Heterotype Mischbarkeit zwischen Wolframit- und Columbitgruppe

Zusammenfassung Bei der NNachprüfungder Niobatsysteme mit verbesserten Apparaturen wurde festgestellt, daß sich MnNbO₄, NiNbO₄ und CoNbO₄ ^4b als MnNb₂O₆, NiNb₂O₆ und CoNb₂O₆ erwiesen. Stabilitätsabschätzungenergaben, daß für FeNbO₄ das Rutilgitter bis zum Schmelzpunkt gegen das Wolframitgitter, für TiO₂ das Anatasgitter bis zum Schmelzpunkt gegen das Rutilgitter und für FeNb₂O₆ wahrscheinlich das Rutilgitter gegen das Columbitgitter instabil sind.Für FeWO₄-FeNbO₄ ist unbeschränkte Mischbarkeit bis 6650°C nachgewiesen. Im System MnWO₄-FeNbO₄ entstehen bei Festkörperreaktionen und in Salzschmelzen Mischkristalle verschiedener Zusammensetzung. Die Festkörperreaktionen erreichen die Gleichgewichte im binären System MnWO₄-FeNbO₄ bis herab zu 800° C. Bei Darstellung in Salzschmelzen verschieben sich die Zusammensetzungen der jeweils koexistierenden Mischkristalle gleichsinnig mit den Ausgangskonzentrationen. Diese Verschiebungen werden nur in den Systemen MnWO₄-FeNbO₄ und FeWO₄-FeNbO₄ beobachtet und zurückgeführt auf Unterschiede der Solvatation der verschiedenwertigen Kationen Mn und Fe in den Salzschmelzen, wenn die Diffusionsgeschwindigkeit der zeitbestimmende Teilvorgang ist.Die Systeme FeWO₄-MnNb₂O₆ und MnWO₄-FeNb₂O₆ sind bis zum Einsetzen von Reaktionshemmungen in Salzschmelzen bei 660 bzw. 5550°C unbeschränkt heterotyp mischbar. Der Übergangdes Wolframit- in das Columbitgitter ist durch statistischen Ersatz von Fe₃W₃O₁₂ durch Mn₂Nb₄O₁₂, usw. nach einem Transformationsschema der Indizes mmöglic.Mit sinkender Temperatur treten nicht nur in diesen sondern allgemein in allen untersuchten Systemen Reaktionshemmungen auf, die zum AAufhörender Mischkristallbildung durch Lösungennführen Die zugehörigen Temperaturschwellen stimmen für AB₂O₆-Niobate mit dem unteren Ende der Bildung von Columbit in der Natur überein.Das System FeWO₄-FeNb₂O₆ hat eine MMischungslücke die bei 11185°C noch nicht geschlossen ist. Die Untersuchung des Volumens verschiedener isothermer Mischungsreihen ergab systematische Änderungder Gitterkonstanten mit der Temperatur bei konstantem Volumen, die in Zusammenhang gebracht wird mit Änderungder Aktivitätskoeffizienten gleicher Mischungen mit der Temperatur.Der Nb-Gehalt von Wolframit kann durch Zumischung von FeNbO₄, FeNb₂O₆ und MnNb₂O₆ entstehen, wobei die Aufnahme mit sinkender Temperatur durch Reaktionshemmungen begrenzt wird. Nur im Falle Mn-armer Wolframite kann der Nb-Gehalt durch die Löslichkeit von FeNb₂O₆ in FeWO₄ begrenzt werden.     

Synthesis and characterization of Mn-bearing ilvaite CaFe 2−x 2+ MnxFe3+ [Si2O7/O/(OH)]

Summary Synthesis of Mn-bearing ilvaites, CaFe _2–x ²⁺ Mn_xFe³⁺ [Si₂O₇/O/(OH)], with 0 x 0.19, have been performed under hydrothermal conditions at 2 and 3 kbars, T = 300 -400°C and at oxygen fugacities defined by the Fe₂O₃/Fe₃O₄ - and the Ni/NiO -buffer. As shown by X-ray diffraction, the substitution of Fe²⁺ by Mn²⁺ decreases the monoclinic angle and causes a phase transition from monoclinic to orthorhombic at x = 0.19. The Fe-distribution has been determined by Mössbauer spectroscopy.

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Synthese und Charakterisierung von Mn-haltigem Ilvait CaFe _2–x ²⁺ Mn_xFe³⁺ [Si₂O₇/O/(OH)]

Zusammenfassung Mn-haltiger Ilvait CaFe _2–x ²⁺ Mn_x Fe³⁺ [Si₂O₇/O/(OH)] wurde unter hydrothermalen Bedingungen bei Drucken von 2 und 3 kbar, Temperaturen zwischen 300 und 400°C und bei Sauerstoff Fugazitäten, die durch Festkörperpuffer (Fe₂O₃/Fe₃O₄ und Ni/NiO) kontrolliert wurden, hergestellt. Röntgenbeugungsuntersuchungen zeigen, daß mit steigendem Mn-Einbau der monokline Winkel kleiner wird, und daß bei x = 0.19 ein Phasenübergang von der monoklinen zur orthorhombischen Struktur erfolgt. Die Fe-Verteilung wurde mit Mössbauer-Spektroskopie bestimmt.

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With 4 Figures     

The crystal structure of sonoraite,Fe3+Te4+O3(OH)·H2O

Summary Sonoraite, FeTeO₃(OH)·H₂O, is monoclinic,P 2₁/c, witha=10.984(2),b=10.268(2),c=7.917(2) Å, =108.49(2)°. For 8 formula units per cell the calculated density is 4.179(2) g/cm³; the observed value is 3.95(1) g/cm³. The Supper-Pace automated diffractometer was used to collect 1884 independent reflections which were corrected for absorption. The structure was determined by an automated symbolic addition procedure. It was refined to a residualR of 6.2% using anisotropic temperature factors for the cations and isotropic temperature factors for the oxygen atoms. Chains of octahedra about Fe extend along [101]; edge-sharing pairs of these octahedra are joined by corner sharing. The Fe–Fe distances across the shared edges are 3.05 and 3.20 Å, short enough to suggest magnetic interactions. All but one H₂O are involved in the chains. The Te⁴⁺ ions have a pseudotetrahedral coordination, with three oxygen ions forming one face of the tetrahedron and the lone electron pair of Te occupying the fourth corner. The O–Te–O average bond angle is 95°. The Fe chains are tied together by Te–O bonds in all three dimensions.

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Die Kristallstruktur von Sonorait, Fe³⁺Te⁴⁺O₃(OH).H₂O

Zusammenfassung Sonorait, FeTeO₃(OH)·H₂O, ist monoklin, P 2₁/c, mit den folgenden Zelldimensionen:a=10,984(2),b=10,268(2),c=7,917(2) Å, =108,49(2)°. Mit 8 Formel-Einheiten errechnet man eine Dichte von 4,179(2) g/cm³; die gemessene Dichte beträgt 3,95(1) g/cm³. Das Supper-Pace automatische Diffraktometer wurde zur Sammlung von 1884 unabhängigen Reflexen benutzt, welche für Absorption korrigiert wurden. Die Struktur wurde mit Hilfe eines vollständig automatischen Programms für symbolische Addition bestimmt. Mit anisotropen Temperaturfaktoren für die Kationen und mit isotropen Temperaturfaktoren für die Sauerstoff-Atome wurde ein Residuum von 6,2% erreicht. Ketten von Eisen-Oktaedern erstrecken sich entlang [101]; Oktaeder-Paare mit gemeinsamen Kanten sind über Eckenverknüpfung verbunden. Die Fe–Fe-Abstände über die gemeinsamen Kanten betragen 3,05 und 3,20 Å, kurz genug, um zu magnetischer Wechselwirkung führen zu können. Nur ein H₂O-Molekül ist nicht Teil einer Kette. Die Te⁴⁺-Ionen befinden sich in pseudotetraedrischer Koordination; drei Sauerstoff-Ionen bilden eine Fläche des Tetraeders, die vierte Ecke wird durch das einsame Elektronenpaar von Te besetzt. Der Mittelwert des O–Te–O-Bindungswinkels beträgt 95° Die Fe-Ketten werden durch Te–O-Bindungen dreidimensional verbunden.

