Continental drift and the origin of certain mineral deposits

In the course of continental drift, the following subsequent phases are recognized: early arid advanced graben stages, and, after continental breakup, early and advanced drift stages; possibly concluded by a later drift stage.Several mineral potentials of the sea bed or its subsurface do not originate in connection with continental drift (e.g. placers), others are only conditionally related (e. g. hydrocarbons, phosphorites, oozes with U and other metals). Only the metalliferous muds of the Red Sea type and the manganese nodules of the deep sea can be attributed to specific stages.Metalliferous muds form preferably during the early drift stage. An economic evaluation of the Red Sea occurrences is under way. It is assumed that fossil deposits of this type origin are relatively common; prospective areas are tentatively indicated.Manganese nodules with interesting values of Ni, Cu, Co are generated on abyssal plains formed during the advanced drift stage, in particular in areas of extremely low sedimentation. The nodules may represent a major economic potential; sizable fossil deposits of this type can, however, not be expected.

---

Zusammenfassung Im Ablauf der Kontinentaldrift werden, aufeinanderfolgend, das frühe und das fortgeschrittene Grabenstadium und, nach Auseinanderbrechen der kontinentalen Kruste, das frühe und das fortgeschrittene Driftstadium unterschieden; die Entwicklung mag durch das späte Driftstadium abgeschlossen werden.Verschiedene Mineralpotentiale des Meeresbodens und seines Untergrundes haben keinen ersichtlichen Zusammenhang mit Kontinentaldrift (z. B. Seifen), andere nur bedingte (z. B. Kohlenwasserstoffe, Phosphorite, organische Schlämme mit Uran und anderen Metallen). Lediglich die Erzschlämme vom Rotmeertyp und die Manganknollen der Tiefsee sind bestimmten Stadien zuzuordnen.Erzschlämme entstehen bevorzugt im frühen Driftstadium. Eine wirtschaftliche Bewertung der bisher aus dem Roten Meer bekannten Vorkommen ist eingeleitet. Eine mäßig häufige Verbreitung fossiler Lagerstätten dieser Genese ist abzuleiten; Hinweise für prospektive Areale deuten sich bereits an. Manganknollen mit interessanten Gehalten an Ni, Cu, Co bilden sich in den Ebenen der Tiefsee, die im Zuge des fortgeschrittenen Driftstadiums entstehen, und zwar in den Gegenden geringster Sedimentation. Die Manganknollen mögen ein großes wirtschaftliches Potential vorstellen; nennenswerte fossile Lagerstätten sind jedoch nicht zu erwarten.

---

Résumé Au cours de la dérive continentale on distingue, successivement, un stade premier et un stade avancé de formation du Graben et, après la dislocation de l'écorce continentale, un stade premier et le stade avancé de la dérive; ce développement peut être terminé par un stade tardif ou final de dérive.Plusieurs potentialités minérales du fond de la mer et de son soubassement ne sont pas visiblement liées à la dérive continentale (par exemple placers); d'autres ne montrent que certaines relations avec ce dernier processus (par exemple hydrocarbures, phosphorites, boues organiques contenant de l'uranium et d'autres métaux). Seules les boues métallifères du type «Mer Rouge »et les nodules de manganèse de la mer abyssale sont à attribuer à certains stades.Des boues métallifères sont formées surtout au cours du premier stade de dérivol. Une évaluation économique des gisements de la Mer Rouge connus jusqu'à présent est abordée. On peut en déduire la répartition assez fréquente de gisements fossilifères de cette genèse. Des indications concernant les surfaces à prospecter en resorrtent désà. Des nodules de manganèse avec des teneurs intéressantes en nickel, cuivre, et cobalt se forment dans les plaines abyssales, qui naissent au cours du stade avancé de la dérive, et, à la vérités, dans les zones de très faible sédimentation. Les nodules de manganèse représentent peut-être un grand potentiel économique; toutefois, il ne faut pas s'attendre à l'existence de gisements fossiles notables.

