Mineralogy and fluid inclusion study of polymetallic veins in the Madjarovo ore field,Eastern Rhodope,Bulgaria

Summary The formation of the Madjarovo polymetallic ore deposit is closely related to Paleogene magmatism of intermediate character represented by subvolcanic and volcanic rocks. Six stages of vein type mineralization were established: 1. quartz-pyrite-chalcopyrite with Bi-sulphosalts; 2. quartz-hematite-chlorite with gold; 3. quartz-galena-sphalerite; 4. quartz-barite-chalcedony with Sb-sulphosalts; 5. quartz-arsenic sulphosalts; 6. calcite-siderite. Ag-bearing galena and Fe-poor sphalerite are the main minerals. Galena of early formation is Bi-bearing, while in late stages it carries more Sb. Gold was found in two generations in different parageneses. The early gold is Ag-poor and related to hematite, while the late one is Ag-rich and closely associated with quartz and sulphosalts. Three groups of sulphosalts were established: Se-bearing Bi-sulphosalts; Sb-sulphosalts, a part of them Cl-bearing, and As-sulphosalts with more or less Ag. Fluid inclusion data obtained in quartz, amethyst, sphalerite and barite from several representative ore veins show formation temperatures in the range of 370° to 150°C for different stages of mineralization. Evidence of boiling fluids suggests pressures of 70 to 180 bars which correspond to an average depth of mineralization near 1.000 m. The low salinities of the fluids (a/v 3.5 eq. wt% NaCI) indicate influx of meteoric waters during mineralization. On the basis of mineralogical and fluid inclusion data physicochemical conditions and source of the ore forming fluids are discussed.

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Mineralogie und Flüssigkeitseinschlüsse in polymetallischen Erzgngen der Lagerstätte Madjarovo, Ost-Rhodopen, Bulgarien

Zusammenfassung Die Bildung der polymetallischen Lagerstätte Madjarovo war eng verknüpft mit einem Paläogenen Magmatismus von intermediärem Charakter, der durch Subvulkanite und Vulkanite repräsentiert wird. Es wurden sechs Bildungsstadien der Gangvererzung festgestellt: 1. Quarz-Pyrit-Chalcopyrit mit Bi-Sulfosalzen; 2. Quarz-Hämatit-Chlorit mit Gold; 3. Quarz-Galenit-Sphalerit; 4. Quarz-Baryt-Chalzedon mit Sb-Sulfosalzen; 5. Quarz-As-Sulfosalze; 6. Calcit-Siderit. Ag-führender Galenit und Fe-armer Sphalerit sind die Hauptminerale. Früh gebildeter Galenit is Bi-haltig, während Galenite der späteren Bildungsstadien mehr Sb führen. Gold wurde in zwei Generationen in unterschiedlichen Paragenesen gefunden. Das Früh-Gold (Ag-arm) ist verknüpft mit Hämatit, während das Spät-Gold (Ag-reich) mit Quarz und Sulfosalzen eng assoziiert ist. Es wurden drei Gruppen von Sulfosalzen festgestellt: Se-führende Bi-Sulfosalze; Sb-Sulfosalze, die z.T. Cl-führend sind, und As-Sulfosalze mit mehr oder weniger Ag-Gehalten. Flüssigkeitseinschlüsse in Quarz, Amethyst, Sphalerit und Baryt aus mehreren repräsentativen Erzgängen zeigen Bildungtemperaturen von 370°–150°C für unterschiedliche Mineralisationsstadien. Siedende Lösungen weisen auf einen Druckbereich von 70–180 Bar hin, der einer durchschnittlichen Bildungstiefe von 1.000 m entspricht. Die durchweg niedrige Salinität der Lösungen (durchschnittlich 3.5. Gew.% NaCl äq.) wird auf einen Zufluß von meteorischen Wässern während der Mineralisation zurückgeführt. Auf der Basis der mineralogischen Ergebnisse und der Daten fluider Einschlüse werden die physikochemischen Bedingungen und die Herkunft der Erzlösungen diskutiert.

