Hornblende barometry of the Galway batholith,Ireland: an empirical test

Summary The application of four hornblende geobarometers, two empirical and two experimental, to the 400 Ma Galway Granite, Ireland gives a pressure of crystallization of the zoned hornblende cores in the western parts of the granite of 2.62 ± 1.2 kb falling to < 1.53 ±1.02 kb at the hornblende rims whereas in the more eastern part of the batholith the value of 4.30 ± 0.70 kb is obtained from unzoned hornblendes. These results are consistent with field and petrographic evidence which indicates a much deeper level of early crystallization of the granite in the central and eastern area with larger K-feldspar phenocrysts (up to 6 cm). Although some of the uplift is related to late upward faulting, the main uplift of the centre of the granite in the east was due to late magmatic differential slip against the marginal granite which became vertically foliated. In the west the crystallization of hornblende started and completed at lower pressures than in the east with final hornblende crystallization at the limit of the field of igneous hornblende and at depth of < 5 km. Hornblende geobarometry reveals: (1) that different parts of some batholiths crystallized at very different pressures (and therefore depths) and have been juxtaposed at the present level of erosion (2) that at least the early part of the crystallization of some granites took place at significantly greater depths than the final crystallization and emplacement position; (3) in zoned hornblendes crystallization occurred during magma movement.

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Hornblende-Barometrie des Galway-Batholithen, Irland: Ein empirischer Test

Zusammenfassung Vier Hornblende-Geobarometer, zwei empirische and zwei experimentelle wurden auf den 400 m.y. alten Galway-Granit, Irland, angewendet and ergeben ähnliche Resultate. Der Durchschnitt der Berechnungen gibt einen Kristallisationsdruck der zonierten Hornblendekerne in den westlichen Teilen des Granits von 2.62 ± 1.2 kbar. Diese Werte fallen auf weniger als < 1.53 ± 1.02 kbar in den Hornblenderändern, während in den östlichen Teilen des Batholithen ein Wert von 4.30 ± 0.70 kbar von nicht zonierten Hornblenden erhalten wurde. Diese Ergebnisse stimmen gut mit Geländebeobachtungen und petrographischen Daten überein, die darauf hinweisen, daß der Granit im zentralen und östlichen Bereich in größerer Tiefe kristallisiert ist. Dabei erreichten K-Feldspat Kristalle Maximumlängen von 6 cm, verglichen mit nur 3 cm im Westen und am Rand. Obwohl ein Teil der Hebung auf späte Verwerfungen zurückgeht, war die Haupthebung zentraler Teile des Granites im Osten durch spätmagmatische, differentielle Gleitung gegenüber den randlichen Granitzonen bedingt, wobei letztere vertikal gefältelt wurden. Im Westen begann die Kristallisation der Hornblende bei niedrigeren Drucken als im Osten, wobei die späteste Hornblende-Kristallisation an der Grenze des Feldes magmatischer Hornblende und in Tiefe von < als 5 km stattfand. Hornblende-Geobarometrie zeigt, daß 1. verschiedene Teile des gleichen Batholithen unter verschiedenen Drucken (und somit in verschiedenen Tiefen) kristallisierten und erst im gegenwärtigen Erosions-Niveau nebeneinander gestellt wurden; 2. daß wenigstens die Frühkristallisation einiger Granite in signifikant größeren Tiefen als die Endkristallisation, und die Position der Platznahme lagen; 3. in zonierten Hornblenden Kristallisation während magmatischer Bewegung stattfand.