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With 3 Figures     

Characterization of vivianite from Catavi,Llallagua Bolivia

Summary Vivianite from Catavi Mine, Llallagua, Bolivia, has a near ideal composition with traces of Mg, Zn and Mn. Total rare-earth elements are < 1,gmg/g. Mössbauer spectroscopy shows Fe^III/(Fe^II + Fe^III) is approximately 0.04.a = 10.030Å,b = 13.434Å,c = 4.714Å, = 102.73dg. The middle-infrared powder spectrum shows H₂O-related bands at 3490, 3290, 3130 cm^–1 (stretch), 1618 cm^–1 (bend), 825 cm^–1 (rock), and at 665 cm^–1 a possible M-OH₂ twist. P0₄ bands occur at 1045-940 cm^–1 (stretch) and 570-450 cm^–1 (bend). Corresponding laser Raman microprobe bands occur at 1051 (ms), 986 (m), 948 (vs), 867 (mw), 828 (w), 568, 532, 453 (m), 442 (mw). Weak Raman bands at about 342, 303, 270 (w), 235 (ms), 227 (sh, ms), 196 (ms), 187 (sh, m), 162 (mw), and 126 (m) may arise from lattice vibrations. Differential thermal responses include a major endotherm from 115–235°C with a shoulder at 170°C and a maximum at 210°C resulting from loss of structural water combined with oxidation of Fe²⁺, and two small exotherms with maxima at 605 and 780°C related to structural transformations.

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Charakterisierung des Vivianits von Catavi, Llallagua, Bolivien

Zusammenfassung Vivianit von der Catavi Mine, Llallagua, Bolivien zeigt annähernd ideale Zusammensetzung mit Spuren von Mg, Zn und Mn. Der gesamte Gehalt an seltenen EvolElementen ist < 1 ppm. Die Mössbauer Spektroskopie liefert ein Fe³⁺/(Fe²⁺ + Fe³⁺) Verhältnis von ungefähr 0.04.a = 10.030,b = 13.434,c = 4.714 Å, = 102.73°. Das Infrarot-Pulverspektrum zeigt dem H₂0 zuzuordnende Banden bei 3490, 3290, 3130 cm^–1 (Streckschwingungen), 1618 cm^–1 (Deformationsschwingung), 825 cm^–1 (Schaukelschwingung) und eine mögliche M-OH₂ Torsionsschwingung bei 665 cm^–1. PO₄ Banden liegen bei 1045-940 cm^–1 (Streckschwingung) und 570-450 cm^–1 (Deformations-schwingung). Entsprechende Banden der Laser Raman Mikrosonde liegen bei 1051 (mst), 986 (m), 948 (sst) 867 (mschw), 828 (schw), 568, 532, 453 (m), 442 (mschw). Raman Banden bei etwa 342, 303, 270 (schw), 235 (mst), 227 (Schulter, mst), 196 (mst), 187 (Schulter, m), 162 (mschw) und 126 (m) können auf Gitterschwingungen zurückgeführt werden. Differential-thermoanalytische Untersuchungen zeigen einen endothermen Bereich von 115–235°C mit einer Schulter bei 170 und einem Maximum bei 210°C, was auf den Verlust von strukturellem Wasser, das an eine Oxidation des Fe²⁺ gebunden ist, zurückzuführen ist; zwei auf strukturelle Transformationen zurückzuführende exotherme Maxima liegen bei 605 und 780°C.

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With 4 Figures     

The system Ag-Fe-S: Phase equilibria and mineral assemblages

Phase relations in the Ag-Fe-S system were determined from 700 to 150 °C by quench experiments with the use of evacuated, sealed, silica tubes as reaction vessels; these data were then used to interpret various aspects of natural occurrences of Ag-Fe-S minerals (e.g. argentiferous pyrite). The assemblages Ag₂S+Fe_1–x S and Ag₂S+FeS₂ become stable, with decreasing temperature, at 622±2 ° and 607±2 °C, respectively; their establishments involve ternary invariant conditions. The three condensed phases Ag₂S+Fe_1–x S+FeS₂ become stable together at 532±2 °C through a ternary eutectic reaction near Ag₂S in composition. An invariant reaction at 248±8 °C results in the formation of the Ag+FeS₂ pair from the Ag₂S+Fe₇S₈ assemblage, which is stable at higher temperatures. The associations of native silver and pyrite are found in certain massive sulfide deposits, whereas natural coexistence of argentite and pyrrhotite has not been documented. Experiments demonstrate the feasibility of retrograde reequilibration in ores to produce the silver+pyrite pair from argentite+pyrrhotite. Less than 0.05 and 0.1 at. % Ag are soluble in FeS₂ and Fe_1–x S, respectively, at 600 °C and less than 0.8 at. % Fe in Ag₂S at 500 °C. Silver does not measurably affect the d _10.2 values of Fe_1–x S or the cell dimension of FeS₂ (a _{25 °C}=5.4175±0.0001 Å). This study also demonstrates that at low temperatures the binary fugacity data are applicable to ternary assemblages of the Ag-Fe-S system because of these very limited solubilities. The presence of Fe lowers the fcc bcc inversion temperature of Ag₂S more than 50 °C; the exact amount of lowering is dependent on the associated Ag-Fe-S phases. The bcc mono. inversion temperature, however, is not measurably affected. No ternary solid phases were encountered above 150 °C. Heating of sternbergite and argentopyrite (both AgFe₂S₃) mineral samples shows instability at 152 °C (e.g. partial breakdown of sternbergite in 405 days); rate studies show that a 10 °C temperature increase results in approximately a 5-fold increase in breakdown rate.

