Fe and O isotope composition of meteorite fusion crusts: Possible natural analogues to chondrule formation?

Meteorite fusion crust formation is a brief event in a high‐temperature (2000–12,000 K) and high‐pressure (2–5 MPa) regime. We studied fusion crusts and bulk samples of 10 ordinary chondrite falls and 10 ordinary chondrite finds. The fusion crusts show a typical layering and most contain vesicles. All fusion crusts are enriched in heavy Fe isotopes, with δ⁵⁶Fe values up to +0.35‰ relative to the solar system mean. On average, the δ⁵⁶Fe of fusion crusts from finds is +0.23‰, which is 0.08‰ higher than the average from falls (+0.15‰). Higher δ⁵⁶Fe in fusion crusts of finds correlate with bulk chondrite enrichments in mobile elements such as Ba and Sr. The δ⁵⁶Fe signature of meteorite fusion crusts was produced by two processes (1) evaporation during atmospheric entry and (2) terrestrial weathering. Fusion crusts have either the same or higher δ¹⁸O (0.9–1.5‰) than their host chondrites, and the same is true for Δ¹⁷O. The differences in bulk chondrite and fusion crust oxygen isotope composition are explained by exchange of oxygen between the molten surface of the meteorites with the atmosphere and weathering. Meteorite fusion crust formation is qualitatively similar to conditions of chondrule formation. Therefore, fusion crusts may, at least to some extent, serve as a natural analogue to chondrule formation processes. Meteorite fusion crust and chondrules exhibit a similar extent of Fe isotope fractionation, supporting the idea that the Fe isotope signature of chondrules was established in a high‐pressure environment that prevented large isotope fractionations. The exchange of O between a chondrule melt and an ¹⁶O‐poor nebula as the cause for the observed nonmass dependent O isotope compositions in chondrules is supported by the same process, although to a much lower extent, in meteorite fusion crusts.     

Corona textures in Proterozoic olivine melanorites of the Equeefa Suite,Natal Metamorphic Province,South Africa

Summary Olivine-plagioclase and phlogopite-plagioclase coronas have been identified from olivine melanorites of the Mid- to Late Proterozoic Equeefa Suite in southern Natal, South Africa. Olivine, in contact with plagioclase, is mantled by a shell of clear orthopyroxene, in turn rimmed by pale green (pargasitic) clinoamphibole. Locally a third rim, composed of a fine pargasite-spinel symplectite is developed adjacent to the plagioclase. The second corona reaction has produced greenish-brown pargasite at phlogopite-plagioclase interfaces. A third, less obvious reaction, between olivine and phlogopite is also noted. Analytical data of all the mineral phases present, along with the coronas, are given. Two-pyroxene thermometry yields magmatic core temperatures ( 1120°C), with rim compositions indicating equilibration at 850°C. Consistent with this, the modelled olivine-plagioclase reaction occurs between 830–1050°C with a_waterbetween 0.1 and 1.0 at 7 kbar. The three reactions took place during a prolonged history of cooling and partial hydration of the magmatic olivine melanorites from over 1000°C down to 600°C. The P-T conditions indicated by the reactions suggest this cooling process was essentially isobaric, indicating that the area was not subjected to rapid uplift or burial throughout this entire period.

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Korona-Texturen in proterozoischen Olivin-Melanoriten der Equeefa Suite, Natal Metamorphic Province, Südafrika