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With 2 Figures

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Formerly Oum-toub, Skikda, BP56, 21450, Algeria     

K-Ar dating of white micas from the Ventersdorp Contact Reef of the Witwatersrand Basin, South Africa: timing of post-depositional alteration

Summary White micas from metamorphosed and hydrothermally-altered basaltic lavas, conglomerates, quartzites and shales in and around the Ventersdorp Contact Reef of the Witwatersrand Basin, South Africa, were dated by the K-Ar method to constrain post-depositional thermal and mineralization processes. The minerals were separated into various grain sizes between < 0.4 and 10m, and characterized in terms of composition, paragenetic sequence and texture, by XRD, SEM and TEM techniques. The K-Ar isochron of all white micas in the basaltic lavas suggests an age of 1994 ± 60 Ma, and that of the smaller mica particles (< 2m) in the quartzites defines a younger age of 1917 ± 66 Ma. This range is considered to reflect the timing of long-lived hydrothermal alteration in the Ventersdorp Contact Reef. The older age is slightly younger than the intrusion of the Bushveld Complex (2060–2054 Ma) and the Vredefort catastrophism (2020 Ma), which are well-documented events that were superimposed onto the Witwatersrand Basin. The younger age may be associated with the Eburnian orogenesis along the western edge of the Kaapvaal Craton resulting in continental-scale fluid migration and hydrothermal activity that extended throughout the Griqualand Basin and even into the Witwatersrand Basin. The K-Ar ages obtained here for the white mica fractions of the Ventersdorp Contact Reef in the Witwatersrand Basin confirm that the period between 2.0 and 1.9 Ga was significant, as far as alteration, and possibly also gold mobilization, was concerned.

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K-Ar Datierung von Hellglimmern aus dem hentersdorp Contact Reef des Witwatersrand Beckens, Südafrika: die zeitliche Eingrenzung der nach der Sedimentablagerung erfolgten Alteration

Zusammenfassung Hellglimmer von metamorph und hydrothermal überprägtem Basalt, Konglomerat, Quarzit und Pelit aus dem Ventersdorp Contact Reef im Witwatersrand Becken, Südafrika, wurden mittels der K-Ar Methode datiert, um das Alter der postsedimentären thermischen Überprägung einzugrenzen. Mineralkörner wurden in einzelne Fraktionen zwischen < 0.4 und 10m separiert und auf deren Zusammensetzung, Paragenese und Textur mittels Röntgendiffraktometrie und Elektronenmikroskopie untersucht. Das Isochronenalter für alle Hellglimmerproben aus dem Metabasalt liegt bei 1994 ± 60 Ma, jenes für die Glimmer mit einer Korngröße < 2m im Quarzit bei 1917 ± 66 Ma. Diese Altersspanne wird als Ausdruck einer lang anhaltenden hydrothermalen Veränderung des Ventersdorp Contact Reef interpretiert. Das ältere Alter ist etwas jünger als die Intrusion des Bushveld Komplex (2060–2054 Ma) und die Vredefort Katastrophe (2020 Ma) - zwei gut dokumentierte Ereignisse, die das Witwatersrand Becken erfaßten. Das jüngere Alter könnte mit der eburnischen Orogenese entlang des Westrandes des Kaapvaal Kratons in Zusammenhang stehen, während der es zu Fluid Migration und hydrothermaler Aktivität quer über den Kontinent vom Griqualand Becken bis in das Witwatersrand Becken kam. Die neuen K-Ar Alter bestätigen somit, daß die Zeitspanne von 2.0–1.9 Ga wesentlich für die Alteration und möglicherweise auch für die Mobilisierung von Gold im Witwatersrand Becken war.

     

Amphiboles and biotites of the hornblende gneisses in an area to the North-East of the fjord Qagssit,Frederikshåb district,South-West Greenland

Summary The chemical characteristics of coexisting biotites and hornblendes and host rocks are examined and discussed. The field data indicate that biotite derives from hornblende at decreasing metamorphism. A chemical equilibrium has been reached for Fe²⁺, Mg and Mn and approached, but not reached, for tetrahedral ions, Fe³⁺, Al^vi and Ti. The disequilibrium is mainly dependent on biotite and is tentatively ascribed to the oxidizing conditions of the environment, at the time of biotite crystallization. The composition of biotite is thus partly related to that of hornblende and partly to the environment, while intracrystalline variations of hornblende are related to the chemical composition of the host rock and to varying metamorphic grade.

