Seasonal δS variations in two high elevation snow pits measured by S-S double spike thermal ionization mass spectrometry

δ³⁴S and sulfate concentrations were determined in snow pit samples using a thermal ionization mass spectrometric technique capable of 0.2‰ accuracy and requires ≈5 μg (0.16 μmol) natural S. The technique utilizes a ³³S-³⁶S double spike for instrumental mass fractionation correction, and has been applied to snow pit samples collected from the Inilchek Glacier, Kyrgyzstan and from Summit, Greenland. These δ³⁴S determinations provide the first high-resolution seasonal data for these sites, and are used to estimate seasonal sulfate sources. Deuterium (δD) and oxygen (δ¹⁸O) isotope data show that the Inilchek and Summit snow pit samples represent precipitation over ≈20 months.The δ³⁴S values for the Inilchek ranged from +2.6 ± 0.4‰ to +7.6 ± 0.4‰ on sample sizes ranging from 0.3 to 1.8 μmol S. δ³⁴S values for Greenland ranged from +3.6 ± 0.7‰ to +13.3 ± 5‰ for sample sizes ranging from 0.05 to 0.29 μmol S. The concentration ranged from 92.6 ± 0.4 to 1049 ± 4 ng/g for the Inilchek and 18 ± 9 to 93 ± 6 ng/g for the Greenland snow pit. Anthropogenic sulfate dominates throughout the sampled time interval for both sites based on mass balance considerations. Additionally, both sites exhibit a seasonal signature in both δ³⁴S and concentration. The thermal ionization mass spectrometric technique has three advantages compared to gas source isotopic methods: (1) sample size requirements of this technique are 10-fold less permitting access to the higher resolution S isotope record of low concentration snow and ice, (2) the double spike technique permits δ³⁴S and S concentration to be determined simultaneously, and (3) the double spike is an internal standard.     

Tektonische Probleme in Süd-China

Ohne Zusammenfassung     

Zur Stratigraphie der grobklastischen Fazies im Oxfordium des Wiehengebirges

Zusammenfassung Der Fund vonPeltoceratoides instabiliformis n. sp. in Steinbrüchen am Gehn nordwestlich von Osnabrück (Abb. 3) liefert weitere Kriterien, daß der Wiehengebirgssandstein, dessen stratigraphische Stellung wegen Mangel charakteristischer Fossilien unsicher ist, ins höhere Oxfordium zu stellen ist. Diese grobklastische Fazies vertritt im Wiehengebirge im wesentlichen die für das Wesergebirge typische kalkige Fazies des Korallenooliths. Anschließend wird zu einer neueren paläogeographischen Mitteilung über den Korallenoolith Nordwestdeutschlands kurz Stellung genommen.

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In quarries at the Gehn NW of Osnabrück, several specimens ofPeltoceratoides instabiliformis n. sp. have been found. This gives further indications to the stratigraphic position of the Wiehengebirgs sandstone — which is uncertain, due to the lack of characteristic fossils — to be of Upper Oxfordian age. In the Wiehengebirge though, this coarse clastic facies substitutes to a large extent the calcareous facies of the Korallenoolith typical for the Wesergebirge.A recent paleogeographic report on the Korallenoolith of NW-Germany is then briefly discussed.

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Résumé LesPeltoceratoides instabiliformis n. sp. découverts dans des carrières du Gehn au nord-ouest d'Osnabrück fournissent d'autres indices affirmant que le grès du Wiehengebirge dont la position stratigraphique est incertaine faute de fossiles caractéristiques doit être attribué à l'Oxfordien supérieur. Dans le Wiehengebirge, ce faciès clastique à grain grossier remplace dans l'essentiel le faciès calcaire du Korallenoolith typique pour le Wesergebirge.Il suit une brève critique d'une communication paléogéographique récemment parue sur le Korallenoolith du Nord-Ouest de l'Allemagne.

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. Peltoceratoides instabiliformis n. sp. . . , . - .

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Herrn Professor Dr.Roland Brinkmann zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Diskordante Tektonik

Zusammenfassung Die Verfolgung tektonischer Strukturen in die Tiefe ist nur bei kontinuierlicher Verformung einfach. Physikalische oder strukturelle Änderungen innerhalb der sich verformenden Körper, sowie Änderungen in der Richtung der verformenden KrÄfte, bedingungen diskontinuierliche Änderungen in den erzeugten Strukturen, z. B. Scheitelverschiebung, Rückverformung, DurchprÄgung überwÄltigter Strukturen.