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With 4 Figures     

Patterns of urban settlements in Somalia

In this research paper attempts have been made to analyze the distribution of 68 urban settlements in 14 regions of the country. The value of near-neighbour statistic (R) shows nearly random pattern of urban settlements in some regions and approachingly uniform distribution of urban settlements in other regions. Regional distribution of urban settlements and their growth have been explained in context of region's geographical, economic and industrial frameworks.     

Hydrocarbon distribution in coals and in dispersed organic matter of different maceral compositions and maturities

More than 60 samples from 5 coal seams and adjacent siltstones and sandstones were selected from a well through Westphalian B sediments from Northern Germany in order to study bitumen generation and migration. The cores were drilled between 1200 und 1530 metres depth. In this interval, vitrinite reflectance (Rr) is increasing from 0.70 to 0.92%. Results reveal high hydrocarbon generation potentials for all coal samples, but not for adjacent clastic rocks, although maceral compositions of both are quite similar. Yields and compositions of thermal extracts from the coals depend on maceral compositions and rank. However, the bulk of the already generated bitumen has not been removed during natural coalification and is not easily releasable by thermovaporisation. A mass balance based on elemental composition of dull coals indicates that in the rather narrow rank interval (0.70–0.92% Rr) a total mass loss of 20% may have occurred by migration. This is evidenced by a loss of about 20% of the original hydrogen, the rest being stored in the coals.

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Zusammenfassung Um die Entstehung und Migration von Bitumen zu untersuchen wurden in Norddeutschland mehr als 60 Proben aus 5 Kohleflözen und benachbarten Silt- und Sandsteinen aus einer Bohrung durch Westphal B-Sedimente bearbeitet. Die Entnahmetiefe der Bohrkerne liegt zwischen 1200 und 1530 Metern. Innerhalb dieses Intervales steigt die Vitrinit-Reflexion (Rr) von 0,70 auf 0,92%. Für alle Proben aus den Flözen ergeben sich hohe Kohlenwasserstoff-Bildungspotentiale, nicht aber für die benachbarten klastischen Gesteine, obwohl die Mazeral-Zusammensetzungen in beiden ähnlich sind. Die Ausbeute und Zusammensetzung thermaler Extrakte aus den Flözen hängen von Mazeral-Zusammensetzung und Reife ab. Allerdings wurden weder während der Inkohlung größere Mengen des Bitumens abtransportiert, noch ist dieses durch Thermovaporisation leicht freisetzbar. Eine Massenbalanzierung auf der Basis der Elementzusammensetzung ergibt für das relativ schmale Interval von C,70-0,92% Rr ein Massenverlust von 20% durch Migration. Diese Angabe basiert auf einer 20%igen Reduzierung der ursprünglichen Wasserstoffmenge, wobei die restlichen 80% in der Kohle gespeichert bleiben.

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Résumé Dans un forage pratiqué à travers le Westphalien B du nord de l'Allemagne, on a sélectionné plus de 60 échantillons provenant de 5 couches de charbon ainsi que des siltites et grès adjacents, dans le but d'étudier la formation et la migration du bitume. Les carottes proviennent de profondeurs situées entre 1200 et 1530 m. Dans cet intervalle, le pouvoir réflecteur de la vitrinite (Rr) passe de 0,70 à 0,92%. L'étude révèle des potentiels élevés en hydrocarbure pour tous les échantillons de charbon, mais pas pour les roches détritiques voisines, bien que les compositions «macérales» soient analogues dans les deux cas. L'importance et la composition des extrait athermiques des charbons dépendent de la composition «macérale» et du degré d'évolution. Toutefois, la plus grande partie du bitume engendré est restée sur place au cours de la houillification naturelle et elle est difficile à extraire avex la methode de thermovaporisation. Une balance des masses d'éléments indique pour cet intervalle relativement étroit (0,7–0,92% Rr) une perte totale de masse de 20% due à la migration. Ce résultat correspond à une perte d'environ 20% de l'hydrogène originel, les 80% restants étant demeurés dans le charbon.

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60 5 , , . 1200 1530 . /Rr/ 0,7 0,92. , , . , , . , , . , , 20% 0,7 0,92 %. 20%; , 80%, .

