Some remarks on certain special BDT-FRW solutions

We wish to point out that the BDT-FRW (k=1) special dust solution obtained by Dehnen and Obregón (1971) and the BDT-FRW (k=1) radiation solution given by Obregón and Chauvet (1978) are contained as special cases in the special perfect fluid Jordan-Brans-Dicke solution first given by Brill (1962). In addition we give a simple proof that the special BDT-FRW (k=1) vacuum solution given by Dehnen and Obregón (1972) does not exist. We finally consider the special case =0 and present some new solutions.     

Shock metamorphism of quartz in nature and experiment: II. Significance in geoscience*

Abstract— The occurrence of shock metamorphosed quartz is the most common petrographic criterion for the identification of terrestrial impact structures and lithologies. Its utility is due to its almost ubiquitous occurrence in terrestrial rocks, its overall stability and the fact that a variety of shock metamorphic effects, occurring over a range of shock pressures, have been well documented. These shock effects have been generally duplicated in shock recovery experiments and, thus, serve as shock pressure barometers. After reviewing the general character of shock effects in quartz, the differences between experimental and natural shock events and their potential effects on the shock metamorphism of quartz are explored. The short pulse lengths in experiments may account for the difficulty in synthesizing the high-pressure polymorphs, coesite and stishovite, compared to natural occurrences. In addition, post-shock thermal effects are possible in natural events, which can affect shock altered physical properties, such as refractive index, and cause annealing of shock damage and recrystallization. The orientations of planar microstructures, however, are unaffected by post-impact thermal events, except if quartz is recrystallized, and provide the best natural shock barometer in terms of utility and occurrence. The nature of planar microstructures, particularly planar deformation features (PDFs), is discussed in some detail and a scheme of variations in orientations with shock pressure is provided. The effect of post-impact events on PDFs is generally limited to annealing of the original glass lamellae to produce decorated PDFs, resulting from the exsolution of dissolved water during recrystallization. Basal (0001) PDFs differ from other PDF orientations in that they are multiple, mechanical Brazil twins, which are difficult to detect if not partially annealed and decorated. The occurrence and significance of shock metamorphosed quartz and its other phases (namely, coesite, stishovite, diaplectic glass and lechatelierite) are discussed for terrestrial impact structures in both crystalline (non-porous) and sedimentary (porous) targets. The bulk of past studies have dealt with crystalline targets, where variations in recorded shock pressure in quartz have been used to constrain aspects of the cratering process and to estimate crater dimensions at eroded structures. In sedimentary targets, the effect of pore space results in an inhomogeneous distribution in recorded shock pressure and temperature, which requires a different classification scheme for the variation of recorded shock compared to that in crystalline targets. This is discussed, along with examples of variations in the relative abundances of planar microstructures and their orientations, which are attributed to textural variations in sedimentary target rocks. Examples of the shock metamorphism of quartz in distal ejecta, such as at the K/T boundary, and from nuclear explosions are illustrated and are equivalent to that of known impact structures, except with respect to characteristics that are due to long-term, post-shock thermal effects. Finally, the differences between the deformation and phase transformation of quartz by shock and by endogenic, tectonic and volcanic processes are discussed. We confirm previous conclusions that they are completely dissimilar in character, due to the vastly different physical conditions and time scales typical for shock events, compared to tectonic and volcanic events. Well-characterized and documented shock effects in quartz are unequivocal indicators of impact in the natural environment.     

The age of the Saltpan impact crater,South Africa

Abstract— The 1.13-km-diameter Pretoria Saltpan impact crater is located about 40 km NNW of Pretoria, South Africa. The crater is situated in 2.05 Ga old Nebo granite of the Bushveld Complex that is locally intruded by about 1.3 Ga old volcanic rocks. In 1988, a borehole was drilled in the center of the crater. At depths >90 m, breccias were found that contained minerals with characteristic shock-metamorphic features, thus confirming the impact origin of the crater. Fragments of impact glass were recovered from the melt breccias and several hundred sub-millimeter-sized glass fragments were subjected to fission track analysis. The measurements were complicated by the inhomogeneous composition of the impact glasses, but analysis of a large number of tracks yielded an age of 220 ± 52 ka for the Saltpan crater.     