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Zusammenfassung Für die Interpretation von natürlichen Ag-Fe-S-Mineralen (z. B. silberhaltiger Pyrit) werden die Phasenbeziehungen im System Ag-Fe-S durch quenching Experimente bei Temperaturen von 700 ° bis 150 °C untersucht. Evakuierte und zugeschmolzene Quarzglasröhren dienen dabei als Reaktionsgefäße. Die Phasenassoziationen Ag₂S+Fe_1–x S (Argentit+Magnetkies) und Ag₂S+FeS₂ (Argentit+Pyrit) werden mit fallender Temperatur bei 622±2 °C und 607±2 °C stabil. Ihre Bildung ist nur unter ternären, invarianten Bedingungen möglich. Bei 532±2 °C bilden sich durch eutektische Reaktion (nahe der Ag₂S-Zusammensetzung) als stabile Phasen Ag₂S+Fe_1–x S+FeS₂. Bei 248±8 °C reagieren Ag₂S+Fe₇S₈, die zwischen Temperaturen von 292 °C bis 248 °C stabil sind, zu Ag+FeS₂. Paragenesen von gediegen Silber+Pyrit kommen in einigen massiven Sulfidlagerstätten vor; die Paragenese Argentit+Magnetkies ist dagegen noch nicht beobachtet worden. Die bisherigen experimentellen Ergebnisse machen eine retrograde Wiedereinstellung des Gleichgewichtes von gediegen Silber+Pyrit aus Argentit+Magnetkies wahrscheinlich. Bei 600 °C sind <0,05% bzw. 0,1% Ag in FeS₂ und Fe_1–x S löslich. Bei 500 °C lösen sich <0,8% Fe in Ag₂S. Die Zellkonstanten von Magnetkies (gemessen als d _10,2) und von Pyrit (a _{25 °C}=5,4175±0,0001 Å) werden durch die Aufnahme von Ag nicht meßbar beeinflußt. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, daß die Fugazitäten bei niederen Temperaturen entlang den binären Schnitten Fe-S und Ag-S auch auf das ternäre System Ag-Fe-S angewendet werden können, weil nur sehr beschränkte Mischbarkeiten existieren. Die Gegenwart von Fe erniedrigt die Inversions-temperatur fcc bcc für Ag₂S um mehr als 50 °C. Die genaue Inversions-temperatur wird durch die assozierten Ag-Fe-S Phasen festgelegt. Die bcc mono. Inversionstemperatur wird dagegen nicht meßbar beeinflußt. Oberhalb 150 °C werden keine ternären Phasen beobachtet. Sternbergit und Argentopyrit (beides AgFe₂S₃-Minerale) werden oberhalb 152 °C instabil (z. B. bricht Sternbergit teilweise nach 405 Tagen zusammen). Eine Temperaturerhöhung um ca. 10 °C erhöht die Zerfallsrate um ein Fünffaches.

     

Heterotype Mischbarkeit zwischen Wolframit- und Rutilgruppe

Zusammenfassung Untersucht wurden die heterotypen Mischsysteme zwischen Wolframit- und Rutilgruppe FeNbO₄-TiO₂, FeNbO₄-FeTaO₄, FeWO₄- FeTaO₄ und FeWO₄-TiO₂. Aus der Stereometrie der Gitter läßt sich abschätzen, daß ein statistischer Übergang beider Gittertypen nicht wahrscheinlich ist.Im System FeWO₄-FeTaO₄ verkleinert sich die Mischungslücke mit sinkender Temperatur und verschwindet nach unten am FeTaO₄-Rand. Infolge des gleichsinnig geneigten Verlaufes beider Phasengrenzen ist die Temperatur der Umwandlung Rutil-Wolframitgitter für FeTaO₄ nicht extrapolierbar, die wahrscheinlich noch unter 570° C liegt.In den Systemen FeNbO₄- TiO₂ und FeNbO₄-FeTaO₄ hat die Mischungslücke ebenfalls gleichsinnig geneigte Begrenzungen. Die Mischungslücke verschwindet in diesen Systemen mit steigender Temperatur schon vor dem Systemrand. Es koexistieren dann in 1. Ordnung zwei heterotype Mischkristalle gleicher Zusammensetzung, aber verschiedenen Molvolumens. Der experimentell gefundene Diagrammtyp wird diskutiert.Aus Extrapolationen von Gitterkonstanten und Volumen von Mischkristallreihen gegen die Systemränder lassen sich diese Daten für die Rutilmodifikation von FeNbO₄ und die Wolframitmodifikation von FeTaO₄ finden, die beide in den experimentell untersuchten Zustandsbereichen instabil gegen die Wolframitmodifikation von FeNbO₄ bzw. die Rutilmodifikation von FeTaO₄ sind.Die Gehalte von Fe₂O₃ + Nb₂O₅ in Rutil (Ilmenorutil) sind Rutil-FeNbO₄-Mischkristalle.     

Formel und Strukturtyp des Pharmakosiderits

Zusammenfassung Da auf Grund der Formel Fe₅(OH)₆(AsO₄)₃.6–8H₂O keine brauchbare Struktur gefunden werden konnte, wurden die Analysen nachgerechnet. Dabei zeigte es sich, daß das Fe–As-Verhältnis 4:3 beträgt. Für die Struktur des Pharmakosiderits wird die Formel [Fe₄ (OH)₄ (AsO₄)₃].K.6–7H₂O vorgeschlagen, wobei eine andere Absättigung des Gerüstes in Betracht zu ziehen ist. Strukturprinzipien: Gerüstaufbau in T _d ¹ ; As auf (c), O auf (i) mit 0 = ca. 45°, ₀ = ca. 135, Fe auf (e) mit _Fe = ca. 45°, OH auf (e) mit _OH = ca 135°, dadurch erhält Fe oktaedrische, As tetraedrische Konfiguration. Diese Bauprinzipien stehen mit dem Habitus der Kristalle und ihren physikalisch-chemischen Eigenschaften in guter Übereinstimmung. Zwei Möglichkeiten des Wassereinbaues werden durchgerechnet; die Übereinstimmung zwischen Beobachtung und Berechnung ist befriedigend, teilweise sehr gut.Mit 3 Textabbildungen     

Pb−Bi−(Cu)-sulfosalts in Paleozoic gneisses and schists from Oberpinzgau,Salzgurg province,Austria

Summary Pb–Bi–(Cu)-sulfosalts occur as minor minerals widely distributed in rocks of the Penninic unit (gneisses, schists, metavolcanics, etc.), Oberpinzgau, Salzburg. The sulfosalts have been investigated by ore microscopy, X-ray diffraction and electron microprobe analysis. The phases identified are: heyrovskyite, cosalite (Moaralm, Sedl, and Wiesbachrinne in the Habach Valley), lillianite (Moaralm, Sedl; Modereck near the Fuscher Valley), galenobismutite (Bärenbad in the Hollersbach Valley) and Bi-bearing galena. Heyrovskyite (Moaralm) has a composition close to Pb₆Bi₂S₉, with Ag contents between 0.2 (Sedl) and 0.6 (Moaralm) wt.%. Lillianite has the composition Pb_2.86–2.91 Bi_2.08–2.17Ag_0.04–0.08 S₆, and cosalite, Pb_1.81–2.04 Bi_1.92–2.02 Ag_0.02–0.06 Cu_0.11–0.18S₅. The average chemical composition of galenobismutite is Pb_1.25Bi_1.6Sb_0.1Cu_0.1Ag_0.02Fe_0.1S₄. Needle-like inclusions of a joseite-type mineral, joseite-A (Bi,Pb)_4.01 Te_0.9S_2.08, and irregular to needle-like grains of native bismuth usually occur along the elongation direction of the lath-like galenobismutite crystals.The occurrences can be divided into two types: 1) stratiform Pb–Bi sulfosalts which occur only in the quartzite intercalations of the Paleozoic Habach unit (Frasl, 1958), and 2) alpidic vein type Pb–Bi sulfosalts which occur in quartz veins intersecting gneisses and are considered to be the remobilization products of the first type. Temperature of formation for heyrovskyite in this region is estimated at between 400±25°C and 500°C. Most probably, the assemblage heyrovskyite-lillianite-galena (Moaralm) was formed at or below 473°C.

