Die Bedeutung der Süddeutschen Großscholle in der Geodynamik Westeuropas

The crustal plate of Southern Germany models, in a highly instructive way, the real behaviour of continental crustal plates in the immediate foreland of an active orogenic mountain belt. The frontier line between alpidic and outer-alpine strain pattern crossed this first order tectonic unit. During Upper Tertiary times, the crustal plate of Southern Germany shows an anticlockwise rotation of the direction of maximal principal stress (from NNE/SSW through NNW/SSE to NW/SE), nearly contemporaneous to the transition from alpine Flysch-to Molasse-to postorogenic sedimentation. From prae-Upper Cretaceous to Oligocene, NNE-SSW-plate movement follows a direction more or less parallel — not perpendicular — to the North Atlantic midocean ridge. Since the Pliocene, the axis of tectonic transport (a in rock fabrics nomenclature) turns to a more northwesterly-southeasterly position, so nearly becoming to the well known sea-floor spreading concept. But, at that time, alpine orogenesis comes to an end. Today, neither in the Alps nor in their foreland, any adequate subduction zone to counterbalance the opening of the North Atlantic (as supposed by means of paleomagnetic data) still exists. Since early Pliocene time, the Southern Germany crustal plate shows, in spite of the overburden by thick Molasse sediments, neither any subsidence nor underthrusting the Alps, but, on the contrary, uplifting in a magnitude up to more than fivehundred meters, while the opening of the North Atlantic seems to continue. So we find some serious inconsistencies between the so called new global tectonics and the tectonic evolution of the Southern Germany crustal plate.     

Cultures monoalgales: courte description et discussion d'une méthode permettant une observation à fort grossissement des cellules avant leur isolement à l'aide d'un emporte-pièce

A method allowing isolation of phytoplancton algae for unialgal cultures is briefly described. Advantages and limits of the method are discussed.     

A Case Study on the Effects of Heterogeneous Soil Moisture on Mesoscale Boundary-Layer Structure in the Southern Great Plains, U.S.A. Part II: Mesoscale Modelling

The importance of soil moisture inputs and improved model physics in the prediction of the daytime boundary-layer structure during the Southern Great Plains Hydrology Experiment 1997 (SGP97) is investigated using the non-hydrostatic fifth-generation Pennsylvania State University/National Center for Atmospheric Research (PSU/NCAR) Mesoscale Model MM5. This is Part II of a two-part study examining the relationship of surface heterogeneity to observed boundary-layer structure. Part I focuses on observations and utilizes a simple model while Part II uses observations and MM5 modelling. Soil moisture inputs tested include a lookup table based on soil type and season, output from an offline land-surface model (LSM) forced by atmospheric observations, and high-resolution ( 800 m) airborne microwave remotely sensed data. Model physics improvements are investigated by comparing an LSM directly coupled with the MM5 to a simpler force-restore method at the surface. The scale of land surface heterogeneities is compared to the scale of their effects on boundary-layer structure.The use of more detailed soil moisture fields allowed the MM5 to better represent the large-scale (hundreds of km) and small-scale (tens of km) horizontal gradients in surface-layer weather and, to a lesser degree, the atmospheric boundary-layer (ABL) height, which was evaluated against observations measured by differential absorption lidar (DIAL). The benefits of coupling an LSM to the MM5 were not readily evident in this summertime case, with the model having particular difficulty simulating the timing of maximum surface fluxes while underestimating the depth of the mixed layer.     

Ein stratiformes Fluoritvorkommen im Zechsteindolomit bei Eschwege und Sontra in Hessen