Annual heat balance and equilibrium temperature of Lake Aegeri,Switzerland

The mean heat budget of Lake Aegeri, Switzerland, is 950 MJ·m^–2, comparable to that of neighbouring lakes. The annual variation in the net heat flux can be adequately described using a six-term heat balance equation based on 12 years of monthly mean meteorological and surface temperature data. Although the magnitude of the net heat flux is dominated by the radiative terms of the equation, the one-month backward shift of the net flux and total heat content extrema from the solstices and equinoxes respectively is due to the phase shift of the non-radiative with respect to the radiative terms. A linear approximation was used to express the net heat flux in terms of a heat exchange coefficient and an equilibrium temperature. The former varies from 17 to 28 W·m^–2·K^–1 in the course of a year; fluctuations in the latter are found to depend mainly on fluctuations in cloud cover and relative humidity, whilst the effect of fluctuations in air temperature and wind speed is slight.     

Zur Baugeschichte der Ardennen I

Zusammenfassung Die bereits kaledonisch gefalteten Massive in den Ardennen wurden von der variscisdien Tektogenese (asturische Phase) mehr oder weniger überprägt. Vorstellungen über diese Überprägung älterer Strukturen und deren Vergitterung mit jüngeren Verformungsrichtungen sowie über den Einfluß der kaledonischen Kerne (Unterstockwerk) auf das Faltenstreichen der devonischen Mantel-Schichten (Oberstockwerk) lassen sich vor allem in der Antiklinalzone der Hochardennen im Massiv von Rocroi, im Massiv von Serpont und im Massiv von Stavelot gewinnen.

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Résumé Les massifs des Ardennes, déjà plissés à l'ère caledonienne furent plus ou moins remaniés par la tectogénèse hercynienne (phase asturienne). C'est surtout dans la zone anticlinale des hautes Ardennes, dans le massif de Rocroi, dans le massif de Serpont et dans le massif de Stavelot qu'on peut se faire une idée en bons affleurements de ce remaniement de structures plus anciennes et de leurs interférences avec des directions de déformation plus jeunes ainsi que de l'influence des anciens massifs calédoniens (étage inférieur) sur la direction du plissement des couches de revêtement dévoniennes (étage supérieur).Dans ces massifs, les couches du dévonien sont plus ou moins fortement plissés ou disposés par écailles avec le socle calédonien. Dans le massif de Rocroi, dans le massif de Serpont et dans la partie ouest du massif des Stavelot les couches du socle présentent des structures qui sont totalement différentes des couches de revêtement dévoniennes et coupé de façon discordante des couches gedinniennes inférieures.Dans le massif de Rocroi et surtout dans le massif de Serpont, la tectogénèse hercynienne a exercé le même effet que l'orogénèse calédonienne plus ancienne sous l'influence d'un plan d'efforts semblable orienté Nord-Sud. L'auteur, à l'aide d'un exemple, celui du massif de Serpont, essaye d'analyser la structure du plissement calédonien originel déroulement des plis des couches gedinniennes et reformation constructive de la déformation conditionnée par le clivage hercynien.A la différence des deux massifs occidentaux, dans le massif de Stavelot, les structures de plissement calédoniens orientées d'est en ouest furent remaniées sous angle oblique par la tectogénèse hercynienne. Ce mouvement a entraîné, à différents endroits, le déplacement des axes calédoniens en direction hercynienne. C'est ce qui a produit un style de mouvement et de structure étranger aux autres massifs. Le fort rétrécissement hercynien eut pour conséquence des charriages à différents endroits.

     

Geophysical prospecting in the Lake Victoria goldfields

Two areas of the Lake Victoria Region in Tanzania, where most of the old gold prospects are situated, were chosen for a comprehensive mineral survey. Since most of the country is covered by tropical soils, geophysical methods were applied. The gold occurs in quartz veins, shear zones and impregnation deposits, sometimes closely associated with sulphides or graphites, mostly in the archean country rocks of the Nyanzian System. The Nyanzian rocks form irregular shaped rafts in the roof of the central granite and have nearly the same physical properties as the gold occurrences. This obstacle was overcome by a special combination of geophysical methods:Airborne magnetic and electromagnetic surveys were flown in order to distinguish major fault zones, conducting horizons and profound changes in lithology.In promising areas, selected from the airborne results or from the presence of old mine workings, special grids were cut out and pegged. These grids were surveyed with magnetometer and E. M. Gun. The results, evaluated in contour and derived structural maps, produced the important tectonic features of the areas.These informations formed the background for the finalTuram survey, which gave in some instances direct indications of the mineralized quartz veins. This combination revealed also so many particulars of the structural pattern, that extensions of the deposits could be established and it became possible, to carry out trenching and drilling programmes successfully. The application of the combined methods is explicated on the example of one particular mineralized quartz vein of Sarama Area.