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Pb–Bi–(Cu)-Sulfosalze in paläozoischen Gesteinen des Oberpinzgau, Salzburg, Österreich

Zusammenfassung Pb–Bi-Sulfosalze verschiedener Vorkommen des Oberpinzgau, Salzburg, wurden mittels Erzmikroskopie, röntgenographischer Methoden und Mikrosonde untersucht. Folgende Phasen wurden identifiziert: Heyrovskyit, Cosalit (Moaralm, Sedl und Wiesbachrinne; alle Habachtal), Lillianit (Moaralm, Sedl; Modereck nahe des Fuschertales), Galenobismutit (Bärenbad, Hollersbachtal) und Bi-hältiger Bleiglanz. Heyrovskyit (Moaralm) ist nahezu Pb₆Bi₂S₉, mit Ag-Gehalten zwischen 0,2 (Sedl) und 0.6 (Moaralm) Gew.%, Lillianit Pb_2,86–2,91Bi_2,08–2,17Ag_0,04–0,08S₆, und Cosalit Pb_1,81–2,04Bi_1,92–2,02Ag_0,02–0,06 Cu_0,11–0,18S₅. Galenobismutit ist Pb_1,25Bi_1,6Sb_0,1Cu_0,1Ag_0,02Fe_0,1S₄. Nadelige Einschlüsse von Joseit-A, (Bi, Pb)_4,01Te_0,9S_2,08, und unregelmäßige bis nadelige Körner von ged. Wismut treten entlang der Längsrichtung der Galenobismutit-Kristalle auf. Die Mineralisationen sind an stratiforme, sulfidreiche Quarzlagen (Typus 1, z. B. Bärenbad) oder an diskordante Quarzgänge (Typus 2; alle anderen Vorkommen) gebunden. Typus 1 tritt innerhalb der altpaläzozischen Habachserie (Frasl, 1958), Typus 2 in Randbereichen dieser zu den Gneismassen der Habachzunge (z. T. auch in letzteren) auf. Die dem Typus 2 zugerechneten Vererzungen werden als Remobilisationsprodukte der altpaläozoischen Mineralisationen (Typus 1) angesehen.Die Bildungstemperatur des Heyrovskyit dürfte im betrachteten Bereich zwischen 400±25°C und 500°C gelegen haben; eine Bildungstemperatur von 473°C oder wening darunter wird für die Assoziation Heyrovskyit-Lillianit-Bleiglanz in Anlehnung an experimentelle Untersuchungen vonSalanci undMoh (1969) angenommen.

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With 4 Figures

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This investigation forms part of a wider study Genetic types of gold deposits in the Alps.     

Origin of tourmaline and oxide minerals from the metamorphosed Rampura Agucha Zn-Pb-(Ag) deposit, Rajasthan, India

Summary The sediment-hosted exhalative Rampura Agucha Zn-Pb-(Ag) deposit in Rajasthan, India, contains a number of oxide minerals which have been formed as a result of high-grade metamorphism. Gahnite (Zn_0.66–0.75Fe_0.13–0.24Mg_0.06–0.13Al_1.98–2.01O₄) is a common minor phase in the ores and formed from breakdown of sphalerite and Al-rich silicates. Pyrophanite-ilmenite solid solution (Fe_0.42–0.68Mn_0.32–0.58Ti_0.99–1.01O₃) is very rare and occurs, intergrown with rutile, as a result of unmixing of a Ti-Fe-Mn bearing precursor mineral.Dravite-rich tourmaline with Fe/(Fe+Mg) ratios around 0.02 occurs at the hanging wall contact of the orebody with the paragneisses and is intergrown with the ore minerals. Tourmaline from the stratabound ores is distinguished from schorl-rich tourmaline of two pegmatite samples which show Fe/(Fe+Mg) ratios of 0.43 and 0.62, respectively. It is argued that dravite-rich tourmaline (or another B-rich precursor mineral) is of premetamorphic origin. This dravite-rich tourmaline recrystallized during high-grade metamorphism when the metamorphic fluid, represented by H₂O-CO₂±CH₄-N₂ inclusions, was trapped.Amphiboles, muscovites and biotites from metamorphic rocks of the deposit display radiometric³⁹Ar/⁴⁰Ar cooling ages between 788 and 909 Ma.

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Dravit-reicher Turmalin und Oxide der metamorphen Zn-Pb-(Ag) Lagerstätte Rampura Agucha, Rajasthan, Indien

Zusammenfassung Die sedimentär-exhalative Zn-Pb-(Ag) Lagerstätte Rampura Agucha in Rajasthan, Indien, beinhaltet eine Reihe von Oxidmineralen, die infolge der hochgradigen Regional-metamorphose gebildet wurden. Gahnit (Zn_0.66–0.75Fe_0.13–0.24 Mg_0.06–0.13Al_1.98–2.01O₄) ist eine häufig anzutreffende Phase, die sich aus Sphalerit und Al-reichen Silikatphasen gebildet hat. Pyrophanit-Ilmenit (Fe_0.42–0.68Mn_0.32–0.58 T_0.99–1.01O₃) ist sehr selten und bildet, aufgrund der Entmischung eines Ti-Fe-Mn hältigen Vorläuferminerals, Verwachsungen mit Rutil.Dravit-reicher Turmalin mit einem Fe/(Fe+Mg) Verhältnis um 0.02 bildete sich gleichzeitig mit den Sulfidmineralen am Kontakt des Erzkörpers mit den hangenden Paragneisen der Lagerstätte. Dieser Turmalin unterscheidet sich klar von Schörlreichem Turmalin mit Fe/(Fe+Mg) Verhältnissen von 0.43 und 0.62 von zwei Pegmatiten. Die Herkunft dieses prämetamorphen Dravit-reichen Turmalins (oder dessen Vorgängerminerals) ist unklar. Dieser Turmalin rekristallisierte während der Metamorphose, wobei er das metamorphe H₂O-CO₂±CH₄-N₂-Fluid in Form von primären Einschlüssen einschloß.Amphibol, Muskowit und Biotit wurden mittels³⁹Ar/⁴⁰Ar-Methode datiert und liefern radiometrische Abkühlungsalter zwischen 788 und 909 Ma.

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With 8 Figures     

Sideronatrite: A mineral with a {Fe2(SO4)4(OH)2} guildite type chain?

Summary Recently several natural and artificial ferric iron sulphate crystal structures have been solved. Sideronatrite, Na₂Fe³⁺(SO₄)₂(OH)·3H₂O, does not provide good crystals for structural purposes. However if we examine crystallographic, chemical and physical data some useful information about the ...Fe–O–S... structural topology can be inferred. In fact this analysis strengthens the hypothesis that there is a {Fe ₂ ³⁺ (SO₄)₄(OH)₂} chain in sideronatrite like that found in guildite, Cu²⁺Fe³⁺(SO₄)₂(OH)·4H₂O.

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Sideronatrit: Ein Mineral mit einer {Fe₂(SO₄)₄(OH)₂}-Kette vom Typ Guildit?

Zusammenfassung Kürzlich wurden die Kristallstrukturen mehrerer natürlicher und künstlicher Ferrisulfate gelöst. Sideronatrit, Na₂Fe³⁺(SO₄)₂(OH)·3H₂O, liefert keine für die Strukturuntersuchung gut geeigneten Kristalle. Dennoch erhält man aus der Untersuchung der kristallographischen, chemischen und physikalischen Daten nützliche Information über die ...Fe–O–S...-Topologie der Struktur. Eine solche Analyse spricht für die Hypothese, daß der Sideronatrit eine {Fe ₂ ³⁺ (SO₄)₄(OH₂)}-Kette enthält, wie sie im Guildit, Cu²⁺Fe³⁺(SO₄)₂(OH)·4H₂O, gefunden wurde.

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With 1 Figure

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Paper presented at the Sixth European Crystallographic Meeting. Barcelona, Spain 1980.     

