Hydrothermale Lösungen

Zusammenfassung Das hydrothermale Auflösungsverhalten der vorwiegend als Gangarten auf-tretenden Mineralphasen Fluorit (CaF₂), Baryt (BaSO₄), Cölestin (SrSO₄) und Anglesit (PbSO₄) läßt sich übersichtlich in einem Temperatur-Löslichkeitsdiagramm darstellen und mit dem bekannten, qualitativ ähnlichen System SiO₂-H₂O vergleichen.Gegenüber dem molekulardispers gelösten SiO₂ ergeben sich aber für die in Ionen dissoziierten Lösungen der schwerlöslichen Sulfate und des Fluorits beträchtliche Verschiebungen der Sättigungsgleichgewichte, insbesondere bei Anwesenheit von Elektrolyten als Lösungsgenossen.Diese Beeinflussung, die für die genetischen Verhältnisse der Minerallagerstätten von entscheidender Bedeutung ist, wird für 0,1–2,0 normale NaCl-Lösungen im NaCl-Konzentrations-Löslichkeits-Diagramm der Minerale Fluorit, Baryt, Cölestin und Anglesit isotherm bis zum Siedepunkt der wäßrigen Mischphasen untersucht.Ferner wird das Löslichkeitsverhalten in den ternären Systemen BaSO₄-NaCl-H₂O und SrSO₄-NaCl-H₂O für Baryt und Cölestin gegen 2,0n NaCl-Lösungen entlang der Grenzkurve des Dreiphasengebietes und für die Isochoren 0,326 bis 0,6 bis 600° C und 2000 Bar dargestellt und mit den entsprechenden Verhältnissen der reinen wäßrigen Systeme verglichen.Ein abweichendes inkongruentes Auflösungsverhalten von Alumosilikaten mit Schichtgitterstruktur läßt sich am Beispiel des Muskovits durch die experimentelle Bestimmung der nichtstöchiometrischen Molekularverhältnisse SiO₂/K₂O und SiO₂/Al₂O₃ in den gesättigten Lösungen für den hydrothermalen Existenzbereich des Muskovits nachweisen.

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The behaviour of solubility for some minerals, which were for the most part found as vein minerals, was determined experimentally and is represented by summarizing diagrams.In the temperature-solubility diagram the hydrothermal solubility of fluorite, barite, celestine and anglesite is compared to the solubility of quartz and muskovite for the boundary curve of the three-phase region and for some isochores. As opposed to SiO₂, which is molecularly dispersed in solution, the ionic solutions of the systems CaF₂-H₂O, BaSO₄-H₂O, SrSO₄-H₂O and PbSO₄-H₂O show considerable displacement of the saturation equilibrium when other components are present in the solution.This influence on the solubility, significant for the genetic relations of mineral deposits, was quantitatively analyzed for 0.1–0.2 n-NaCl solutions. The results are isothermally shown in the NaCl-concentration solubility diagram within the boundaries of room temperature and the boiling point of the aqueous mixed phases.In the tenary systems BaSO₄-NaCl-H₂O and SrSO₄-NaCl-H₂O, the hydro-thermal solubility of barite and celestine in 2.0 n-NaCl solutions is also shown for the range of the boundary curve of the three-phase region and for the isochores 0.326–0.6 up to a temperature of 600° C and a pressure of 2000 bar. These solubilities are then compared with the diagrams of solubility for pure aqueous solutions.The irregular and incongruent behaviour of the solubility of aluminium-silicates of a layered-lattic structure is demonstrated for the system KAl₂(OH)₂-AlSi₂O₁₀-H₂O in the presence of muscovite by experimental determination of the non-stoechiometric molecular proportions of SiO₂K₂O and SiO₂ Al₂O₃. Such determination was conducted in saturated solutions for the hydrothermal range of the existence of muscovite.The geological importance of the knowledge of hydrothermal data of solubility and their application to the process of the hydrothermalmagmatic series and hydrothermalmetamorphosis is discussed.