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Amphibole und Biotite der Hornblendegneise in einem Gebiet nordöstlich des Qagssit-Fjordes, Frederikshåb-Distrikt, Südwest-Grönland

Zusammenfassung Der Chemismus koexistierender Biotite und Hornblenden sowie von deren Muttergesteinen wird untersucht und diskutiert. Die Felddaten weisen darauf hin, daß der Biotit aus Hornblende bei abnehmender Metamorphose entsteht. Ein chemisches Gleichgewicht wurde für Fe²⁺, Mg und Mn erreicht; für die tetraedrisch koordinierten Ionen sowie Fe³⁺, Al^vi und Ti fand eine Annäherung in seine Richtung statt, es wurde aber nicht erreicht. Das Ungleichgewicht hängt im wesentlichen mit dem Biotitgehalt zusammen, und es wird versuchsweise den Oxidationsbedingungen der Umgebung bei der Biotitkristallisation zugeschrieben. Die Zusammensetzung des Biotits hängt folglich teilweise mit jener der Hornblende und teilweise mit der Umgebung zusammen, während die intrakristallinen Variationen der Hornblende von der chemischen Zusammensetzung des Muttergesteins und dem variierenden Metamorphosegrad abhängen.

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With 7 Figures     

Early to Middle Carboniferous hornblende 40Ar/39Ar ages of amphibolites and gabbros from the Bergsträsser Odenwald

Summary Pre- to Early Variscan metamorphic rocks and intrusive calc-alkaline rocks are constituting the Odenwald accretionary complex. The predominant regional metamorphic formation of the amphibolite is postdated by the intrusion of the Frankenstein gabbro complex in the NW Odenwald at about 362 Ma. Thus indications of older metamorphic events might be preserved in the amphibolites. However, for the central and southern Odenwald zircon data revealed a thermal peak of regional metamorphism at about 336 Ma. Nine amphibole separates from two gabbroic intrusives and from seven amphibolites were dated by the K-Ar method, mainly using the ⁴⁰Ar/³⁹Ar technique. The two gabbro amphibole separates yielded ages of 335 and 329 Ma; i.e. they are about 30 Ma younger than the Frankenstein gabbro. The total argon ages of the amphibolite hornblendes are at about 359 Ma in the north and about 330 to 320 Ma in the south (early and late stages of the Early Carboniferous). The ages of the three metamorphic amphiboles from the north are in the age range of the Frankenstein gabbro intrusion, however, the four from the south slightly postdate the regional metamorphic climax. Two of the older amphibole separates of the north and two of the younger ones from the south yielded plateau ages slightly older than the total argon ages (about 358 Ma and 329 Ma, respectively). The southernmost amphibolite with a total argon age of 320 Ma shows an irregular spectrum with a maximum age step for 40% of its argon corresponding to an age of 344 Ma. It possibly has partly preserved an older argon component during the younger phase of regional metamorphism. Together with published data the results show that hornblende of amphibolites from the Odenwald offer the chance to unravel the metamorphic veil of the Mid-Carboniferous regional metamorphism.