Internally-consistent geothermometry and H2O barometry in metamorphic rocks: The example garnet-chlorite-quartz

Temperature and H₂O activity can be determined with high precision using metamorphic mineral assemblages that define both a dehydration equilibrium and a temperature-sensitive cation-exchange equilibrium. Such determinations are obtained by applying the Gibbs method and then integrating two resulting differential equations, as illustrated here for the assemblage garnet-chlorite-quartz. The first equation, a geothermometer that monitors temperature based upon Fe–Mg exchange between garnet and chlorite, was calibrated using rocks at Pecos Baldy, New Mexico: 0=0.05 P(bars)–19.02 T(K)+4607 ln K _D+24,156 with errors of ±8°C based upon analytical precision. The second equation monitors differences in the activity of water between specimens (1) and (2): 0=(0.1 X _{Mg–chl, 1} – 2.05)(P ₂ – P ₁) +[–33.02+5.96 ln(X _{Fe–chl, 1}/X _{alm, 1})][T ₂–T ₁ –2.67 RT ₁ln[a(H₂O)₂/a(H₂O)₁] +5.96 T ₁ln(X _{Fe–chl, 2} X _{alm, 1}/X _{Fe–chl, 1} X _{alm, 2}).For samples equilibrated at the same pressure and temperature, microprobe analytical errors of 1% limit precision to ±0.01 a(H₂O). For samples equilibrated at the same pressure but variable temperature, uncertainty of ±8°C limits precision to ±0.06 a(H₂O). Extreme presure sensitivity requires that the H₂O-barometer be applied only to rocks where pressure gradients are absent or well-constrained. The geothermometer gives temperatures in agreement with two other garnet-chlorite geothermometers (Dickenson and Hewitt 1986; Ghent et al. 1987) and with garnet-biotite geothermometry (ferry and Spear 1978) over the temperature range 350–520°C. Application of the relative H₂O barometer shows variations in the activity of water approaching 0.30 in several study areas. Either pelitic schists commonly equilibrate with a fluid that is not pure H₂O, or some pelitic rocks undergo metamorphism in the absence of a free fluid phase.     

Fluorine-bearing hydrogarnets from Blengsvatn,Bamble Sector,south Norway

Summary Hydrograndites (grossular-andradite) with up to 1.60 weight percent fluorine occur in altered parts of andesine-garnet-biotite-cummingtonite-hornblende rocks, Blengsvatn, Bamble Sector, south Norway. The garnets occur intergrown with secondary prehnite, pumpellyite, epidote and chlorite along biotite cleavage planes and formed through retrogradation of nearby plagioclase, almandine-rich garnet and hornblende. The conditions of formation are estimated at about 300°C and 1–2 kbar. The observed F/OH distribution at 300°C and calculated relatively low fHF/fH₂O ratios of 10^–5.84 to 10^–7.32 indicates that fluorine is more strongly partitioned relative to OH in hydrogarnet than coexisting biotite and cummingtonite. The low fHF/fH₂O ratios suggest that fluorinebearing hydrogarnets could be very common.

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Fluorhaltige Hydrogranate von Blengsvatn, Bezirk Bamble, Südnorwegen

Zusammenfassung Fluorhaltige Hydrograndite (Grossular-Andradit) mit bis zu 1,60 Gew.% Fluor kommen in umgewandelten Teilen von Andesin-Granat-Biotit-Cummingtonit-HornblendeGesteinen von Blengsvatn, Bezirk Bamble, Südnorwegen, vor. Die Granate treten verwachsen mit sekundärem Prehnit, Pumpellyit, Epidot und Chlorit längs Biotitspaltflächen auf und bildeten sich durch retrograden Abbav von benachbartem Plagioklas, Almandin-reichem Granat und Hornblende. Die Bildungsbedingungen werden auf ungefähr 300°C und 1–2 kbar geschätzt. Die beobachtete F/OH-Verteilung und die relativ niedrigen berechneten fHF/fH₂OQuotienten von 10^–5.84 bis 10^–7.32 weisen darauf hin, daß Fluor relativ zu OH stärker in Hydrogranat als in koexistierendem Biotit und Cummingtonit angereichert ist. Die fHF/fH₂O-Verhältnisse lassen vermuten, daß fluorhaltige Hydrogranate sehr verbreitet sein könnten.

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With 5 Figures     

Coexisting cummingtonite and calcic amphibole in amphibolites from the Schneeberg complex,Tyrol, Austria

Summary The formation of cummingtonite in two Ca and Al-poor and Mg-rich amphibolites from the Austroalpine Schneeberg complex occurred at a maximum temperature of about 550°C (5 kb). This is a result of the amphibolite facies Alpine overprint in this part of the Eastern Alps.Textural and chemical relations suggest (Mg_–1Si_–1Al₂)-continuous reactions in the bivariant CMASH-assemblageCam-Cum-Chl ^* followed by the discontinuous reactionCam+Chl+Qu=Cum+Plg+H₂O to be responsible for the formation of cummingtonite in these samples.The Mg–Fe distribution coefficient with values of 0.6–0.7 is similar to cummingtonite-Ca-amphibole pairs from amphibolites with oligoclase+quartz reported in the literature. The Mg/(Mg+Fe) ratio of the calcic amphiboles is lower (0.539–0.555) than the coexisting cummingtonites (0.648–0.662).

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Koexistierende Cummingtonite und Hornblenden in Amphiboliten des Schneeberger Zuges, Tirol, Österreich

Zusammenfassung In zwei Ca- und Al-armen Amphiboliten des nördlichen Schneebergerzuges (Rotmoostal) bildete sich Cummingtonit bei Maximaltemperaturen von 550°C (5 kb) bei der Altalpidschen Metamorphose.Texturelle und chemische Beziehungen lassen vermuten, daß sich Cummingtonite sowohl nach kontinuierlichen Reaktionen (in bezug auf den Tschermak-Vektor Mg_–1Si_–1Al₂) gebildet hat, als auch aus Hornblende und Chlorit nach der diskontinuierlichen ACF-ReaktionCam+Chl+Qu=Cum+Plg+H₂O hervorgegangen ist.Der Mg–Fe-Verteilungskoeffizient zwischen Hornblende und Cummingtonit entspricht den aus der Literatur bekannten Werten. Er beträgt zwischen 0.6–0.7 für die beginnende Amphibolitfazies. Die Mg/(Mg+Fe)-Verhältnisse sind höher in Cummingtonit (0.648–0.662) als in der koexistierenden Hornblende (0.539–0.555).

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With 4 Figures     

Fluid regime in the Austrian Moldanubian Zone as indicated by fluid inclusions

Summary Petrographic and fluid inclusion studies were carried out on amphibolites, metapelites and calc-silicate rocks from the Varied Group and the Gföhl Unit of the Austrian Moldanubian Zone. Thermobarometric calculations yield 670–770°C and 7–10 kbar as highest grade conditions for the studied samples. Four fluid inclusion types were identified and measured by microthermometry and Raman analysis: CO₂-(±H₂O) rich, aqueous, CH₄- and N₂-rich inclusions. The oldest fluid, seen as mixed CO₂-H2O inclusions in quartz, infiltrated the Moldanubian rocks at temperatures between 650 and 400°C, causing widespread retrograde metamorphism, as a consequence of thrusting of the Moldanubian rocks over those of the Moravian Zone. During successive uplift stages, fluids continuously evolved to CO₂-richer compositions and lower densities by selective water leakage and density re-equilibration mechanisms. Finally, low salinity aqueous and CH₄- and N₂-rich fluids were trapped during the very late retrograde stage of Variscan metamorphism.

