Shear aggregation (convective scavenging) and cascade enrichment of PGEs and chromite in mineralized layers of large layered intrusions

Summary Shear driven coagulation/aggregation is a common method to concentrate and separate suspended particulate matter from fluids. Convective boundary layers are of primary importance in securing concentration. The theoretical indication is that ore grade PGEs may be scavenged from a primary melt of Bushveld composition and aggregated in convective boundary layers well within the expected lifetime of a magma chamber. The boundary layer dynamics should also secure the observed peculiarities of Bushveld PGE concentration profiles: peaks at top and bottom of, say, hosting chromitite layers. In the environment of double diffusive convection, precipitates of immiscible sulphide liquids in the cooler upper sections of the magma will be transported downward through undersaturated, hotter layers of melt, to be resorbed and to enrich the lower layers, similar in operation to a chemical fractionation cascade. Further cooling secures 1) ore grade levels of concentrates in zones of higher shear at the bottom and 2) supersaturation, assistingin situ solidification there.

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Scher-Aggregation und Kaskaden-Anreicherung von PGEs und Chromit in mineralisierten Lagen großer, geschichteter Intrusionen

Zusammenfassung Koagulation/Aggregation, die durch Scherung verursacht wird, ist eine verbreitete Methode um in Suspension gehaltene Feststoffe aus fluiden Phasen zu konzentrieren und abzutrennen. Konvektive Grenzlagen sind von grundsätzlicher Bedeutung um eine Konzentration zu ermöglichen. Es gibt theoretische Hinweise dafür, daß PGEs in abbauwürdigem Ausmaß aus einer primären Schmelze von Bushveld-Zusammensetzung abgetrennt und in konvektiven Grenzlagen aggregiert werden können; dies kann durchaus in der wahrscheinlichen Lebenszeit einer Magmenkammer stattfinden. Die Dynamik der Grenzschichten sollte auch die beobachteten Besonderheiten von PGE Konzentrationsprofilen im Bushveld erklären: Peaks am oberen und unteren Rand von, beispielsweise, Chromititlagen. Im Milieu doppelt diffusiver Konvektion werden Prezipitate von entmischter Sulfidschmelze in den kühleren oberen Bereichen des Magmas nach unten transportiert, um im untersättigten, heisseren unteren Bereich des Magmas resorbiert zu werden und die unteren Lagen anzureichern, heir bestehen Ähnlichkeiten zu einer chemischen Fraktionierungskaskade. Weitere Abkühlung stellt sicher, daß 1. abbauwürdige Gehalte in Zonen von intensiver Scherung am unteren Rand der Magmenkammer auftreten und daß 2. Übersättigung zur Verfestigung in situ beiträgt.

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With 2 Figures     

Analytic modeling of groundwater dynamics with an approximate impulse response function for areal recharge

An analytic approach is presented for the simulation of variations in the groundwater level due to temporal variations of recharge in surficial aquifers. Such variations, called groundwater dynamics, are computed through convolution of the response function due to an impulse of recharge with a measured time series of recharge. It is proposed to approximate the impulse response function with an exponential function of time which has two parameters that are functions of space only. These parameters are computed by setting the zeroth and first temporal moments of the approximate impulse response function equal to the corresponding moments of the true impulse response function. The zeroth and first moments are modeled with the analytic element method. The zeroth moment may be modeled with existing analytic elements, while new analytic elements are derived for the modeling of the first moment. Moment matching may be applied in the same fashion with other approximate impulse response functions. It is shown that the proposed approach gives accurate results for a circular island through comparison with an exact solution; both a step recharge function and a measured series of 10 years of recharge were used. The presented approach is specifically useful for modeling groundwater dynamics in aquifers with shallow groundwater tables as is demonstrated in a practical application. The analytic element method is a gridless method that allows for the precise placement of ditches and streams that regulate groundwater levels in such aquifers; heads may be computed analytically at any point and at any time. The presented approach may be extended to simulate the effect of other transient stresses (such as fluctuating surface water levels or pumping rates), and to simulate transient effects in multi-aquifer systems.     