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Résumé Le comportement de dissolution expérimentalement déterminé de certains minéraux trouvés surtout en filons est exposé en le résumant par diagrammes.La solubilité hydrothermique de fluorine, barytine, célestine et anglésite est comparée pour la courbe limitante (de la région triphasée) et pour les isochores 0,326–0,6 g.cm³ du diagramme température-solubilité avec le comportement de dissolution du quartz et de la muscovite. Les solutions ioniques des systèmes CaF₂H₂O, BaSO₄-H₂O, SrSO₄-H₂O et PbSO₄-H₂O montrent, comparées au SiO₂ dissous en dispersion moléculaire, de différences importantes d'équilibres de saturation en présence d'associés de solution.Cette influence sur la solubilité qui est d'une importance décisive pour les conditions génétiques des gisements de minéraux, a été examinée quantitativement pour les solutions 0,1–0,2—normales de NaCl. La présentation s'est faite isothermiquement dans le diagramme de concentration-solubilité de NaCl entre la température de chambre et le point d'ébullition des phases mixtes aqueuses.Dans les systèmes ternaires BaSO-NaCl-H₂O et SrSO₄-NaCl-H₂O la solubilité hydrothermique de barytine et de célestine en des solutions 2,0-normales de NaCl est présentée également pour l'espace des courbes limitantes de la région triphase et pour les isochores 0,326–0,6 jusqu'à 600° C et 2000 Bar. Elle est comparée avec les courbes de solubilité de systèmes purement aqueux. Le comportement de dissolution divergeant incongruent des silicates d'alumine à structure stratifiée en treillis est démontré pour le systême KAl₂(OH)₂-AlSi₃O₁₀-H₂O par exemple de la muscovite en déterminant expérimentalement les proportions moléculaires non-stochiométriques SiO₂ K₂O et SiO₂Al₂O₃ dans les solutions saturées pour la domaine d'existence hydrothermique de la muscovite.Importance géologique de la connaissance des dates de solubilité hydrothermique et leur application sur les événements des conséquences hydrothermiques-magmatiques et sur les événements de la métamorphose hydrothermique sont discutées.

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y 600° 2000 . (CaF₂), ( SO₄), . (SrSO₄) (PbSO₄) - Sio₂-₂.

     

Tiergeschichte oder Erdgeschichte?

Ohne Zusammenfassung     

Untersuehungen an den Sedimenten der Tongrube von Willershausen

Zusammenfassung Nach der Profilaufnahme sind die Sedimente der Tongrube der Ziegelei von Willershausen in zwei Gruppen einzuteilen : A. Die unteren hellen Schichten, B. die oberen dunklen Schichten.Die unteren hellen Schichten bestehen aus Sandsteinen, Sanden, tonigen Sanden und Grobtonen, welche Quarz, Feldspäte und Glimmer als Hauptminerale und in geringeren Mengen Illit, Chlorit und manchmal Montmorillonit füren. Als Schwerminerale dieser Sande und Sandsteine treten der Häufigkeit nach Apatit, Zirkon, Granat, Anatas, Rutil, Turmalin und Opakminerale auf.Die oberen dunklen Schichten bestehen hauptsächlich aus mm-rhythmisch geschichteten Tonen mit Einschaltung einzelner Mergelbänke und toniger Sandschichten. Dioktaedrischer Illit ist das häufigste Tonmineral, dann folgen Chlorit und in geringeren Mengen in feinen Fraktionen Montmorillonit. Die Chlorit-Reflexe verschwinden bereits bei Erhitzung auf 450° C. Chemisch handelt es sich um die dem Pennin naheliegenden Diabantite.Die Unterschiede in Beschaffenheit und Menge der Quarze, Feldspäte und Glimmer, die unterschiedliche Verteilung der Schwerminerale sprechen dafür, daß die hellen Schichten wahrscheinlich zum Mesozoikum, vielleicht zum Buntsandstein gehören.Von der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Georg-August-Universität zu Göttingen genehmigte Dissertation.     

