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.     

A linear solution of the equations of motion of an earth-orbiting satellite based on a Lie-series

Using Hill's variables, an analytical solution of a canonical system of six differential equations describing the motion of a satellite in the gravitational field of the earth is derived. The gravity field, expanded into spherical harmonics, has to be expressed as a function of the Hill variables. The intermediary is chosen to include the main secular terms. The first order solution retains the highly practical formal structure of Kaula's linear solution, but is valid for circular orbits and provides of course a spectral decomposition of radius vector and radial velocity. The resulting eccentricity functions are much simpler than the Hansen functions, since a series evaluation of the Kepler equation is avoided. The present solution may be extended to higher order solutions by Hori's perturbation method.     

Spatial distribution and bonding forms of heavy metals in sediments along the middle course of the River Elbe (km 287ċ390)

Sediments of eight groyne fields along the middle course of the River Elbe (river km 287?390) were geochemically studied. The 78 sediment samples were analysed for pH and grain size distribution. The grain size fraction < 2 μm was used for mineralogical and chemical analysis: semiquantitative clay mineral analysis; total element content (Al, Ca, Fe, K, Mn, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn), total inorganic and organic C, and bonding form fractionation with a six‐step sequential chemical extraction. The latter was performed on selected samples (n = 32). The sediments along the Elbe's course are still contaminated with heavy metals far above the local geogenic background level. An enrichment factor of more than 15 was calculated for zinc. Cr and Ni are the elements with the lowest enrichment. The bonding form analysis of selected heavy metals shows a dominance of relatively immobile bonding forms, e. g. the moderately reducible and the residual fraction, which implies a relative low mobility potential. Only Zn poses a higher potential threat to the environment, since it has a higher percentage of the first three extracted phases: adsorbed, carbonate, and easily reducible fraction.     

Field Signatures of the SE-Asian Mega-Tsunami along the West Coast of Thailand Compared to Holocene Paleo-Tsunami from the Atlantic Region

The Andaman-Sumatra Tsunami of Dec. 26, 2004, was by far the largest tsunami catastrophe in human history. An earthquake of 9 to 9.3 on the Richter scale, the extension of waves over more than 5000 km of ocean and run-ups up to 35 m are its key features. These characteristics suggest significant changes in coastal morphology and high sediment transport rates. A field survey along the west coast of Thailand (Phuket Island, Khao Lak region including some Similan Islands, Nang Pha mangrove areas and Phi Phi Don Islands) seven to nine weeks after the tsunami, however, discovered only small changes in coastal morphology and a limited amount of dislocated sediments, restricted to the lower meters of the tsunami waves. This is in striking contrast to many paleo-tsunami's events of the Atlantic region. Explanations for this discrepancy are sought in: a. Mechanics of the earthquake. A rather slow shock impulse on the water masses over the very long earthquake zone, b. Shallow water in the earthquake zone, and c. Bathymetry of the foreshore zone at the impacted sites. Shallow water west of Thailand has diminished wave energy significantly. The differences in geomorphological and sedimentological signatures of this tsunami compared with many paleo-tsunami worldwide makes it unsuitable to be used as a model for old and future tsunami imprints by an event of this extreme energy and extension.     

Element signatures of subduction-zone fluids. An experimental study of the element partitioning (Dfluid/rock) of natural partly altered igneous rocks from the ODP drilling site 1,256

The trace element signatures of fluids were investigated by leaching experiments on natural samples of partly altered mafic igneous rocks recovered from the drilling site 1,256 of ODP Leg 206 on the Cocos plate (Central America). Experiments with ultrapure water were performed at 400 °C/0.4 GPa and 500 °C/0.7 GPa. Both fluids and residual solids were examined to obtain the partition coefficients (D^fluid/rock) of various trace elements. Element partition coefficients (D^fluid/rock) obtained at 500 °C/0.7 GPa are significantly lower compared to results obtained at 400 °C/0.4 GPa, which is in contrast to observations at higher pressures (2.2–6 GPa) and temperatures between 700 and 1,400 °C (Kessel et al. in Earth Planet Sci Lett 237: 873–892, 2005a; Spandler et al. in Chem Geol 239: 228–249, 2007). This finding may indicate a considerable pressure effect on the leaching processes and strongly divergent fluid–rock interactions in the upper part of a subduction zone at 0.4–0.7 GPa compared to deeper subduction areas with higher pressures. Furthermore, this may be interpreted as one of the earliest fractionation processes during the subduction of crustal material.