Nb-Ta-minerals from the cap de creus pegmatite field,eastern Pyrenees: distribution and geochemical trends

Summary Internal structure and mineralogy facilitate distinction of four main pegmatite types at the eastern end of the Pyrenees. Three main trends in compositional variations in Nb-Ta-Sn-REE-Ti minerals have been established: a regional trend, with Ta/(Ta + Nb) ratio increasing towards the more evolved pegmatites, Mn/(Mn + Fe) being relatively low and increasing only slightly; a single-body trend, with similar enrichment toward the late pegmatite units; a single-crystal trend, with zoning related to both Ta/(Ta + Nb) and Mn/(Mn + Fe) ratios and a tendency toward Ta-enrichment in the late growth stages. The regional geochemical enrichment trends in the Mn/(Mn + Fe) ratios and Ta/(Ta + Nb) are those expected for a beryl-columbite pegmatite type. In a single pegmatite, the evolution depends on the simultaneous growth of other mineral species. Three factors seem to control the development of zoning in columbite-tantalite crystals: availability of Mn, Ta, Fe, Nb, significant differences in solubility between mineral group end members and re-equilibria with late pegmatite fluids.

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Nb-Ta-Minerale aus dem Pegmatit-Feld vom Cap de Creus, östliche Pyrenäen: Verteilung und geochemische Trends

Zusammenfassung Am Ostrand der Pyrenäen können anhand des inneren Aufbaus und der Mineralogie vier Haupttypen von Pegmatiten unterschieden werden. Die Zusammensetzungen von Nb-Ta-Sn-SEE-Ti-Mineralen folgen drei Haupttrends: einem regionalen Trend, bei dem das Verhältnis Ta/(Ta + Nb) zu den höher entwickelten Pegmatiten hin zunimmt, während Mn/(Mn + Fe) relativ niedrig ist und nur leicht zunimmt; einem lokalen (auf das jeweilige Vorkommen beschränkten) Trend mit einer ähnlichen Anreicherung zu den spätpegmatitischen Einheiten hin; einem auf Einzelkristalle bezogenen Trend mit Zonierung in bezug auf die Verhältnisse Ta/(Ta + Nb) und Mn/(Mn + Fe) und einer Tendenz zur T a-Anreicherung in den späten Wachstumsphasen. Die regionalen geochemischen Anreicherungstrends in den Mn/(Mn + Fe)- und Ta/(Ta + Nb)-Verhältnissen entsprechen jenen, wie sie für den Beryll-Columbit-Pegmatit-Typ erwartet werden. In einem einzelnen Pegmatit hängt die Entwicklung vom gleichzeitigen Wachstum anderer Mineral-Spezies ab. Drei Faktoren scheinen die Ausbildung einer Zonierung in Columbit-Tantalit-Kristallen zu kontrollieren: das Angebot an Mn, Ta, Fe und Nb, deutliche Unterschiede in der Löslichkeit der Endglieder von Mineralgruppen und die Iteequilibrierung mit spätpegmatitischen Lösungen.

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With 6 Figures     

Petrogenesis and geochemical composition of biotites in rare-element granitic pegmatites in the southwestern Grenville Province,Canada

Summary Field, mineralogical, and chemical determinations of biotite from late-tectonic rare-element (U, Th, Mo, Nb, REE) Grenville pegmatites are used to characterize and evaluate their petrogenesis in part of the southwestern Grenville Province. These pegmatites occur within middle to upper amphibolite facies rocks along and adjacent to shear zones and have hybridized margins because of interaction with their host rocks. Endo- and exomorphic biotite forms by the mechanical incorporation or hydrothermal replacement of pre-existing biotite, hornblende, Ca pyroxene and/or feldspar; accompanied by chemical re-equilibration, an increase in grain size, and inherit some of the chemical characteristics of the pegmatite. In general, the Fe/(Fe + Mg) ratio ranges between 0.22 and 0.86. The most highly fractionated biotites have high Fe/(Fe + Mg), Al, Mn, Rb, Nb, and Zn and low Ba. The chemical compositions of biotite from unzoned, partially-zoned, and zoned pegmatites indicate a trend of increasing chemical fractionation based on LIL enrichment.Overlap in calculated log (3.2 to 4.7) and log (1.3 to 2.8) for biotite (@ 600°C) among the different pegmatites is extensive. Commonly, magnetite and microcline coexist with biotites having an Fe/(Fe + Mg) between 0.54 to 0.65. Volatile enrichment and vapor-phase saturation are probably responsible for the development of zonation in the pegmatites. The diffusive loss of H₂ at or near H₂O vapor saturation at high H₂O/Fe²⁺ may be responsible for the oxidized nature of some pegmatites.Rare-element enrichment due to pegmatite fractionation combined with partitioning of rare-elements from the pegmatite melt into the volatile phase and subsequent interaction with the host rocks is key to the formation of these rare-element mineral deposits.

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Petrogenese und geochemische Zusammensetzung von Biotiten in seltenen Element-führenden granitischen Pegmatiten der südwestlichen Grenville Provinz, Kanada

Zusammenfassung Die Ergebnisse von Geländearbeiten, sowie von mineralogischen und geochemischen Untersuchungen an Biotit aus spättektonischen seltenen Element-Pegmatiten (U, Th, Mo, Nb, REE) von Grenville-Alter bilden die Basis einer Diskussion ihrer Petrogenese in der südwestlichen Grenville Provinz. Diese Pegmatite kommen in Gesteinen der mittleren bis oberen Amphibolit-Fazies längs und in der Nähe von Shearzonen vor und haben hybridisierte Ränder, die auf Interaktion mit ihren Wirtsgesteinen zurückgehen. Endo- und exomorphe Biotite sind durch mechanische Einschließung oder durch hydrathermale Verdrängung von Biotiten, Hornblenden, Kalziumpyroxenen und/oder Feldspäten gebildet worden. Dies wird durch chemische Reequilibrierung, eine Zunahme der Korngröße und durch Übernahme einiger chemischer Charakteristika der Pegmatite begleitet. Im allgemeinen schwanken die Fe/(Fe + Mg) Verhältnisse von 0.22 bis 0.68, die am stärksten fraktionierten Biotite haben hohe Fe/(Fe + Mg), Al, Mn, Rb, Nb und Zn Gehalte und niedrige Ba Gehalte. Die chemische Zusammensetzung von Biotit aus nicht zonierten, teilweise zonierten und zonierten Pegmatiten zeigt einen Trend mit zunehmend chemischer Fraktionierung, die auf einer Anreicherung von LIL-Elementen basiert.Beträchtliche überschneidungen in den berechneten log (3.2 bis 4.7) und log (1.3 bis 2.8) für Biotit (600°C) von verschiedenen Pegmatiten sind zu erkennen. Im allgemeinen koexistiert Magnetit und Mikroklin mit Biotiten von Fe/ (Fe + Mg) Verhältnissen zwischen 0.54 und 0.65. Anreicherung von volatilen Phasen und eine Sättigung der Dampfphase sind wahrscheinlich für die Entwicklung der Zonierung der Pegmatite verantwortlich. Der Verlust von H₂ durch Diffusion im Bereich der H₂O Dampfsättigung bei hohen H₂O/Fe²⁺ Werten dürfte für die oxidierte Natur einiger Pegmatite verantwortlich sein.Wichtigster Faktor für die Bildung dieser Lagerstätten seltener Elemente ist die Anreicherung von seltenen Elementen durch Pegmatit-Fraktionierung, wobei diese von der Pegmatit-Schmelze in die volatile Phase gehen, und die anschließende Interaktion mit den Nebengesteinen.

