The three projects described herein focus on two instances of exceptional preservation and on potential source of bias in the fossil record. The occurrence of exceptionally preserved fossil assemblages and the existence of systematic bias in the fossil record from a variety of sources represent opposing forces acting on the information quality of the fossil record. Exceptionally preserved assemblages capture features of anatomy and components of assemblages not normally recorded in the fossil record. Systematic biases affecting the fossil record do the opposite, skewing our perception of patterns of diversity, the relative dominance of clades and changes in ecosystems through time. Chapter one presents the results of an analog modeling analysis to assess whether and how a newly proposed potential mechanism, the preferential sampling of larger specimens during fossil sampling due to the greater likelihood of larger specimens being intersected by a fracture surface, contributes to the lithification bias. Chapters two and three focus on the exceptionally preserved vermiform fossils from the Winneshiek Lagerstätte in northeastern Iowa and microfossils from the Doushantuo Formation of South China, respectively. Chapter two aims at resolving the identity of the Winneshiek vermiform fossils and presents evidence that these structures represent phosphatized bromalites, an ichnologic category that includes coprolites and cololites. Chapter three presents a biostratigraphy study of exceptionally preserved microfossils at three sections of the Doushantuo Formation in South China. Acanthomorphic acritarchs represent a promising tool for subdivision and correlation of the Doushantuo Formation of South China and Ediacaran strata around the world. However, the occurrence of acanthomorphic acritarchs within the Doushantuo Formation is controlled by the availability of early diagenetic chert nodules that host microfossils such as acanthomorphic acritarchs. One of these sections contains the rare occurrence of early diagenetic cherts in an upper slope section. This new biostratigraphic data adds to the growing body of integrated chemostratigraphic and biostratigraphic data from the Doushantuo Formation. By understanding both exceptional preservation and sources of bias in the fossil record it is possible to separate artifact and noise from the true signal of the history of life. / PHD

At the macroscopic scale, vertebrate fossils are considered exceptional when non-biomineralized (soft) tissues are preserved. Histologically, high quality is defined by trueness to original shape of a bone, preservation of fine details (e.g. canaliculi), and presence or absence of matrix material in void spaces. Some fossils are hypothesized to preserve cells and durable organelles. Traditionally, cytological details and biomolecular remains have been sought in exceptional fossils. Durable cytological features such as melanosomes do appear to follow feather preservation, but traditionally exceptional fossils are not necessarily exceptional on a microscopic scale. Here, we analyze a feathered dinosaur specimen from the Jehol Lagerstätte to assess claims of blood cell preservation and the state of potential biomolecular preservation. Beipiaosaurus inexpectus is a fairly complete specimen with preserved feathers. Though crushed, fine details in thin section are prevalent. Using Raman spectroscopy, Energy Dispersive X-ray Spectrometry, and Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectroscopy we found no evidence of exceptional molecular preservation. Instead, we found evidence that the vasculature, once hypothesized to contain preserved red blood cells, is filled with clay minerals, with the purported cells chemically indistinguishable from materials of other shapes infilling the vessels. Despite yielding exceptional fossils, the preservational environment of the Jehol biota does not necessarily preserve exceptional details cytologically or biomolecularly. Consequently, we conclude that a systematic approach to biomolecular and cytological preservation studies should rely on traits other than classic exceptional preservation. / Master of Science / What makes a fossil particularly excellent? Traditionally, fossils from animals with skeletons were considered high quality when many or most of the bones from an animal are preserved. If these bones line up with one another like they would in the animal when it was alive (i.e. are articulated) the fossil is even better. To be exceptional, though, soft tissues, or parts of the animal that were not hardened with minerals while the animal lived (e.g. feathers, skin) need to be preserved. All of these traits can be observed with the naked eye. With the use of a microscope, we can see how much a skeleton has been crushed and whether the spaces in the bone for blood vessels and cells have been well preserved. Additionally, we may be able to observe preserved cells, which would be exceptional. On an even smaller scale, the molecules present in a bone might be well or poorly preserved. How much the minerals that make up the bone have changed chemically from when the animal was alive is