Zusammenfassung Im Hauptdolomit (Ca₂) und im Plattendolomit (Ca₃) des mittleren Zechsteins bei Eschwege und Sontra in Hessen wurde 1974 erstmals Fluorit entdeckt. Durch Bohrungen, chemische und geochemische Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, daß im Hauptdolomit der Fluorit schichtgebunden, gelegentlich in dunklen Lagen und Linsen bis 0,5 m mächtig, makroskopisch sichtbar auftritt. Häufiger kommt er in 18–20 m mächtigen Zonen vor, die aber wegen des geringen Fluoritgehaltes von unter 10 % CaF₂ sich von dem grauweißen Dolomit ohne Fluorit nicht unterscheiden.In den dunklen bis schwarz gefärbten Lagen schwanken die Fluoritgehalte zwischen 10 und 50 % CaF₂. Einzelproben enthalten bis 80 % CaF₂. Die Dunkelfärbung ist teils durch den Gehalt von violettem Fluorit, mehr noch durch Bitumen bedingt.Fluorit wurde ferner im stratigraphisch höher gelegenen Plattendolomit (Ca₃) der Leine-Serie Z3 gefunden. In Aufschlüssen und Steinbrüchen in der Nähe von Sontra enthält der Plattendolomit lokal 1–4 % CaF₂.Die makro- und mikroskopisch sichtbare Wechsellagerung von Fluorit und Dolomit mit einem deutlichen Lagengefüge und das Fehlen von hydrothermalem Fluorit und anderen Mineralien auf Gängen und Klüften sind Beweise für eine synsedimentäre Bildung des Fluorites im Hauptdolomit (Ca₂) und Plattendolomit (Ca₃) in Hessen. Für den Hauptdolomit wird angenommen, daß er spätdiagenetisch entstanden ist. Dies dürfte auch für den Fluorit zutreffen. Als Bildungsbereich werden flache Lagunen mit salinärer Fazies angenommen. Das Fluor stammt aus dem normalen Gehalt des Meerwassers. Es muß aber angenommen werden, daß der Fluorgehalt des Meerwassers durch Zufuhr von Fluor aus dem Festlande, z. B. aus den fluorreichen Graniten des Harzes merklich erhöht wurde. Nur so sind die großen Fluoritmengen im Zechsteindolomit in Hessen zu erklären. Sie werden auf 5–7·10⁶ + CaF₂ geschätzt.

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In 1974, fluorite was detected for the first time in the Hauptdolomit (Ca₂) and in the Plattendolomit (Ca₃) of the Middle Zechsteinformation near Eschwege and Sontra, Hessia. It was confirmed by means of drilling, chemical and geochemical investigations that the fluorite in the Hauptdolomit is stratabound. It occurs both locally in the form of macroscopic dark layers and lenses of up to 0,5 m thickness and moreoften, as zones up to 18–20 m thick which cannot macroscopically be distinguished from the greyish white dolomite without fluorite because of the low CaF₂ content (less than 10 %).The fluorite contents vary between 10 an 50 % CaF₂ in the dark black layers. Special samples may contain up to 80 % CaF₂. The dark colour derives partly from the lilac fluorite but to a greater degree from bitumous material.Fluorite has also been detected in the stratigraphically higher Plattendolomit (Ca₃) of the Leine-Series Z 3. Outcrops and quarries near Sontra have local contents of 1–4 % CaF₂.The macroscopic and microscopic interstratification of fluorite and dolomite with clear layer textures and the absence of hydrothermal fluorite and other minerals in veins of fissures are evidence for a synsedimentary formation of the fluorite in the Hauptdolomit (Ca₂) and the Plattendolomit (Ca₃). The Hauptdolomit is thought to have developed during late diagenesis. This should be valid for the fluorite, too. Shallow lagoons of a salinar facies are thought to have been the depositional environment. The fluorite precipitated from the sea waters, which were apparently enriched in fluorine by erosion at the fluorine rich granites of the Harz mountains. This is the only obvious explanation of the large amounts of fluorine in the Zechstein dolomite, estimated at 5–7×10⁶ tonnes CaF₂.