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With 9 Figures     

Pegmatites in two suites of variscan orogenic granitic rocks (Western Carpathians,Slovakia)

Summary Two rare-element (Be-Nb-Ta) granitic pegmatite populations have been observed in the Western Carpathian granitoids: (1) pegmatites with Ti- and Mg-poor mineral assemblages, and (2) pegmatites carrying Ti- and Mg-enriched phases (Nb-Ta oxide minerals, garnet, beryl). Mineral chemistry of the pegmatites reflects the primary composition of the parental granitic rocks. The first pegmatite type is derived from monazite-bearing orogenic granites (MOG), and the second from allanite-bearing orogenic granites (AOG). The MOG produced an abundance of pegmatites, whereas in the AOG group the pegmatites are less evolved and relatively scarce. The two kinds of pegmatites support the subdivision of the Western Carpathian granitoids into two principal genetic groups.

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Pegmatite in zwei Suiten variszischer orogener Granite (West-Karpathen, Slowakei)

Zusammenfassung In den Granitoiden der West-Karpathen kommen zwei Populationen von Selten-Element (Be-Nb-Ta) granitischen Pegmatiten vor: (1) Pegmatite mit Ti- und Mg-armen Mineralvergesellschaftungen und (2) Pegmatite mit Ti- und Mg-angereicherten Phasen (Nb-Ta Oxyde, Granat, Beryll). Die Mineralchemie der Pegmatite spiegelt die primäre Zusammensetzung der granitischen Ursprungsgesteine wider. Der erste Pegmatit-Typ stammt von Monazit-führenden orogenen Graniten (MOG) ab, und der zweite von Allanit-führenden orogenen Graniten (AOG). Die MOG sind für eine Vielzahl von Pegmatiten verantwortlich, während die Pegmatite der AOG-Gruppe weniger entwickelt und relativ selten sind. Das Vorkommen dieser zwei Arten von Pegmatiten unterstützt die Unterteilung der Granitoide der West-Karpathen in zwei genetische Hauptgruppen.

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With 6 Figures     

Trace element chemistry of lithium-rich micas from rare-element granitic pegmatites

Summary Granitic pegmatites characterized by advanced accumulation and fractionation of incompatible rare lithophile elements (Li, Rb, Cs, Be, Ta Nb, B, P and F), often contain mineral assemblages which host lithium-rich micas. Lepidolite and lithian muscovite occur in high-pressure spodumene, low-pressure petalite, phosphorus-enriched amblygonite and fluorine-rich lepidolite subtypes of orogenic affiliated complex type granitic pegmatites and rarely in anorogenic affiliated amazonite-bearingTrace element data determined by X-ray fluorescence for lepidolite of various pegmatite subtypes, morphology (book, scaly, fine-grained), position within the pegmatite (primary zones, replacement units, pockets), mineral assemblages and tectonic affinity (orogenic vs anorogenic) show extreme fractionation of Rb and Cs; modest levels of T1, Ga, Nb, Ta, Sn and Zn; and typically low abundances of Ba, Sr, Ni, Pb, Y, V, W and Zr. Extreme fractionation is indicated by low values of K/Rb, K/Cs and Nb/Ta which are lowest in lepidolite from petalite subtype pegmatites.No systematic differences in trace element content is evident among the different lepidolite morphologies or paragenetic position. Lepidolite from spodumene subtype pegmatites are generally slightly less fractionated than those from petalite or lepidolite subtype pegmatites.

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Spurenelement-Chemie von Lithium-reichen Glimmern aus granitischen Pegmatiten

Zusammenfassung Granitische Pegmatite, die durch fortgeschrittene Anreicherung und Fraktionierung von inkompatiblen, seltenen, lithophilen Elementen (Li, Rb, Cs, Be, Ta Nb, B, P und F) charakterisiert sind, enthalten häufig Mineralparagenesen mit Lithium-reichen Glimmern. Lepidolith und Li-Muskowit treten in Hochdruck-Spodumen, in Niedrigdruck-Petalit, in mit Phosphor angereichertem Amblygonit und in Fluor-reichen Lepidolith-Unterarten aus komplexen orogenen granitischen Pegmatiten und selten auch aus anorogenen, Amazonit-führenden Pegmatiten, auf.Spurenelement-Daten aus der Röntgenfluoreszenzanalyse von Lepidolith aus verschiedenen Pegmatit-Untertypen, die Morphologie (tafelig, schuppig, feinkörnig), die Position innerhalb des Pegmatits (primäre Zonen, verdrängte Einheiten, Taschen), Mineralbestände und tektonische Affinität (orogen gegen anorogen) zeigen eine extreme Fraktionierung von Rb und Cs, bescheidene Gehalte an TI, Ga, Nb, Ta, Sn und Zn; und typischerweise geringe Häufigkeiten von Ba, Sr, Ni, Pb, Y, V, W und Zr. Die extreme Fraktionierung wird durch niedrige Werte von K/Rb, K/Cs und Nb/Ta angezeigt, die in Lepidolith von Pegmatiten des Petalit-Subtyps am niedrigsten sind.Aus den verschiedenen Morphologien oder paragenetischen Positionen von Lepidolith sind keine systematischen Unterschiede im Spurenelementgehalt ersichtlich. Lepidolith aus Pegmatiten des Spodumen-Subtyps sind generell etwas weniger fraktioniert als jene von Pegmatiten des Petalit- oder Lepidolith-Subtyps.

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With 4 Figures     

A ferrotantalite-ferrotapiolite intergrowth from Spittal a.d. Drau,Carinthia, Austria

Summary Intimate intergrowths of ferrotantalite and ferrotapiolite occur in a pegmatite in Spittal a.d. Drau, Carinthia. They are associated with muscovite, albite, smoky quartz, cassiterite, and microscopic uranmicrolite, zircon and uraninite. An assemblage of secondary uranium minerals is also present, generated by extensive alteration and leaching of the uranmicrolite and zircon. Textures of the ferrotantalite-ferrotapiolite intergrowths suggest considerable recrystallization that obliterated most of their primary features; neither coprecipitation nor exsolution can be recognized with certainty. Despite intersecting tielines indicating disequilibrium, the ferrotantalite and ferrotapiolite compositions show very restricted ranges (Mn/(Mn + Fe) 0.08–0.11, Ta/(Ta + Nb) 0.53–0.57 for ferrotantalite, and 0.01–0.04, 0.84–0.89 for ferrotapiolite, respectively), particularly in comparison with compositions from other localities featuring primary textures. A degree of compositional equilibration could have been attained during recrystallization. This process may also explain the high level of structural order characterizing both minerals; they are considerably disordered in other localities. Extensive deformation typical of pegmatites in the southern Ostalpen in general, and specifically of the Spittal pegmatite, is probably responsible for the recrystallization phenomena in the Ta, Nb, Sn-bearing mineral assemblage.

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Eine Ferrotantalit-Ferrotapiolit Verwachsung von Spittal a.d. Drau, Kärnten, österreich

Zusammenfassung In einem Pegmatit von Spittal a.d. Drau, Kärnten, treten enge Verwachsungen von Ferrotantalit und Ferrotapiolit auf. Diese werden von Muskovit, Albit, Rauchquarz, Zinnstein sowie-in mikroskopischem Masstab-von Uranmikrolith und Zirkon begleitet. Die Textur der Verwachsungen lässt Rekristallisation erheblichen Ausmasses erkennen, die die primären Merkmale weitgehend auslöscht. Weder eine gemeinsame Auskristallisation der beiden Mineralphasen noch eine Bildung durch Entmischung kann mit Sicherheit erkannt werden. Trotz einander kreuzender Verbindungslinien, die einen Hinweis auf Ungleichgewicht darstellen, zeigen die Zusammensetzungen des Ferrotantalits und des Ferrotapiolits lediglich geringe Schwankungsbreiten: Mn/(Mn + Fe) 0,08–0,11, Ta/(Ta + Nb) 0,53–0,57 für den Ferrotantalit beziehungsweise 0,01–0,04 und 0,84–0,89 für den Ferrotapiolit. Dies gilt insbesondere für den Vergleich mit Zusammensetzungen solcher Mineralphasen mit jenen von Fundarten, die primäre Verwachsungstrukturen aufweisen. Bis zu einem gewissen Ausmass ist diese homogene Zusammensetzung möglicherweise auf die Rekristallisation zurück zuführen. Diese Rekristallisation könnte auch den hohen strukturellen Ordnungsgrad der beiden Mineralphasen erklären. An anderen Fundorten zeigen diese Minerale strukturell merklich geringeren Ordnungsgrad. Intensive metamorphe überprägung, wie sie für die Pegmatite in den südlichen Ostalpen und insbesondere für jenen von Spittal typisch sind, kann wahrscheinlich als Ursache der Rekristallisationsphänomene der Ta-Nb-Sn Mineralparagenese angenommen werden.