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To pursue tectonical structures beyond observations is simple only if deformations are continuous. Changes of physical or structural properties of rocks, as well as changes in the direction of transforming forces, create discontinuous alterations within thus generated structures, e. g. displacement of apex, retrograde transformation, penetration of subdued lower structures.

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Résumé Le prolongement des structures tectoniques en profondeur n'est simple que dans le cas de déformations continues. Des changements de propriétés physiques ou structurales durant les déformations à l'intérieur des corps tectoniques, ainsi que des modifications dans la direction des forces actives, produisent des transformations discontinues dans les structures engendrées, p. ex. déplacements des sommets des anticlinaux, déformations en retour, rejeu de structures anciennes et leur pénétration dans les structures superposées; etc.

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Rezente und fossile Flachmeer-absätze petrologisch betrachtet und gedeutet

Zusammenfassung Bei der Sedimentbildung im Flachmeer wird zwischen Kurzschweb (KS) im oberen durchbewegten Teil des Meeres und Langschweb (LS) des ruhigen Wassers unterschieden. Deren Grenze liegt je nach der Windwirkung zwischen 2,5 und 250 m Tiefe. Wechsel in der Größe klastischer Körner weist auf Änderung der Wasserbewegung, solcher des Kalkgehalts auf Klimaänderung hin.Bei sinkendem Meeresboden gibt es im KS-Bereich stets eine Zone, in der kontinuierlich so viel Sediment angehäuft wird, wie die Senkung beträgt. Da ohne Senkung der Absatz weiter verfrachtet würde, verdankt dies Sediment seine Entstehung der Senkung. Solch desidiertes Sediment wächst, bei gleichbleibender Tiefe des Wassers, nach unten, im Gegensatz zum ascendenten Sediment.Wo im KS-Bereich das Ausmaß von Senkung und Anhäufung gleich ist, entstehen erdgeschichtlich volldokumentäre Sedimente. Je schneller die Senkung, desto reicher und lesbarer der Inhalt. Im übrigen Teil des KS-Bereichs bedingen zahlreiche Unterbrechungen des Absatzes ein teildokumentäres Sediment. Im LS-Niederschlag fallen jene erdgeschichtlichen Ereignisse aus, die durch Wasserbewegung erkennbar werden. Da Bodenbewohner und Verdichtung die primäre Schichtung zerstören, bleibt ein erdgeschichtlich grobdokumentäres Sediment.Cyklische Sedimente entsprechen den volldokumentären.Aus den Sedimentations-Bedingungen in Ostsee, Nordsee, Mittelmeer und Golf de Gascogne werden zunächst Gesetzmäßigkeiten der Sediment-Bildung in der Flachsee abgeleitet. Daran anschließend soll versucht werden, fossile Flachsee-Ablagerungen zu deuten.Das Schrifttum, soweit nicht im Geologischen Institut Kiel vorhanden, durfte ich dankenswerterweise einsehen in den Büchereien des Instituts für Meereskunde Kiel und des Deutschen Hydrographischen Instituts Hamburg. Herrn Dr.Jarke vom letztgenannten Institut bin ich für Gedanken-Austausch und Hinweise zu besonderem Dank verpflichtet.     

Die Wittlicher Rotliegend-Senke und ihre tektonische Stellung im Rheinischen Schiefergebirge

Zusammenfassung Die Wittlicher Rotliegendsenke ist synsedimentär während des Oberrotliegenden und Zechsteins abgesunken. Der SE-Rand lagert dem flach nach NW eintauchenden Hunsrückschiefer auf; der NW-Rand wird durch eine Verwerfung gebildet, die innerhalb der Wissenbacher Schiefer liegt und der Schieferung dieser Gesteine parallel läuft.Feintektonische Untersuchungen des devonischen Rahmens der Senke lassen auch schon während der varistischen Faltung Bewegungsvorgänge erkennen, die das Einsinken der Rotliegend-Senke vorbereiten.     