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Résumé En 1974, de la fluorine fut découverte dans la dolomie dite »Hauptdolomit« (Ca₂) et dans la dolomie dite »Plattendolomit» (Ca₃) du Zechstein moyen, près d'Eschwege et de Sontra, en Hesse. Les sondages effectués ainsi que les analyses chimiques et géochimiques ont montré que la fluorine se rencontre de façon stratiforme dans la »Hauptdolomit«, quelquefois en couches et lentilles foncées d'une épaisseur maximale de 0,5 m, ou elle est visible macroscopiquement. La fluorine est souvent présente en faibles teneurs (moins de 10% de CaF₂) dans des couches de 18 à 20 m d'épaisseur; de ce fait, ces dernières ne se distinguent pas de la dolomie gris-blanche exempte de fluorine.La teneur en fluorine varie de 10 % à 50% de CaF₂ dans les couches foncées à noires. Certains échantillons renferment jusqu'à 80% de CaF₂. La coloration foncée est due en partie à la fluorine violette, mais plus encore à la présence de bitume.De la fluorine fut également localisée dans la »Plattendolomit« (Ca₃) de la »LeineSerie Z 3«, qui est située à un niveau stratigraphique supérieur. Cette »Plattendolomit« telle qu'on la rencontre dans les affleurements et carrières des environs de Sontra, contient de 1–4% de CaF₂.L'alternance de fluorine et de dolomie qui, avec sa structure en couches nettement développées, est visible tant macroscopiquement que microscopiquement, ainsi que l'absence de fluorine hydrothermale et d'autres minéraux dans les filons et cassures, sont considérées comme preuves de la formation syn-sédimentaire de la fluorine dans la »Hauptdolomit« (Ca₂) et dans la »Plattendolomit« (Ca₃) de la Hesse. On suppose que la formation de la »Hauptdolomit« est diagénétique tardive. Cette hypothèse devrait également s'appliquer à la fluorine. Il est probable que ce processus a eu lieu dans les lagunes peu profondes à faciès salin. Le fluor provient de l'eau de mer à teneur normale. On peut cependant supposer que la teneur en fluor de l'eau de mer s'est accrue suite à l'apport de fluor provenant du continent, p.ex. à partir de granites riches en fluor du Harz. C'est seulement ainsi que peuvent s'expliquer les grandes quantités de fluorine de la dolomie du Zechstein, en Hesse. Elles sont évaluées entre 5 et 7 · 10⁶ de CaF₂.

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(Ca₂) (Ca₃) . , , , 0,5 . 18–20 , - — CaF₂ 10% — , . 10 50% CaF₂. 80% CaF₂. , . (Ca₃). 1–4% CaF₂. , , ; , . , Ca₂ . . , . . , ., , . . 5–7 × 10⁶ CaF₂.

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Unserem Lehrer, Herrn Professor Dr. Georg Fischer, München, zum 80. Geburtstag gewidmet.     

Pfunds-Landeck

Ohne Zusammenfassung     

Eine Differenzmethode zur Erhöhung der Meßgenauigkeit und Erweiterung des Meßbereiches normaler Drehkompensatoren

Zusammenfassung Eine Differenzmethode zur Erhöhung den Genauigkeit der Messung von optischen Gangunterschieden durch Drehkompensatoren und Erweiterung von deren Mcßbereich wind beschrieben und durch Beispiele geprüft und erläutert.Der Vorteil dieses Verfahrens liegt in der erreichbaren Genauigkeit der Bestimmung kleiner und großer , die meist haher liegt als die der direkten Ermittelung durch Kompensation auf . = 0.Bei kleinen und großen , kann durch Messung einer Summe von Gangunterschieden oder eines Restgangunterschiedes anstatt des im Meßpräparat vorliegenden die Messung stets in den besten Meßbereich des jeweils vorliegenden Kompensators gerückt werden. Darüberhinaus sind höhere, durch Kompensatoren mit kleinerem Meßbereich ebenso genau bzw. nosh genauer bestimmbar. Es muß nun durch einen Quarzkeil oder einen underen Kompensator die ungefähre Lage der Kompensationsstelle auf = 0 ermittelt werden.Unter Verwendung monoehromatischen Lichtes können auch in der Additionsstellung von Meßpraparat und Kompensator ebensogut und genau bestimmt werden wie in der bisher traditionell bevorzugten Subtraktionsstellung.     

Geology of the volcanic-hosted Brockman rare-metals deposit,Halls Creek Mobile Zone,northwest Australia. l. Volcanic environment,geochronology and petrography of the Brockman volcanics

