Organic geochemistry and petrology of barren and Mo–Ni–PGE mineralized marine black shales of the Lower Cambrian Niutitang Formation (South China)

Marine black shales of the Lower Cambrian Niutitang Formation in southern China host Mo–Ni–platinum group elements (PGE) mineralization confined to a phosphate- and pyrite-rich stratiform body (max. 20-cm thick). The H/C atomic ratio, carbon isotopic composition, FTIR spectra of bulk organic matter, and spectra of extractable part of organic matter indicate similar sources and thermal evolution of organic matter in barren and mineralized black shales.The morphology and relative abundance of organic particles in barren and mineralized shales are different. In barren black shales, organic particles comprise only elongated bodies and laminae 2–10 μm across or elongated larger bodies (> 10 μm) with R_max = 2.96–5.21% (Type I particles). Mineralized black shales contain Type I particles in rock matrix (90–95 vol%), small veinlets or irregular organic accumulations (Type II particles, 1–5 vol%) that display weak to well developed mosaic texture and a variable reflectance (R_max = 3.55–8.65%), and small (< 1 to 5 μm) rounded or irregular Type III organic particles (1–4 vol%) distributed within phosphate nodules and sulphide rip-up clasts. Type III particles show similar reflectance as particles of Type I in rock matrix. Type I particles are interpreted as remnants of in situ bacterially reworked organic matter of cyanobacteria/algal type, Type II as solidified products or oil-derived material (migrabitumen), and Type III particles as remnants of original organic matter in phosphatized or sulphidized algal/microbial oncolite-like bodies. Equivalent vitrinite reflectances of Type I and III particles in barren and mineralized rocks are similar and correspond to semi-anthracite and anthracite. Micro-Raman spectra of organic particles in rocks display a wide belt in the area of 1600 cm^− 1 (G belt) and approximately the same belt in the area of 1350 cm^− 1 (D belt). The ratio of integrated areas of the two belts correlate with R_max values.The Mo–Ni–PGE mineralized body is interpreted as to represent a remnant of phosphate- and sulphide-rich subaquatic hardground supplied with organic material derived from plankton and benthic communities as well as with algal/microbial oncolite-like bodies that originated in wave-agitated, shallow-water, nearshore environment.     

Une méthode globale d'estimation des températures des réservoirs alimentant les sources thermales. Exemple du Massif Central Français

A chemical model based on the equilibrium of water with quartz, albite, adularia, calcite, kaolinite or illite, and chlorite can explain the chemical composition of the main groups of hot springs in Massif Central. Temperature is the principal variable for determining this composition. Model temperatures generally agree with those given by classical cation geothermometers (t ? 135–150° C for Vichy. La Bourboule. Evaux and Châteauneuf; t ? 175–180° C for Chaudes Aigues and Saint Nectaire). The model fails to represent the composition of Mont Dore waters: the high temperatures given by classical geothermometers are considered doubtful.     

Magnetic properties of natural Mn-oxides

Summary The paper is devoted to the study of the magnetic properties, of the volume magnetic susceptibility in a weak magnetic field, of the specific magnetic susceptibility in a strong magnetic field, of natural remanent magnetization and its stability in A.C. fields, and of the temperature dependence of magnetic susceptibility of natural Mn-oxides. Samples of pyrolusite, polianite, manganite, hausmannite, psilomelan and wad from different localities all over the world were studied; the measured values are statistically treated so that the given values are valid in general. Hausmannite displayed typical values of the magnetic susceptibility, different from the values of the other Mn-oxides. In general, many natural Mn-oxides contain heterogeneous admixtures of Fe-oxides, which are responsible for their ferromagnetic properties. A high degree of magnetic hardness, predetermining the minerals for palaeomagnetic research, was proved with many of the natural Mn-oxides.     