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Zusammenfassung Früh- bis mittel-karbonische ⁴⁰ Ar/ ³⁹ Ar-Alter an Amphibolit- und Gabbro-Hornblenden des Bergstr?sser Odenwaldes Der Odenwald, als ehemaliger akkretion?rer Komplex, besteht aus pr?- bis frühvariskischen metamorphen, sowie kalk-alkalischen Intrusivgesteinen. Die Bildung der regionalmetamorphen Gesteine erfolgte vor der Intrusion des Frankenstein-Gabbro-Komplexes im NW-Odenwald um 362 Ma. Ihre Amphibol-führenden Vertreter bieten die Chance, mittels Hornblende-Datierungen nach zeitlichen Anzeichen dieser Metamorphose zu suchen. Im zentralen und südlichen Odenwald sprechen andererseits Zirkon-Daten für einen Peak der Regionalmetamorphose um ca. 336 Ma. Aus sieben Amphiboliten und zwei Gabbros der drei strukturellen Einheiten des Bergstr?sser Odenwaldes wurden neun Hornblende-Pr?parate unter strenger Beachtung m?glicher Kontaminationen und Umbildungen hergestellt und nach der K-Ar-Methode datiert, wobei sowohl konventionelle als auch ⁴⁰Ar/³⁹Ar-Technik eingesetzt wurde. Die Gabbro-Hornblenden ergaben mit 335 und 329 Ma um ca. 30 Ma jüngere Werte als die Alter des Frankenstein-Gabbros. Die Totalargon-Alter der Hornblenden aus den Amphiboliten im Norden und Süden unterscheiden sich deutlich und geh?ren mit ca. 359 Ma bzw. 330 Ma dem frühen und sp?ten Unterkarbon an. Die Alter der drei untersuchten metamorphen Hornblenden aus dem Norden fallen in den Altersbereich der Frankenstein-Intrusion. Die Alter der drei ungest?rten Hornblenden aus dem Süden sind etwas jünger als der Zeitraum der sp?ten Regionalmetamorphose. Zwei Hornblenden aus dem Norden und zwei aus dem Süden zeigen Plateau-Alter, die geringfügig über den Totalargon-Altern liegen (ca. 358 und 329 Ma). Die südlichste Probe mit einem Total-Argonalter von 320 Ma hat ein irregul?res Spektrum mit einem Altersmaximum (für ca. 40% des Argons) bei 344 Ma. M?glicherweise rührt es von einer Hornblendekomponente her, welche durch die sp?tere Regionalmetamorphose nicht verjüngt worden ist. Zusammen mit wenigen Literaturdaten best?tigen die gewonnenen Hornblende-Daten aus dem Norden, da? Hornblenden aus Amphiboliten potentiell geeignet sind, Ereignisse vor der mittelkarbonen Metamorphose- und Intrusionsphase isotopisch zu datieren.

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Received August 5, 1999; revised version accepted August 7, 2000     

Zur Geochemie der Diorit-Gruppe

Zusammenfassung Die Granodiorite und QuarzGlimmer-Diorite aus dem Intrusivgebiet von Fürstenstein (Bayerischer Wald), der Diorit des südlichen Vorspessarts mit eingeschalteten Amphibolitschollen und kalifeldspatreichen Schlieren, sowie die Diorite und Hornblendegabbros des mittleren Bergsträßer Odenwaldes wurden geochemisch verglichen. Zur Bestimmung der Haupt-, Neben- und Spurenelemente in 65 Gesteinsproben wurden röntgenspektrometrische, titrimetrische, flammenphotometrische und emissionsspektralanalytische Methoden herangezogen. Zusätzlich fanden 33 chemische Analysen aus der Literatur Verwendung.Die untersuchten Gesteinstypen reichen vom granodioritischen (Bayerischer Wald) über den dioritischen (Spessart) bis zum hornblenditischen (Odenwald) Chemismus, wobei jedes der drei Untersuchungsgebiete eine mehr oder weniger deutliche Gruppierung zeigt. Innerhalb der einzelnen Dioritkomplexe ist nur ein Teil der petrographisch erfaßbaren Gesteinstypen auch durch einen spezifischen Gesteinschemismus gekennzeichnet.Während die Granodiorite des Bayerischen Waldes bis auf die relativ hohen Zr-Gehalte auch im Hinblick auf die Spurenelementführung normale Verhältnisse zeigen, sind die niedrigen Cu-, Ni- und Zn-Gehalte, sowie das hohe K/Rb-Verhältnis in den Odenwald-Dioriten und Hornblendegabbros auffällig. Trotz der großen Streubreite im Hauptchemismus dieser Proben schwanken die SrGehalte nur relativ wenig.Bemerkenswert bei den Spessart-Dioriten ist, daß diese in den Spurenelementgehalten z. T. erheblich unter den von Vinogradov (1962) angegebenen Clarke-Werten bleiben. Die im Diorit eingeschlossenen Amphibolitschollen zeigen deutlich höhere Cu-, Ni- und Zn-Gehalte, sowie niedrigere Sr-und Ba-Gehalte. Die K/Rb-Verhältnisse unterscheiden sich dagegen praktisch kaum. Der Vergleich der Odenwald-Diorite und Hornblendegabbros mit den Amphiboliten zeigt, daß letztere durch niedrigere CaO-Gehalte, etwas größere Zr-Gehalte und ähnlich niedrige Ni-Gehalte gekennzeichnet sind.Im Lichte der geochemischen Ergebnisse wird die Genese der dioritischen Gesteine diskutiert.