     

Elbaite pegmatites in the Moldanubicum: a new subtype of the rare-element class

Summary A new subtype of complex rare-element granitic pegmatites, the elbaite subtype, is proposed to designate pegmatites in which most of Li is stored in tourmaline. Elbaite pegmatites are widespread in the Bohemian and Moravian parts of the Moldanubicum. Internal structure commonly is simple, progressing from a granitic border unit through a graphic unit to local pods of blocky K-feldspar. Patches of an albitic unit are associated with the blocky pods or pockets developed in the central parts of some dikes. A very low proportion of micas is typical. Tourmaline (schorl to elbaite) is an omnipresent subordinate to accessory phase. Elbaite is found at and within the pockets, or associated with albite ± lepidolite in massive pegmatite. Hambergite, danburite, datolite and boromuscovite have been found at some localities. Elbaite from the elbaite pegmatites is apparently enriched in Mn and F, and shows low vacancies in the X-site, relative to elbaite from the lepidolite subtype. Lepidolite from elbaite pegmatites is close to polylithionite, whereas lithium micas from pegmatites of the lepidolite subtype show highly variable compositions from lithian muscovite to lepidolite with a substantial amount of the trilithionite (up to polylithionite) component.Paragenesis and composition of the elbaite pegmatites indicate conditions of consolidation that are rather different from those of other subtypes of the complex pegmatites: high activity of B, increased alkalinity of the parent medium, and reduced activity of P.

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Elbait-Pegmatite im Moldanubikum: Ein neuer Subtyp der Selten-Element Pegmatite

Zusammenfassung Um Pegmatite zu kennzeichen, in denen Li hauptsächlich an Li-führende Turmaline gebunden ist, wird ein Elbait Subtyp komplexer granitischer Selten-Element Pegmatite vorgeschlagen. Zusammen mit dem häufigeren und üblicherweise stärker Li-angereicherten Lepidolith-Subtyp, sind Elbait-Pegmatite im Moldanubikum Böhmens und Mährens weitverbreitet. Die Internstruktur ist allgemein einfach, beginnend mit einer granitischen Randzone, gefolgt von einer schriftgranitischen Zone mit Nestern mit blockigem K-Feldspat. Albit-reiche Zonen die sich im zentralen Teil der Pegmatitgänge entwickelten, sind mit diesen Nestern verbunden. Ein geringer Glimmeranteil ist typisch. Turmalin (Schörl bis Elbait) ist untergeordnet bis akzessorisch allgegenwärtig. Elbait kommt in den Taschen, oder vergesellschaftet mit Albit ± Lepidolith in den massigen Pegmatiten vor. Hambergit, Danburit, Datolith und Boromuscovit sind gelegentlich gefunden worden. Sie stellen späte Drusen-Minerale dar. Der Elbait aus den Elbait-Pegmatiten ist an Mn und F angereichert, und zeigt im Vergleich zum Elbait aus dem Lepidolith-Subtyp, wenig Leerstellen auf den X-Positionen. Lepidolith aus Elbait-Pegmatiten ähnelt Polylithionit, während Li-Glimmer aus Pegmatiten des Lepidolith-Subtyps sehr variable Zusammensetzungen von Li-betontem Muscovit bis Lepidolith mit erheblichen Anteilen von Trilithionit (bis Polylithionit) enthalten.Die Paragenese und Zusammensetzung der Elbait-Pegmatite verweisen auf Bildungsbedingungen, die sich erheblich von denen anderer Subtypen komplexer Pegmatite unterscheiden. hohe B-Aktivität, erhöhte Alkalinität der Fluidphase und niedrige P-Aktivität.

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With 4 Figures     

Mineralogical and geochemical investigation of some pegmatites from the Mashad area,northeastern Iran

Summary Pegmatitic dikes and masses of various sizes occur in a granite intrusion in the Mashad area, northeastern Iran. Their geochemistry, as well as that of the parent granite was investigated using some 40 specimens. Major constituents and trace elements were determined by means of X-ray fluorescence and spectrographic methods. Anomalously high concentrations of Be and Nb and indications of their minerals beryl and columbite were observed. Therefore, the pegmatites of this area may prove to be a potential source for Be, Nb, Ta and possibly Li.

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Mineralogische und geochemische Untersuchung einiger Pegmatite aus der Gegend von Mashad, Nordost-Iran

Zusammenfassung In einer Granitintrusion in der Gegend von Mashad, Nordost-Iran, kommen pegmatitische Gänge und Massen verschiedener Größe vor. Unter Verwendung von etwa 40 Proben wurde ihre Geochemie und die ihres Muttergranites untersucht. Die Hauptbestandteile und Spurenelemente wurden mit Röntgenfluoreszenz und spektrographischen Methoden bestimmt. Außergewöhnlich hohe Konzentrationen an Be und Nb und Hinweise auf ihre Minerale Beryll und Columbit wurden beobachtet. Die Pegmatite dieser Gegend könnten sich folglich als potentielle Lieferanten für Be, Nb, Ta und möglicherweise Li herausstellen.

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With 1 Figure     

Micas of the muscovite-lepidolite series from the fregeneda pegmatites (Salamanca,Spain)

Summary In the Fregeneda area different types of pegmatites can be recognized by their mineralogy, morphology, internal structure and field relationships. The most common type corresponds to a simple pegmatite with homogeneous internal structure, but zoned Li-bearing pegmatites also are relatively widespread. Cassiterite-bearing pegmatites are subordinate. The pegmatites are spatially associated to the Lumbrales granite. This is a parautochthonous, fine- to medium-grained, two-mica granite, one of the syntectonic massifs which were deformed during the third phase of Hercynian deformation. Representative micas selected from the different groups of pegmatites were studied to determine wether the pegmatites can be related by a common fractionation path, and how different pegmatite types are related to the spatially associated Lumbrales granite. Compositional variations in the micas depend on the pegmatite type. Muscovite coexisting with Li-micas in the Li-bearing pegmatites is one of the richest in Al₂O₃ (35.4–37.7 wt%) and the poorest in FeO (0.2–1.5 wt%) and MgO (0–0.3 wt%), whereas muscovite of the simple discordant pegmatites shows the highest FeO (2.2–3.3 wt%) and that from the Lumbrales granite is the richest in MgO (0.5–0.7 wt%) and TiO₂ (0.6–1.1 wt%). On the other hand, Sn (70–1168 ppm), Li (< 5–22253 ppm), F (880–21470 ppm), Cs (< 5–1696 ppm), Rb (800–9181 ppm) and other trace elements seem to increase with distance from the Lumbrales granite, and K/Rb decreases. According to this ratio, the exterior Li-bearing pegmatites are the more evolved, whereas the interior pegmatites are less evolved, and are richer in Cs, Li and Zn than other pegmatite types.