Reductive Degradation of Polychlorinated Phenols by Pd/C‐Formate: An Ecoefficient Remediation Method for Aqueous Chlorinated Phenols

A new catalytic dehydrohalogenation method for chlorinated phenols is described, which can be used to break down chlorinated pollutants in wastewater. It uses a system of Pd‐C as catalyst with sodium formate as reducing agent. This economic method is easy to perform with a complete degradation of the pollutant within 12 to 30 h at room temperature. The ecoefficieny of the procedure is compared with eleven alternative methods showing the special advantages of the method.     

Amazonian climate: results and future research

Summary Some of the results from the climate component of the Large Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazonia (LBA), which are presented in this Special Issue are summarised. Recent advances in Amazonian climate modelling are also discussed. There is a range of papers which fall into three groups: surface fluxes and boundary layer growth; convection, clouds and rainfall; and climate modelling. The new insight given by this work is discussed and an argument is made for future research to employ a wider approach to Amazonian climate modelling.     

Bodenströmungen und Sedimenttransport im Golf von Manfredonia (Italien,Südadria)

During 64 days (in June, July, and August 1967–1969), bottom currents have been measured by self-recordingRichardson current meters in the central Gulf of Manfredonia (Southern Adriatic Sea, Italy). The currents show mean velocities of 2–4 cm/sec and maximum velocities ranging from 10–14 cm/sec at 35–50 cm above the sea floor, and maximum velocities of 22 cm/sec at 250 cm above the sediment surface (see Table 1, Fig. 4). During the four measuring periods, NW- to NE-directed current vectors prevailed (Fig. 3): they can be explained by the assumption of a clockwise (anticyclonic) captive eddy or vortex in the Gulf, moving opposite to the constant, “summer-outgoing” Adriatic Gradient Current (Zore-Armanda 1968), which flows to the SE along the Italian coast (Fig. 1). The current directions are opposite to the prevailing wind directions, blowing during the summer mostly from the NW, N and NE; this might be explained by the activity of a northward compensation undercurrent, induced by those winds and possibly also by southeast-flowing surface (gradient) currents. The clockwise 360° rotation of current directions (velocity: 2–13 cm/sec) during one day (June 24/25, 1968) is explained by the influence of a spring tide with a tidal range of 35 cm (Fig. 6). These bottom currents, measured in summer, are only capable of redepositing the river-supplied, clay- to silt-size sediment material by suspension transport. During winter storms with wave action reaching down to a depth of 10 m (?) and swell from strong SE-winds with a longer fetch, it is supposed that current velocities are 3–5 times higher than in summer and sufficient to transport also fine sand. The characteristic distribution of total heavy minerals and of euhedral pyroxenes (Fig. 7 a, b) within the Gulf of Manfredonia indicates that the sediment supplied by the Apennine rivers (mainly River Ofanto) is being re-distributed to the NW and N by longshore drift and by nearshore currents belonging to a clockwise eddy system. This explanation could be verified by the direct current measurements.     