     

Beobachtungen über die Eientwicklung des Blaufelchens (Coregonus lavaretus wartmanni) im Bodensee-Obersee

Lake Constance whitefish (Coregonus lavaretus wartmanni) spawn in the water column. The demersal eggs develop at the mud-water interface at depths down to 250 m. Samples were taken by dredging areas of 100 m². Mortality, developmental stages and rate of malformations were determined. Incubation period lasts roughly from December to March. The percentage of dead eggs increased from 52% in January to 74% in February. Among living eggs deformations of the trunk raised from 4% to 31% during the same time. It is assumed that larvae with anomalities of the trunk will have no survival chances. Total losses were 91.7% in the average of all samples.      

Baryt und ankerit aus Ammoniten des Berner Juras (Schweiz)

Barite has been found for the first time in the Swiss Jura (Hirni, Passwang). Small, white crystals of barite with yellow ankerite grow on calcite in different chambers of a Bajocian ammonite. Chemical data (by microprobe analysis) and lattice parameters (refined by leastsquares from powder patterns) are given for the two minerals. There is a distinct correlation between the cell dimensions and the chemical composition for both of them. The genesis is discussed.     

Fluvial processes and settlement in arid environments

The impact of fluvial geomorphic processes on settlement in deserts is tie d to two conflicting factors: the extreme rarity of geomorphic events on the one hand, and the violence of the geomorphic forces coupled with a minimal resistance to erosion on the other.The unique character of desert floods calls for a careful geomorphic evaluation in the siting of settlements and transportation facilities. On the beneficial sid e, the geomorphic processes involved enable, under some conditions, the local exploitation of floodwaters which percolate in the alluvium of the upper tributaries, as well as the utilization of the hydraulic geometry for estimating discharge characteristics.On a larger scale, human interference often disrupts the delicate quasi-equilbrium between erosion and sedimentation in deserts. Although our poor understanding of many aspects of the mechanism of response makes it difficult to separate the effects from those of climatic changes, enough information is available to document the detrimental effect of inconsiderate management on both the regional and local levels.     

A preliminary study on the climatic and environmental changes at the turn from pleistocene to holocene in East Asia

This paper examines the regional climatic and environmental changes from the late Pleistocene to middle Holocene in Central-East Asia. A review is made of the published literature that are specific to pelaeoclimate and physical environment in some geographical regions.It is shown that (1) during the late Pleistocene the annual mean temperature was 5°–6° C lower than present in Qinghai-Xizang (Tibet) plateau, 6° to 9° C lower than today in NE China, 6° C lower than today in E China, and 4° C lower than present in Taiwan island; (2) during the middle Holocene, the annual mean temperature was 4° C warmer than present in Qinghai-Xizang (Tibet) plateau, 3° to 4° C warmer than today in NE China, 2° to 3° C warmer than today in Shanghai area, and only 2° to 2.5° C warmer in Taiwan island.     

Puu Hou littoral cones,Hawaii

The Puu Hou littoral cones, on the south shoreline of Hawaii, were built in 5 days by steam explosions from two narrow lava streams of the 1868 Mauna Loa lava flows as they entered the sea. Explosions occurred in localized areas of both streams, from foci that migrated seaward as the flow built jetties into the sea. Debris, radially ejected from the migrating explosion centers, fell partly on land and partly at sea, and thus formed crescent shaped rims (half-cones) on land which overlap one another. The half-cones are breached through their centers by debris-free basalt corridors, because fragments that fell onto the flowing lava were carried seaward beyond the accumulating rims.Gray and red clastic layers are draped smoothly over the rim areas; thus the rims resemble anticlinal arches in cross section. Some beds can be traced from clastic layers on the ridges into irregular agglomeratic masses interbedded with basalt units of the source lava near the foci. The lower layers in the clastic sequence contain less olivine than those high in the sequence, which corresponds in time to an increasing olivine content during the 5 day flow, as recognized in the source lava.Fragments are angular to subangular blocks, lapilli and ash of crystalline basalt mixed with more abundant quickly chilled cognate material of similar sizes. The ash is mostly sideromelane in angular particles and rounded droplets (5–95%), tachylite (2–70%), crystalline basalt (1–40%), and broken olivine phenocrysts (1–9%). In some samples, the sideromelane droplets are partly oxidized on their surfaces, and internally are dark brown (R. I.=1.610–1.616), possibly due to dehydration and/or oxidation during the explosions. Samples with externally oxidized glass also contain etched olivine crystals and some iddingsite. Unaltered sideromelane droplets are pale yellowish-brown with R. I.=1.592–1.600, and are associated with unaltered, angular to subangular olivine crystals. The refractive index of the unaltered sideromelane droplets is the same as sideromelane crusts of pahoehoe on the lava flow farther inland, suggesting that the droplets are not hydrated or highly oxidized. None of the sideromelane fragments are palagonitized, presumably because little or no hydration has taken place since 1868.