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On the geochemistry of the diorite groupComparative investigations of dioritic rocks from Bayerischer Wald, Spessart and Odenwald (South-Germany)

The granodiorites and quartz diorites of the Fürstenstein igneous complex (Bayerischer Wald), the diorites of the Spessart crystalline area (including schollen of amphibolite, and schlieren rich in K-feldspar) as well as the diorites and hornblende gabbros of the central Odenwald igneous complex have been compared. 65 rock specimens have been analyzed for the major and minor elements Si, Ti, Al, Fe³⁺, Fe²⁺, Mn, Mg, Ca, Na, K, P, as well as for the trace elements Zn, Cu, Ni, Rb, Sr, Zr, Ba, and (semiquantitative) V, and Cr using X-ray spectrometric, flame photometric, titrimetric, and UV-spectrometric methods. 33 additional analyses (major and minor elements only) have been taken from literature.The rock types investigated vary from granodiorite to hornblendite in chemical composition. The averages of the three diorite areas plot near quartz diorite, diorite, and gabbro composition, respectively. This grouping is followed very clearly by the trace element content of Zr, Rb and Ba rather than the other ones. The bearing of the geochemical results on the genesis of dioritic rocks is briefly discussed.

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Herrn Prof. Dr. S. Matthes danken wir für sein stetes Interesse am Fortgang der Arbeit sowie für die kritische Durchsicht des Manuskripts. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft förderte die vorliegende Untersuchung in dankenswerter Weise durch die Gewährung von Sachbeihilfen und apparativen Einrichtungen.     

A window to the operation of microplate tectonics in the Tethys Ocean: the geochemistry of the Samothrace granite,Aegean Sea

Summary The island of Samothrace, northeastern Aegean Sea, consists of five main geological units: (i) A basement unit consisting of low grade metamorphic rocks (metapelites, marbles, metavolcanic rocks, and a metaconglomerate); (ii) an ophiolitic complex with K-Ar hornblende date of 154 ± 7 and 155 ± 7 Ma; (iii) A granite intrusion with biotite K-Ar dates of 14.5 ± 0.3 and 14.5 ± 0.5 Ma, and a contact metamorphic event dated at 40.9 + 2.2 Ma; (iv) a unit of Cenozoic volcanic rocks: orogenic volcanism apparently occurred in two cycles with Upper Eocene tholeiitic to calc-alkaline volcanic rocks and post-Eocene high-K andesites to trachytes. (v) Quaternary clastic sedimentary rocks which occur around the peripheral parts of the island. The granitic intrusion is predominantly a hornblende-biotite granite, granodiorite or quartz monzonite, with porphyritic variants and mafic enclaves. The pluton is cut by granophyre, aplite and rare granodioritic veins. All lithological units of the Samothrace intrusion show smooth and continuous major element trends and similar chondrite- and Ocean Ridge Granite-normalized incompatible element profiles. ORG-normalized incompatible element contents of Hf, Zr, Sm are explained with fractionation close to the normalizing values Y and Yb contents combined with high K/Yb ratios; Rb and Th are significantly enriched relative to Nb and Ta. In Y-Nb and Rb-SiO₂ space most samples of the Samothrace granite, plot in the volcanic arc and the syn-collisional granite fields. In Y + Nb-Rb space they are equally distributed within and transgress these two domains. The geochemical and regional data suggest a subduction or collision environment but biotite mineral data do not support a collisional setting for magma genesis. The Samothrace granite was probaby associated with a post-collisional domain after the closure of the Axios section of the Tethys Ocean.