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Glimmerminerale der Muscovit-Lepidolith-Serie aus den Pegmatiten von Fregeneda, Salamanca, Spanien

Zusammenfassung Im Gebiet von Fregeneda sind auf Grund ihrer Mineralogie, Morphologie, Internstruktur und Geländebeziehungen verschiedene Pegmatittypen zu unterscheiden. Am häufigsten sind einfache homogen aufgebaute Pegmatite. Zonar gebaute Li-Pegmatite sind ebenfalls weit verbreitet, Zinnstein-führende Pegmatite treten hingegen zurück, Die Pegmatite sind räumlich mit dem Lumbrales Granit, einem paraautochtonen, fein- bis mittelkörnigen Zwei-Glimmergranit, assoziiert, Dieser gehört einem der syntektonischen Massive, die während der dritten Phase der hercynischen Deformation deformiert wurden, an. Repräsentative, aus den verschiedenen Pegmatittypen separierte Glimmerminerale wurden untersucht, um zu klären, inwieweit die Pegmatite über einen direkten Fraktionierungspfad zu verbinden sind und in welcher Beziehung sie zu dem Lumbrales Granit stehen. Die Variation der Zusammensetzung der Glimmer hängt vom Pegmatittyp ab. Muscovite, die mit Li-Glimmern koexistieren, sind die relativ Al₂O₃-reichsten (32–37.7 Gew.%) und Fe- (0.2–1.5 Gew.%.) und Mg-ärmsten (0–0.3 Gew.%). Jene aus dem Lumbrales Granit sind die reich an MgO (0.5–0.7) und TiO₂ (0.6–1.1 Gew.%). Die Gehalte von Sn (70–1168 ppm), Li (< 5–22253 ppm). F (880-21470 ppm), Cs (< 5–1696 ppm), Rb (800–9181 ppm) und anderer Spurenelemente nehmen mit der Entfernung vom Lumbrales Granit zu, während K/Rb abnimmt. Auf Grund dieses Verhältnisses sind die externen Li-führenden Pegmatite höher, die internen Pegmatite hingegen geringfügiger entwickelt. Erstere sind daher auch reicher an Cs, Li und Zn.

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With 4 Figures     

Trace element partitioning between silicate minerals and carbonatite at 25 kbar and application to mantle metasomatism

Summary Experiments at 25 kbar and 1000°C, on a model trace element-enriched carbonatite-eridotite mix, produced augite + pargasite ± garnet ± dolomite coexisting with a carbonatite melt. Proton microprobe analysis of the phases showed that key trace elements (Rb, Ba, Sr, Nb, Ta, Zr, Y and REE) all partitioned strongly into the melt (with the exception of Y, Ho and Lu in garnet), verifying that carbonatite is potentially a highly effective metasomatizing agent. The data also indicate that carbonatitic metasomatism will impart higher Ba/Rb, Ba/Nb, Nb/Ta, Sr/Ta, La/Ta, and lower Zr/Y, with little change to Sr/Nb, in affected mantle.

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Spurenelementverteilung zwischen Silikatmineralen und Karbonatit bei 25 kbar: Anwendung für die Mantel-Metasomatose

Zusammenfassung Experimente mit einer Modell-mischung von Karbonatit-Peridotit, angereichert mit Spurenelementen, produzierten bei 25 kbar und 1000°C Augit + Pargasit ± Granat ±Dolomit coexistierend mit einer Karbonatitschmelze. Protonmikrosonden-Analyse der Phasen zeigte, dass alle Schlüsselspurenelemente (Rb, Ba, Sr, Nb, Ta, Zr, Y and REE) stark in der Schmelze angereichert werden (mit der Ausnahme von Y, Ho und Lu in Granat), was beweist, dass Karbonatit potentiell ein sehr effektives Agens für Metasomatose ist. Die Daten zeigen weiterhin, dass karbonatitische Metasomatose in betroffenen Mantel höhere Ba/Rb, Ba/Nb, Nb/Ta, Sr/Ta, La/Ta und niedrigere Zr/Y produziert, mit geringen Äderungen für Sr/Nb.

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With 1 Figure     

Zur Geochemie einiger Pegmatite der Ostalpen

Zusammenfassung 139 Proben von Gesteinen und Mineralen des Villacher Granites und von Pegmatitvorkommen im Kärntner Altkristallin (Kärnten/Österreich) sowie vergleichsweise 13 Proben von anderen Pegmatiten der Ostalpen und solchen der Böhmischen Masse wurden mit Hilfe flammenphotometrischer, emissionsspektrographischer, röntgenfluoreszenzspektrometrischer und teilweise auch gammaspektrometrischer Methoden auf die Elemente Li, Na, K, Rb, Be, Ca, Sr, Ba, B, Sc, Y, Yb, (Th, U), Ti, Zr, Ni und Ga analysiert.Es konnte gezeigt werden, daß zwischen dem voralpidischen Villacher Granit und dem pegmatitischen und aplitischen Ganggefolge im Kärntner Altkristallin zwischen Ossiacher See und Drautal Blutsverwandtschaft bestehen sollte.Mit zunehmender Größe des Pegmatitvorkommens und offenbar auch mit Annäherung an den Granit nimmt der Gehalt an Li, Rb, Be, B, Ga und Pb zu, der Gehalt an Ca, Sr, Ba, Ti, Sc u. a. hingegen ab. Das K/Rb-Verhältnis ist ebenso ein verläßlicher Indikator. In kleineren Pegmatitkörpern nähert sich der Gehalt der pegmatophilen Spurenelemente dem des Nebengesteins.Es werden Abhängigkeiten zwischen Mindestkonzentrationen und Mineralisationen gefunden: Granite der Ostalpen mit Berylliumgehalten über 5 ppm Be lassen Beryllmineralisationen in ihren Pegmatiten erwarten. In Pegmatit-Proben mit über 50 ppm Be sind unter dem Mikroskop Beryllnädelchen nachweisbar.Zinnstein tritt auf, wenn das Pegmatitgestein mehr als 20 ppm Sn enthält, Spodumen bei>0,1% Li und Xenotim bei>20 ppm Y.

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Contribution to the geochemistry of some pegmatites in the Eastern Alps

Summary 139 samples of rocks and minerals from the granite of Villach and from pegmatites of the Carinthian Old Cristalline Complex (Austria) and additional 13 samples for comparison purposes from other pegmatites in the Eastern Alps and the Bohemian Mass were analyzed for the elements Li, Na, K, Rb, Be, Ca, Sr, Ba, B, Sc, Y, Yb, (Th, U), Ti, Zr, Mn, Co, Ni, and Ga using flamephotometric, emission-spectrographic, x-ray-fluorescence spectrometric and partially gamma-spectrometric methods.It could be shown that the prealpidic granite of Villach and the pegmatites of the Carinthian Old Cristalline Complex lying between the Lake of Ossiach and the Drau Valley are probably consanquineous. The contents of Li, Rb, Be, B, Ga, and Pb increase with the size of the pegmatite and with increasing proximity to the granite. Other elements, like Ca, Sr, Ba, Ti, Sc, show the reverse relation.Also the K/Rb-ratio is a good indicator. The trace-element content of small pegmatite bodies approaches that of the wall rocks.Relationships between the concentration of some elements and the mineralization have been found: One may expect beryllium minerals in pegmatites of granites of the Eastern Alps if the granite contains more than 5 ppm Be. Pegmatites samples containing more than 50 ppm Be show needles of beryll under the microscope. Cassiterite appeares, if the content of the pegmatitic rock reaches 20 ppm Sn, spodumen, if it exceeds 0,1% Li, and Xenotim, if it exceeds 20 ppm Y.

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Mit 7 Abbildungen     

Crystal-chemical and genetic controls of U-Pb systematics of columbite-tantalite

Summary Columbite-tantalite can accommodate considerable amounts of uranium and excludes lead almost completely. It is thus potentially suited for U-Pb dating. Discordias generally yield closely constrained upper intercept ages. Yet, in a few cases, the U-Pb system of columbite-tantalite gives poorly constrained ages due to excess scatter or inverse discordance. These anomalous features do not show any relation with gross mineral chemistry or pegmatite fractionation. Recrystallization or the presence of exsolutions and inclusions generally do not result in anomalous and scattered U-Pb systematics, unless the inclusions are uraninite or secondary Nb, Ta-bearing phases. Open-system behavior of uraninite, whose occurrence seems to be related to the local host-rock-influenced redox conditions during pegmatite crystallization, often results in inverse discordance. Secondary Nb, Ta-bearing phases that accept Pb and U derived from uraninite inclusions into their structure may inherit this inverse discordance.