Summary Rare-metals mineralization of the Brockman deposit (Halls Creek Mobile Zone, NW Australia) is hosted in a fluorite-bearing, rhyolitic volcaniclastic unit informally termed the Niobium Tuff. The Tuff, more correctly described as a tuffaceous volcaniclastic deposit, is the lowermost unit of a sequence of trachyte-to-rhyolite lavas, trachyandesite subvolcanic rocks, and volcaniclastic units of the Brockman volcanics located within the Halls Creek Group, a thick, early Proterozoic volcano-sedimentary sequence. High precision SHRIMP ion-microprobe zircon dating of the Niobium Tuff gives an eruption age of 1870 ± 4 Ma. Regional geochronological constraints indicate the Niobium Tuff was deposited about 15 Ma before major orogenic activity affected the area. Despite folding, faulting and low-grade metamorphism, the Brockman volcanics show excellent preservation of primary volcanological features, including pillow-lavas and pillow-breccias, that suggest a dominantly subaqueous, below-wave-base emplacement environment. The style of eruption products and magma volume constraints suggest the trachyte-dominated volcanics were erupted from a small shield volcanic complex probably in a rift-related basin in a shallow-marine setting. The tectonic setting was intraplate but differs from most Tertiary to recent trachyte volcanic complexes which are largely subaerial, are built on relatively thick continental crust, and show no post-eruptive orogenic history. Brockman-style rare-metal deposits are characterized by preservation of subaqueous volcanics beneath a thick sedimentary sequence, eruption of early incompatible-element enriched products followed by less differentiated magmas, and fine-grained mineralogy influenced by alteration processes. Prospects exist for discovery of analogous deposits, particularly in early Proterozoic mobile belts and Tertiary intraplate shield volcanic provinces.

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Geologie der an Vulkanite gebundenen Seltene-Metalle-Lagerstätte Brockman, Halls Creek Mobile Zone, Nordwest-Australien. I. Vulkanologie, Geochronologie und Petrographie der Brockman-Vulkanite

Zusammenfassung Selten-Metall-Vererzung der Brockman-Lagerstätten (Halls Creek Mobile Zone, NW Australien) sitzt in einer Fluorit-führenden, rhyolitischen vulkanoklastischen Einheit auf, die informell als der Niob-Tuff bezeichnet wird. Es handelt sich hier um ein vulkanoklastisches Tuff-Sediment; dieses ist die unterste Einheit einer Abfolge vor Trachyt bis Rhyolit-Laven, trachyandesitischen Subvulkaniten and vulkanoklastischen Einheiten der Brockman Vulkanite innerhalb der Halls Creek Gruppe, einer mächtigen frühproterozoischen vulkanosedimentdren Abfolge. Prüzisionsdatierungen des Niob Tuffs mit der SHRIMP Ionen-Mikrosonde ergeben ein Eruptionsalter von 1870 +-4 Millionen Jahren. Regionale geochronologische Zusammenhänge zeigen, daß der Niob Tuff etwa 15 Millionen Jahre vor einer größeren Orogenese, die das Gebiet betroffen hat, abgelagert wurde. Trotz Faltung, Bruchtektonik and niedriggradiger Metamorphose zeigen die Brockman-Vulkanite einen hervorragenden Erhaltungszustand primärer vulkanologischer Erscheinungen. Diese urnfassen auch Kissenlaven und KissenBreckzien, die eine vorwiegend subaquatische Ablagerung in ruhigem Wasser erkennen lassen. Die Art der Eruptionsprodukte and das Magmavolumen zeigen, daß die Trachytdominierten Vulkanite von einem kleinen Schildvulkan stammer, wahrscheinlich in einem Becken in einer Rift-Situation im seichten marinen Milieu. Die tektonische Situation war intraplate, aber unterscheidet sich von den meisten tertiären bis rezenten trachytischen Vulkan-Komplexen, die hauptsächlich subaerisch sind, auf einer relativ mächtigen kontinentalen Kruste aufsitzen, and keine post-eruptive orogene Entwicklung zeigen. Seltene-Metalle-Lagerstatten des Brockman-Typs rind durch die Erhaltung subaquatischer-Vulkanite unterhalb einer machtigen sedimentdren Abfolge gekennzeichnet; welters durch frühe Eruptionsprodukte, die an inkompatiblen Elementen angereichert sind, auf die dann weniger differenzierte Magmen folgten, und schließlich durch einen feinkörnigen Mineralbestand, der vor Umwandlungsprozessen betroffen war. Es besteht die Möglichkeit der Entdeckung analoger Lagerstätten, besonders in frühproterozoischen mobilen Gürteln und in tertidren intraplate Schildvulkan Provinzen.