Zusammenfassung Aus Olivin-Melanoriten der mittel- bis spätproterozoischen Equeefa Suite im südlichen Natal, Südafrika, wurden Olivin-Plagioklas und Phlogopit-Plagioklas-Koronartexturen beobachtet. Olivin, der mit Plagioklas im Kontakt steht, wird von einem klaren Saum vom Orthopyroxen ummantelt, der seinerseits von blaßgrünem (pargasitischem) Klinoamphibol umsäumt wird. Stellenweise ist ein dritter Saum, bestehend aus feinkörnigem symplektitischem Pargasit-Spinell im Kontakt mit Plagioklas ausgebildet. Die zweite koronabildende Reaktion resultiert in Bildung eines grünbraunen Pargasites an Phlogopit-Plagioklas Kornkontakten. Eine dritte, weniger auffällige Reaktion zwischen Olivin und Phlogopit wurde ebenfalls beobachtet. Zwei-Pyroxen-Thermometrie ergab magmatische Temperaturen der Kernbereiche ( 1120°C) und belegt eine Gleichgewichtseinstellung in den Randzonen bei ca. 850°C. Olivin-Plagioklas-Modellreaktionen liegen ebenfalls in einem Temperaturbereich von 830–1050°C bei Wasseraktivitäten von 0.1 bis 1.0 und einem Druck von 7 kbar. Die drei Reaktionen liefen im Zuge einer länger andauernden Abkühlung unter teilweiser Hydratisierung der magmatischen Melanorite in einem Temperaturbereich von 1000°C bis ca. 600°C ab. Die aus den Reaktionen ableitbaren P-T-Bedingungen sprechen für eine im wesentlichen isobare Abkhlungsgeschichte und zeigen, daß dieses Gebiet wáhrend dieser gesamten Periode keiner raschen Hebung bzw. keiner Versenkung unterworfen worden ist.

     

Primitive island arc and oceanic lavas from the hunter ridge-hunter fracture zone. Evidence from glass,olivine and spinel compositions

Summary At its southernmost end, the main spreading centre of the North Fiji Basin is propagating into arc crust of the poorly-known Hunter Ridge. We define nine magmatic groups from major element glass chemistry and olivine and spinel compositions in samples dredged from twenty six sites in this area by the R/V Academician A. Nesmeyanov in 1990. These include groups of boninites, island arc tholeiites (IAT), mid-ocean ridge basalts (MORB), enriched mid-ocean ridge basalts (E-MORB), olivine porphyritic andesites and basaltic andesite and Na-rhyolites. Primitive lavas containing highly forsteritic olivine phenocrysts are common in all the groups, except for the rhyolites.We report over 100 glass analyses for dredged rocks from this region, and about 300 olivine-spinel pairs for representatives of all the magmatic groups identified, except the Na-rhyolites.The MORB in this region are probably produced at the propagating spreading centre in the southern part of the North Fiji Basin. Juxtaposition of shallow, hot MORB-source diapirs supplying the MORB in this area, and the sub-arc damp, refractory upper mantle beneath the Hunter Ridge, provides suitable petrogenetic conditions to produce a range of magma types, from island arc tholeiites through to high-Ca boninites. The latter were recovered in eleven dredges.The E-MORB lavas recovered from the extreme southern margin of the North Fiji Basin are shown to be essentially identical to those dredged from adjacent older South Fiji Basin crust. It is hypothesized that the former were either scraped off the South Fiji Basin crust during an episode of oblique subduction that may have generated the Hunter Ridge during the last 5 Myr, or alternatively, that slices of the South Fiji Basin crust were trapped and incorporated into the North Fiji Basin as the subduction zones fronting the Vanuatu arc stepped or propagated southward.

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Primitive Inselbogen- und ozeanische Laven von Hunter Rücken und der Hunter BruchZone: die Bedeutung der Zusammensetzung von Glas, Olivin und Spinell