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Kristallchemische und bildungshedingte Einflüsse auf die U-Pb Systematik von Columbit-Tantalit

Zusammenfassung Columbit-Tantalit kann bedeutende Mengen Uran aufnehmen and schließt Blei beinahe vollständig aus. Deshalb ist das Mineral potentiell zur U-Pb Datierung geeignet. Im allgemeinen ergeben Diskordias gut definierte obere Schnittalter. Doch in einigen Fällen ergibt das Kolumbit-Tantalit U-Pb System aufgrund von gestreuten order invers diskordanten Daten, welche keinen systematischen Zusammenhang mit der Mineralchemie oder dem Fraktionierungsgrad des Pegmatites zeigen, schlecht bestimmte Schnittalter. Rekristallisation oder Einschlüsse bedingen im allgemeinen keine anomale oder gestreute U-Pb Systematik, ausser in Fällen wo die Einschlüsse Uraninit oder sekundäre Na, Ta-Phasen sind. Uraninit, dessen Auftreten mit dem lokalen Nebengestein und den Redoxbedingungen während der Pegmatitkristallisation zusammenzuhängen scheint, kann als offenes System eine inverse Diskordanz verursachen, welche von sekundären Nb, Ta-Phasen, die Pb und U von Uraninit in ihre Kristallstruktur einbauen, geerbt wird.

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With 5 Figures     

Geochemistry and petrogenesis of the Palampur metavolcanics, Lesser Himachal Himalaya, India

Summary The Palampur metavolcanics (PV) in the northwest Himalaya are part of the Late Archaean (2.5 Ga) Rampur flood basalt province (RFBP) which represents one of the oldest manifestation of worldwide mafic magmatism. The volcanics occur as mafic lava flows with evidence of two phases of deformation. The first phase resulted in recrystallisation which almost completely obliterated the primary mineralogy, and the second phase was of weak cataclasis. Immobile trace element ratios as well as cation percent Al - (Fe - Ti) - Mg indicate that the volcanics are tholeiitic in composition. The chemical characteristics, such as the decoupling between HFS and LIL elements i.e., distinct negative Sr, Nb and Ti anomalies in the double normalisation ratios spiderdiagram together with low Ti/Y and Zr/Y ratios, testify the rocks as low-Ti continental flood basalts. The chemical variations in the volcanics can be related to varying extents of partial melting of the mantle source(s), followed by fractional crystallisation (predominantly olivine and clinopyroxene over plagioclase). Positive correlation between LREE and Fe abundances, Ce-Nd and Y/Nd-Zr/Y data preclude any significant role of crustal contamination in the evolution of their bulk chemistry. The REE data and [Mg]-[Fe] relations rather suggest that the parental magma of the PV derived from non-pyrolitic source(s) which was heterogeneous with respect to enrichment in Zr, LREE and Fe/Mg ratios. Mantle metasomatism appears to be the main process of such source enrichment, possibly caused by the addition of a volatilerich silicate melt phase.[/ p]

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Geochemie und Petrogenese der Palampur Metavulkanite, Lesser Himachal Himalaya, Indien

Zusammenfassung Die Palampur Metavulkanite (PV), im nordwestlichen Himalaya, gehören zur spätarchaiischen (2.5 Ga) Rampur Plateau-Basalt-Provinz (RFBP), die einen der ältesten, weltweiten Phasen von mafischem Magmatismus manifestiert. Die Vulkanite treten als mafische Lavaströme auf und zeigen zwei Phasen von Deformation. Die erste resultierte in einer Rekristallisation, die nahezu den gesamten primären Mineralbestand überprägt hat. Die zweite Phase ist durch schwache Kataklase repräsentiert. Immobile Spurenelementverhältnisse, wie auch die Kationenprozent von Al- (Fe- (-Ti) -Mg, deuten eine tholeiitische Zusammensetzung der Vulkanite an. Die chemischen Charakteristika, die im unterschiedlichen Verhalten der HFS und LIL Elemente deutlich werden, deutlich negative Sr, Nb und Ti Anomalien in den zweifach normalisierten Spiderdiagrammen, niedrige Ti/Y und Zr/Y Verhältnisse, bezeugen, dass es sich um Ti-arme, kontinentale Plateaubasalte handelt. Die chemischen Unterschiede innerhalb der Vulkanite können auf unterschiedliche Grade von Aufschmelzung des (der) Mantelmaterials(e), gefolgt von fraktionierter Kristallisation (vor allem Olivin und Klinopyroxen, untergeordnet Plagioklas), zurückgeführt werden. Positive Korrelation der LREE mit Fe, wie auch die Ce-Nd und Y/Nd-Zr/Y Daten schließen eine signifikante Rolle von Krustenkontamination in der Evolution der Gesteinschemie aus. Die REE Daten und die /Mg/-/Fe/ Verhältnisse lassen eher vermuten, dass das Ausgangsmagma der PV von einem nicht-pyrolitischen Material stammt, welches bezüglich Anreicherung an Zr, LREE und Fe/Mg Verhältnis heterogen gewesen ist. Mantelmetasomatose scheint der Hauptprozeß für diese Anreicherng des Ausgangsmaterials gewesen zu sein, die möglicherweise durch Zufuhr einer silikatischen Schmelzphase, reich an flüchtigen Bestandteilen, hervorgerufen wurde.[/ p]

     

Primary compositional range and alteration trends of microlite from the yellowknife pegmatite field,Northwest territories,Canada

Summary Microlite occurs as a rare accessory mineral in beryl-columbite, beryl-columbitephosphate, complex spodumene, albite-spodumene and amblygonite type rare-element granitic pegmatites in the Archean Yellowknife pegmatite field of the Canadian Shield. The chemistry of microlite is variable but consistent with the accepted structural formula A_2–mB₂X₆Y_1–n pH₂O, where generally A = Ca,Na; B = Ta,Nb; X = O; Y = O,OH, F; m = 0 - 2; n = 0 - 1 and p = 0 - l. The chemistry of the Yellowknife microlite is dominated by Ca, Na, Ta, and Nb with minor amounts of U, Pb, Fe, Mn, and Ti. The compositions of microlite are interpreted to reflect primary variability and effects of late-stage alteration.Two principal types of microlite can be distinguished by their primary composition and alteration trends. U-poor microlite originated by the metasomatic replacement of pre-existing manganocolumbite, manganotantalite, and ferrotapiolite; with progressive alteration, its composition evolves from early Ca-rich, Fe,Mn-poor members to late Ca,Na-poor, Fe,Mn-enriched members. In contrast, U-bearing microlite formed from U-enriched, moderately fractionated pegmatitec fluids acting upon ferrocolumbite, manganocolumbite, and manganotantalite; with progressive alteration, its composition evolves from U,Ca,Na-enriched members to U,Ca,Na-poor, Fe,Mn-enriched members.

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Primärer zusammensetzungsbereich und umwandlungstrends der mikrolithe aus dem yellowknife pegmatitfeld, Northwest Territories, Kanada

Zusammenfassung Primärer Zusammensetzungsbereich und Umwandlungstrends der Mikrolithe aus dem Yellowknife Pegmatitfeld, Northwest Territories, Kanada Mikrolith kommt in den Beryll-Columbit-, Beryll-Columbit-Phosphat-, komplexen Spodumeri-, Albit-Spodumen- und Amblygonit-Typen der Seltene-Element-Granitpegmatite im archäischen Yellowknife Pegmatitfeld des Kanadischen Schildes als seltenes akzessorisches Mineral vor. Der Chemismus des Mikroliths variiert, ist aber mit der gebräuchlichen Strukturformel A_2–mB₂X_1–mY_1–n·pH₂O verträglich, mit im allgemeinen A = Ca,Na, B = Ta,Nb, X = O, m=0–2, n =O–1 und p=0–1. Der Chemismus des Yellowknife Mikroliths wird durch Ca, Na, Ta und Nb dominiert, U, Pb, Fe, Mn und Ti treten in kleineren Mengen auf. Die Zusammensetzungen des Mikroliths spiegeln die primäre Variabilität sowie die Auswirkungen späterer Umwand lungen wieder.Zwei Haupttypen des Mikroliths können nach ihrer primären Zusammensetzung und den Umwandlungstrends unterschieden werden. U-armer Mikrolith entstand durch metasomatischen Ersatz von früherem Manganocolumbit-Manganotantalit und Ferrotapiolith, mit fortschreitender Umwandlung entwickelt sich seine Zusammensetzung von frühen Ca-reichen, Fe,Mn-armen Gliedern zu späten Ca,Na-armen, Fe,Mn-angereicherten Gliedern. Im Gegensatz dazu bildete sich U-haltiger Mikrolith aus an U angerereicherten, mäßig fraktionierten pegmatitischen Fluiden, die auf Manganocolumbit-Manganotantalit einwirkten, mit fortschreitender Umwandlung entwickelt sich seine Zusammensetzung von U,Ca,Na-angereicherten Gliedern zu U,Ca,Na-armen, Mn,Feangereicherten Gliedern.