one indicator of quality. Another might be preservation of molecules that come from the animal such as DNA and the proteins present in bone. In this study, we chose an exceptional fossil based on the traits visible to the naked eye (many of the bones are present and it has feathers) and looked for evidence of cell and unique molecule preservation. On the microscope, we saw beautiful details of the structures in the bone that held bone cells and blood vessels. We also observed red spheres which have been described by other researchers as possible blood cells in the spaces for blood vessels. Using three types of machine which can identify minerals, elements, and molecules in the bone and vessels, we did not find any evidence that the spheres represent preserved blood cells. Nor did we find any evidence of exceptional molecules. However, we did find evidence that the bone itself is not highly changed from when the animal lived, though we see elements and molecules in the vessels that probably did not come from the animal. We started this study knowing that the fossil we chose is exceptional in some ways, but what we found shows that it has a mix of excellent and poor traits visible on the microscope and it does not have any excellent traits in terms of its molecules besides the minerals in the bone itself. We conclude that fossils that are exceptional in the traditional sense are not necessarily exceptional in other ways. / What makes a fossil particularly excellent? Traditionally, fossils from animals with skeletons were considered high quality when many or most of the bones from an animal are preserved. If these bones line up with one another like they would in the animal when it was alive (i.e. are articulated) the fossil is even better. To be exceptional, though, soft tissues, or parts of the animal that were not hardened with minerals while the animal lived (e.g. feathers, skin) need to be preserved. All of these traits can be observed with the naked eye. With the use of a microscope, we can see how much a skeleton has been crushed and whether the spaces in the bone for blood vessels and cells have been well preserved. Additionally, we may be able to observe preserved cells, which would be exceptional. On an even smaller scale, the molecules present in a bone might be well or poorly preserved. How much the minerals that make up the bone have changed chemically from when the animal was alive is one indicator of quality. Another might be preservation of molecules that come from the animal such as DNA and the proteins present in bone. In this study, we chose an exceptional fossil based on the traits visible to the naked eye (many of the bones are present and it has feathers) and looked for evidence of cell and unique molecule preservation. On the microscope, we saw beautiful details of the structures in the bone that held bone cells and blood vessels. We also observed red spheres which have been described by other researchers as possible blood cells in the spaces for blood vessels. Using three types of machine which can identify minerals, elements, and molecules in the bone and vessels, we did not find any evidence that the spheres represent preserved blood cells. Nor did we find any evidence of exceptional molecules. However, we did find evidence that the bone itself is not highly changed from when the animal lived, though we see elements and molecules in the vessels that probably did not come from the animal. We started this study knowing that the fossil we chose is exceptional in some ways, but what we found shows that it has a mix of excellent and poor traits visible on the microscope and it does not have any excellent traits in terms of its molecules besides the minerals in the bone itself. We conclude that fossils that are exceptional in the traditional sense are not necessarily exceptional in other ways.

Les opportunités de reconstituer l’écologie et les comportements d’individus et d’espèces de vertébrés éteints sont rares. Plusieurs grands assemblages de vertébrés fossiles datant de la fin du Jurassique au début du Crétacé fournissent des informations sur la biodiversité et les communautés de vertébrés terrestres. Cependant, à l’exception du Lagerstätte de Las Hoyas (Crétacé inférieur, Espagne), les fossiles de ces assemblages ont été retrouvés sur un large éventail géographique, stratigraphique et/ou temporel. Cette thèse présente les résultats d’une étude taphonomique, couplée avec des données néotaphonomiques, paléontologiques, ichnologiques, sédimentologiques et géochimiques, de l’assemblage de macrorestes fossiles de vertébrés du site du Crétacé inférieur d’Angeac-Charente, situé dans l’Ouest de la France. Neuf campagnes de fouilles menées depuis 2010 ont permis de récolter plusieurs milliers de macrorestes de vertébrés appartenant à 16 taxons différents, auxquels viennent s’ajouter d’abondants microrestes appartenant à 27 taxons de vertébrés supplémentaires, plusieurs centaines de coprolithes de termites et de vertébrés riches en inclusions végétales et osseuses, des centaines de remplissages naturels d’empreintes de dinosaures, de nombreux restes de végétaux, des moules de