Å yields a formula for the scale factor δ ^?1 that multiplies the MWO synoptic magnetic fields. By using ρ as the center-to-limb angle (CLA), a fit to this scale factor is δ ^?1=4.15?2.82sin?²(ρ). Previously δ ^?1=4.5?2.5sin?²(ρ) had been used. The new calibration shows that magnetic fields measured by the MDI system on the SOHO spacecraft are equal to 0.619±0.018 times the true value at a center-to-limb position 30°. Berger and Lites (2003, Solar Phys. 213, 213) found this factor to be 0.64±0.013 based on a comparison using the Advanced Stokes Polarimeter.