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Fluid-Regime im Niederösterreichischen Moldanubikum abgeleitet aus Flüssigkeitsein-schluß-Untersuchungen

Zusammenfassung An Metabasiten, Metapeliten und Kalksilikatgesteinen der Gföhler Einheit und Bunten Serie des Niederösterreichischen Moldanubikums wurden petrographische und Flüssigkeitseinschluß-Untersuchungen durchgeführt. Thermobarometrische Berechnungen ergaben 670–770°C und 7–10kbar als maximale Metamorphosebedingungen für die untersuchten Gesteine.Vier verschiedene Typen von Flüssigkeitseinschlüssen wurden identifiziert (CO₂-reiche, wäßrige, CH₄,- sowie N₂-reiche Einschlüsse), sowie mittels Mikrothermometrie und Raman-Untersuchungen analysiert. Das älteste Fluid (gemischte CO₂-H₂O Flüssigkeitseinschlüsse) wurde im Zuge der Moravischen Überschiebung aus dem Moravikum freigesetzt und infiltrierte zwischen 650 und 400°C die darüberliegenden moldanubischen Gesteinspakete, woraus umfassende retrograde Umwandlungen resultierten. Während der sukzessiven Abkühlung und Hebung der Gesteine entwickelten sich diese Einschlüsse infolge selektiven Wasserverlustes und kontinuierlicher Dichteanpassung zu wasserärmeren Zusammensetzungen und geringeren Dichten. Die gering salinaren wäßrigen und die CH₄,- and N₂-reichen Einschlüsse sind einem sehr späten retrograden Stadium der Variszischen Metamorphose zuzuordnen.[]

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Abbreviations

Mineral names ab albite - alm almandine - am amphibole - an anorthite - and andradite - bi biotite - cpx clinopyroxene - ga garnet - grs grossularite - Kfsp potassium feldspar - ky kyanite - mu muscovite - or orthoclase - pl plagioclase - pyp pyrope - q quartz - sil sillimanite - sps spessartine - T temperature (°C) - T _h homogenization temperature (to liquid) - T _m melting temperature - P pressure (kbar) - Ma 10⁶ years - MG Monotonous Group - VG Varied Group - GU Gföhl Unit With 4 Figures     

The system Pb-As-S

Silica-tube quenching experiments and gold-tube pressure experiments were used to study phase relations in the PbS-rich portion of the system Pb-As-S. Emphasis was placed on determining the P-T-X stability relations of jordanite, the most Pb-rich of the synthetic Pb-As-S compounds. Jordanite, Pb₉As₄S₁₅, is stable below 549 ± 3° C, at which temperature it melts to galena, liquid, and a sulfur-rich vapor phase. Confining pressures of up to 2 Kb do not measurably change this reaction temperature. Density measurements on synthetic material show that the jordanite cell contains 3 (Pb₉As₄S₁₅); space group P2₁/m requires that the cell content be expressed as either Pb_28–xAs₁₂S_46–x or Pb_26+xAs₁₂S_44+x, with the former much more probable from a structural point of view. In both cases 0.8 < x < 1.4 and the situation is thus quite different from the usual case of defect structures, such as pyrrhotite, Fe_1–xS, which shows considerable range of solid solution. Heating experiments on natural gratonite (Pb₉As₄S₁₅) show that this mineral is most probably a low-temperature dimorph of jordanite, the inversion occurring below 250° C. Experiments have also confirmed the extensive substitution of Sb for As in jordanite, as suspected from chemical analyses of the isostructural mineral geocronite (Pb_28–x(As,Sb)₁₂S_46–x).

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Zusammenfassung Durch Abschreckversuche mit Hilfe von Quarz- und Gold-Druckampullen wurden die Phasenbeziehungen im PbS-reichen Teil des Pb-As-S-Systems studiert. Besonderer Wert wurde auf die Feststellung der P-T-X-Stabilitätsverhältnisse des Jordanits, des Pb-reichsten Phase der synthetischen Pb-As-S-Reihe, gelegt. Jordanit (Pb₉As₄S₁₅) ist unterhalb 549 ± 3° C stabil, wo er sich semikongruent zu PbS, einer Schmelze und einer schwefelreichen Dampfphase zersetzt. Drucke bis zu 2 kb ergaben keine meßbaren Änderungen dieser Reaktionstemperatur. Dichtemessungen am synthetischen Material weisen darauf hin, daß die Jordanitzelle 3 × (Pb₉As₄S₁₅) enthält. Die Raumgruppe P2₁/m fordert entweder die Formel Pb_28–xAs₁₂S_46–x oder Pb_26+xAs₁₂S_44+x, wobei die erstere Form strukturell wahrscheinlicher zu sein scheint. In beiden Fällen ist 0.8 < x < 1.4 und weicht vom gebräuchlichen Begriff der Defektstrukturen, wie z.B. beim Pyrrhotin (Fe_1–xS) ab, wie das bemerkenswerte Mischkristallfeld zeigt. Erhitzen von natürlichem Gratonit (Pb₉As₄S₁₅) zeigt, daß dieses Mineral sehr wahrscheinlich eine dimorphe Tieftemperaturphase des Jordanits ist. Die Umwandlung erfolgt unterhalb 250° C. Außerdem wurde eine umfangreichere Substitution von As durch Sb im Jordanit festgestellt, was nach den chemischen Analysen des isostrukturellen Geochronits Pb_28–x(As,Sb)₁₂S_46–x) zu erwarten war.

     

New calibration data for the Fe–Ti oxide thermo-oxybarometers from experiments in the Fe–Ti–O system at 1 bar, 1,000–1,300°C and a large range of oxygen fugacities

The current formulations of the Fe–Ti oxide thermobarometer (titanomagnetite–ilmenite_ss) fail to reproduce experimental results, in particular at the high temperatures that are relevant for basaltic assemblages. With the aim of improving the experimental basis of the calibration in the Fe–Ti–O system, we have synthesised assemblages of titanomagnetite–ilmenite_ss (Tmt–Ilm_ss), ilmenite_ss–pseudobrookite_ss (Ilm_ss–Psb_ss) and single-phase samples under a wide range of fO₂ (fixed with CO/CO₂ mixtures or by solid oxygen buffers) in sub-solidus conditions (1,000–1,300°C) at 1 bar. Runs lasted 24 h at 1,300°C and up to 240 h at 1,000°C and were terminated by quenching in water. All run products are polycrystalline, roughly equigranular aggregates, with grain sizes of 10–50 m. They were examined and analysed with the SEM and EMP. Tmt compositions are broadly in accordance with the current models at moderate fO₂, but significantly richer in Ti at low fO₂ and high T, due to cationic vacancies. Ilm_ss compositions depart from the predicted values practically at all fO₂ and T conditions, which is related to unsatisfactory thermodynamic models for the rhombohedral oxide. For Ilm_ss–Psb_ss assemblages the best agreement between our data and current calculations is at 1,000°C and moderately high fO₂. Otherwise, experimental and calculated data strongly disagree. The experimental data set on the three Fe–Ti oxide solid solutions presented here is intended to support new versions of both the titanomagnetite–ilmenite_ss thermo-oxybarometer and the ilmenite_ss–pseudobrookite_ss oxybarometer.     