---

, — . . (.: ), (.: , , ). . , , . - . ; . , , , , , . , .

     

Organic compounds in the early atmosphere formed abiotically from atomic carbon

The recent discovery that atomic carbon occurs plentiful in olivines from mantle-derived rocks opens new aspects for the chemical evolution of the early atmosphere and the origin of life. It has been shown conclusively that atomic carbon which is dissolved in the model oxide MgO is capable of reacting in an O₂-free atmosphere with the lattice oxygen to give CO₂ and with the lattice hydrogen, derived from OH^–, to give a profuse variety of hydrocarbons.The diffusional processes and low temperature gas/solid interface reactions involved in these processes are expected to introduce, purely abiotically, isotope fractionation resulting in a¹³C enrichment of the CO₂ fraction and in a¹³C depletion of the hydrocarbon fraction which may be confused with the¹²C/¹³C isotope fractionation along biological pathways.Atomic carbon dissolved in olivines and in basalts shows a similar behaviour and yields similar quantities as C in MgO: 1–2 mg/g CO₂ and 25–100g/g hydrocarbons degassing between 400 and 1000 °C. On a geological scale this means that each cubic kilometer of basaltic magma degassing in an O₂-free atmosphere has the capacity of sending off about 3–6·10⁹ kg (2·10⁹ m³) of CO₂ and about 1–3·10⁸ kg (2·10⁸ m³) of hydrocarbons. The presence of water modifies the composition to give, among others, alcohols and organic acids.On the basis of these results we are led to the conclusion that the early atmosphere of the earth may have contained a very high concentration of abiotically formed organic compounds of great chemical complexity.

---

Zusammenfassung Die Entdeckung des atomar gelösten Kohlenstoffs in Olivinen aus Mantelgesteinen führt zu neuen Vorstellungen über die Zusammensetzung der Uratmosphäre und Entwicklungsbedingungen des Lebens. Atomarer Kohlenstoff im MgO ist in der Lage, in einer O₂-freien Atmosphäre mit dem Gittersauerstoff zu CO₂ zu reagieren und mit dem aus OH^– stammenden Gitterwasserstoff eine große Vielfalt von organischen Verbindungen zu bilden.Diffusionsprozesse und Gas-Festkörper-Austauschreaktionen, die an diesen Reaktionen beteiligt sind, führen nach ersten Untersuchungen zu einer¹³C-Anreicherung im CO₂ und einer¹³C-Abreicherung bei den Kohlenwasserstoffen. Diese¹²C/¹³C-Fraktionierung ist gleichsinnig mit der biologischen¹²C/¹³C-Fraktionierung.Atomarer Kohlenstoff in Olivinen und Basalten zeigt ein sehr ähnliches Reaktionsverhalten wie im MgO und führt zu ähnlichen Reaktionsprodukten: 1–2 mg/g CO₂ und 25–100g/g Kohlenwasserstoffe zwischen 400–1000 °C. Übertragen auf geologische Verhältnisse bedeutet dies, daß jeder km³ eines entgasenden basaltischen Magmas 3–6·10⁹ kg (2·10⁹ m³) CO₂ und 1–3·10⁸ kg (2·10⁸ m³) abwüschen Kohlenwasserstoff abgeben kann. Die Anwesenheit von Wasser führt zur Bildung von Alkoholen und organischen Säuren. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, daß die Uratmosphäre und die Ursuppe viel reicher waren als bisher angenommen an komplexen organischen Verbindungen, die rein thermisch entstanden sind.