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Zusammenfassung Die littoralen Spratzkegel von Puu Hou an der Südküste von Hawaii sind innerhalb von 5 Tagen durch Dampfexplosionen in zwei naheliegenden Lavaströmen des Mauna Loa-Ausbruches im Jahre 1868 entstanden, als diese das Meer erreichten. Die Explosionen traten in eng begrenzten Bereichen beider Ströme auf; die Explosionsherde wanderten mit den Lavaströmen seewärts, wobei sich Landzungen in den Ozean bauten. Aus den seewärts wandernden Explosionsherden wurden Fragmente ausgeworfen, die teilweise auf das Land und in den Ozean fielen; es formten sich dabei halbkreisartige Ränder (Halbkegel), die sich am Land überlappen. Die Halbkegel sind in der Mitte von Basaltkorridoren durchbrochen, die frei von Explosionsfragmenten sind, da diese in die strömende Lava fielen und seewärts abtransportiert wurden.Graue und rote pyro-klastische Sedimentlagen legen sich über die Randzonen der Halbkegel, so daß sie im Querschnitt wie Antiklinalstrukturen aussehen. Einige dieser Schichten können mit klastischen Lagen vom randlichen Saum bis zu irregulären Agglomeratmassen verfolgt werden, die zwischen die Basalte nahe der Explosionsherde eingeschaltet sind. Die tieferen Lagen der klastischen Sedimente enthalten weniger Olivin als die höher liegenden. Dieses entspricht einem sich zeitlich vermehrenden Olivingehalt während der fünftägigen Ausbruchszeit, wie er auch in der Originallava erkannt werden kann.Die Bruchstücke bestehen aus angularen bis subangularen Blöcken, Lapilli und Kristallaschen, die mit rasch erkalteten Lavafetzen ähnlicher Korngröße vermischt sind. Die Asche enthält hauptsächlich Sideromelan in eckigen Bruchstücken und gefundeten Tröpfchen (5–95%), Tachylyt (2–70%), Kristallbasalt (1–40%) und zerbrochene Olivineinsprenglinge (1-9%).In einigen Proben sind die Sideromelantröpfchen teilweise auf ihren Oberflächen oxydiert und im Inneren möglicherweise durch Dehydrierung und/oder Oxydation während der Explosionen dunkelbraun gefärbt (R. I.=1.610-1.616).Proben mit äußerlich oxydiertem Glas enthalten auch angeätzte Olivinkristalle und einigen Iddingsit. Unveränderte Sideromelantröpfchen sind blaß gelblichbraun gefärbt (R. I.=1.592–1.600) und mit unveränderten, eckigen bis subangolaren Olivinkristallen vergesellschaftet. Der Brechungsindex der unveränderten Sideromelantröpfchen ist derselbe wie von Sideromelankrusten auf den Lavaströmen Pahoehoes. Daraus kann gefolgert werden, daß die Tröpfchen nicht hydratisiert oder stark oxydiert sind. Die Sideromelanbruchstücke enthalten keinen Palagonit, weil seit 1868 wahrscheinlich wenig oder gar keine Hydratisierung mehr stattgefunden hat.