Fluid inclusion studies of hydrothermally altered archaean granites around the Witwatersrand Basin

Summary Hydrothermally altered granitic rocks occur along the northern and northwestern edge of what is classically termed the Witwatersrand Basin. Pyrite, chalcopyrite, sphalerite, molybdenite, galena, wurtzite and other sulphides were deposited during this hydrothermal alteration, as were uranium and REE-rich nodules of carbonaceous matter and free gold. Heating and freezing data from secondary fluid inclusions in igneous quartz as well as primary fluid inclusions in vein quartz and carbonate indicate that two main groups of aqueous fluid inclusions exist. The first group has a range of final melting temperatures from 0 °C to –9 °C, corresponding to salinities between 0 and 13 equivalent wt.% NaCl. Homogenization occurred at temperatures between 130 °C and 230 °C. The second group of inclusions generally have final melting temperatures between –14 °C and –26 °C, with salinities ranging between 12 and 30 equivalent wt.% NaCl. Homogenization temperatures range from 120 °C to about 170 °C. The low initial melting temperatures of -60°C to –35°C and SEM-EDX analyses of encrustations formed after evaporation of fluid in opened inclusions indicate as additional components Ca, Cl and S. Rare clathrate melting in both types of fluids indicate the presence of CO₂, CH₄ or some other clathrate compound. The low salinity fluids are interpreted to be of a meteoric, seawater or metamorphic origin, whereas the highly saline fluids are thought to be connate brines or highly evolved formation waters.Zusammenfassung Hydrothermal veränderte granitische Gesteine kommen am nördlichen und nordwest-lichen Rand von dem vor, was man klassisch als Witwatersrand-Becken bezeichnet. Während dieser hydrothermalen Umwandlung wurden Pyrit, Kupferkies, Zinkblende, Molybdänglanz, Bleiglanz, Wurtzit und andere Sulfide abgesetzt, ebenso Uran- und SEE-reiche Knollen aus kohliger Substanz und Freigold. Erhitzungs- und Ausfrierdaten von sekundären Fluideinschlüssen in Gesteinsquarz, ebenso wie von primären Fluideinschlüssen in Gangquarz und Karbonat weisen darauf hin, daß zwei Hauptgruppen von wäßrigen Fluideinschlüssen existieren. Der Bereich der finalen Schmelztemperaturen der ersten Gruppe liegt zwischen 0 °C und –9 °C, was einer Salinität zwischen 0 und 13 äquiv. Gew.-% NaCl entspricht. Homogenisierung erfolgte bei Temperaturen zwischen 130 °C und 230 °C. Die zweite Gruppe von Einschlüssen hat im allgemeinen finale Schmelztemperaturen zwischen –14 °C und –26 °C, mit Salinitäten, die sich zwischen 12 und 30 äquiv. Gew.-% NaCl bewegen. Die Homogenisierungstemperaturen variieren von 120 °C bis ungefähr 170 °C. Die niedrigen initialen Schmelztemperaturen von –60 °C bis –35 °C und SEM-EDX-Analysen von Inkrustationen, die sich nach der Verdunstung der Flüssigkeit in geöffneten Einschlüssen bilden, weisen auf Ca, Cl und S als weitere Bestandteile. Gelegentliches Clathratschmelzen in beiden Typen von Fluiden zeigt die Anwesenheit von CO₂, CH, und einigen anderen Clathratbildnern. Die niedrigsalinaren Fluide werden als von meteorischem, Seewasser oder metamorphem Ursprung gedeutet, während die hochsalinaren Fluide als con.nate brines oder sehr gereifte Formationswässer angesehen werden.

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Studien an Fluideinschlüssen hydrothermal veranderter archaischer Granite um das Witwatersrand-Becken

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With 8 Figures     

Calculation of equilibration conditions for garnet granulite and garnet websterite nodules in African kimberlite pipes

Summary Pressure/temperature estimates based on different combinations of calibrated mineralogical thermometers and barometers and alternative assumptions concerning the Fe²⁺/(Fe²⁺+Fe³⁺) ratios in the mineral phases are compared for a suite of fourteen nodules. PreferredP/T values have been obtained by simultaneous solution of eq. (12) ofWood (1974) for garnet-orthopyroxene equilibria and theEllis andGreen (1979) equation defining theP,T,X dependence of the Fe²⁺–Mg²⁺ partition coefficient for coexisting garnet and clinopyroxene. However, to obtain realistic results it is first necessary to calculate the Fe³⁺ contents in the minerals—conveniently done on a charge balance basis. The favoured meanP/T estimates of 654±36°C and 10.8±3.1 kbs are compatible with a lower crustal origin for this nodule suite.

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Berechnung von Gleichgewichts-Bedingungen von Granat-Granulit und Granat-Websterit-Xenolithen in afrikanischen Kimberliten

Zusammenfassung Druck-Temperatur-Berechnungen auf Grund verschiedener Kombinationen von kalibrierten mineralogischen Thermometern und Barometern sowie alternativer Modelle der Fe²⁺/(Fe²⁺+Fe³⁺)-Verhältnisse in den Mineralen einer Gruppe von 14 Einschlüssen werden verglichen. BevorzugteP/T-Werte ergaben sich durch simultane Lösung der Gl. (12) für Granat-Orthopyroxen-Gleichgewichte vonWood (1974) und der Gleichung vonEllis undGreen (1979), die dieP-T-X-Abhängigkeit des Fe²⁺–Mg²⁺-Verteilungskoeffizienten für koexistierende Granat und Clinopyroxen definiert. Um realistische Ergebnisse zu erhalten, ist es jedoch zuerst notwendig, die Fe³⁺-Gehalte der Minerale zu berechnen, vorzugsweise auf der Grundlage des Ladungsausgleichs. Die bevorzugten Durchschnittswerte von 654°±36°C und 10.8–3.1 kb sind in guter Übereinstimmung mit einer Herkunft aus der unteren Kruste.

     

Pyroxene mineral chemistry of the Jinchuan intrusion,China

Summary Chemical compositions of orthopyroxene and clinopyroxene from the Jinchuan ultramafic intrusion have been obtained by electron microprobe analysis. The Mg number (MgO/(MgO + FeO)) for both pyroxenes falls within narrow ranges, 82–87 for clinopyroxene and 81–85.5 for orthopyroxene, suggesting limited magma differentiation in regard to the present igneous body. The Al₂O₃ content ranges from 2.44 wt.% to 4.43 wt.% and increases with decreasing Mg of the pyroxenes, i.e., with the more evolved magma. This is attributed to the relatively greater effects of Al₂O₃, TiO₂, Cr₂O₃ and Fe₂O₃ than that of SiO₂ on pyroxene crystallization.Negative linear relationships between Ti⁴⁺ and Si⁴⁺, and Al³⁺ and Si⁴⁺ characterize the pyroxenes. In clinopyroxene, regression of Si⁴⁺ versus Al³⁺ results in a straight line with a slope of –1.012, indicating that the decrease of Si⁴⁺ in the crystal structure is matched by an increase only in tetrahedral Al³⁺; octahedral Al³⁺ has remained relatively constant. The negative linear relationship between Ti⁴⁺ and Si⁴⁺ in clinopyroxene reflects either a greater tendency of Ti⁴⁺ to occupy octahedral sites than Al³⁺, or that replacement of Al³⁺ for Si⁴⁺ demands a more efficient charge balance. The scatter in plots of Ti⁴⁺ versus Si⁴⁺ for orthopyroxene indicates that charge balance is not as critical as structure symmetry.The crystallization temperature of pyroxene is calculated to be 1108–1229°C usingWood andBanno's (1973) two pyroxene thermometer, and is within 40°C of that calculated fromWells's (1977) thermometer. The distribution coefficient (Kd) for Mg²⁺ and Fe²⁺ between clinopyroxene and orthopyroxene is estimated to be 0.86, which is higher than that of the other intrusions and lower than that of mantle nodules, but still falls within their Kd-1/T trend. This suggests that the Kd value of pyroxene is controlled mainly by temperature.