mollusques bivalves et gastropodes, ainsi que des ostracodes. L’ensemble sédimentaire est dominé par des argiles de décantation interrompues par des dépôts localisés de plus haute énergie (cours d’eau, inondation) déposé dans un environnement de zone humide de type marécage. De nombreuses figures de déformations synsédimentaires formées en milieu liquide sont conservées sous forme de « scènes figées ». Des empreintes attribuées à l’ichnogenre Deltapodus et conservées sous forme de remplissages de dépôt direct ont été produites par un groupe multigénérationnel de stégosaures. De nombreuses empreintes de sauropodes sont conservées en 3-D ou en 4-D sous forme de remplissages de profondeurs variables. L’assemblage osseux est multitaxique, très diversifié et comprend des taxons terrestres, amphibies et aquatiques d’eau douce. Il contient une combinaison de macrofossiles et microfossiles et s’est formé de manière complexe, avec l’intervention de multiples processus d’origine biologique, écologique et physique. Il est dominé par les dinosaures, en particulier une nouvelle espèce d’ornithomimosaure non-ornithomimidé, dont de nombreux restent résultent d’une mort en masse d’un troupeau multigénérationnel dominé par des juvéniles et subadultes. D’abondants restes de sauropodes ont été transportés sur une plus ou moins grande distance avant d’être déposés sur le site. De nombreuses traces de morsure à la surface des restes de carapaces appartenant à plusieurs individus de tortues Pleurosternon bullockii résultent du comportement de prédation du crocodylomorphe Goniopholis, avec l’utilisation de la technique « casse-noix ». Les modifications osseuses post-dépositionnelles, comme la désarticulation, les déplacements, réorientations, fractures et traces de surface, résultent principalement de l’intense piétinement par les dinosaures. Le Lagerstätte d’Angeac-Charente ouvre une fenêtre d’une résolution spatiale et temporelle exceptionnellement fine sur un écosystème terrestre ouest-européen du tout début du Crétacé dont les organismes étaient en interaction directe entre eux et avec leur environnement. / Opportunities to reconstruct the ecology and behaviour of individuals of extinct vertebrate species are rare. Several large assemblages of fossil vertebrate dating from the late Jurassic to the early Cretaceous provide information on biodiversity and terrestrial vertebrate communities. However, with the exception of the Lagerstätte of Las Hoyas (Lower Cretaceous, Spain), the fossils of these assemblages have been found over a wide geographical, stratigraphic and/or temporal range. This PhD thesis presents the results of a taphonomic study, coupled with neotaphonic, paleontological, ichnological, sedimentological and geochemical data, of the assemblage of vertebrate fossils macro-remains from the Lower Cretaceous site of Angeac-Charente, located in the western France. Nine excavation campaigns carried out since 2010 allowed to collect thousands of vertebrate macroremains belonging to 16 different taxa, to which are added abundant microremains belonging to 27 additional vertebrate taxa, hundreds of termite and vertebrate coprolites rich in plant and bone inclusions, hundreds of natural casts of dinosaur tracks, numerous plant remains, bivalve and gastropod casts, as well as ostracods. The sedimentary assemblage is dominated by settling clays interrupted by localized deposits of higher energy deposited in a swampy wetland environment. Many synsedimentary deformations formed in liquefied sediments are preserved as "frozen scenes". Tracks attributed to the ichnogenre Deltapodus and preserved as direct deposit infills were produced by a multigenerational group of stegosaurs. Many sauropod footprints of various depths are stored in 3-D or 4-D. The bone assemblage is multitaxic, highly diversified and includes terrestrial as well as freshwater amphibian and aquatic taxa. It contains a combination of macrofossils and microfossils and has been formed in a complex way, with the intervention of multiple processes of biological, ecological and physical origin. It is dominated by dinosaurs, especially a new species of non-ornithomimid ornithomimosaur, many of whom remain resulting from a catastrophic mass death of a multigenerational herd dominated by juveniles and subadults. Abundant sauropod remains were transported by water currents over various distance before their deposit on the site. Many bite marks on the surface of shell remains belonging to several Pleurosternon bullockii turtle individuals result from the predatory behaviour of the crocodylomorph Goniopholis, with the use of the "nutcracker" technique. Post-depositional bone modifications, such as disarticulation, displacements, reorientations, fractures, fissures and surface marks, result mainly from intense trampling by dinosaurs. The Angeac-Charente Lagerstätte opens a window of exceptionally fine spatial and temporal resolution on a western European terrestrial ecosystem from the very beginning of the Cretaceous whose organisms interacted directly with each other and with their environment.