Seismic noise at the international gravity point in Prague-Ruzyně (Czechoslovakia)

Summary The vertical component of ground displacement was measured at the Prague - Ruzyn International Gravity Point in the frequency range of 1–300 Hz. The permanent noise, the vibrations caused by the observers during gravimetric observations and by the wind, as well as those due to normal operations at the airport, display maximum peak-to-peak amplitudes of 0.06 µm in the frequency range of 1–50 Hz; with a CG-2 gravimeter this is not detrimental to the accuracy of the observations. The taxiing of turbo-jet and jet aircraft and engine tests of aircraft generate vibrations in frequency ranges of 75–90 and 190–270 Hz. Their amplitudes, according to the results of laboratory tests published for various types of gravity meters (CG-2, GAK-PT, GVP-3, KVG), are of magnitudes which generate errors in tenths of mgl.     

Kaledonische,herzynische und alpidische Ereignisse im Mittelostalpin nördlich der westlichen Hohen Tauern,abgeleitet aus petrographischen und geochronologischen Untersuchungen

Zusammenfassung Die Schwazer Augengneise (Kellerjoch-Gneise) und die Steinkogelschiefer wurden petrographisch und geochronologisch untersucht. Die Steinkogelschiefer und die Schwazer Augengneise zeigen eine prograde Metamorphose der Amphibolitfazies. Sie liegen auf den schwächer metamorphen Innsbrucker Quarzphylliten und unter den ebenfalls schwächer metamorphen Gesteinen der Grauwackenzone, nördlich der westlichen Hohen Tauern (Tirol, Salzburg, Österreich). Aufgrund des kombinierten Compston-Jeffery- und Nicolaysen-Diagramms ist das Sedimentationsalter des Eduktes der Steinkogelschiefer 540 Mio. Jahre. Das Alter der Platznahme des Eduktes der Schwazer Augengneise ist wahrscheinlich 425 Mio. Jahre. Eine kaledonische Metamorphose ist nicht nachweisbar.Die herzynische Metamorphose verursachte sowohl in den Schwazer Augengneisen als auch in den Steinkogelschiefern eine vollständige Sr-Homogenisierung im Gesamtgestein. Die Rb-Sr-Isochrone der Schwazer Augengneise ergibt ein Alter von 322±24 Mio. Jahren bei einem Sr⁸⁷/Sr⁸⁶-Isotopenverhältnis von 0.7180±0.0024. Die Rb-Sr-Isochrone der Steinkogelschiefer definiert ein Alter von 347±30 Mio. Jahren, bei einem Sr⁸⁷/Sr⁸⁶-Verhältnis von 0.7150±0.0021. Die herzynischen Phengite aus den Schwazer Augengneisen ergeben mit der Rb-Sr-Methode ein Abkühlungsalter von 273 bzw. 260 Mio. Jahren. Die K-Ar-Phengit- und Muscovitalter sind Mischalter, welche zwischen dem Alter der herzynischen und dem der frühalpinen Metamorphose liegen. Das frühalpine Ereignis wird durch Rb-Sr-Biotitalter um 90 Mio. Jahre erfaßt. Dieses Alter entspricht dem Zeitpunkt der Abkühlung der Gesteine unter 300 °C vor dem frühalpinen Deckenschub.Die K-Ar-Alter der Biotite sind geologisch nicht interpretierbar, da sie Ar-Überschuß zeigen.Die Überlagerung der Innsbrucker Quarzphyllite durch die Steinkogelschiefer und die Schwazer Augengneise ist wahrscheinlich das Ergebnis eines herzynischen Deckenbaus. Die Steinkogelschiefer und die Schwazer Augengneise könnten daher nicht zur mittelostalpinen Deckeneinheit gehören, sondern tektonisch gesehen, Teil des unterlagernden unterostalpinen Innsbrucker Quarzphyllites sein.