Zusammenfassung Das spreading centre des Nord-Fidschi-Beckens setzt sich an seinem südlichsten Ende in die Inselbogen-Kruste des noch wenig bekannten Hunter-Rückens fort.Wir definieren 9 magmatische Gruppen auf der Basis der Hauptelement-Zusammensetzung von Gläsern und der Zusammensetzung von Olivin und Spinell in Proben die das Forschungsschiff R/V Akademiker A. Nesmeyanov von 26 Stellen im Jahr 1990 aufgesammelt hat. Zu diesen gehören Gruppen von Boniniten, Inselbogentholeiiten (IAT), Basalten zentralozeanischer Rücken (MORB), angereicherte zentralozeanische Rücken (E-MORB), Olivin-porphyritische Andesite und basaltische Andesite, sowie Na-Rhyolite. Primitive Laven mit Olivinkristallen, die reich an Forsterit-Komponenten sind, kommen in allen diesen Gruppen, mit Ausnahme der Rhyolite, vor.Wir legen über 100 Glas-Analysen von Gesteinen aus diesem Gebiet vor und über 300 Olivin-Spinell-Paare für Vertreter aller der hier identifizierten magmatischen Gruppen, mit Ausnahme der Natriumrhyolite.Die MORB in diesem Gebiet sind wahrscheinlich an dem aktiven Spreading Center im Südteil des Nord-Fidschi-Beckens entstanden. Das nebeneinander Vorkommen von seichten heißen MORB-Quellen Diapiren, die MORB in diesem Gebiet erzeugen, und der Sub-Inselbogen, wasserhaltige, refraktäre obere Mantel unter dem Hunter Rücken führen zu geeigneten petrogenetischen Bedingungen für die Entstehung einer Vielfalt von Magmatypen, von Inselbogentholeiiten bis zu sehr Kalziumreichen Boniniten. Die letzteren wurden in 11 Dredge-Proben gefunden.Die E-MORS Laven, die aus dem extremen Südteil des Nord-Fidschi-Beckens entnommen wurden, sind im wesentlichen mit jenen identisch, die aus der benachbarten älteren Kruste des Süd-Fidschi-Beckens stammen. Es wird vermutet, daß die letzteren entweder aus dem Süd-Fidschi-Becken während einer Episode obliger Subduktion, die in den letzten 5 Millionen Jahren zur Entstehung des Hunter Ridge geführt hat, abgeschert wurden, oder auch daß Teile der Kruste des Süd-Fidschi-Beckens in das Nord-Fidschi-Becken inkorporiert wurden als Subduktionszonen gegenüber dem Vanuato-Bogen sich nach Süden fortbewegten.

     

Ein Cluster-Verfahren zur richtungsstatistischen Analyse tektonischer Daten

Zusammenfassung Es wird ein Cluster-Verfahren vorgestellt, mit dem in einer Menge von Richtungsdaten die Einzelwerte mit Hilfe eines vorgegebenen variablen Trennmaßes zu verschiedenen Gruppen zusammengefaßt werden. Richtungsstatistische Parameter werden für jede Gruppe berechnet. Außerdem wird ein Signifikanztest für die Trennung der Gruppen voneinander durchgeführt.

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A cluster algorithm for orientation data is presented. It separates groupes of neighboring data by the use of a variable measure of separation. Statistical orientation parameters are calculated for each group and a significance test for the separation of the groups is carried out.

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Résumé Un algorithme pour l'analyse des groupes de vecteurs est présenté. Il sépare des groupes de données voisines en utilisant une mesure variable de séparation. Des paramètres statistiques d'orientation sont calculés pour chacun d'eux, et un test de signification pour séparation des groupes est effectué.

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The sedimentary rocks of macaronesia

In all the archipelagos forming Macaronesia, volcanis predominate, but pre-Quaternary sediments are also present, though playing a humble role.Calcareous deposits have by far the greatest significance throughout the known stratigraphic record. Tertiary occurrences tend to be thin, show more gentle dips, whereas the Mesozoics attain thicknesses of 400 m (certain), attitudes steeper, often vertical.To date, Mesozoics are recognized only in Maio (Cape Verde), are possible in S. Nicolau (Cape Verde) and Fuerteventura (Canary Islands). Whether strata as old as Jurassic is present in these three islands is a moot point. Ample arguments, pro and con, have been presented for Maio; there is meagre evidence in S. Nicolau; pure conjecture in Fuerteventura.Beginning with the Neogene, the stratigraphic record for Macaronesia is more substantial, the Vindobonian being present or then strongly suspected in all archipelagos.The sedimentary rocks in these islands have not aroused the same interests as the volcanics, and undeniably they are of far less importance as regards rock constitution. The status of investigations varies widely within the different islands, and as of the present, we must frankly recognize that our knowledge of the sedimentaries is only of reconnaissance standard.