岩层离距图法研究沉积岩断裂发育史——以松辽盆地敖古拉断裂为例

利用断裂活动过程中留下的各种地质标记研究断裂发育史是比较困难的 ,已有的研究方法主要可归纳出七种 ,都存在局限性。岩层离距图法是以地震剖面为基础 ,将穿过断裂的各剖面上的标志层投影到沿断裂走向的铅垂面上 ,得到多组标志层的垂向断距数据 ,然后用下部各标志层的断距减去最上部标志层的断距 ,并作多轮次计算 ,直到最后的断距差近似为零或仅剩一个非零标志层。每一轮次计算代表一个活动期次 ,如果出现负值 ,则表示有构造反转。对松辽盆地敖古拉断裂作了实例计算 ,结果为该断裂发育经历了三个正断活动期和一个逆断活动期 ,与盆地区域性活动有些差别。岩层离距图法比起其他已有方法 ,可靠程度大大提高     

Hydrometeorologische Ergebnisse aus Abflußmessungen im Bereich des Hintereisferners (Ötztaler Alpen) in den Jahren 1957 bis 1959

Zusammenfassung Während der Internationalen Geophysikalischen Jahre 1957 bis 1959 wurde an einer Pegelmeßstelle bei 2287 m Höhe der Abfluß vom Hintereis- und Kesselwandferner registriert. Im vorliegenden Arbeitsbericht sollen spezifischen Merkmale des Abflusses aus dem zu 58% vergleitscherten Einzugsgebiet 26,6 km²) im Zusammenhang mit den meteorologischen Beidingungen dargestellt werden.Der Jahresabfluß betrug im Haushaltsjahr 1957/58 1848 mm und im Haushaltsjahr 1958/59 1770 mm; bedingt durch den stark negative massenhaushat der Gletscher was die Gletscherspende mit 24% bzw. 20% des Jahresabflusses außergewöhnlich hoch. Der winterabfluß (Oktober bis März) betrug nur 5% bzw. 10% des Jahresabflusses; die drei Sommermonate Juli bis September Lieferten dagegen 76% bzw. 72%. Der größte Monatsabfluß wurde im August 1958 mit 575 mm, im Juli 1959 mit 559 mm registriert.Die Häufigkeitsverteilung der Tagesabflußmengen für das Jahr 1957/58 ließ eine Andauer des Niedrigwassers mit Tages-Mittelwerten kleiner als 18,8 l/s km² (0,5 m³/s) von 217 Tagen (Oktober bis Mai, 59% des Jahres) erkennen. Größere Tagesabflüsse als 225 l/s km² (6,0 m³/s) kamen nur im Juli und August vor. Als Maximum wurden Abflußwerte bis zu 640 l/s km² Gletscherfläche im Tagesmittel erreicht, entsprechen 55m Abflußhöhe von den Schnee- und Eisflächen. Der exponentielle Abfall der Abflußganglinie vom Herbst zum Minimum im Frühjahr deutet an, daß es sich bei Winterwasser vorwiegend um das verzögerte Abfließen von in den Gletschern zurückgehaltenem Schmelzwasser aus der vorangegangenen Ablationsperiode handelt. Das Ansteigen der Wasserführung nach dem Beiginn der Schneeschmelze im Frühjahr erfolgt wegen des Wiedergefrierens von Schmelzwasser und wegen des Retentionsvermögens der Schneedecke mit einiger Verzörgerung.Die unperiodischen Schwankungen im Abflußgang stehen in engem Zusammenhang mit Wettervorgängen, wobei Schneeniederschlägen die Größte Bedeutung zukommt, weil die hohe Albedo einer Neuschneedecke die Ablation auf den Gletschern tagelang fast völlig unterbrechen kann. Aus zweistündigen Mittelwerten wurde für die Monate Juni bis September der mittlere Tagesgang der Wasserführung ermittelt. Die Ursache für das frühere Eintreten des taglichen Abflußmaximums im Spätsommer durfte verminderte Abflußverzögerung sein. Die Beziehung zwischen den Abflußwerten der Pegel Steg-Hospiz und Vent läßt einen Jahresgang erkennen.