Bei der Cu-Zn-Lagerstätte bei Kupferberg, 10 km nordöstlich von Kulmbach, handelt es sich um Bayerns größten, historischen Buntmetallabbau. Der etwa 4 km lange Zug einzelner, stratiformer Erzlinsen befindet sich im Nordwesten in der parautochthonen Randschiefer Formation und im Südosten in der Prasinit-Phyllit Formation, die ein Teil der allochthonen Münchberger Gneismasse ist. Bisherige Versuche, die Genese der Lagerstätte zu erklären, scheiterten daran, den versatzlosen Übertritt einer stratiformen Lagerstätte über eine regional bedeutende Störungszone zu erklären. U-Pb Zirkondatierungen an mafischen und felsischen Vulkaniten im Umfeld der Lagerstätte bestätigten das Bild eines kambrisch-ordovizischen Extensionsvulkanismus. Das Fehlen von N-MORB-ähnlichen geochemischen Signaturen in den untersuchten Proben der gesamten südwestlichen, saxothuringischen Vogtland Synklinale deutet auf eine gescheiterte Riftbildung am Nordrand Gondwanas hin und setzt somit den geotektonischen Rahmen für die Ablagerung der Wirtsformation(en). Die Cu-Zn-Vererzung selbst liegt hier im Wesentlichen als Vergesellschaftung von Pyrit, Chalkopyrit, Sphalerit, Quarz und Kalzit in kohlenstoffreichem Tonschiefer vor. Die verschiedenen Untersuchungen an den beiden Erzlinsen zeigten, dass in der „St. Veits“ Erzlinse eine syngenetische Pyrit-Anreicherung mit charakteristisch niedrigen Co/Ni-Verhältnissen (ø = 3,7) vorliegt. Darüber hinaus konnte dort noch mindestens eine hydrothermale Pyrit-Generation (Co/Ni-Verhältnis ca. 35) nachgewiesen werden, die nur dort auftritt, wo auch Chalkopyrit angereichert ist und deutlich höhere Co/Ni-Verhältnisse aufweist (ø = 35). Die Ermittlung der Cu-Isotopenverhältnisse des Chalkopyrits zeigte ein δ65Cu-Spektrum von -0,26 bis 0,36 ‰, was stark für eine hydrothermale Anreicherung unter hohen (>250 °C) Temperaturbedingungen spricht. Während sich die Erzlinsen in der Randschiefer und Prasinit-Phyllit Formation hinsichtlich ihrer Sulfid-Mineralogie so ähnlich sind, dass sie bisher immer als eine Lagerstätte angesprochen wurden, erbrachte ein statistischer Vergleich der beiden δ34S-Datensätze, dass es sich hier nur mit einer Wahrscheinlichkeit von ca. 2 % um Stichproben der gleichen Grundgesamtheit handelt. Entsprechend liegen innerhalb der Kupferberger Lagerstätte zwei unterschiedliche Schichten, reich an syngenetischem Pyrit, vor. Die Tatsache, dass das δ34S-Spektrum potentieller Schwefelquellen für die hydrothermale Chalkopyrit-Mineralisation theoretisch sehr groß, de facto aber mit dem δ34S-Spektrum der syngenetischen Sulfidanreicherung fast identisch ist (δ34S = 3,2 ± 0,6 ‰ bzw. δ34S = 3,1 ± 0,9 ‰), spricht für eine schichtinterne Sulfidmobilisierung. Aus den hier erbrachten Ergebnissen wird ein genetisches Modell für die Kupferberger Lagerstätte geschlussfolgert, in dem jeweils eine der zahlreichen sedimentären, Pyrit-reichen Schichten aus der Randschiefer und der Prasinit-Phyllit Formation bei der Überschiebung der Münchberger Gneismasse tektonisch in Kontakt gebracht wurden. Im Zuge eben dieser Raumnahme der allochthonen Masse wurden Teile der Randschiefer Formation unter Grünschiefer-fazielle Bedingungen gebracht. Dabei kam es sowohl zur Freisetzung von Buntmetallen, die vorher zum Großteil in Pyrit gebunden waren, als auch zur Entwässerung der umliegenden Tonschiefer. Durch die überlagernden, impermeablen metamorphen Decken wurde das entstandene metallreiche Fluid an der Überschiebungsbahn kanalisiert. Durch den Druckabfall in der Spröde-Duktil-Übergangszone kam es zum Sieden des aufsteigenden Fluids, was zur Ausfällung der Sulfide führte. Die Bildung bedeutender Erzlinsen erfolgte vor allem dort, wo das übersättigte Fluid auf Pyrit-reiche Schwarzschiefer bzw. Phyllite traf. Da die Abbauwürdigkeit dieser Erzlinsen im Wesentlichen auf die epigenetische Überprägung im Zuge der Deckenüberschiebung zurückzuführen ist, handelt es sich bei der Kupferberger Cu-Zn-Vererzung um eines der seltenen Beispiele für eine tatsächliche metamorphogene bzw. syntektonische Buntmetalllagerstätte. / Kupferberg is located c. 10 km in the east of Kulmbach in Upper Franconia (northeastern Bavaria). The stratiform Cu-Zn deposit represents Bavaria´s largest base metal deposit, for which up to now no decent genetic model existed. In the northeast, the c. 4 km long string of separate, stratiform ore lenses is part of the parautochthonous Randschiefer Formation and in the southeast, it is hosted by the high-grade, allochthonous Münchberg metamorphic complex. None of the previous investigations were able to explain, why this stratiform ore deposit cross-cuts on of the region´s major fault zones without any offset. The ore itself has a remarkably simple mineralogy, it consists mainly of pyrite with variable amounts of chalcopyrite and sphalerite, accompanied by quartz and calcite. Various investigations (among others U-Pb zircon dating, Cu- and S-isotopic analyses) revealed a two-stage genetic model for the Kupferberg Cu-Zn deposit: A syngenetic pyrite-enrichment and a hydrothermal sulfide-enrichment. The latter was the product of a syn-orogenic fluid-expulsion from beneath the Münchberg metamorphic complex, which makes Kupferberg a syntectonic, metamorphogenic base metal deposit.