Betrachtungen über die Grundschicht

Zusammenfassung 1. Es werden die einzelnen Vorgänge besprochen, die das eigentümliche Verhalten der Veränderlichkeit von Druck und Temperatur in ihrer vertikalen Verteilung erklären sollen. Wenn ein unteres an der Erdoberfläche vorhandenes Druckausgleichsniveau vorhanden ist und ein weiteres in grösserer Höhe, so müssen Temperaturänderungen in dem einen Niveau durch solche eines anderen ausgeglichen, kompensiert werden. Es wird gezeigt, dass dem kompensierenden Einfluss der mittleren und oberen Troposphäre ein kompensierender Einfluss der Kälte- und Wärmewellen aus dem Bereiche der Grundschicht entgegenwirkt, sodass letzten Endes das Druckausgleichsniveau nicht mehr am Erdboden liegt, sondern in eine Höhe verschoben wird, die der ungefähren Höhe der Grundschicht entspricht. — 2. Der Einfluss von Reibung und Konvektion auf die Bildung der Grundschicht wird besprochen. Die Reibung wirkt langsam und immer schichtweise. Die Konvektion wirkt rascher, aber zunächst immer nur lokal. Im Verlaufe längerer Zeit kann aber auch die Konvektion eine Homogenisierung der unteren Luftschichten bewirken, also eine Luftschicht von einem einheitlichen Charakter schaffen. Dieser Prozess wird noch verstärkt, wenn die Konvektion mit Kondensation verbunden ist. Jetzt ist eine weitere Ueberhöhung der Grundschicht möglich. Da dieser Prozess aber über weite Räume nicht von gleicher Grösse ist, wird diese Ueberhöhung vielfach gebietsweise verschieden sein. Die Grundschicht vom Böenwettertyp hat daher gewöhnlich keine einheitliche Oberfläche über weite Gebiete hinweg. — 3. Ein weiterer Faktor, der für die Bildung der Grundschicht von Bedeutung ist, ist die Strahlung. Da der Beitrag, den jeder der drei Faktoren (Reibung, Konvektion, Strahlung) zur Bildung der Grundschicht beisteuert, nicht errechnet werden kann, muss man sich zunächst mit einer qualititativen Abschätzung der Einflüsse der einzelnen an der Bildung der Grundschicht beteiligten Faktoren begnügen. Ein entsprechendes Schema wird vorgelegt und besprochen.

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Summary 1. There are discussed individual proceedings which shall explain the characteristic behaviour of pressure, and temperature instability in their vertical distribution. When there exists equalization of pressure on a lower level near the ground, and again on a higher level, changes of temperature on one level will be compensated by such on another level. It is shown that the compensating influence of middle and upper troposphere is opposed by the compensating influence of cold, and heat waves from the ground layer, ultimately resulting in the removal of the level of pressure equalization from the ground to an altitude roughly corresponding to the height of ground layer. — 2. The influence of friction and convection on the formation of ground layer is discussed. While friction is acting slowly and by layers, convection is acting more rapidly, but only locally at first. In the long run however, also convection can produce homogeneity of the lower layers of the atmosphere, i. e. an atmospheric layer of uniform character. This process is being intensified when convection is associated with condensation. Then, another increase in height of the ground layer will be possible. However, as this process will not be of similar intensity over wide stages, the increase in height will vary locally. Therefore, generally the ground layer of the squally weather type will not possess a uniform surface extending over wide areas. — 3. Another important factor in the formation of ground layer is radiation. Since the share taken by each of the three factors (friction, convection, radiation) cannot be computed, one must be satisfied with qualitative valuation of the influence of the factors participating in the formation of ground layer. An appropriate scheme is submitted and discussed.

     

Multivariate statistische Auswertung von Schwermineraldaten der alpinen Gosau und Bezüge zur plattentektonischen Entwicklung der Ostalpen während der Oberkreide

Zusammenfassung Aus Schwermineraldaten verschiedener Oberkreidevorkommen der alpinen Gosau werden mit einer speziellen Variante der Q-Modus Faktorenanalyse lithologische Endglieder zur Rekonstruktion der Liefergebiete modelliert. Dabei zeigt sich, daß zeitlich zwischen der bekannten Chromspinell-Schüttung aus Ophiolithen im Norden und der Zufuhr von Granat aus dem Kristallin der Ostalpen im Süden während des Campan ein kratonisches Hinterland vorhanden ist, das sowohl reifen (Zirkon, Turmalin, Rutil) als auch sauer plutonischen Detritus (Zirkon, Apatit) in die Gosaubecken einbringt.Diese Befunde bestätigen und präzisieren das vonFrisch (1979) vorgelegte plattentektonische Konzept: Als Folge der Subduktion des südpenninischen Piedmont Ozeans und gleichzeitiger Öffnung des nordpenninischen Valais Ozeans kollidiert im Campan die mittelpenninische Briançonnais-Mikroplatte mit dem Austroalpin der adriatischen Platte. Dem entspricht die Abnahme der Chromspinellzufuhr und die Zunahme von Detritus aus einem kratonischen Liefergebiet in den Gosau Sedimenten des Untercampan. Nach der intragosauischen Gebirgsbildungsphase hält die Zufuhr von kratonischem Material aus dem Mittelpenninikum während dessen Überschiebung im Obercampan an. Gleichzeitig beginnt die Freilegung von austroalpinen Kristallinarealen, die generell ab dem Maastricht zur Vorherrschaft eines metamorphen Schwermineralspektrums führt.