---

Résumé La découverte du carbone atomique dans les olivines du manteau entraîne de nouvelles idées sur la composition de l'atmosphère originelle et sur les conditions du développement de la vie. Comme l'est le cas pour le MgO, le carbone atomique dans les olivines est capable de réagir, dans une atmosphère exempte de O₂, avec l'oxygène du réseau cristallin en formant du CO₂, et avec l'hydrogène provenant des groupements OH^– du réseau, pour former une grande variété de composés organiques.Les processus de diffusion et d'échange gas-solide liés à ces réactions provoquent, d'après les premiers résultats, un enrichissement en¹³C dans le CO₂ et un appauvrissement en¹³C dans les hydrocarbures formés. Ceci ressemble au fractionnement dû à des réactions biologiques.Le comportement du carbone atomique et sa réactivité se retrouvent dans les basaltes et les olivines. La gamme des produits de réaction et leur quantité ressemble à celle du MgO: 1–2 mg/g CO₂ et 25–100g/g composés organiques. A l'échelle géologique ceci implique que chaque km³ de magma basaltique dégazé en contact avec une atmosphère exempte d'oxygène pouvait émettre 3–6·10⁹ kg, soit 2·10⁹ m³ de CO₂ et 1–3·10⁸ kg, soit 2·10⁸ m³ d'hydrocarbures abiotiques. La présence d'eau entraîne la formation d'alcools et d'acides organiques.La conclusion tirée de ce travail indique que l'atmosphère originelle et la»soupe primordiale» étaient plus riches qu'on ne l'a admis jusqu'à présent en composés organiques dûs à des processus purement thermiques, et donc abiotiques.

---

. MgO , COg, -, , . , , — — ¹³ ₂ . ¹²/¹³ , . , , - : 1–2 / O₂ 25–100 / , 400–1000 . , 3–6·109 (2·10^{9 3}) ₂ 1– 3·10⁸ (2·10^{8 3}) . . , , , , .

---

---

Presented in part at the meeting Precambrian Problems, Copenhagen, March 1981.     

Identification of the projectile at the Brent crater,and further considerations of projectile types at terrestrial craters

Impact melt samples from drill hole B1-59 at the 3.8 km diameter Brent crater (Ontario) have been analysed for siderophile trace elements indicative of meteoritic contamination. Samples from the basal melt zone at 823–857 m depth are enriched in Ir, Os, Pd, Ni, Co, Cr and Se over basement, with the abundance pattern suggesting a chondritic projectile for Brent. From a Ni-Cr correlation of 10 melt samples an L or LL chondrite is inferred. The contribution of an ultramafic country rock (alnoite) in the melt is too small to significantly influence its $\text{Ni}\text{Cr}$ ratio. Glass-rich breccias from the allochthonous breccias filling the crater also contain a meteoritic component. Interelement ratios (e.g. $\text{Ni}\text{Cr}$) are, however, fractionated relative to the melt zone samples. This, as well as the low Au content of all Brent samples, is probably a product of alteration.Additional data on impact melts from the 65 km diameter crater Manicouagan still did not reveal a meteoritic component, as also for the Mistastin crater (28 km diameter) where Cr analyses set an upper limit of 1% of an achondritic projectile component in the melt. Irghizites (tektite like glasses) from the Zhamanshin impact structure have been found to contain high Ni and Co concentrations, and our data show that Ir is also enriched. It is however not possible to define the projectile-type. Enrichment of an Ivory Coast tektite in Ir is confirmed. There are large differences in siderophile element concentrations among tektites, with otherwise similar chemical composition.There are now four known craters formed by chondrites (Clearwater East, Lapparjärvi, Wanapitei, and Brent), with Brent being the smallest of these. For smaller craters the projectiles appear to be limited to iron or stony-iron meteorites, because of atmospheric destruction of relatively small stony meteorites. It appears, however, that all major classes of meteorites are represented among the projectiles at terrestrial impact craters.     

Hingganite-(Y) from a small aplite vein in granodiorite from Oppach,Lusatian Mts., E-Germany

Mineralogy and Petrology - Crystals of hingganite-(Y) occur co-trapped in quartz crystals from miarolitic cavities in an aplite vein in the Cadomian granodiorite from Oppach/Lusatian, Germany. We...