The Triassic Cow Branch Formation of the Dan River Basin is host to a world-class lagerstätte deposit of exceptionally preserved insects, among other organisms. The lagerstätte occurs within a cyclic, lacustrine sedimentary succession, hypothesized to have been driven by Milankovitch climate forcing. Through an integrated sedimentological and geochemical investigation, I present evidence that the lagerstätte was deposited during a lake transgression, under intermittently anoxic and ferruginous conditions. Sedimentological evidence shows a deepening followed by shoaling through a broad fining and subsequent coarsening of the sedimentary units of the sequence. This transition in grain size occurs at the lagerstätte. Despite relatively quartz-rich sediments sourced to the basin, silica-content in the studied cycle is exceptionally low. The replacement of silica by the zeolite mineral analcime, coupled with primary dolomite precipitation suggests alkaline lake water. Geochemical evidence, including total organic carbon (TOC), pyrite sulfur and iron speciation data suggest anoxic, ferruginous waters. At the lagerstätte interval, TOC content increases significantly, coinciding with the presence of darker, more laminated sedimentary lithofacies. At the interval of the highest TOC content, a spike in pyrite sulfur content occurs; likely the result of slowed sedimentation. Organic carbon-to-pyrite sulfur ratios suggest however, that the lake water was sulfate-poor and the deep waters never became euxinic (anoxic, H2S-containing). Iron proxy data show that the studied portion of the Cow Branch Formation deposited under intermittent to persistent anoxic conditions. These data suggest a confluence of factors — lake transgression, combined with alkaline and anoxic, ferruginous water chemistry — created an ideal scenario that led to lagerstätte formation. / Master of Science

Les propriétés géochimiques particulières du molybdène vis-à-vis du potentiel d’oxygénation en milieu aqueux en font un élément particulièrement utilisé pour déterminer le degré d’oxygénation du milieu dans lequel un dépôt a sédimenté. Dans un premier temps, ce travail de thèse présente une alternative aux méthodes d’extraction du molybdène utilisées jusqu’ici. Les principales méthodes de purification couramment utilisées sur échantillons géologiques se décomposent en deux phases : une purification au travers d’une résine anionique, puis une purification au travers d’une résine cationique. La méthode proposée ici, initialement prévue pour permettre des analyses en Sample-Standard-Bracketing (SSB), permet d’isoler quantitativement le molybdène du reste de la matrice géologique en un seul passage sur résine anionique. La purification s’avère également suffisamment efficace pour effectuer des analyses en utilisant la méthode du double-spike. Une comparaison de ces deux méthodes de correction du fractionnement instrumental a permis d’évaluer les limites de l’utilisation du SSB par rapport au double-spike. Dans un second temps, cette chimie a été appliquée dans le cadre d’une étude géochimique approfondie d’un gisement fossilifère extrêmement riche: le Lagerstätte de Sirius Passet situé au nord du Groenland. Associée aux critères paléontologiques, cette étude indique que ces sédiments se sont déposés dans un milieu au moins partiellement oxygéné, sous forme de boues sédimentaires très peu propices aux échanges avec la colonne d’eau. Le contexte paléogéographique, les analyses chimiques et les observations microscopiques suggèrent que ces boues sont principalement d’origine éolienne. / The particular behaviour of molybdenum towards the oxygenation potential in aqueous environments makes this element very useful to infer the oxygenation level under which a sediment is deposited. The first part of this PhD thesis is dedicated to the development of a new protocol for the extraction of molybdenum from geological samples. Until now, most extractions are performed using two ion exchange resin columns: an anionic one, then a cationic one. The protocol proposed here, initially set to allow measurements using a classical Sample-Standard-Bracketing (SSB) method, allows good purification and recovery of molybdenum through a single pass in an anion exchange resin. This purification is good enough to perform analyses using the double-spike method. A comparison between these two methods to correct the instrumental mass bias allowed us to better constrain SSB limits versus the double-spike method. The second part of this work aimed at geochemically characterizing an extraordinary fossil assemblage deposit located in North Greenland: the Sirius Passet Lagerstätte. In association with paleontological criteria, this study shows that these sediments were deposited in an environment at least partially oxygenated, in the form of muds enabling little exchange with the water column. The paleogeographical context, chemical analyses and thin-section observations suggest that these muds are mainly aeolian in origin.