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Heavy mineral data from the Late Cretaceous clastic sediments of the Alpine Gosau formation were processed using extended Q-mode factor analysis in order to model in detail end members of lithological associations in search of provenance. The results show clearly a cratonic source area which furnished both mature (zircon, tourmaline, rutile) and acid plutomc (zircon, apatite) detritus into the Gosau basins during Campanian time. Stratigraphically, the mature-plutonic detritus ranges between the well known chromspinel supply from ophiolites in the north and the influx of garnet from metamorphic rocks of the Eastern Alps in the south.This confirms and clarifies the plate tectonic model proposed byFrisch (1979): The Middle Penninic Briançonian microplate collided with the Austroalpine unit of the Adriatic plate as result of both the subduction of the South Penninic Piedmont ocean and the contemporaneous opening of the North Penninic Valais ocean. The sedimentological response was a decrease in chromspinel and an increase in the minerals of cratonic provenance in the Gosau sediments of Early Campanian age. The cratonic detritus continued to dominate in the Late Campanian after the intragosauic orogenic movements as the Briançonian plate was beeing overthrust. At this time the erosion of Austroalpine metamorphic areas started, leading to the predominance of heavy minerals of metamorphic source from the Latest Cretaceous (Maastrichtian) onwards.

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Résumé Une forme particulière d'analyse factorielle en mode.Q a été appliquée aux minéraux lourdes provenant de divers sites du Crétacé supérieur du Gosau (Alpes orientales), en vue de rechercher l'origine des sédiments. Cette méthode montre clairement l'existence au Campanien d'une source cratonique qui alimenterait le bassin du Gosau à la fois en éléments matures (zircon, tourmaline, rutile) et en éléments plutoniques acides (zircon, apatite). Cet apport se situe stratigraphiquement entre les arrivées de spinelle chromifère provenant des ophiolites au Nord et de grenat provenant des métamorphites des Alpes occidentales au Sud.Ces résultats confiment et précisent le modèle géodynamique proposé par Frisch (1979): à la suite de la subduction de l'océan sud-pennique piémontais et de l'ouverture de l'océan nord-pennique valaisan, une collision se produisit au Campanien entre la microplaque méso-pennique brianonnaise et l-Austro-alpin de la plaque adriatique. La réponse sédimentologique à cet événement a été, dans les sédiments companiens infeérieurs du Gosau, une diminution de l'afflux de spinelles chromifères et un accroissement des minéraux de provenance cratonique. Au Campanien supérieur, après la phase tectonique intro-gosauienne, l'apport des matériaux cratoniques a continué pendant le charriage de la plaque briançonnaise. En même temps commençait l'érosion de l'aire métamorphique austroalpine amenant, à partir du Maastrichtien une prédominance de minéraux lourdes d'órigine métamorphique.

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. , , , , — , . , 1979 : Valais Briançonnais - . . . , . . - , .

     

Development and changes in the Eastern Province of Saudi Arabia

Due to a particularly favourable geologic and tectonic setting in the Eastern Province, Saudi Arabia has the world largest oil reserves and is the third largest oil-producing nation in the world. Based on oil and gas revenues, the Kingdom experienced an overwhelming development during the last few decades, changing a desert country into a modern industrialized nation. Main characteristics of spatial changes are based on processes of urbanization and industrialization, on agricultural reclamations and infra-structural developments. Since the natural environment of deserts and semi-deserts in the Eastern Province is determined by an extremely sensitive equilibrium, environmental impacts, shortages in water resources, as well as limited human resources are causing basic problems, which will influence future developments.