Die röntgenographische und optische Gefügeanalyse von Erzen,insbesondere mit dem Zählrohr-Texturgoniometer

Quantitative determinations of preferred orientation of opaque minerals have been made only in a few cases by measuring cleavage faces (galena,D. Schachner-Korn). In this paper several methods are investigated critically which are likely to allow the determination of pole figures of ore minerals in a reasonable time. In the first part the special difficulties are discussed which occur in measurements of preferred orientation with X-ray pole figure goniometers (reflection method byL. G. Schulz) when the specimen consists of more than one mineral, when the mineral investigated is coarse-grained, and when the specimen is small. A critical discussion of instrumental errors is included. This method can now also be applied to the determination of preferred orientation in rocks, ceramic materials, etc. In the second part optical methods are given which include the construction of pole figures from measurements of bireflection and polarization figures of uniaxial minerals in reflected light. Examples of pole figures of pyrrhotite, hematite, pyrite, sphalerite, and chromite are given.

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Der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen als Habilitationsschrift vorgelegt.     

Analysis of cyclical sedimentation in the lower Permian Mchuchuma coalfield (South-West-Tanzania)

A statistical approach by a modified Markov process model was used to prove that the lower Permian coal measures of the Tanzanian Mchuchuma basin developed distinct cyclicities during deposition. From results the transition path of lithologic states typical for this coal sequence is as follows: (A) coarse sandstone, (B) medium sandstone, (C) fine-very fine sandstone, (D) shale, (E) mudstone, (F) coal or (E+F) and again (A) coarse sandstone. The majority of cycles is are asymmetric (ABCDEF-ABC.)but symmetrical cycles are present as well (ABCDEFED). The statistical results concur with observed sedimentological evidence of depositional environment. Fining upward cycles correspond to the development of basal channel bars, changing into levées, then into back swamps which are topped by coal swamps. Frequent interbedding of coal and mudstone in the upper part of the coal measures calls for periodic flooding and flushing of fine clastics into coal-forming swamps causing interruption of peat formation. Cyclical deposition is explained by wandering channels in response to varying discharge and rate of deposition, their lateral frequent shifting caused the formation of asymmetrical cycles in this fluviodeltaic depositional model.

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Zusammenfassung Das kohleführende untere Perm des Mchuchuma Beckens (SW-Tanzania) wurde statistisch mit Hilfe der Markov Analyse auf Zyklizität innerhalb der Abfolge untersucht. Die statistischen Daten zeigen, daß die bevorzugte und für dieses Kohlebecken typische Sequenz folgende lithologische Abfolge umfaßt: (A) grober Sandstein, (B) mittlerer Sandstein, (C) feiner Sandstein, (D) Siltstein, (E) Tonstein, (F) bzw. (E+F) Kohle und erneut (A) grober Sandstein. Es existieren meist asymmetrische Zyklen (ABCDEF-ABCD...) aber symmetrische Zyklen (ABCDEFED) treten ebenfalls auf. Die Markov Analyse ergänzt sehr gut die Beobachtungen bezüglich des Ablagerungsmilieus in den Aufschlüssen. »Fining up« Zyklen beginnen mit basalen Gerinnesanden, überlagert von levée Ablagerungen, welche ihrerseits übergehen in »back swamps« und Kohlesümpfe. Der obere Teil der Kohleabfolge ist durch häufige Wechsellagerungen von Kohle mit Tonstein charakterisiert, die auf periodische Überflutungen und Verfrachtungen von Feinklastika in die Kohlesümpfe zurückzuführen sind. Wandernde Flußgerinne, ausgelöst durch rasch wechselnde Sedimentfracht und Ablagerungsrate, führten zu zyklischen Ablagerungen. Häufig auftretende laterale Gerinneverlagerungen erklären die asymmetrischen Zyklen in diesem fluvio-deltaischen Ablagerungsmodell.