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Petrology and geochronology of the Schwazer Augengneis (Kellerjochgneis) and of the Steinkogelschiefer north of the western Tauern Window have been investigated. The Steinkogelschiefer are garnet-mica schists, the Schwazer Augengneis is an orthoaugengneiss. Both rock units show a prograde metamorphism of the amphibolite facies and are interbedded between the Innsbrucker Quarzphyllite and the Grauwackenzone. The Innsbrucker Quarzphyllite and the rocks of the Grauwackenzone clearly show in respect to the Schwazer Augengneis and the rocks of the Steinkogelschiefer unit a lower metamorphic grade of the greenschist facies. From combined Compston-Jeffery- and Nicolaysen-diagrams the age of the sediments from which the mica schists of the Steinkogelschiefer unit derives is 540 m. y. The age of the intrusion of the magma from which the Schwazer orthoaugengneis later originated is probably 425 m. y. A Caledonian metamorphism could not be demonstrated by radiometry. In the Schwazer Augengneis as well as in the paragneisses of the Steinkogelschiefer unit a complete Sr-homogenisation was produced by the hercynian metamorphism. An age of 322±24 m. y. and a Sr⁸⁷/Sr⁸⁶-ratio of 0.7180±0.0024 result from a Rb-Sr-Isochrone of the Schwazer Augengneis. The RbSr-Isochrone of the Steinkogelschiefer defines an age of 347±30 m. y. and a Sr⁸⁷/Sr⁸⁶-ratio of 0.7150±0.0021. From the Rb-Sr-method a cooling age of 273 and 260 m. y. is established for the phengites from the Schwazer Augengneis.K-Ar-ages of the muscovites and of the phengites are mixed ages between the hercynian and that of the eoalpine metamorphism. The eoalpine metamorphism is dated by the Rb-Sr-age of the biotites (90 m. y.). This age corresponds to the cooling of the rocks below a temperature of 300 °C before the eoalpine nappe transport.K-Ar-ages of the biotites show excess argon and are therefore from a geological point of view meaningless. From petrological and geochronological data it cannot be demonstrated that the tectonic position of the Schwazer Augengneis and of the Steinkogelschiefer unit on the top of the Innsbrucker Quarzphyllit and under the Grauwackenzone is due to the alpine nappe transport.From a tectonic point of view, the Steinkogelschiefer and the Schwazer Augengneis therefore probably belongs to the middle austroalpine unit of the Innsbrucker Quarzphyllit.

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Résumé Les gneiss oeillés de Schwaz (Kellerjochgneise) et les schistes de Steinkogel ont été étudiés par voie pétrographique et géochronologique.Tous deux montrent une métamorphose progradée du facies amphibolite. Ils reposent sur la série moins métamorphique des »Innsbrucker Quarzphyllit« et sous la Zone des grauwackes, également peu métamorphiques, au nord des »Hohe Tauern« occidentales Tyrol, Salzbourg, Autriche).Selon le diagramme combiné Compston-Jeffery et Nicolaysen l'âge de la sédimentation des schistes de Steinkogel est de 540 Mio. ans. L'âge de la sédimentation des gneiss oeillés de Schwaz est probablement 425 Mio. ans. Un métamorphisme calédonien ne peut être démontré.Le métamorphisme hercynien a causé — tant dans les gneiss oeillés de Schwaz que dans les schistes de Steinkogel — une homogénisation complète du Sic. L'isochrone RB/Sr des gneiss oeillés de Schwaz indique une âge de 322±24 Mio. ans et un rapport Sr⁸⁷/Sr⁸⁶ de 0.7180±0.0024.L'isochrone Rb/Sr des schistes de Steinkogel indique un âge de 347±30 Mio. et un rapport Sr⁸⁷/Sr⁸⁶ de 0.7150±0.0021. Les phengites hercyniennes dans les gneiss oeillés de Schwaz indiquent, selon la méthode Rb/Sr, un âge de refroidissement de 273 et 260 Mio. ans. Les âges K/Ar de la phengite et la muscovite sont des âges mixtes compris entre celui du métamorphisme hercynien et celui du métamorphisme évalpin.L'éveénement éoalpin est évalué à 90 Mio. ans (Rb/Sr-biotite). Cet âge correspond au moment du refroidissement des roches en-dessous de 300 °C avant al poussée des premières nappes alpines.Les âges K-Ar des biotites ne peuvent pas être interpretés géologiquement étant donné pu'ils montrent un excès d'Ar.Le recouvrement de l'»Innsbrucker Quarzphyllit« par les schistes de Steinkogel et les gneiss oeillés de Schwaz est probablement le résultat d'une tectonique hercynienne. Il en résulte que les schistes de Steinkogel et les gneiss oeillés de Schwaz ne pourraient pas faire partie de l'ensemble de la nappe austroalpine moyenne, mais vus tectoniquement, être une partie de la nappe austroalpine inférieure sous-jacente de l'»Innsbrucker Quarzphyllit«.