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With 5 Figures

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Deceased     

Modeling the Population Effects of Hypoxia on Atlantic Croaker (<Emphasis Type="Italic">Micropogonias undulatus</Emphasis>) in the Northwestern Gulf of Mexico: Part 1—Model Description and Idealized Hypoxia

We developed a spatially explicit, individual-based model to analyze how hypoxia effects on reproduction, growth, and mortality of Atlantic croaker in the northwestern Gulf of Mexico lead to population-level responses. The model follows the hourly growth, mortality, reproduction, and movement of individuals on a 300 × 800 spatial grid of 1-km² cells for 140 years. Chlorophyll-a concentration, water temperature, and dissolved oxygen (DO) were specified daily for each grid cell and repeated for each year of the simulation. A bioenergetics model was used to represent growth, mortality was assumed stage- and age-dependent, and the movement behavior of juveniles and adults was modeled based on temperature and avoidance of low DO. Hypoxia effects were imposed using exposure effect submodels that converted time-varying exposures to low DO to reduced hourly growth, increased hourly mortality, and reduced annual fecundity. Results showed that 100 years of either mild or intermediate hypoxia produced small reductions in population abundance, while repeated severe hypoxia caused a 19% reduction in long-term population abundance. Relatively few individuals were exposed to low DO each hour, but many individuals experienced some exposure. The response was dominated by a 5% average reduction in annual fecundity of individuals. Under conditions of random sequences of mild, intermediate, and severe hypoxia years occurring in proportion to their historical frequency, the model predicted a 10% decrease in the long-term population abundance of croaker. A companion paper substitutes hourly DO values from a three-dimensional water quality model for the idealized hypoxia and results in a more realistic population reduction of about 25%.     

Copper sulphide formation chemistry at low temperatures

Summary Covellite, blaubleibender covellite, djurleite and chalcocite have been synthesized by the reaction between Cu₂O with aqueous Na₂S solutions at low temperatures. Digenite was produced by heating the dried products of the aqueous experimentation at 105°C for 50 days, but not directly from aqueous solution. Anilite was formed through air oxidation of chalcocite at room temperature. The pH and Eh conditions of formation of these phases have been studied and it has been shown that the synthetic results broadly reflect the theoretical stability fields for these compounds, inasmuch as more reduced copper sulphides are formed under higher pH and lower Eh conditions. Studies of the changes in these parameters during the course of the experiments have been used to outline the mechanisms involved in the reactions. It has been demonstrated that the form of the copper sulphide produced around neutral pH values is almost independent of the oxidation state of the copper reactant, but highly sensitive to the presence and concentration of elemental sulphur. A detailed discussion of the formation chemistry of copper sulphides in low temperature aqueous solutions is presented.

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Chemie der Kupfersulfidbildung bei niedrigen Temperaturen

Zusammenfassung Covellin, blaubleibender Covellin, Djurleit und Chalkosin wurden durch Reaktion zwischen Cu₂O und wäßrigen Na₂S-Lösungen bei niedrigen Temperaturen synthetisiert. Digenit entstand, wenn die getrockneten Produkte aus wäßrigen Lösungen 50 Tage bei 105°C getempert wurden, aber nicht direkt aus wäßriger Lösung. Anilit bildete sich aus Chalkosin bei Zimmertemperatur durch Oxidation an der Luft. Die pH- und Eh-Bedingungen für die Bildung dieser Phasen wurden untersucht und es wurde gezeigt, daß die Syntheseergebnisse im wesentlichen den theoretischen Stabilitätsfeldern dieser Verbindungen entsprechen, indem sich die stärker reduzierten Kupfersulfide unter höherem pH und kleinerem Eh bilden. Untersuchungen über die Änderung dieser Parameter im Verlauf der Experimente wurden zur Umreißung der Reaktionsmechanismen benützt. Es wurde gezeigt, daß die Art des Kupfersulfides, welches sich um neutrale pH-Werte bildet, fast nicht vom Oxidationszustand des reagierenden Kupfers, aber stark von der Anwesenheit und der Konzentration von elementarem Schwefel abhängt. Die Chemie der Bildung von Kupfersulfiden in wäßrigen Lösungen niedriger Temperatur wird ausführlich diskutiert.

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With 2 Figures