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Zusammenfassung Auf allen Inselgruppen, die man als Makaronesen zusammenfaßt, überwiegen vulkanische Gesteine; prä-quartäre Sedimente gibt es — in geringem Umfang — ebenfalls.Kalkablagerungen haben, nach den bekannten stratigraphischen Zeugnissen zu urteilen, die größte Bedeutung. Tertiär ist in geringer Mächtigkeit und schwach geneigt vertreten, während das Mesozoikum bis zu 400 m nachgewiesene Mächtigkeit erreicht und verstellt, oft vertikal auftritt.Bisher ist Mesozoikum nur in Maio (Kapverden) bekannt, möglicherweise auch in S. Nicolau (Kapverden) und Fuerteventura (Kanarische Inseln). Ob Schichten jurassischen Alters und den drei Inseln vorkommen, ist umstritten. Argumente dafür und dagegen sind für Maio reichlich zusammengetragen worden; für S. Nicolau gibt es magere Hinweise, für Fuerteventura nur Vermutungen.Seit dem Neogen sind die stratigraphischen Zeugnisse auf den makaronesischen Inseln umfangreicher; so ist Vindobon auf allen Inselgruppen vorhanden oder sein Vorkommen mindestens sehr wahrscheinlich gemacht.Die sedimentären Gesteine haben auf den Inseln nicht das gleiche Interesse gefunden wie die vulkanischen, und sie sind auch ganz sicher von geringerer Bedeutung, soweit es sich um ihren Gesteinscharakter handelt. Der Forschungsstand ist innerhalb der Inseln sehr unterschiedlich, und wir müssen eingestehen, daß zur Zeit unser Wissen über die sedimentären Gesteine sieh noch im Anfangsstadium befindet.

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Résumé Le matériel volcanique domine dans les îles de l'archipel des Macaronesia. Les sédiments pré-quaternaires sont aussi présents, bien que jouant un rôle plus modeste.Les formations calcaires sont de loin les plus représentatives des dépôts reconnus de la colonne stratigraphique. Les dépôts cénozoiques sont généralement peu épais et présentent de faibles pendages, tandis que ceux du Mésozoique atteignent des épaisseurs de 400 m (démontrées), et des pendages importants, atteignant souvent la verticale.Jusqu'à présent, les dépôts mésozoiques ont été reconnus uniquement à Maio (Cap Vert), sont possibles à S. Nicolau (Cap Vert) et Fuerteventura (Iles des Canaries). La présence de Jurassique dans ces trois îles est encore un sujet de controverse. De nombreux arguments, positifs ou négatifs, ont été présentés concernant l'île de Maio; les arguments positifs sont légèrement dominants à S. Nicolau; le problème est à l'état de pure hypothèse à Fuerteventura.On peut faire débuter sans ambiguité la colonne stratigraphique des îles de l'archipel Macaronesia au Néogène, le Vindobonien étant présent ou fortement suspecté dans toutes les archipels.Les roches sédimentaires dans ces îles n'ont pas suscité le même intérêt que les roches volcaniques, et indéniablement leur importance est moindre. L'état d'avancement de ces travaux varie largement d'une île à l'autre, mais à l'heure actuelle, nous devons reconnaître qu'ils en sont seulement au stade de la reconnaissance.

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Kontinuierliche Schwärzungskurven und diffuse Röntgenstrahlen-reflexe bei Einschlußverbindungen

Ohne ZusammenfassungHerrn Professor Dr. O. H.Erdmannsdörffer zur Vollendung seines 75. Lebensjahres in Dankbarkeit gewidmet.     

Atmospheric electrical measurements in the Hawaiian islands

Summary An exploration of the electrical properties of the atmosphere on and above the island of Hawaii, as indicated by a portable corona current unit, is described. A 30 foot telescopic mast having a radioactive probe mounted on an insulated bushing and connected by shielded cable to a sensitive microammeter was used. Corona currents were measured at a number of geographic locations ranging from sea level under conditions of heavy surf to the 10,000 foot level on Mauna Kea several thousand feet above the exchange layer, and over the land and ocean in a light plane. Observations were made under clear, cloudy and rainy conditions. Fair weather and cloudy conditions gave currents from air to earth of positive sign. With warm rain falling the currents had a negative sign and increased in value with intensity of precipitation. In several instances indications of incipient discharges similar to that observed in mild lightningstorms were noted.The island of Hawaii has many desirable features to recommend it for an extensive research program in atmospheric electricity. A simple and inexpensive approach to inaugurating such a program is suggested.     