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With 9 Figures     

Rb-Sr isotope systematics of muscovite from Pan-African granitic pegmatites of Western and Northeastern Africa

Summary Rb-Sr investigations have been carried out on early-formed muscovite from three pegmatite fields of the late Proterozoic to early Phanerozoic Pan-African Belt. The individual mineral ages obtained are highly discordant for each pegmatite field. Using Best Isochron Diagrams, isochron construction of selected muscovite samples yielded geologically realistic ages of pegmatite formation: around 670 Ma for the Bayuda Desert pegmatites of northern Sudan, around 550 Ma for the Wamba pegmatites of central Nigeria, and around 465 Ma for the Majayahan pegmatites of northeastern Somalia. Initial Sr ratios obtained from isochron calculations have unrealistic values and cannot be used for petrogenetic interpretations.The geologically unrealistic young model ages of some of the muscovite samples are most probably attributed to open-system behaviour and post-crystallization loss of⁸⁷Sr^* from the respective minerals. The amounts of⁸⁷Sr^* losses have been approximated from the discrepancies between isotopically measured and theoretically calculated (from decay of Rb)⁸⁷Sr^* concentrations. The loss of⁸⁷Sr^* from the micas is variable in each pegmatite field. In none of the three cases can this unsystematic, post-emplacement, open-system behaviour be directly related to a particular, temporally confined, geologic event.

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Rb-Sr Isotopen-Systematik von Muskovit aus panafrikanischen Granit-Pegmatiten West-und Nordost-Afrikas

Zusammenfassung Rb-Sr Isotopen-Untersuchungen wurden an frühgebildetem Muskovit dreier Pegmatitfelder der spätproterozoischen bis frühphanerozoischen, panafrikanischen Mobilzone durchgeführt. Die jeweilig erhaltenen Muskovit-Modellalter sind für jedes Pegmatitfeld stark diskordant. Unter Benutzung von Best Isochron Diagrams ergaben Isochronen ausgesuchter Muskovit-Proben jedoch geologisch relevante Pegmatit-Bildungsalter: um 670 Ma für die Pegmatite der Bayuda Wüste im Nord-Sudan, um 550 Ma für die Pegmatite von Wamba in Zentral-Nigeria, und um 465 Ma für die Pegmatite von Majayahan in Nordost-Somalia. Die aufgrund der Isochronen-Berechnungen erhaltenen Sr-Initialverhältnisse haben allerdings unrealistische Werte und können nicht für petrogenetische Interpretationen herangezogen werden.Die geologisch ebenfalls unrealistischen, jungen Alter einiger der Muskovit-Proben sind sehr wahrscheinlich in offenen System-Verhältnissen und Verlust von⁸⁷Sr^* nach der Kristallisation der jeweiligen Minerale bedingt. Die Menge des Verlustes an⁸⁷Sr^* wurde annäherungsweise aufgrund der Unterschiede zwischen isotopisch gemessenen und anhand des Rb-Zerfalls theoretisch errechneten Gehalten an⁸⁷Sr^* bestimmt. Der Verlust der Glimmer an⁸⁷Sr^* ist innerhalb eines jeden Pegmatitfeldes variabel. Dieses unsystematische Vorkommen von post-kristallinen, offenen System-Verhältnissen kann in keinem der drei Fälle in direkte Beziehung gesetzt werden zu einem bestimmten, zeitlich begrenzten, geologischen Ereignis.

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With 6 Figures     

Primary, agpaitic and deuteric stages in the evolution of accessory Sr, REE, Ba and Nb-mineralization in nepheline-syenite pegmatites at Pegmatite Peak, Bearpaw Mts, Montana

Summary The pegmatites at Pegmatite Peak (Bearpaw Mts., Montana) crystallized from an evolved fraction of nepheline-syenitic melt enriched in Sr, Ba, light REE and Nb. These rocks are composed essentially of microcline (up to 1.1 wt.% Na₂O and 1.0 wt.% BaO), altered nepheline (replaced by analcime, zeolites, muscovite and gibbsite), and prismatic aegirine set in an aggregate of fibrous and radial aegirine. The early accessory assemblage includes Mg-Fe mica, rutile, zircon, titaniferous magnetite and thorite. Precipitation of these phases was followed by crystallization of a plethora of rare minerals enriched in Sr, Ba, light REE and Nb. Three major stages are distinguished in the evolution of this mineralization: primary, agpaitic and deuteric. Primary repositories for Sr, REE and Nb included betafite, loparite-(Ce), crichtonite and ilmenite-group minerals. Betafite (Ta-poor, REE- and Th-rich) is present in very minor amounts and did not contribute significantly to the sequestration of incompatible elements from the nepheline-syenite melt. Loparite-(Ce) evolved predominantly by depletion in Sr and Ca and enrichment in Nb, Na and REE, i.e. from strontian niobian loparite (up to 22.0 wt.% SrO) to niobian loparite (up to 17.6 wt.% Nb₂O₅). Crichtonite contains minor Na, Ca and K, lacks detectable Ba and REE, and is unusually enriched in Mn (7.0–13.6 wt.% MnO). The ilmenite-group minerals evolved from manganoan ilmenite to ferroan pyrophanite, and have relatively low Nb contents ( 0.9 wt.% Nb₂O₅). During the agpaitic stage, the major repositories for incompatible elements were silicates, including lamprophyllite, titanite and chevkinite-group minerals. Lamprophyllite is generally poor in Ba, and contains relatively minor Ca and K; only few small crystals exhibit rims of barytolamprophyllite with up to 26.3 wt.% BaO. Titanite is devoid of Al and depleted in Fe, but significantly enriched in Nb, Sr, REE and Na: up to 6.4, 4.5, 4.4. and 2.9 wt.% oxides, respectively. The chemical complexity of titanite suggests involvement of several substitution mechanisms: Ca²⁺+Ti⁴⁺Na¹⁺+Nb⁵⁺, Ca² Sr²⁺, 2Ca²⁺Na¹⁺+REE³⁺, and Ca t++OZ-~--Nal+ + (OH)^1–. Chevkinite group minerals evolved from Sr-rich (strontiochevkinite) to REE-rich compositions [chevkinite-(Ce)]. Strontiochevkinite from Pegmatite Peak is compositionally similar to the type material from Sarambi, and has high ZrO₂ (up to 7.8 wt.%) and low FeOT ( 2.5 wt.%) contents. During the final stages of formation of the pegmatites, a deuteric F-bearing fluid enriched in Sr and REE precipitated carbonates and minor phosphates confined to fractures and cavities in the rock. In this youngest assemblage of minerals, ancylite-(Ce) is the most common Sr-REE host. Some discrete crystals of ancylite show significant enrichment in Th (up to 6.0 wt.% ThO₂). Ancylite-(Ce) and bastnaesite associated with metaloparite and TiO₂ (anatase?) comprise a replacement assemblage after primary loparite. The typical replacement pattern includes a loparite core with locally developed metaloparite, surrounded by a bastnaesite-anatase intermediate zone and an ancylite rim. Fluorapatite is rare, and has very high Sr, Na and REE contents, up to 21.4, 2.6 and 12.9 wt.% oxides, respectively. Compositionally, this mineral corresponds to the solid solution series between fluorapatite and belovite-(Ce). At this stage, hollandite-group minerals became a minor host for Ba; they demonstrate the evolutionary trend from priderite (5.2 wt. % K₂O, 7.4 wt. % BaO) to Ba-Fe hollandite (19.2–21.4 wt. % BaO). Thus, the evolution of Sr, REE, Ba and Nb mineralization was a complex, multi-stage process, and involved primary crystallization, re-equilibration phenomena and late-stage deuteric alteration.