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Résumé Des analyses statistiques ont été effectuées par la méthode de Markov sur le Permien inférieur charbonnier du bassin de Mchuchuma (Tanzanie du sud-ouest) dans le but de montrer l'existence de cycles sédimentaires. Les résultats font apparaître une séquence, typique de ce bassin, qui s'ordonne ainsi de bas en haut: (A) grès grossier, (B) grès moyen, (C) grès fin à très fin, (F) siltite, (E) pélite, (F) charbon ou (E+F) et de nouveau (A) grès grossier. Les cycles sont pour la plupart assymétriques (ABCDEF-ABC...) mais il en existe aussi de symétriques (ABCDEFED).Les résultats obtenus par la méthode de Markov concordent avec les observations sédimentologiques relatives au milieu de dépôt. Les cycles granoclassés débutent par des sables fluviatiles surmontés par des dépôts de levées suivis à leur tour de »back swamps«, et se terminent par des dépôts de marais tourbeux. La partie supérieure de la série est caractérisée par une stratification alternée de charbon et de pélite due à des inondations périodiques amenant dans les marais des produits clastiques fins qui interrompaient la formation de la tourbe. La sédimentation cyclique s'explique par la migration de chenaux, provoquée par les variations de l'apport sédimentaire et de la vitesse de dépôt. Les fréquents déplacements latéraux des chenaux expliquent l'asymétrie des cycles, dans ce modèle fluvio-deltaïque.

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- Mchuchuma (-). , : (A) ; (B) ; (C) - ; (D) ; (E) ; (F) , (E + F) (A) . (ABCDEF-ABCD), (ABCDEFED). . « » , , , . (). , , , . / .

     

WHAT ABOUT GROUND WATER?

EDITOR'S NOTE: The following article by Ralph C. Heath which appeared in the January 1973 issue of the North Carolina Engineer is another excellent example of how ground-water geologists and hydrologists should and must speak out in their communities in support of ground-water development.     

Dispersion of surface plumes in the Southern North Sea

Summary Continuous releases of fluorescent dye were made in the southern North Sea and the power law dependence of the plume width, represented by _y , against the diffusion time determined. The spreading was non-Fickian and could be represented in the form _y ² =B ² t whereB was a diffusion velocity of magnitude 1.4×10^–2 m/s. Such spreading was reproduced in both particle tracking and finite difference plume models by allowing the horizontal diffusivity,K _H, to depend linearly on diffusion time. The weakness of this method is that it is not clear how the diffusion parameters can be extrapolated to weather conditions that are different to those prevailing at the time of the experiments. However, comparable spreading rates were obtained by combining a Fickian diffusion model with an advective field that represented the near-surface current shears due to wind and waves. The resulting shear diffusion effect produced realistic simulation of the observed dispersion rates. An advantage of this approach is that it enables predictions to be made over a range of weather conditions provided that the wind and wave shears can be accurately parameterized.

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Ausbreitung von Tracerwolken an der Oberfläche in der südlichen Nordsee

Zusammenfassung Fluoreszierender Farbstoff wurde in der südlichen Nordsee kontinuierlich freigesetzt und die Breite der Wolke, repräsentiert durch _y , in Abhägigkeit von der Ausbreitungszeit bestimmt. Die Ausbreitung folgte nicht dem Fickschen Ansatz und konnte in der Form _y ² =B ² t dargestellt werden, wobeiB eine Ausbreitungsgeschwindigkeit von der Größenordnung 1.4×10^–2 m/s darstellt. Eine derartige Ausbreitung wurde sowohl mit Modellen des Partikel-Tracking als auch mit Modellen der finiten Differenzen reproduziert, wobei die horizontale AusbreitungsgrößeK _H linear von der Diffusionszeit abhängig war. Die Schwäche dieser Methode ist, daß es nicht klar ist, wie die Diffusions-Parameter für andere Wetterbedingungen als zur Zeit des Experiments zu extrapolieren wären. Vergleichbare Ausbreitungsverhältnisse werden durch die Kombination eines Fickschen Diffusionsmodells mit einem advektiven Feld erreicht, welches die oberflächennahen durch Wind und Wellen verursachten Stromscherungen berücksichtigt. Der so resultierende Scher-Diffusions-Effekt erbrachte ein realistische Simulation der beobachteten Ausbreitung. Ein Vorteil dieses Vorgehens ist, daß es Vorhersagen über einen Bereich von Wetterbedingungen ermöglicht, vorausgesetzt, daß die durch Wind und Wellen verurschte Scherung zutreffend parameterisiert werden kann.