Mineralogy and fluid inclusion study of polymetallic veins in the Madjarovo ore field,Eastern Rhodope,Bulgaria

Summary The formation of the Madjarovo polymetallic ore deposit is closely related to Paleogene magmatism of intermediate character represented by subvolcanic and volcanic rocks. Six stages of vein type mineralization were established: 1. quartz-pyrite-chalcopyrite with Bi-sulphosalts; 2. quartz-hematite-chlorite with gold; 3. quartz-galena-sphalerite; 4. quartz-barite-chalcedony with Sb-sulphosalts; 5. quartz-arsenic sulphosalts; 6. calcite-siderite. Ag-bearing galena and Fe-poor sphalerite are the main minerals. Galena of early formation is Bi-bearing, while in late stages it carries more Sb. Gold was found in two generations in different parageneses. The early gold is Ag-poor and related to hematite, while the late one is Ag-rich and closely associated with quartz and sulphosalts. Three groups of sulphosalts were established: Se-bearing Bi-sulphosalts; Sb-sulphosalts, a part of them Cl-bearing, and As-sulphosalts with more or less Ag. Fluid inclusion data obtained in quartz, amethyst, sphalerite and barite from several representative ore veins show formation temperatures in the range of 370° to 150°C for different stages of mineralization. Evidence of boiling fluids suggests pressures of 70 to 180 bars which correspond to an average depth of mineralization near 1.000 m. The low salinities of the fluids (a/v 3.5 eq. wt% NaCI) indicate influx of meteoric waters during mineralization. On the basis of mineralogical and fluid inclusion data physicochemical conditions and source of the ore forming fluids are discussed.

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Mineralogie und Flüssigkeitseinschlüsse in polymetallischen Erzgngen der Lagerstätte Madjarovo, Ost-Rhodopen, Bulgarien

Zusammenfassung Die Bildung der polymetallischen Lagerstätte Madjarovo war eng verknüpft mit einem Paläogenen Magmatismus von intermediärem Charakter, der durch Subvulkanite und Vulkanite repräsentiert wird. Es wurden sechs Bildungsstadien der Gangvererzung festgestellt: 1. Quarz-Pyrit-Chalcopyrit mit Bi-Sulfosalzen; 2. Quarz-Hämatit-Chlorit mit Gold; 3. Quarz-Galenit-Sphalerit; 4. Quarz-Baryt-Chalzedon mit Sb-Sulfosalzen; 5. Quarz-As-Sulfosalze; 6. Calcit-Siderit. Ag-führender Galenit und Fe-armer Sphalerit sind die Hauptminerale. Früh gebildeter Galenit is Bi-haltig, während Galenite der späteren Bildungsstadien mehr Sb führen. Gold wurde in zwei Generationen in unterschiedlichen Paragenesen gefunden. Das Früh-Gold (Ag-arm) ist verknüpft mit Hämatit, während das Spät-Gold (Ag-reich) mit Quarz und Sulfosalzen eng assoziiert ist. Es wurden drei Gruppen von Sulfosalzen festgestellt: Se-führende Bi-Sulfosalze; Sb-Sulfosalze, die z.T. Cl-führend sind, und As-Sulfosalze mit mehr oder weniger Ag-Gehalten. Flüssigkeitseinschlüsse in Quarz, Amethyst, Sphalerit und Baryt aus mehreren repräsentativen Erzgängen zeigen Bildungtemperaturen von 370°–150°C für unterschiedliche Mineralisationsstadien. Siedende Lösungen weisen auf einen Druckbereich von 70–180 Bar hin, der einer durchschnittlichen Bildungstiefe von 1.000 m entspricht. Die durchweg niedrige Salinität der Lösungen (durchschnittlich 3.5. Gew.% NaCl äq.) wird auf einen Zufluß von meteorischen Wässern während der Mineralisation zurückgeführt. Auf der Basis der mineralogischen Ergebnisse und der Daten fluider Einschlüse werden die physikochemischen Bedingungen und die Herkunft der Erzlösungen diskutiert.