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Zusammenfassung Zwei Gebiete am Victoriasee in Tanzania, in denen zahlreiche alte Goldbergbaue liegen, wurden durch eine Mineralprospektion erfaßt. Da ein großer Teil des Landes von tropischen Lehmen überdeckt wird, mußten geophysikalische Methoden angewendet werden. Das Gold kommt in Quarzgängen, Scherzonen und Imprägnations-Lagerstätten vor, teilweise in enger Verbindung mit Sulfiden oder Graphit, zumeist innerhalb der archaischen Gesteine des Nyanzian, die als unregelmäßig gestaltete Flöße im Dach des Zentralgranites schwimmen. Diese Serie besitzt nahezu dieselben physikalischen Eigenschaften wie die Goldvorkommen. Dieses Problem wurde durch eine besonders geeignete Kombination geophysikalischer Methoden gelöst:Magnetische und elektromagnetische Flugvermessungen wurden gleichzeitig durchgeführt, um Hauptverwerfungen, gut leitende Horizonte und die Verbreitung der wichtigsten Gesteine festzustellen.In höffigen Gebieten, die nach den Ergebnissen der Flugvermessungen oder nach der Lage alter Goldbergbaue ausgewählt wurden, sind besondere Netzwerke ausgeschlagen und verpflockt worden. Magnetometer und E.-M.-Gun-Messungen erfolgten zuerst; ihre Ergebnisse, in Isolinienkarten und abgeleiteten Strukturkarten ausgewertet, spiegelten die wichtigsten tektonischen Einheiten des Untersuchungsgebietes wider.Diese Resultate bildeten die Grundlage für die abschließendenTuram-Messungen, die direkte Hinweise auf die vererzten Quarzgänge erbrachten. Diese Verbindung unterschiedlicher Untersuchungsmethoden gab außerdem so viele Einzelheiten des geologischen Aufbaues wieder, daß die Ausdehnung einiger Erzkörper festgestellt und Schürf sowie Bohrprogramme erfolgreich ausgeführt werden konnten. Die Anwendung dieses Verfahrens wird am Beispiel einer typischen Quarzgang-Goldlagerstätte aus dem Sarama-Gebiet erläutert.

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Résumé Une recherche minière a été effectuée dans deux secteurs de la région du Lac Victoria en Tanzanie, où se trouve située la majorité des anciennes mines aurifères. De différentes méthodes géophysiques furent appliquées au cours de cette recherche, compte-tenux de l'importante altération de type tropical existant dans cette région. L'or se rencontre dans des veines de quartz, des zones de cisaillement ou en imprégnations diffuses et se trouve fréquemment associé à des sulfures et du graphite. La minéralisation est intrusive dans les formations précambriennes du Nyanzien. Ces formations constituent des îlots de forme irrégulière répartis dans le granite et ont, géophysiquement parlant, sensiblement les mêmes propriétés physiques que les formations aurifères. Cet obstacle fut levé en utilisant une combinaison spéciale de méthodes géophysiques:Une campagne de géophysique aéroportée (magnétométrie et électromagnétisme) fut effectuée en vue de repérer les failles principales, les horizons conducteurs et les changements lithologiques majeurs.Une étude au sol par magnétométrie et électromagnétisme (E. M. Gun) fut alors entreprise dans les zones favorables, choisies sur la base des résultats de la géophysique et de l'importance des anciens travaux miniers, suivant une maille spéciale qui avait été jalonée au préalable sur le terrain. Les résultats furent consignés sous forme de cartes de contours et révélèrent les principales marques caractéristiques tectoniques de la région.Ces informations servirent de base à une campagne auTuram qui donne en certains endroits des indications précises sur les veines de quartz aurifère.Cette combinaison de méthodes géophysiques permit d'établir l'aspect structural de la région à un degré tel qu'il fut possible de déterminer l'extension des gisements et il devint alors possible de réaliser avec succès les programmes de prospection superficielle et de sondage. A titre d'exemple, l'application de ces méthodes combinéses est détallée pour une veine de quartz aurifère de la région de Sarama.

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

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Annotation note of the editorial staff: Due to lack of time we have not been able to alter the text of this paper.