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Ein Einblick in das Wirken von Mikroplattentektonik in der Tethys—Die Geochemie des Samothrake Granites, Agäisches Meer

Zusammenfassung Die Insel Samothrake in der nordöstlichen Ägäis besteht aus fünf geologischen Haupteinheiten: (i) einem schwach metamorphen Basement (Metapelite, Marmore, Metavulkanite und Metakonglomerate); (ii) einem ophiolithischem Komplex, der mit K-Ar Datierungen an Hornblende ein Alter von 154 ± 7 und 155 ± 7 Ma ergab; (iii) ein granitischer Intrusionskörper mit K-Ar Altern an Biotit von 14.0 ± 0.3 und 14.5 ± 0.5 Ma und einem kontaktmetamorphen Ereignis, das mit 40.9 ± 2.2 Ma datiert ist; (iv) eine Abfolge känozoischer Vulkanite, wobei der orogene Vulkanismus offensichtlich in zwei Zyklen ablief mit tholeiitischen bis kalkalkalischen Vulkaniten im oberen Eozän und high-K Andesiten bis Trachyten im post-Eozän; (v) quartären klastischen Sedimentgesteinen, die im Randbereich der Insel auftreten. Die Granitintrusion setzt sich hauptsächlich aus Hornblende-Biotitgraniten, Granodioriten oder Quarzmonzoniten mit teilweise porphyrischen und mafischen Enklaven enthaltenden Varietäten zusammen. Der Pluton wird von Granophyren, Apliten und seltener von granodioritischen Gängen durchschlagen. Alle lithologischen Einheiten der Samothrake Intrusion zeigen kontinuierliche Hauptelementtrends und ähnliche Chondrit und ORG-normalisierte inkompatible Elementprofile. Die Gehalte an den inkompatiblen Elementen Hf, Zr, Sm sind sehr ähnlich denen von ozeanischen Graniten (ORG). Die niedrigen Y und Yb-Gehalte und die hohen K/Yb Verhältnisse werden durch Fraktionierung erklärt. Rb und Th sind signifikant angereichert im Vergleich zu Nb und Ta. In Y-Nb und Rb-SiO₂ Diagrammen plotten die meisten Proben des Samothrake Granites im Feld der vulkanischen Inselbogen- und Synkollisionsgranite. Im Y + Nb-Rb Diagramm zeigt sich eine gleichmäßige und überlappende Verteilung. Die geochemischen und regionalen Daten weisen auf einen Subduktions- oder Kollisionsbereich hin, obwohl die Biotitzusammensetzungen nicht für eine Bildung der Magmen in einem Kollisionsbereich sprechen. Die Bildung des Samothrake Granites steht möglicherweise mit post-Kollisionstektonik nach dem Schließen der Axioszone in der Tethys in Zusammenhang.

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With 7 Figures     

Contrasts between platinum group element contents and biotite compositions of Duluth Complex troctolitic and anorthositic series rocks