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(Kellerjoch-Gneise) Steinkogel. . - — , (, , ). Comston-Jeffery Nicolaysen'a , SteinKogel'a, 540 . , , , , 425 . . . - 322±24 Sr⁸⁷/Sr^8b 0,7180±0,0024. Steinkogel'a 347±30 0,7150± 0,0021. - 273–260 . , -, - . , -, - 90 . 300° , - . , . . . - Steinkogel'a , , . - , , , -- .

     

On sweeping frequency impedance measurements

Summary The current spectral density I() dependence on the width of the frequency band and sweep period is studied. The relation between the required accuracy of measurement an the optional parameters of the sweeping process is formulated.     

Post-collisional tectonics of the Turkish-Iranian plateau and a comparison with Tibet

The Turkish-Iranian Plateau (Fig. 1) is a high region with an average elevation of about 1.5 km. During the late Miocene the last piece of oceanic lithosphere between the Eurasian and Arabian continents was eliminated at the Bitlis/Zagros suture zone. Continued convergence across the collision site resulted in the shortening of the plateau across strike by thickening and by sideways motion of parts of it. Predominantly calcalkaline volcanism is present on the highest portions of the area, despite the absence of a descending slab of lithosphere. Surface geology and volcanism of the Turkish-Iranian Plateau resemble greatly those of the Tibetan Plateau, and both are underlain by a zone of seismic attenuation. From a comparison of these features and their tectonic setting we argue that the two plateaux are homologous structures, albeit at different stages of their evolution. Both areas appear to be tectonically alive and actively shortening. Available evidence lends little support to the hypothesis of large-scale underthrusting of continental lithosphere and of plastic-rigid indentation where such high plateaux, located directly in front of the “rigid indenter”, are considered to be tectonically “dead”. Their peculiar features are best explained in terms of shortening and thickening the continental crust whereby its lower levels are partially melted to give rise to calc-alkaline surface volcanism. Minor associated alkaline volcanism may be due to local longitudinal cracking of the crust to provide access to mantle.     

Effect of the additional low-sensitivity channel on the amplitude response of the electromagnetic seismograph

u¶rt;m ¶rt; anum¶rt;-amm aamumu maum a aa nu mummu (). ma¶rt;am aamumu uu mau auma uu am auu a uu aaa aa.     

Rb-Sr- und K-Ar-Altersbestimmungen an Gesteinen und Mineralien des südlichen Ötztalkristallins und der westlichen Hohen Tauern