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Mineralchemie der Pyroxene der Jinchuan-Intrusion, China

Zusammenfassung Die chemische Zusammensetzung von Orthopyroxenen und Klinopyroxenen aus der ultramafischen Jinchuan Intrusion wurden mit der Mikrosonde bestimmt. Die Mg-Zahl (MgO/(MgO + FeO)) beider Pyroxene liegt innerhalb enger Grenzen, 82–87 für Klinopyroxen und 81–85.5 für Orthopyroxen. Dies weist auf beschränkte magmatische Differentiation der Intrusion hin. Der Al₂O₃-Gehalt liegt zwischen 2.44 Gew.%. und 4.43 Gew.%. und nimmt mit der abnehmenden Mg-Zahl der Pyroxene ab, d.h. mit dem mehr entwickelten Magma. Dies wird damit erklärt, daß Al₂O₃, TiO₂, Cr₂O₃ und Fe₂O₃ einen größeren Einfluß auf die Kristallisation der Pyroxene ausüben als SiO₂.Die Pyroxene werden durch negative lineare Beziehungen zwischen Ti⁴⁺ und Si⁴⁺, sowie Al³⁺ und Si⁴⁺ charakterisiert. In Klinopyroxenen resultiert die Regression von Si⁴⁺ gegen Al³⁺ in einer geraden Linie mit einer Neigung von –1.012. Dies weist darauf hin, daß die Abnahme der Si⁴⁺ Gehalte in die Kristallstruktur durch Zunahme von ausschliesslich tetraedrischem Al³⁺ kompensiert wird; oktaedrisches Al³⁺ ist relativ konstant geblieben. Die negative lineare Beziehung zwischen Ti⁴⁺ und Si⁴⁺ in Klinopyroxenen geht entweder auf eine stärkere Tendenz des Ti₄O₂, oktaedrische Plätze zu besetzen zurück, oder darauf daß ein Ersatz von Al³⁺ für Si⁴⁺ einen effizienteren Ladungsausgleich verlangt. Die unregelmäßige Verteilung der Plots von Ti⁴⁺ gegen Si⁴⁺ in Orthopyroxenen läßt erkennen, daß Ladungsausgleich hier nicht so kritisch ist wie die Symmetrie der Struktur.Die Kristallisationstemperatur der Pyroxene wurde mit dem Zwei Pyroxenthermometer nachWood undBanno (1973) mit 1108–1229°C bestimmt. Diese Werte liegen innerhalb von 40°C des vonWells (1977) berechneten. Der Verteilungskoeffizient (Kd) für Mg²⁺ und Fe²⁺ zwischen Klinopyroxen und Orthopyroxen wird auf 0.86 berechnet; das ist höher als der aus anderen Intrusionen und niedriger als der von Mantelxenolithen, fällt aber immer noch innerhalb des Kd-1/T Trends derselben. Dies legt den Gedanken nahe, daß der Kd Wert der Pyroxene hauptsächlich durch Temperatur bestimmt wird.

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With 6 Figures     

Potassium-fluor-richterite in metacherts from the Bufa del Diente contact-metamorphic auréole,NE-México

Summary Potassium-fluor-richterite is reported from wollastonite-rimmed metachert bands embedded in marbles of the Bufa del Diente aureole, NE-Mexico. K-F-richterites were generated via reaction of previously formed contact-metamorphic diopside with infiltrated hypersaline brines of magmatic origin that used the metachert bands as metamorphic aquifers. Their formation occurred at peak metamorphic conditions of 500 to 600 °C at 1 kbar according to the generalised reaction 10 CaMgSi₂O₆ + 8 SiO₂ + 2 KCl_aq + 6 NaCla_aq + 4 H₂O + 4 HF diopside + quartz = 2 KNaCaMg₅Si₈O₂₂(F)₂ + 4 Ca₂NaH(SiO₃)₃ + 8 HCl_aq K-F-richterite + pectolite Compositional ranges in two samples are K-Ri_58–69Ri_16–25Tri_12–21 and K-Ri_58–66Ri_32–40Tr_0–5. Mg/(Mg + Fe²⁺) ranges from 0.81 to 0.95, F/(F + OH) from 0.55 to 0.85, and the K-F-richterites are Cl-free.Microthermometrically determined K/(K + Na)-ratios of hypersaline brines trapped at 500°C to 600°C range from 0.50 to 0.64, resulting in distribution coefficients K _DK-Na ^Amph-F1 = X _{K(in A)} ^Amph /X _{N(in A)} ^Amph · X _Na ^F1 /X _K ^F1 of 0.85 to 1.3 for the Na-K amphibole-fluid exchange reaction. Very low Ca-contents in bulk fluid leachates indicate that Cacontaining fluids cannot coexist with richterite and that Ca is incorporated into amphibole as a tremolite component. Amphibole compositions in Al-free systems can predict Na-K-Ca-ratios of metasomatic brines that equilibrated with them. Despite the hypersaline nature of the brines, Cl is not incorporated into the Mg-rich K-F-richterites because of the Mg-Cl and Fe-F avoidance rules in amphiboles.

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Kalium-Fluor-Richterit in kontaktmetamorphem Quarziten der Bufa del Diente Aureole, NO-México

Zusammenfassung In die Marmore der Kontaktaureole des Bufa del Diente-Alkalisyenits sind 5-15 cm mächtige Quarzitbänder eingeschaltet, die mehrere cm-dicke Wollastonitsäume aufweisen. Die Metaquarzite enthalten Kalium- und Fluor-reiche Richterite. Die K-FRichterite bildeten sich durch Reaktion von zuvor gebildetem, kontaktmetamorphem Diopsid mit infiltrierenden hochsalinaren Fluiden magmatischen Ursprungs. Die Metaquarzite dienten als metamorphe Aquifere für diese Fluide.Die K-F-Richterite wurden bei den Maximaltemperaturen der Kontaktmetamorphose von 500-600°C bei 1 kbar nach der folgenden schematischen Reaktion gebildet: 10 CaM9Si₂O₆ + 8 SiO₂ + 2 KCl_aq + 6 NaCl_aq + 4 H₂O + 4 HF Diopsid + Quarz = 2 KNaCaMg₅Si₈O₂₂(F)₂ + 4 Ca₂NaH(SiO₃)₃ + 8 HCl_aq K-F-Richterit + Pektolit Der Zusammensetzungsbereich von zwei Proben aus unterschiedlichen Metaquarzitbändern liegt bei K-Ri_58–69Ri_16–25Tr_12–21 und K-Ri_58–66Ri_32–40Tr_0–5. K-FRichterite in beiden Proben haben F/(F + OH)-Verhältnisse von 0.55 bis 0.85 und enthalten kein Cl.Mikrothermometrisch bestimmte K/(K + Na)-Verhältnisse der bei 500°-600°C in Flüssigkeitseinschlüssen okkludierten, hochsalinaren Fluide betragen 0.50–0.64. Daraus lassen sich Verteilungskoeffizienten K _DK-Na ^Amph-Fi = X _{K(in A)} ^Amph /X _{N(in A)} ^Amph · X _Na ^F1 /X _K ^F1 von 0.85-1.3 für die Amphibol-Fluid Austauschreaktion in tremolitfreien Amphibolen ableiten. Wässrige Extrakte der Gesamtfluidpopulationen enthalten sehr geringe Ca-Konzentrationen im Vergleich zu K und Na. Dies zeigt, daß Fluide mit signifikanten Ca-Konzentrationen nicht mit Richteriten koexistieren können und Ca bevorzugt als Tremolitkomponente eingebaut wird. Amphibolzusammensetzungen in Al-freien Systemen eignen sich als Indikatoren für K-Na-Ca-Verhältnisse von koexistierenden metasomatischen Fluiden. Die K-F-Richterite sind Cl-frei, obwohl sie mit hochsalinaren Fluiden koexistiert haben. Mg-reiche Amphibole können kein CI einbauen und Fe-reiche Amphibole kein F.

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With 4 Figures