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Résumé Les cônes littoraux Puu Hou, sur la côte sud d'Hawai' ont été créés en cinq jours par les explosions de vapeur de deux branches étroites de la coulée de lave de Mauna Loa en 1868 lorsqu'elle entrait en contact avec la mer. Les explosions se sont produites dans des points localisés des deux branches de la coulée à partir du centre avançant en direction de la mer à mesure que la lave y construisait des jetées. Les débris projetés à la ronde depuis les centres d'explosion mobiles tombèrement en partie sur terre et en partie en mer formant ainsi sur le sol des bourrelets en forme de croissants (demi-cônes) qui s'entrecoupent. Les demi-cônes sont traversés dans leur centre par des couloirs de basalte dépourvus de débris, les fragments tombés dans la coulée de lave ayant été entraînés vers la mer au delà des bourrelets d'accumulation.Les couches élastiques grises et rouges sont drapées d'une manière égale au-dessus de la zone des bourrelets. Elle ressemble ainsi à des arches anticlinales en coupe. Certains lits peuvent être retracés à partir des couches élastiques sur les crêtes jusqu'à des masses agglomérées irrégulières mélangées à des éléments de basalte de la lave mère. Les couches inférieures de la séquence élastique contiennent moins d'olivine que les couches supérieures ce qui correspond à un accroissement de la proportion d'olivine pendant les 5 jours ue coulée, comme le lit de lave indique.Les fragments sont des blocs angulaires à sous-angulaires, des lapilli et de la cendre de basalte cristallin, mêlés à des matériaux apparentés de taille semblable, plus abondants et rapidement refroidis. La cendre est composée principalement de sidéromélane en particules anguleuses ou en gouttelettes rondes (5–95%), de tachylite (2–70%), de basalte cristallin (1–40%) et d'olivine phénocristale brisée (1–9%). Dans quelques échantillons, les gouttelettes de sidéromélane sont en partie oxydées à la surface et brun-foncé à l'intérieur (R. I.=1.610–1.616), peut-être par suite de déshydratation e/ou oxydation pendant l'explosion. Les échantillons comportant extérieurement du verre oxydé contiennent des cristaux d'olivine attaqués et une certaine proportion d'iddingsite. Les gouttelettes de sidéromélane intactes, sont d'un jaune-brun pâle, R. I.=1.592-1.600, et sont associées à des cristaux d'olivine non-attaquées, angulaires à sous-angulaires. L'indice de réfraction des gouttelettes intactes de sidéromélane est le même que celui de la croûte de sidéromélane du pahoehoe dans la coulée de lave plus à l'intérieur de l'île, suggérant que les gouttelettes ne sont pas hydratées ou très oxydées. Aucun des fragments de sidéromélane n'est palagonisé, sans doute parce que depuis 1868 il n'y a eu que peu ou pas d'hydratation.

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, 1868 Puu Hou . Ha , .

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Dedicated to Professor Dr. A.Rittmann on the occasion of his 75. birthday     

Natural conditions and problems of their complex utilization in the German Democratic Republic

While the natural structures of the GDR territory influenced by geological features and relief formation show a north-south sequence, variations in climate belong to a more northwest-southeast directed differentiation by maritime to continental features. Already since the Middle Ages the natural conditions of this territory have been utilized by man, at present many socially necessary functions of natural regions require rational and effective solutions for the complex utilization of nature and its resources. In order to support decisionmakers by scientific foundations for the solution of these problems, Physical Geography is concerned chiefly with three tasks: 1. Determination of the suitability and carrying capacity with regard to certain requirements of society (landscape survey). 2. Analysis of the functioning of landscape systems by the investigation of natural processes and technogene impacts on them by different forms of use. 3. Elaboration of scientific foundations in order to render possible a rational utilization and effective forms of control of natural and technogene determined landscape processes.     

Mechanisms of ice accumulation in a river bend-an experimental study

In this study,under conditions of different flow and ice discharge,extensive experiments have been carried out in a 180°-bend flume and an S-shaped bend channel.The phenomenon and mechanisms of ice accumulation in the bend channel have been studied.Ice accumulation along the convex bank was normally thicker than that along the concave bank.The maximum thickness of ice accumulation in the downstream bend channel occurred close to the convex bank.The difference between the maximum thickness and the minimum thickness of ice accumulation was significant.The entire ice accumulation became unstable if flow Froude number was large.When the flow Froude Number is high,the entire ice accumulation becomes unstable.For Froude Number between 0.035 and 0.060,the bottom surface of ice accumulation became waved in form.Small changes in Froude number and ice discharge rate can change a channel from a state of no ice accumulation to uniform accumulation over the channel bend.The higher the ice discharge,the more uniform the ice accumulation.The experimental results have been compared with field observations of ice jams at the Hequ Reach of the Yellow River.