Zusammenfassung Mehr als 150 Rb-Sr- und K-Ar-Altersbestimmungen wurden an verschiedenen Gesteinstypen und Mineralien aus dem Schneeberger-Zug (Monteneve) sowie dem südlich anschließenden Ostalpinen Altkristallin und aus den westlichen Hohen Tauern durchgeführt.Die ältesten Gesteine im Ötztalkristallin sind die einförmigen Paragesteinsserien des Ostalpinen Altkristallins. Die charakteristischen Einschaltungen in diesen Gesteinen sind langgestreckte,s-parallel eingeschaltete Orthogneise, die einen Isochronenalterswert von 436±17 Mill. Jahren ergaben, bei einem initialen Sr⁸⁷/Sr⁸⁶-Verhältnis von 0,7102±0,0014. Um die Bedeutung dieses Isochronenalterswertes zu klären, wurde ein kombiniertesCompston-Jeffery- undNicolaysen-Diagramm verwendet. Daraus ergibt sich, daß die Schmelzbildung dieser granitischen Gesteine im Ötztalkristallin kaum älter als 450 Mill. Jahre sein kann.Die Auswirkung der variszischen Metamorphose südlich des westlichen Tauernfensters ist an den Mineralien eines pegmatitischen Orthogneises mit dem Rb-Sr-Isochronenalterswert von 299±12 Mill. Jahren ersichtlich. Die Isochrone ergibt ein initiales Sr⁸⁷/Sr⁸⁶-Verhältnis von 0,9657±0,014.Das alpine Geschehen beginnt mit der frühalpinen Metamorphose in weiten Teilen des Ostalpinen Altkristallins. Die Rb-Sr-Hellglimmeralter um 120-110 Mill. Jahre weisen vermutlich auf die mögliche Bildungszeit der Hellglimmer bzw. der frühalpinen Mineralparagenesen im Bereich des Schneeberger-Zuges (Monteneve) und seiner unmittelbaren Umgebung hin. Dagegen fallen die K-Ar-Abkühlalterswerte an Hellglimmern in das Zeitintervall von 90-77 Mill. Jahren, gleichgültig ob Phengite oder Muskovite untersucht wurden. Die Rb-Sr- und K-Ar-Biotitabkühlalter von 80-74 Mill. Jahren weisen auf eine weitspannige, schnelle Abkühlung eventuell im Zusammenhang mit einer Überschiebung hin. Die frühalpine Aufwärmung fehlt nur im Südteil des Altkristallins südlich der westlichen Hohen Tauern.Das jüngste Ereignis im untersuchten Gebiet ist aus dem Bereich des Tauernwestendes durch die Rb-Sr- und K-Ar-Hellglimmeralter von 36-25 Mill. Jahren gegeben. Die Rb-Sr-Phengitalter von rund 30 Mill. Jahren sowie die gleichalten K-Ar-Hellglimmeralter aus dem schwächst temperierten Bereich des Tauernfensters stellen vermutlich Bildungsalter nahe des thermischen Höhepunktes dar. Am Tauernwestende weisen die wenig streuenden Biotitalter darauf hin, daß die Abkühlung auf etwa 300° C durch eine gleichförmige, blockartige Hebung relativ rasch erfolgte.

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More than 150 Rb-Sr and K-Ar age determinations were made on different types of rocks and minerals from the Schneeberger-Zug (Monteneve) and the south lying Eastalpine Altkristallin, as well as from rocks of the western end of the Hohen Tauern.The oldest rocks from the Oetztalkristallin are the monotonous paragneisses of the Eastalpine Altkristallin. Intercalated ands-parallel within these rocks are orthogneisses. They yield an isochron age of 436±17 m. y., with an initial of 0.7102±0.0014. The combination of aCompston-Jeffery with aNicolaysen-diagram shows, that the magmatic stage of these rocks could hardly be older than 450 m. y.A pegmatitic orthogneiss with an Rb-Sr-mineralisochron age of 299±12 m. y. and an initial of 0.9657±0.0140 shows the influence of the Hercynian metamorphic event in the South of the western end of the Hohen Tauern.The alpine orogeny starts with Eo-alpine metamorphism in widespread parts of the Eastalpine Altkristallin. Rb-Sr ages (120-110 m. y.) on white micas probably point to the time of the formation of the white micas as well as to the formation of the Eoalpine mineral-parageneses in the region of the Schneeberger-Zug (Monteneve) and its very near surroundings. The K-Ar cooling ages are in the range of 90 to 77 m. y. for muscovites and phengites. The cooling ages on biotites (Rb-Sr and K-Ar) in the range of 80 to 74 m. y. point to widespread, rapid cooling presumably in connection with an overthrust. The Eo-alpine thermal event is missing only in the southern part of the Altkristallin to the South of the western Hohen Tauern.The youngest event in the area of discussion is given by the white mica-ages (Rb-Sr and K-Ar) of 36 to 25 m. y. found in the region of the Western end of the Hohen Tauern. The Rb-Sr phengite-ages of around 30 m. y., as well as the K-Ar white mica-ages of the same age from the thermally least affected area of the Tauern-window, can probably be interpreted as formation-ages near the thermal climax. The biotite-ages at the Western end of the Hohen Tauern have a very small spread and this points to a relatively quick cooling due to blocklike uplift of the whole region.