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Die primäre, agpaitische und deuterische Hauptphase in der Entwicklung der akzessorischen Sr, REE, Ba und Nb-Mineralisation in den nephelinsyenitischen Pegmatiten von Pegmatite Peak, Bearpaw Mts., Montana

Zusammenfassung Die Pegmatite von Pegmatite Peak (Bearpaw Mts., Montana) sind aus dem Restdifferentiat einer nephelinsyenitischen Schmelze, die an Sr, Ba, leichten SEE und Nb angereichert war, auskristallisiert. Diese Gesteine bestehen hauptsächlich aus Mikroklin (max. 1.1 Gew.% Na₂O und max. 1.0 Gew.% BaO), alteriertem Nephelin (verdrängt durch Analcim, Zeolithe, Muscovit und Gibbsit) und prismatischem Agirin, welcher von einem Aggregat aus fasrigem und strahligem Ägirin umgeben ist. Als frühe akzessorische Mineralien sind Mg-Fe Glimmer, Rutil, Zirkon, titanführender Magnetit und Thorit auskristallisiert. Anschließend bildete sich eine Vielzahl seltener, Sr-, Ba, leichter SEE- und Nb-reicher Mineralien aus. In den Proben von Pegmatite Peak sind drei Hauptphasen in der Entwicklung der akzessorischen Sr-, Ba-, SEE- und Nb-Mineralisation zu unterscheiden: eine primäre, eine agpaitische und eine deuterische. Primär wurden Sr, SEE und Nb in Betafit, Loparit-(Ce), Crichtonit und Mineralien der Ilmenitgruppe eingebaut. Betafit (Ta-arm, SEE- und Th-reich) ist ein sehr seltenes Mineral in den Pegmatiten, und hat die inkompatiblen Elemente nur unbedeutend konzentriert. Loparit-(Ce) entsteht im wesentlichen durch den Austausch von Sr und Ca durch Nb, Na und SEE; d.h. durch Umwandlung von strontium- und niobhältigem Loparit ( 22.0 Gew.% SrO) zu niobhältigem Loparit ( 17.6 Gew.% Nb₂O₅). Crichtonit enthält eine geringe Menge Na, Ca und K, ist ohne feststellbare SEE und Ba und ist gewönlich Mn-reich (7.0-13.6 Gew.% MnO). Mineralien der Ilmenitgruppe entwickeln sich von manganfiihrendem Ilmenit hin zu eisenführendem Pyrophanit und haben relativ niedrige Nb-Gehalte ( 0.9 Gew.% Nb₂O₅). Während der agpaitischen Phase waren Silikate wie Lamprophyllit, Titanit und Mineralien der Tscheffkinitgruppe die wichtigsten Träger von inkompatiblen Elementen. Lamprophyllit ist generell Ba-arm und ist durch relativ niedrige Ca- und K-Gehalte charakterisiert. Nur wenige kleine Kristalle zeigen barytolamprophyllitische Ränder (< 26.3 Gew.% BaO). Fe ist im Titanit (Al-frei) abgereichert während Nb, Sr, SEE und Na (jeweils max. 6.4, 4.5, 4.4 und 2.9 Gew.% Oxid) angereichert wurden. Die chemische Zusammensetzung des Titanits kann durch mehrere Substituierungen erklärt werden: Ca l++Ti4+~Nal+-I-Nbs+, Ca²⁺ Sr²⁺, 2Ca²⁺ Na¹⁺+REE³⁺, und Ca²⁺ +O2^– Na¹⁺ +(OH)^1–. Mineralien der Tscheffkinitgruppe entwickeln sich aus Sr-reichen (Strontiotscheffkinit) hin zu SEE-reichen Gliedern [Tscheffkinit-(Ce)]. Strontiotscheffkinit von Pegmatite Peak mit hohem ZrO₂-(< 7.8 Gew.%) und niedrigem FeOT-Gehalt (< 2.5 Gew.%) hat eine ähnliche Zusammensetzung wie der Holotyp von Sarambi. Während der letzten Phasen der Bildung der Pegmatite brachte ein deuterisches, F-haltiges, Sr- und SEE-reiches Fluid Karbonate und in geringer Mengen Phosphate in Spalten und Hohlräumen im Gestein zur Ausfällung. Ankylit-(Ce) ist das häufigste Sr- und SEE-führende Mineral dieser jüngsten Mineralassoziation. Manche einzelne Ankylitkristalle zeigen eine bedeutende Anreicherung von Th (< 6.0 Gew.% ThO₂). Ankylit, Bastnäsit, Metaloparit und TiO₂ (Anatas?) ersetzten den ursprünglichen Loparit. Typische Verdrängungen zeigen sich als Körner mit loparitischen Kernen, welche örtlich mit Metaloparit verwachsen sind, weiters einer Bastnäsit-Anatas Zwischenzone und einem ankylitischen Rand. Fluorapatit ist hier ein seltenes Mineral und hat sehr hohe Sr-, Na- und SEE-Gehalte (jeweils 21.4, 2.6 und 12.9 Gew.% Oxid). Von der chemischen Zusammensetzung aus gesehen gehört dieses Mineral zur Fluoapatit-Belovit-(Ce)-Mischkristallreiche. Während der deuterischen Phase dienten die Mineralien der Hollanditgruppe untergeordnet als Träger für Ba; sie legen die Entwicklung von Priderit (5.2 Gew.% K20, 7.4 Gew.% BaO) zu Ba-Fe-Hollandit (19.2–21.4 Gew.% BaO). Somit ist die Entwicklung der Sr-, SEE-, Ba- und Nb-Mineralisation ein komplexer mehrphasiger Prozeß und umfaßt die primäre Kristallisation, Reäquilibrierungsphänomene und eine späte deuterische Alteration.

     

Zur Kristallehemie des Zinnsteins (Kassiterit)

Zusammenfassung Im Gegensatz zum künstlichen, reinen, kristallinen SnO₂ sind die natürlichen Zinnsteine fast alle mehr oder weniger tief gefärbt bis beinahe undurchsichtig. Über die Ursachen dieser Färbung was bisher nichts Sicheres bekannt, doch konnte nach den bisherigen Schrifttumsangaben vermutet werden, daß. sie irgendwie mit Gehalten an Fe, Mn, Ti, Nb und Ta in irgendeiner unbekannten Form in Beziehung zu bringen sei. Da anzunehmen war, daß diese Fremdstoffgehalte im Zinnstein auch von erheblicher Bedeutung für sein magnetisches und Oberflächenverhalte sein würden, erschien es wünschenswert, die Frage der Zinnsteinfärbung und damit die der genannten Fremdbeimengungen zu klären. Diese Aufgabe bildet den Gegenstand der vorliegenden Untersuchung.Als Dissertation von der Chemischen Fakultät der Technischen Hochschule Darmstadt angenommen am 4. 7. 1944.     