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With 4 Figures     

Patterns of urban settlements in Somalia

In this research paper attempts have been made to analyze the distribution of 68 urban settlements in 14 regions of the country. The value of near-neighbour statistic (R) shows nearly random pattern of urban settlements in some regions and approachingly uniform distribution of urban settlements in other regions. Regional distribution of urban settlements and their growth have been explained in context of region's geographical, economic and industrial frameworks.     

Hydrocarbon distribution in coals and in dispersed organic matter of different maceral compositions and maturities

More than 60 samples from 5 coal seams and adjacent siltstones and sandstones were selected from a well through Westphalian B sediments from Northern Germany in order to study bitumen generation and migration. The cores were drilled between 1200 und 1530 metres depth. In this interval, vitrinite reflectance (Rr) is increasing from 0.70 to 0.92%. Results reveal high hydrocarbon generation potentials for all coal samples, but not for adjacent clastic rocks, although maceral compositions of both are quite similar. Yields and compositions of thermal extracts from the coals depend on maceral compositions and rank. However, the bulk of the already generated bitumen has not been removed during natural coalification and is not easily releasable by thermovaporisation. A mass balance based on elemental composition of dull coals indicates that in the rather narrow rank interval (0.70–0.92% Rr) a total mass loss of 20% may have occurred by migration. This is evidenced by a loss of about 20% of the original hydrogen, the rest being stored in the coals.

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Zusammenfassung Um die Entstehung und Migration von Bitumen zu untersuchen wurden in Norddeutschland mehr als 60 Proben aus 5 Kohleflözen und benachbarten Silt- und Sandsteinen aus einer Bohrung durch Westphal B-Sedimente bearbeitet. Die Entnahmetiefe der Bohrkerne liegt zwischen 1200 und 1530 Metern. Innerhalb dieses Intervales steigt die Vitrinit-Reflexion (Rr) von 0,70 auf 0,92%. Für alle Proben aus den Flözen ergeben sich hohe Kohlenwasserstoff-Bildungspotentiale, nicht aber für die benachbarten klastischen Gesteine, obwohl die Mazeral-Zusammensetzungen in beiden ähnlich sind. Die Ausbeute und Zusammensetzung thermaler Extrakte aus den Flözen hängen von Mazeral-Zusammensetzung und Reife ab. Allerdings wurden weder während der Inkohlung größere Mengen des Bitumens abtransportiert, noch ist dieses durch Thermovaporisation leicht freisetzbar. Eine Massenbalanzierung auf der Basis der Elementzusammensetzung ergibt für das relativ schmale Interval von C,70-0,92% Rr ein Massenverlust von 20% durch Migration. Diese Angabe basiert auf einer 20%igen Reduzierung der ursprünglichen Wasserstoffmenge, wobei die restlichen 80% in der Kohle gespeichert bleiben.

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Résumé Dans un forage pratiqué à travers le Westphalien B du nord de l'Allemagne, on a sélectionné plus de 60 échantillons provenant de 5 couches de charbon ainsi que des siltites et grès adjacents, dans le but d'étudier la formation et la migration du bitume. Les carottes proviennent de profondeurs situées entre 1200 et 1530 m. Dans cet intervalle, le pouvoir réflecteur de la vitrinite (Rr) passe de 0,70 à 0,92%. L'étude révèle des potentiels élevés en hydrocarbure pour tous les échantillons de charbon, mais pas pour les roches détritiques voisines, bien que les compositions «macérales» soient analogues dans les deux cas. L'importance et la composition des extrait athermiques des charbons dépendent de la composition «macérale» et du degré d'évolution. Toutefois, la plus grande partie du bitume engendré est restée sur place au cours de la houillification naturelle et elle est difficile à extraire avex la methode de thermovaporisation. Une balance des masses d'éléments indique pour cet intervalle relativement étroit (0,7–0,92% Rr) une perte totale de masse de 20% due à la migration. Ce résultat correspond à une perte d'environ 20% de l'hydrogène originel, les 80% restants étant demeurés dans le charbon.

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60 5 , , . 1200 1530 . /Rr/ 0,7 0,92. , , . , , . , , . , , 20% 0,7 0,92 %. 20%; , 80%, .