Über Jahrhunderte ist das Erzgebirge durch Montanindustrie geprägt worden. Zahlreiche Publikationen beschreiben lagerstättenkundliche und bergbaugeschichtliche Verhältnisse. Besondere Beachtung fanden dabei die Erze des Silbers und Zinns. Eine umfassende Übersicht zu Vorkommen und Abbau von Kupfer liegt jedoch noch nicht vor. Anliegen der vorliegenden Untersuchung war es deshalb, eine Zusammenschau der erzgebirgischen Kupfervorkommen zu erarbeiten. Dabei stand im Blickpunkt, in welchen Lagerstättentypen Kupfer mineralisierte und in welchen Revieren Kupfer nachweisbar ist. Dieser Überblick konnte durch Vergleichen von lagerstättenkundlicher Literatur und Kartenmaterial erreicht werden. Des Weiteren sollten Abbaureviere und Abbaumengen von Kupfer im Zeitraum von 1470 bis 1750 unter Zuhilfenahme von Material aus dem Bergarchiv Freiberg und einzelner Hinweise in weiterer, den erzgebirgischen Bergbau betreffender Literatur ausgemacht werden. Die Recherchen haben gezeigt, dass Kupferminerale, fast ausschließlich sulfidisch mineralisiert, in allen Lagerstättentypen anzutreffen sind. Bezüglich der räumlichen Verteilung sind verschiedene Schwerpunkte erkennbar. Für den Bergbau spielte Kupfer trotz des engen verhüttungstechnischen Zusammenhangs mit Silbererzen in vielen Bergbaurevieren eine nur untergeordnete Rolle. Größere Mengen des Buntmetalls wurden in Schneeberg-Oberschlema, in Breitenbrunn, bei Annaberg, bei Marienberg, bei Freiberg und in Sadisdorf gefördert. Über Vorkommen und historischen Abbau von Kupfererzen gibt die Arbeit einen Überblick, der den sächsischen und böhmischen Teil des Erzgebirges umfasst. Damit ist eine Grundlage für weiterführende Untersuchungen zur Bedeutung von Kupfer in der sächsischen Montangeschichte geschaffen.:Abkürzungsverzeichnis..........3 Abbildungsverzeichnis..........3 Tabellenverzeichnis..........4 1. Einleitung..........6 2. Untersuchungsgebiet..........9 2.1 Räumliche Abgrenzung..........9 2.2 Geologischer Bau und Entwicklungsgeschichte..........13 2.3 Physisch-geographischer Überblick..........17 2.3.1 Boden..........17 2.3.2 Relief..........18 2.3.3 Klima und Vegetation..........19 3. Material und Methodik..........20 3.1 Teilgebiete innerhalb des Untersuchungsraumes..........20 3.2 Untersuchungen zu den Kupferlagerstätten im Erzgebirge..........22 3.3 Untersuchungen zum Kupfererzabbau 1470 bis 1750..........25 3.4 Begriffe, Einheiten und Namen..........26 4. Lagerstätten im Erzgebirge..........27 4.1 Überblick..........27 4.2 Prävariszische Erzlagerstätten..........29 4.2.1 Einordnung..........29 4.2.2 Konkordante Erzlager..........30 4.2.3 Prävariszische Skarne..........31 4.2.4 Felsitmineralisation..........31 4.3 Variszische Erzlagerstätten..........32 4.3.1 Einordnung..........32 4.3.2 Greisen und Zwitter..........32 4.3.3 Variszische Skarne..........33 4.4 Postvariszische Erzlagerstätten..........33 5. Vorkommen von Kupferlagerstätten im Erzgebirge..........35 5.1 Teilgebiet Schneeberg-Schwarzenberg..........35 5.1.1 Störungssysteme und hydrothermale Gänge..........35 5.1.2 Kupfermineralisationen in den Folgengruppen..........37 5.1.3 Einzelne Kupfervorkommen im Teilgebiet..........38 5.2 Teilgebiet Marienberg-Annaberg..........43 5.2.1 Störungssysteme und hydrothermale Gänge..........43 5.2.2 Kupfermineralisationen in den Folgengruppen..........46 5.2.3 Einzelne Kupfervorkommen im Teilgebiet..........47 5.3 Teilgebiet Freiberg..........50 5.3.1 Störungssysteme und hydrothermale Gänge..........50 5.3.2 Kupfermineralisation in den Folgengruppen..........52 5.3.3 Einzelne Kupfervorkommen im Teilgebiet..........55 5.4 Teilgebiet Altenberg-Glashütte..........56 5.4.1 Ausrichtung und Mineralisation der hydrothermalen Gänge..........56 5.4.2 Einzelne Kupfervorkommen im Teilgebiet..........59 6. Kupfererzabbau von 1470 bis 1750..........61 6.1 Teilgebiet Schneeberg-Schwarzenberg..........61 6.1.1 Kupferförderung im gesamten Teilgebiet..........61 6.1.2 Einzelne Abbaugebiete im Teilgebiet..........61 6.2 Teilgebiet Marienberg-Annaberg..........67 6.2.1 Kupferförderung im gesamten Teilgebiet..........67 6.2.2 Einzelne Abbaugebiete im Teilgebiet..........68 6.3 Teilgebiet Freiberg..........74 6.3.1 Kupferförderung im gesamten Teilgebiet..........74 6.3.2 Einzelne Abbaugebiete im Teilgebiet..........74 6.4 Teilgebiet Altenberg-Glashütte..........77 6.4.1 Kupferförderung im gesamten Teilgebiet..........77 6.4.2 Einzelne Abbaugebiete im Teilgebiet..........77 7. Überblick Teilgebiet Böhmisches Erzgebirge..........80 8. Ergebnisse..........81 9. Ausblick..........86 10. Zusammenfassung..........87 Liste bergmännischer Begriffe und Maße..........91 Liste der Minerale..........92 Literaturverzeichnis..........93 / The mountains Erzgebirge have been characterized by mining industries for centuries. Many publications describe the natural mineral deposits and the historical mining conditions. Special regards are thereby paid to silver and tin ore. However an extensive summary of copper deposits and mining is not available. In which types of mineral deposits copper is mineralised and in which districts copper can be proved? Therefore, the intention of this study was a synopsis about the copper deposits in the mountains Erzgebirge by comparing literature and maps. In addition, mining districts and mining quantity of copper between 1470 and 1750 should be arranged. For this purpose, material from the Bergarchiv Freiberg and other literature about regional mining was used. The research showed that copper minerals, nearly exclusive sulphide-mineralised, can be proved in every type of mineral deposits. In terms of the zonal distribution, there are centres visible. In spite of the closely relation to silver ore in the smelting processes copper was not very important in many mining districts. A larger quantity of copper ore was won in Schneeberg-Oberschlema, in Breitenbrunn, near Annaberg, near Marienberg, near Freiberg and in Sadisdorf. The study shows an overview of deposits and historical mining of copper ore in the Saxon and Bohemian parts of the Erzgebirge. So the work can be a basis for continuative studies about the importance