Glimmer der regionalmetamorphen Skarne Westmährens

Zusammenfassung Es wurden 28 Glimmerproben und 6 Proben anderer mit ihnen assoziierter Minerale aus westmährischen Skarnen chemisch untersucht. Die Glimmerproben stammten aus Skarngesteinen (Mg-Skarne, Amphibol-Biotit-und Cummingtonit-Biotit-Skarne, Almandin-Biotit-Schiefer der Randzonen der Skarnkörper) sowie aus Gneisen der Skarnhüllen und aus Pegmatiten, die die Skarne durchsetzen. Die Mg-Skarne enthalten Phlogopit, die anderen untersuchten Gesteine vorwiegend Siderophyllit-Eastonit. Almandinarme Assoziationen, wie Mg-Skarne und Cummingtonit-Skarne, enthalten aluminiumarme Glimmer, während sich die mit Al übersättigten Gesteine (mit Sillimanit oder Spinell) durch aluminiumreiche Glimmer auszeichnen. Der empfindlichste Indikator, der auf die Assoziation, aus welcher der Glimmer stammt, schließen läßt, ist Titan. Die größte Variabilität unter den Hauptkomponenten der Glimmer weist Fluor auf, und zwar sogar in Glimmern aus derselben Assoziation. Die wichtigste Assoziation mit Biotitführung in westmährischen präkambrischen Skarnen, nämlich die Almandin-Biotit-Schiefer der Ränder der Skarnkörper, entstand durch Austauschreaktionen während der Regionalmetamorphose aus Glimmerschiefern und tonerdereichen glimmerschieferähnlichen Gesteinen, unter Zufuhr von Fe, Mg und Mn aus den Skarnen. Die Glimmer westmährischer Skarngesteine werden mit Skarnglimmern anderer präkambrischer Gebiete der Welt verglichen.

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Micas of the metamorphic skarns in Western Moravia

Summary The author has investigated 28 mica specimens and 6 specimens of minerals associated with micas which were all recovered from West-Moravian Precambrian skarns, from their host rocks as well as from pegmatites which intersect the skarns. The magnesium skarns contain phlogopite, whereas the other skarn types, such as amphibole-biotite skarns, cummingtonite-biotite skarns, and almandite-biotite schists, as well as gneisses and pegmatites, contain siderophyllites-eastonites. The constituent micas of assemblages poor in aluminium, such as the magnesium skarns and cummingtonite skarns, are low in aluminium, whereas those associated in rocks with sillimanite and spinel are, on the other hand, rich in aluminium. Titanium is among all the main mica components most sensitive to the character of the assemblage, from which the mica was recovered. Fluorine, again, displays a relatively very broad range of concentrations, even in mica samples originating from the same assemblage. The most important assemblage containing micas are the almandite-biotite schists bordering those skarn bodies, which are situated in aluminium-rich mica schists. They developed in the course of regional metamorphism at the expense of mica schists by the action of iron, magnesium and manganese imported from the skarn. The micas of the West-Moravian skarns are compared with the micas of other Precambrian regions of the world.

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Mit 11 Abbildungen     

Chemical composition of pargasite and hornblende in low to High grade metamorphic rocks of the Rhodope zone,Xanthi, Greece

Summary The chemistry of amphiboles from schists, quartzofeldspathic gneisses and migmatites ranging in metamorphic grade from greenschist to amphibolite facies has been determined by electron microprobe. Intercalated amphibolites suggest that some of the rocks retrograded from the eclogite stability field; others were never metamorphosed above greenschist facies. Rocks which contain other mineralogical evidence for an original high pressure assemblage have amphiboles with high Na/K, low Fe and relatively low Ti. Other high-grade rocks contain amphibole of broadly pargasitic composition. The pargasites from more Ca-rich bulk compositions have less substitution of Na for Ca in the M4 site than do those from Ca-poor bulk compositions. A lower grade assemblage of amphiboles ranges from hornblende through actinolitic hornblende to actinolite; this is retrograde in the gneisses and migmatites, but may be prograde in the schists. In contrast, the high-grade assemblage shows almost constant high K with variable Na and quite different trends for edenite-type substitution (^IVAl variation with A site occupancy) and variation of^IVAl with Fe/(Fe + Mg) and with Ti.

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Chemische Zusammensetzung von Pargasit und Hornblende in niedrig- bis hoch-gradig metamorphen Gesteinen der Rhodope-Zone, Xanthi, Griechenland

Zusammenfassung Die Chemische Zusammensetzung von Amphibolen aus Schiefern, Quarz-Feldspat-Gneisen, und Migmatiten, deren metamorpher Grad von Grünschiefer- bis zur Amphibolitfazies reicht, wurde mit der Elektronenstrahl-Mikrosonde bestimmt. Zwischengeschaltete Amphibolite legen die Vermutung nahe, daß einige der Gesteine durch retrograde Metamorphose aus dem Eklogit-Stabilitatsfeld hervorgegangen sind; andere jedoch hatten niemals in ihrer Entwicklung einen höheren Grad als den der Grünschie-ferfazies erreicht. Gesteine, die andere mineralogische Hinweise für eine ursprungliche Hochdruck-Paragenese führen, enthalten Amphibole mit hohem Na/K, niedrigen Eisen und relativ niedrigen Ti. Andere high-grade Gesteine enthalten Amphibol von pargasitischer Zusammensetzung. Die Pargasite aus mehr Kalzium-reichen Gesteinen zeigen geringere Substitution von Natrium für Kalzium an den M4 Plätzen als jene aus Kalzium-armen Gesteinen. Eine niedriger-gradige Paragenese von Amphibolen umfaßt Zusammensetzungen von Hornblende über aktinolitische Hornblende bis zu Aktinolit; diese ist in den Gneisen und Migmatiten retrograd, durfte in den Schiefern jedoch prograd sein. Im Gegensatz dazu zeigt die hochgradige Paragenese fast durchwegs konstant hohe Kalium-Gehalte mit variablem Natrium und einen anderen Trend für Edenit-artige Substitution (^IVAl Variation mit Besetzung der A Plätze) und eine Variation von^IVAl mit Fe/(Fe + Mg) und mit Ti.

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With 4 Figures     

Zur Bildung und Zusammensetzung der brennbaren Gesteine

Zusammenfassung Vorbedingung für die Bildung von Brennsteinlagerstätten ist die Bildung von Hohlformen der Erdoberfläche. Als solche kommen in erster Linie orogene Vortiefen und Zwischensenken, sowie epirogene Senken in Frage. Je nach Schnelligkeit und Vollständigkeit der Abdichtung bleiben u. U. auch leichter zersetzliche Stoffe erhalten; dementsprechend entstehen aus meerischen Gyttjen unter zunächst oxydativen Bedingungen Brennsteine von der Art des Kuckersits, aus meerischen Sapropelen polybituminöse Gesteine und Erdöl. Festländisch bilden sich die Kohlen, zu denen auch Unterwasserablagerungen (Bogheads=Algengyttjen; Cannels = Dy, Sapropel, Gyttja; beide stets mit Dy-Grundmasse) gehören. Porphyrine und Metallgehalte gestatten eine Unterscheidung der Haupttypen der Brenngesteine und eine Zuweisung des Erdöls zu den Sapropelgesteinen.Bei der Kohlenbildung spielt das Lignin die Hauptrolle, die Zellulose wird im Torf und während früher Braunkohlenstadien abgebaut. Bei der Bildung der Kerogengesteine werden die Eiweißstoffe zersetzt, Fette und Kohlehydrate spielen wohl die Hauptrolle. Nur bei der Bildung der Sapropelite einschl. des Erdöls spielen außer Kohlehydraten (und den geringen Mengen von Fetten und Ölen) die Eiweißstoffe eine wesentliche Rolle. Die erstentstehenden Öle sind Alkane. Oberflächeneinflüsse (z. B. Tiefenstandwasser mit Sauerstoffsalzen) bewirken die Naphtenisierung; infolge der damit verbundenen Temperaturerhöhung entstehen die Aromaten, die sich später wieder in Naphtene zurückbilden.Die qualitative Geochemie verbindet die Anreicherung von Elementen und Molekülen in Gesteinen mit den Vorgängen, die im Ablagerungs- und Umbildungsraum herrschen (Fazies, Diagenese usw.). Sie führt zur Kennzeichnung der Ablagerungs- und Umbildungsräume durch typische Elemente oder Moleküle, bzw. durch deren Vergesellschaftung oder Mengenverhältnis.