Eröffnungsansprache

Ohne Zusammenfassung     

Das subglaziäre Relief und die Morphogenie der Greifswalder Umgebung

Zusammenfassung In der Umgebung Greifswalds sind Spuren eines subquartären, strukturbedingten Reliefs von herzynischer Orientierung zu erkennen, welches ich als Reste des vorquartären, also jungtertiären Reliefs mit deutlicher Abhängigkeit von dem tektonischen Bau betrachte. Dieses Relief fällt natürlich nicht mit der tertiären Landoberfläche zusammen, sondern ist schon durch die erste Eistransgression erniedrigt und vor allem abgeflacht worden. Die nachweisbaren 3 bis 4 Vereisungen haben gleichsinnig in der Richtung gewirkt, daß die Hohlformen ausgestopft und die Schwellformen erniedrigt wurden, während in den Interglazialzeiten Ansätze zu einer fluviatil bedingten Wiederbelebung des Reliefs vorliegen. Die Tendenz geht dahin, das alte strukturbedingte Relief zu vernichten und ihm diskordant ein glaziär bedingtes, durch die Eisbewegung bestimmtes Aufschüttungsrelief mit O-W- bzw. N-S-Orientierung aufzusetzen. Diese Umwandlung tritt nach Ablagerung des mittleren (? saaleeiszeitlichen) Geschiebemergels schon deutlich in Erscheinung, ist aber erst am Schluß des Weichselstadiums G (Velgaster Staffel) so weit vollendet, daß nunmehr kaum noch etwas von dem alten Relief hindurchschimmert.Die glaziären Reliefformen selbst sind daher in unserem Gebiet mächtiger Aufschüttung weniger durch die Struktur des Untergrundes als durch die Eisbewegung bedingt; in Skandinavien, d.h. im vorwiegenden Erosionsgebiet, tritt der erste Faktor auch oberflächlich mehr in Erscheinung. Das gilt aber vor allem für die Klein- und Mittelformen des glaziären Reliefs; die großen Gestaltungszüge des vereisten Raumes zeigen demgegenüber, wie ich mehrfach hervorgehoben habe, deutliche Beziehungen zu den strukturellen Einheiten, die aber weniger exogen als endogendynamisch zu erklären sind.     

Two heat flow profiles across the Atlantic Ocean

Measurements of the terrestrial heat flux at 76 localities along 2 profiles across the Mid-Atlantic Ridge at 19.5°N and 8.5°S latitude are presented. Two high heat-flow values were measured 800 to 1000 km east of the ridge crest at 8.5°S, but no high values were found at the ridge crest at this latitude. Detailed surveys and heat-flow measurements near the ridge crests on both profiles indicate that bottom topography influences the heat-flow variability. The average heat flow on both profiles, about 1.4 to 1.5 × 10⁻⁶ cal/cm² sec, is close to the average for other ocean basins, in contrast to previous studies indicating lower heat flow for the Atlantic.     

Die Reduktion der 200jährigen Basler Temperaturreihe

Zusammenfassung Die Basler Temperaturreihe, bisher bis 1826 bearbeitet, wird mit Hilfe der Beobachtungen vonJ. J. d'Annone bis zum Jahre 1755 rückwärts erweitert. Dabei wird die ganze Reihe auf den jetzigen Standort der meteorologischen Station auf St. Margarethen reduziert, wobei auch der zunehmende Stadteinfluß berücksichtigt ist. Für die Reduktionen wurden Methoden entwickelt, die eine zahlenmäßige Erfassung der verschiedenen Fehlerquellen ermöglichen. Wie auch ein Vergleich mit anderen langjährigen Reihen zeigt, bildet diese Basler Reihe 1755 bis 1957 eine wertvolle Erweiterung der bisherigen mitteleuropäischen Reihen, indem sie z. B. das vonF. Baur benutzte Dreieck De Bilt—Berlin—Wien zu einem Viereck ergänzt.

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Summary The temperature series of Basle hitherto studied back until 1826 has been extended to 1755 by means of the observations ofJ. J. d'Annone. The whole series is now reduced to the present position of the meteorological station at St. Margarethen near Basle, whereby also the increasing town effects have been taken into account. Methods for the reductions have been developed which enable a numerical analysis of the different sources of error. A comparison with other secular series leads to the conclusion that this Basle series of 1755–1957 represents a valuable completion of the hitherto existing Central European material, since it completes e. g. the triangle De Bilt—Berlin—Vienna used byF. Baur, to a quadrangle.

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Résumé La série bâloise d'observations de température précédemment établie depuis 1826 a été prolongée en arrière jusqu'à l'année 1755 à l'aide des observations deJ. J. d'Annone. La série complète est maintenant réduite à l'atitude de la station actuelle de St. Margarethen, compte tenu de l'effet croissant de l'agglomération urbaine. Ces réductions furent faites par des méthodes permettant d'éliminer au mieux les différentes causes d'erreur. La série bâloise de température de 1755–1957 constitue dès lors un précieux document venant s'ajouter aux séries existantes de l'Europe centrale; elle fait, par exemple, du triangle De Bilt—Berlin—Vienne utilisé parF. Baur un quadrilatère de stations de base.

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Mit 8 Textabbildungen