of copper for the Saxon mining history.:Abkürzungsverzeichnis..........3 Abbildungsverzeichnis..........3 Tabellenverzeichnis..........4 1. Einleitung..........6 2. Untersuchungsgebiet..........9 2.1 Räumliche Abgrenzung..........9 2.2 Geologischer Bau und Entwicklungsgeschichte..........13 2.3 Physisch-geographischer Überblick..........17 2.3.1 Boden..........17 2.3.2 Relief..........18 2.3.3 Klima und Vegetation..........19 3. Material und Methodik..........20 3.1 Teilgebiete innerhalb des Untersuchungsraumes..........20 3.2 Untersuchungen zu den Kupferlagerstätten im Erzgebirge..........22 3.3 Untersuchungen zum Kupfererzabbau 1470 bis 1750..........25 3.4 Begriffe, Einheiten und Namen..........26 4. Lagerstätten im Erzgebirge..........27 4.1 Überblick..........27 4.2 Prävariszische Erzlagerstätten..........29 4.2.1 Einordnung..........29 4.2.2 Konkordante Erzlager..........30 4.2.3 Prävariszische Skarne..........31 4.2.4 Felsitmineralisation..........31 4.3 Variszische Erzlagerstätten..........32 4.3.1 Einordnung..........32 4.3.2 Greisen und Zwitter..........32 4.3.3 Variszische Skarne..........33 4.4 Postvariszische Erzlagerstätten..........33 5. Vorkommen von Kupferlagerstätten im Erzgebirge..........35 5.1 Teilgebiet Schneeberg-Schwarzenberg..........35 5.1.1 Störungssysteme und hydrothermale Gänge..........35 5.1.2 Kupfermineralisationen in den Folgengruppen..........37 5.1.3 Einzelne Kupfervorkommen im Teilgebiet..........38 5.2 Teilgebiet Marienberg-Annaberg..........43 5.2.1 Störungssysteme und hydrothermale Gänge..........43 5.2.2 Kupfermineralisationen in den Folgengruppen..........46 5.2.3 Einzelne Kupfervorkommen im Teilgebiet..........47 5.3 Teilgebiet Freiberg..........50 5.3.1 Störungssysteme und hydrothermale Gänge..........50 5.3.2 Kupfermineralisation in den Folgengruppen..........52 5.3.3 Einzelne Kupfervorkommen im Teilgebiet..........55 5.4 Teilgebiet Altenberg-Glashütte..........56 5.4.1 Ausrichtung und Mineralisation der hydrothermalen Gänge..........56 5.4.2 Einzelne Kupfervorkommen im Teilgebiet..........59 6. Kupfererzabbau von 1470 bis 1750..........61 6.1 Teilgebiet Schneeberg-Schwarzenberg..........61 6.1.1 Kupferförderung im gesamten Teilgebiet..........61 6.1.2 Einzelne Abbaugebiete im Teilgebiet..........61 6.2 Teilgebiet Marienberg-Annaberg..........67 6.2.1 Kupferförderung im gesamten Teilgebiet..........67 6.2.2 Einzelne Abbaugebiete im Teilgebiet..........68 6.3 Teilgebiet Freiberg..........74 6.3.1 Kupferförderung im gesamten Teilgebiet..........74 6.3.2 Einzelne Abbaugebiete im Teilgebiet..........74 6.4 Teilgebiet Altenberg-Glashütte..........77 6.4.1 Kupferförderung im gesamten Teilgebiet..........77 6.4.2 Einzelne Abbaugebiete im Teilgebiet..........77 7. Überblick Teilgebiet Böhmisches Erzgebirge..........80 8. Ergebnisse..........81 9. Ausblick..........86 10. Zusammenfassung..........87 Liste bergmännischer Begriffe und Maße..........91 Liste der Minerale..........92 Literaturverzeichnis..........93

The evolutionary origins of animal phyla are intimately linked with the Cambrian explosion, a period of radical ecological and evolutionary innovation that begins approximately 540 Mya and continues for some 20 million years, during which most major animal groups appear. Lophotrochozoa, a major group of protostome animals that includes molluscs, annelids and brachiopods, represent a significant component of the oldest known fossil records of biomineralised animals, as disclosed by the enigmatic ‘small shelly fossil’ faunas of the early Cambrian. Determining the affinities of these scleritome taxa is highly informative for examining Cambrian evolutionary patterns, since many are supposed stem-group Lophotrochozoa. The main focus of this thesis pertained to the stem-group of the Brachiopoda, a highly diverse and important clade of suspension feeding animals in the Palaeozoic era, which are still extant but with only with a fraction of past diversity. Major findings include adding support for tommotiid affinity as stem-group lophophorates. Determining morphological character homologies vital to reconstructing the brachiopod stem-group was achieved by comparing Cambrian Lagerstätten with the widespread biomineralised record of Cambrian stem-brachiopods and small shelly fossils. Polarising character changes associated with the putative transition from scleritome organisms to crown-group brachiopods was furthered by the description of an enigmatic agglutinated tubular lophophorate Yuganotheca elegans from the Chengjiang Lagerstätte, China, which possesses an unusual combination of phoronid, brachiopod and tommotiid characters. These efforts were furthered by the use of X-ray tomographic techniques that revealed novel anatomical features, including exceptionally preserved setae in the tommotiid Micrina. The evidence for a common origin of columnar brachiopod shell structures in the tommotiids is suggested and critically examined. Enigmatic and problematic early and middle Cambrian lophotrochozoans are newly described or re-described in light of new evidence, namely: the stem-brachiopod Mickwitzia occidens Walcott from the Indian Springs Lagerstätte, Nevada; a putative stem-group entoproct Cotyledion tylodes Luo and Hu from Chengjiang, China; a new enigmatic family of rhynchonelliform brachiopods exemplified by the newly described Tomteluva perturbata from the Stephen Formation, Canada; and the tommotiid Micrina etheridgei (Tate) from the Flinders Ranges, South Australia. Cladistic analyses of fossil morphological data supports a monophyletic Brachiopoda.