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Summary During the International Geophysical Years 1957–1959 the run-off from Hintereisferner and Kesselwandferner was recorded by a stream gauge installed at an altitude of 2287 m. a. s. 1. The annual run-off in relation to mass budget and precipitation has already been reported in [10, 11]. In the present report characteristic features of run-off from a catchment area (26.6 km²) glaciated to 58 per cent shall be discussed with regard to the meteorological conditions.In the budget years 1957/58 and 1958/59 the yearly run-off was 1848 mm and 1770 mm, respectively. Owing to the strongly negative mass budget of the glaciers the glacier quota of 24 per cent and of 20 per cent, respectively, of the annual run-off was exceptionally high. Winter run-off (October to March) amounting to 5 per cent and to 10 per cent, respectively, of the yearly run-off was only small while July to September supplied 76 per cent and 72 per cent, respectively. The maximum monthly run-off was recorded in August 1958 with 575 mm, and in July 1959 with 559 mm.The frequency distribution of the daily run-off in 1957/58 showed a period of low run-off during 217 days (October to May, 59 per cent of the year) with daily means below 18.8 l/s km² (0.5 m³/s). Daily run-off exceeding 225 l/s km² (6.0 m³/s) occurred only in July and August. Daily means exceeding 338 l/s km² (9.0 m³/s) were recorded only three times in July. The maximum daily means of run-off were up to 640 l/s km² of glacier surface which corresponds to 55 mm of run-off from the snow and ice surfaces. The highest two hourly mean value was 950 l/s km² of the glacier surface. The exponential decrease of the run-off curve from fall to the minimum in spring indicates that winter water consists mainly of the delayed run-off of melt water stored in the glaciers during the preceding ablation period. Owing to the refreezing of the melt water and to the storage capacity of the snow cover run-off is somewhat delayed after the snow melt has set in.The aperiodic variations in the run-off are closely related to weather conditions. Snow falls are of primary importance as the high albedo of a fresh snow cover may interrupt ablation on glaciers almost completely for days. The mean daily variation of run-off was determined from two-hourly mean values for the period June to September. The early occurrence of the daily run-off. The relation between the run-off values recorded at the water gauges Steg-Hospiz and Vent indicates and annual variation.

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Résumé Pendant les Années Géophysiques Internationales de 1957 à 1959 l'écoulement du Hintereisferner et du Kesselwandferner a été enregistré par un limnigraphe installé à une altitude 2287 m. Un rapport a déjà été présenté dans [10, 11] sur l'écoulement annuel en rapport avec le bilan hydrologique du bassin. Dans le présent rapoort il sera traité des caractères spécifiques de l'écoulement d'un bassin dont 58% sont recouverts par le glacier, les quels seront mis en rapport avec les conditions météorologiques.L'écoulement annuel au cours de l'année hydrologique 1957/58 a été de 1848 mm et dans l'année hydrologique 1958/59 de 1770 mm. L'eau libérée par la perte de substance glacière représente 24% pour 1957/58 et 20% pour 1958/59 de l'écoulement annuel. Les pourcentages extrêmement élevés doivent être attribués au bilan fortement négatif des glaciers. L'écoulement d'hiver (Octobre à Mars) représentant 5% pour l'année 1957/58 et 10% pour 1958/59 de l'écoulement annuel a été petit tandis que les trois mois d'été (Juillet–Septembre) fournissaient 76% (1957/58) et 72% (1958/59). L'écoulement mensuel le plus élevé a été enregistré en Aôut 1958 avec 575 mm, et, en Juillet 1959 avec 559 mm.La répartition des fréquences des écoulements journaliers pour l'année 1957/58 indique une période d'étiage de 217 jours (Octobre à Mai, 59% de l'année) avec valeurs journalières en dessous de 18.8 l/s km² (0.5 m³/s). Des écoulements dépassant 225 l/s km² (6.0 m³/s) n'ont été enregistrés qu'en Juillet et Aôut. Les moyennes journalières n'ont dépassé les 338 l/s km² (9.0 m³/s) que trois fois en Juillet. Les valeurs maximums des moyennes journalières d'écoulement se sont élevées à 640 l/s km² de la surface des glaciers, correspondant à 55 mm d'écoulement des surfaces de neige et de glace. La valeur maximum d'une moyenne de deux heures a été de 950 l/s km² de la surface des glaciers. La chute exponentielle de la courbe d'écoulement allant de l'automne au minimum enregistré au printemps indique que dans les cas d'étiage il s'agit de l'écoulement retardé des aux de fonte refenues dans les glaciers pendant la période d'ablation précédente. L'accroissement de l'écoulement après le comencement de la fonte de neige au printemps est retardé dans une certaine mesure par le regel des aux de fonte et la capacité de rétention de la couche de neige. Les variations apériodiques dans l'écoulement sont en relations étroites avec les conditions atmospheriques dont les chutes de neige sont de la plus grade importance car l'albédo élevé d'une couche de neige fraîche interrompt parfois et presque complétement l'ablation sur les glaciers pour des jours entiers.L'amplitude moyenne de la variation journalière de l'écoulement a été, pour les mois de Juin à Septembre, détérminée à la base des valeurs moyennes de deux heures. L'apparition précoce du maximum d'écoulement journalier en fin d'été est probablement due à la diminution du retardement de l'écoulement en cette période. La relation entre le valeurs d'écoulement des limnigraphes de Steg-Hospiz et de Vent met en évidence une variation annuelle.