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Résumé Plus de 150 déterminations d'âge par Rb-Sr et K-Ar ont été faites sur différentes espèces de roches et minéraux du «Schneeberger Zug» (Monteneve) et de sa continuation vers le sud: le cristallin austroalpin ainsi que du «Hohen Tauern» à l'ouest.Les plus vieilles roches du cristallin d'Oetztal sont les séries monotones des roches de caractère «para» du cristallin austroalpin. Les intercalations typiques dans ces roches sont des orthogneiss allonges ets-parallèles qui montrent un âge d'isochrone de 436±17 millions d'années avec un rapport initial de Sr⁸⁷/Sr⁸⁶ de 0,7102±0,0014.Afin de déterminer la signification de cet âge d'isochrone on utilisa un diagramme combiné deCompston-Jeffery etNicolaysen. Il en résulte que l'âge magmatique de ces roches granitiques dans le cristallin d'Oetztal ne peut pas être plus vieux que 450 millions d'années.L'influence de la métamorphose hercynienne au sud du «westliches Tauernfenster» est bien visible dans les minéraux d'un orthogneiss pegmatitique avec un âge d'isochrone de Rb-Sr de 299 ± 12 millions d'années. L'isochrone donne un rapport initial du sr⁸⁷/Sr⁸⁶ de 0,9657±0,014.L'événement alpin commence avec la métamorphose alpine initiale dans de vastes parties du cristallin austroalpin. Les âges Rb-Sr des micas blancs de 120-110 millions d'années pourraient indiquer le temps de formation possible des micas blancs respectivement des paragenèses des minéraux jeunes-alpins dans la région du «Schneeberger-Zug» (Monteneve) et ses environs directs.Par contre les dates K-Ar de refroidissement des micas blancs tombent dans l'intervalle de 90 à 77 millions d'années, indifféremment si on examine des Phengites ou Muscovites. Les âges Rb-Sr et K-Ar de refroidissement des biotites de 80 à 74 millions d'années indiquent un refroidissement étendu et rapide, peut-être en relation avec un chevauchement. L'échauffement jeune-alpin ne manque qu'au sud du vieux cristallin, situé au sud des «Hohen Tauern» occidentales.L'événement le plus jeune dans le domaine examiné se trouve dans la région du «Tauernwestende» avec un âge Rb-Sr et K-Ar des micas blancs de 36 à 25 millions d'années. L'âge Rb-Sr des Phengites de 30 millions d'années ainsi que les mêmes âges K-Ar des micas blancs de la région du «Tauernfenster» la moindre temperée, indiquent un âge de formation vraisemblablement proche du maximum thermique.Dans la région du «Tauernwestende» les âges des biotites ne différent pas beaucoup; cela nous indique que le refroidissement à 300° C s'effectua rapidement par une élévation en bloc et monotone.

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150 Rb/Sr K/Ar -, , - . , - . , S- , 436±17 , 0,7102 ±0,0014. , Compston-Jeffery, , - 450 . , Rb/Sr 299±12 . Sr⁸⁷/Sr⁸⁶ 0,9657±0,014. - . — Rb/Sr 120– 110 — , -, , . — — 90 77 , , - . , Rb/Sr K/Ar, 80–74 , , , , . .

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Erweiterte Fassung eines am 22. und 23. März 1975 im Rahmen des Schwerpunktprogramms der DFG auf dem Internationalen Symposium zur Geodynamik der Ostalpen in Salzburg gehaltenen Vortrages.