Les propriétés géochimiques particulières du molybdène vis-à-vis du potentiel d'oxygénation en milieu aqueux en font un élément particulièrement utilisé pour déterminer le degré d'oxygénation du milieu dans lequel un dépôt a sédimenté. Dans un premier temps, ce travail de thèse présente une alternative aux méthodes d'extraction du molybdène utilisées jusqu'ici. Les principales méthodes de purification couramment utilisées sur échantillons géologiques se décomposent en deux phases : une purification au travers d'une résine anionique, puis une purification au travers d'une résine cationique. La méthode proposée ici, initialement prévue pour permettre des analyses en Sample-Standard-Bracketing (SSB), permet d'isoler quantitativement le molybdène du reste de la matrice géologique en un seul passage sur résine anionique. La purification s'avère également suffisamment efficace pour effectuer des analyses en utilisant la méthode du double-spike. Une comparaison de ces deux méthodes de correction du fractionnement instrumental a permis d'évaluer les limites de l'utilisation du SSB par rapport au double-spike. Dans un second temps, cette chimie a été appliquée dans le cadre d'une étude géochimique approfondie d'un gisement fossilifère extrêmement riche: le Lagerstätte de Sirius Passet situé au nord du Groenland. Associée aux critères paléontologiques, cette étude indique que ces sédiments se sont déposés dans un milieu au moins partiellement oxygéné, sous forme de boues sédimentaires très peu propices aux échanges avec la colonne d'eau. Le contexte paléogéographique, les analyses chimiques et les observations microscopiques suggèrent que ces boues sont principalement d'origine éolienne.

Die Erkundung auf den Rohstoff Braunkohle hat in Mitteldeutschland eine lange Tradition. Auch heute noch werden Lagerstätteninformationen im Rahmen großer Bohrkampagnen erhoben. Auf Grundlage von Lagerstättenmodellen werden groß angelegte Erkundungsprojekte geplant, die heute vorrangig Aussagen zur Kohlenqualität liefern sollen sowie eine Vervollständigung und Überprüfung der Datenlage darstellen. Langjährig entwickelte Methoden zur Erkundung von Braunkohlenlagerstätten, die zuletzt 1985 in der „Erkundungsmethodik Braunkohle“ zusammengetragen wurden, behalten in ihren Grundsätzen nach wie vor Gültigkeit. Mit betriebseigenen Anpassungen und Weiterentwicklungen wurden in den beiden mitteldeutschen Großtagebauen der MIBRAG in den letzten 10 Jahren zwei Erkundungskampagnen für geplante Abbaufelder projektiert und realisiert. Insbesondere bei Erfassung, Verwaltung und Weiterverwendung der Explorationsdaten stehen heute digitale Möglichkeiten zur Verfügung, die den Gesamtprozess der Erkundung effizienter gestalten und neue Möglichkeiten schaffen. Vorgestellt wird ein komplexes geotechnisches Bohrinformationssystem, dass bei MIBRAG zur Erfassung und Weiterverarbeitung von Erkundungsdaten zum Einsatz kommt. Letztlich bildet das System, insofern auch Altdaten nachgespeichert werden, ein modernes digitales Lagerstättenarchiv. / The exploration for the raw material brown coal has a long tradition in central Germany. Even today, deposit information is collected as part of large drilling campaigns. On the basis of deposit models, large-scale exploration projects are planned, which today are primarily intended to provide statements on the quality of coal and represent a completion and review of the data situation. Long-established methods for exploring lignite deposits, which were last compiled in the 'Brown coal exploratory methodology' in 1985, remain valid in their principles. With inhouse adjustments and further developments, two exploration campaigns for projected mining fields were planned and implemented in the two central German large-scale opencast mines of MIBRAG in the last 10 years. In particular, in the acquisition, management and usage of exploration data digital capabilities are now available that make the overall exploration process more efficient and create new opportunities. A complex geotechnical drilling information system will be presented, which is used by MIBRAG for the acquisition and further processing of exploration data. Ultimately, as long as legacy data is re-stored, the system forms a modern deposit archive.