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Mit 7 Textabbildungen

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Die für diesen Bericht erforderliche weitere Bearbeitung der Abflußdaten und die Fertigstellung des Manuskriptes wurde dem Verfasser im Rahmen seiner Tätigkeit bei der Kommission für Glaziologie an der Bayerischen Akademie der Wissenschaften ermöglicht, wofür an dieser Stelle gedankt sei.     

Decollements in slate belts,examples from the European variscides and the Qin Ling Belt of Central China

Decollements are conspicuous features of collision belts as a result of shortening and shearing of rocks of different competencies in response to intracontinental subduction and crustal stacking. When these decollements occur at upper levels, the classical thin skin tectonics of the foredeeps without important internal strain results; at mid crustal levels slaty cleavage and foliation development occurs. In the more internal parts of the chains, in the lower crust, near the crust mantle boundary, the more severe conditions (granulitic metamorphism) result in ductile deformation in the deepest parts of the mountain belts. Examples of middle and lower crust are well documented in Central China and the Variscan Belt of Europe from field evidence and deep seismic profiling.From these examples it appears more and more likely that most of the mid-crustal slate belts showing vertical slaty cleavage at the erosion surface overly flat decollements.At greater depth large decollements must occur as well in the lower continental crust and at crust-mantle boundary. Typical features of the deep seismic vertical profiles such as the strongly layered lower crust may represent the image of such deep decollements.

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Zusammenfassung Abscherungen sind charakteristische Strukturen von Kollisions-Orogenen. Sie sind das Ergebnis von Verkürzung und Scherung verschieden kompetenter Gesteine infolge intrakontinentaler Subduktion und Krustenüberlagerung. Zu unterscheiden sind Überschiebungen oberer Zonen, wie in den Randgebirgsbereichen ohne bedeutende innere Deformation, von internen metamorphen Zonen mit Schieferung und Plättung. In den tiefen Krustenzonen und im Krusten-Mantelbereich gehen sie einher mit hochgradiger Metamorphose, allgemein in der Granulitfazies.Beispiele der mittleren und tiefen Zonen sind gut erschlossen im paleozoischen Orogen Zentralchinas und im Variszikum Europas und belegt sowohl durch die Geologie wie tiefenseismische Profile. Diese Beispiele zeigen mehr und mehr, daß geschieferte Gebirgsstockwerke mit an der Oberfläche steilstehender Schieferung von flachen Abscherungen unterlagert werden.Die typische Erscheinung einer seismisch gut geschichteten Strukturierung der Unterkruste könnte in dieser Hinsicht als Deckenbahnen interpretiert werden.

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Résumé Les décollements sont des structures typiques des chaînes de collision. Ils résultent du raccourcissement et du cisaillement de roches de différentes compétences en réponse à la subduction continentale et à l'empilement crustal. On peut distinguer des décollements superficiels surtout dans les bassins d'avant chaîne où les roches charriées ont subi une déformation interne faible à nulle (plis et chevauchements sans schistosité). Des décollements plus profonds dans le tiers supérieur de la croûte accompagnés de schistosité et de foliation, dans les parties plus internes métamorphiques des chaînes. Enfin des décollements très profonds à la base de la croûte ou entre croûte et manteau, accompagnés ou suivis d'un métamorphisme de haut degré, généralement granulitique.Ces deux derniers types de décollement sont clairement exprimés dans la chaîne Varisque d'Europe et dans la chaîne Paléozoïque Qin Ling de Chine Centrale. Il apparaît ainsi de plus en plus évident que la plupart des zones plissées à schistosité verticale, non liées à des décrochements, passent en profondeur à de grands décollements plats. On les met en évidence sur le terrain ou/et grâce à des profils de sismique réflexion écoute longue. Des aspects caractéristiques de ces profils comme par exemple la croûte inférieure litée pourraient représenter l'image sismique de tels décollements profonds.

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