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La dispersion de la panache de surface dans la partie sud de la Mer du Nord

Résumé A partir de déversements continus de produits fluorescents effectués dans la partie sud de la Mer du Nord, on a pu déterminer l'expression de la largeur du panache _y , par son carré en fonction du temps de diffusion. La dispersion n'était pas du type Fickian et était représentée sous la forme _y ² =B ² t aB était une vitesse de diffusion de grandeur égale 1.4×10^–2 m/s. Une telle dispersion peut être reproduite par une modélisation du panache à la fois par suivi de particules et aux différences finies en admettant que le coefficient de diffusion horizontaleK _H dépendait linéairement du temps. L'inconvénient de cette méthode est qu'il n'est pas facile de savoir comment les paramètres de diffusion peuvent être extrapolés à des conditions météorologiques différentes de celles prévalant au moment des expériences. Quoi qu'il en soit, des taux de dispersion comparables ont été obtenus en combinant un modèle de diffusion Fickian avec un champ d'advection qui représentait les cisaillements de courant de surface dus au vent et aux vagues. L'effet de diffusion du cisaillement résultant produisit une simulation réaliste des taux de dispersion observés. Un avantage de cette approche est de rendre possible des prédictions réalisées à travers un éventail de conditions météorologiques à condition que les cisaillements liés au vent et aux vagues puissent être paramétrisés avec précision.

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SUJETS A TRAITER POUR L'ASSEMBLÉE DE 1960

ABSTRACT

The present paper reports on some practical experiences gained in computing unit hydrographs (UH) according to the “classical” linear theory. The sizes of the drainage basins varied from 50 to 800 km² of hilly country.     

Ground viscosity and stiffness measurements for near surface seismic velocity

In land surveys, the weathering layer can often distort the seismic signal due to it passing through rapid velocity and density changes, dispersion, scattering and inelastic absorption. In a simple spring‐dashpot model for the earth response, an equivalent medium groups these complex phenomena into two parameters only; these are called ground viscosity and ground stiffness. The most recent controllers for vibrators can estimate both parameters. To validate these measurements, Saudi Aramco conducted an experiment measuring ground viscosity and stiffness from two different vibrator control systems over an area of varying terrain conditions, including unconsolidated sand and limestone outcrop. The two systems measured different values, but detected similar trends that correlated well with weathering conditions and surface geology, e.g. lower viscosity values on the outcrop than on the sand. The ratio of ground viscosity to ground stiffness can approximate the shallow S‐wave velocity, which we converted into P‐wave velocity through calibration with sparse uphole data. Static corrections incorporating this velocity information somewhat improved the focusing of seismic time sections. This new approach does not require additional acquisition efforts, and can model shallow complex formations in arid areas where classical static methods often fail.     

Das Sockelstockwerk in den Randzonen der Urkontinente

The rocks of the cratonic foreland extend underneath many orogens, where they are subjected to “regeneration” during the geosynclinal phase and to superimposed structures during the folding of the orogen. Such structural and metamorphic alterations are now exposed in the “Sockelstockwerk” of certain orogenic belts in Africa, America, Australia and Europe. In this deep level, originally situated between the bottom of the geosyncline and the migmatite stockwerk, the following zones have been observed along the total length of the orogenic belt: border zone along the margin of the cratonic foreland: broad belt with superimposed structures of two (ore more) different orogenic deformations; main vergency fan, marking the central axis of the orogen. This fan often is a lineament with deep roots and a structure of continental importance.     

An ionometric counter for condensation nuclei

Summary Condensation nuclei detectable in the range of supersaturation used in the expansion method do not play the role expected earlier, for the production of water droplets in natural clouds.However, these nuclei exist in the atmosphere, and they can be of importance in other processes in the air; for example, they can be partners for annihilation of small air ions there. Therefore, a direct investigation of the interaction between the condensation nuclei and the small air ions may be of interest. For this purpose an, ionometric counter for condensation nuclei is designed, in which the air under examination is mixed in a mixing chamber with small air ions produced by a tritium ion-generator, and the presence of condensation nuclei is measured by the decrease of the concentration of air ions recorded with an aspiration ion counter as compared to the concentration recorded when filtered air was originally sucked through the mixing chamber.Comparatively rapid variations of the concentration of nuclei can be continuously recorded. The electrical properties of the aerosol particles destroying air ions can be investigated by inserting an electrical filter. By the ionometric counter condensation nuclei can be investigated without adding water particles to them.     

Buchbesprechungen

Ohne Zusammenfassung