Summary This paper presents new data on sulfide assemblages, platinum group elements (PGE's) and halogen contents of biotites in anorthositic series rocks from the Duluth Complex. The data are contrasted with similar data from troctolitic series rocks. Sulfides occur in only trace amounts in anorthositic series rocks as interstitial grains, inclusions in plagioclase, and veinlets cutting olivine. These textures and the sulfide assemblage (pyrrhotite, pentlandite and chalcopyrite) are similar to the sulfide mineralization in troctolitic series rocks. However, the sulfide assemblage is dominated by chalcopyrite in anorthositic rocks. The highest concentration of PGE's in anorthositic series rocks found to date is 163 ppb Pt, with the bulk of the data at limits of detection. PGE contents of troctolitic series rocks range from 100=200 ppb Pt + Pd to an anomalously high 14 ppm Pt + Pd over a one meter interval. The variation of F/Cl ratios with Fe-Mg compositions of Duluth Complex magmatic biotites may be interpreted to imply equilibration with a fluid phase of constant composition. We have no definitive interpretation of the significance of the distinctly different biotite compositions reported from the Stillwater and Bushveld Complexes.

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Unterschiede der PGE-Gehalte und der Biotitzusammensetzung troktolitischer und anor thositischer Gesteinsserien des Duluth-Komplexes

Zusammenfassung Diese Arbeit stellt neue Ergebnisse über die Sulfidparagenesen, die Platingruppenelemente (PGE) und die Gehalte an Halogeniden in Biotit aus den anorthositischen Gesteinsserien des Duluth Komplexes vor. Sie werden mit Daten aus den Troktoliten verglichen. Sulfide treten nur im Spuren in den anorthositischen Gesteinen in Form von interstitialen Körnern, von Einschlüssen im Plagioklas und von Olivin durchsetzenden Rissen auf. Diese Texturen und die Sulfidparagenese (Magnetkies, Pentlandit und Kupferkies) sind mit Sulfidmineralisationen in den troktolitischen Gesteinen zu vergleichen. Kupferkies ist allerdings das dominierende Sulfid in den anorthositischen Gesteinen. Die höchsten bis jetzt bekannten PGE-Konzentrationen von 163 ppb Pt sind ebenfalls an diese Gesteine geknüpft. Der Grossteil der Proben zeigt Gehalte im Bereich der Nachweisgrenze. Die PGE-Gehalte der troktolitischen Gesteine schwanken im Bereich von 100–200 ppb Pt und Pd mit über ein Intervall von einem Meter abnormal hohen Gehalten von 14 ppm Pt und Pd.Die Schwankungen der F/Cl Verhältnisse mit den Fe-Mg Gehalten magmatischer Biotite des Duluth-Komplexes können als Hinweise auf Gleichgewichtsbedingungen mit einer fluiden Phase konstanter Zusammensetzung interpretiert werden.Die Bedeutung dieser im Vergleich zum Stillwater- und Bushveldkomplex eindeutig verschiedenen Biotitzusammensetzungen ist noch unklar.

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With 11 Figures     

Zircon U/Pb and Pb/Pb geochronology of the Rastenberg granodiorite,South Bohemian Massif,Austria

Summary A combined zircon typology, zircon Pb-Pb evaporation, and conventional U-Pb study of the late- to post-tectonic Rastenberg granodiorite yields the following results: Typological investigations show two distinguishable zircon populations. Type l: subtype S24 ofPupin, colourless to slightly pink, clear to turbid, often with cores, few to abundant inclusions, long prismatic; type 2: subtype S4 ofPupin, colourless to reddish or slightly pink, clear to slightly turbid, no visible cores, abundant inclusions, tabular habit, short prismatic.At least 4 different zircon-forming events can be distinguished: Inherited cores with ages around 623±22Ma and single ages > 1206Ma from type 1 zircons imply the reworking of rocks derived from Cadomian and Proterozoic to Archean crust. Ages around 353±9Ma from type 1 zircons are interpreted as timing a first magma formation or the onset of a long-lasting magma-generating event during the Variscan plutonism in the South Bohemian pluton. The actual intrusion of the granodioritic magma into the middle crust took place around 338±2Ma (type 2 and rims of type 1 zircons).Only type 1 zircons are found as inclusions in large K-feldspar phenocrysts providing evidence that these phenocrysts have grown before the 338Ma event and may be as old as 353 Ma.[]

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Zirkon U/Pb und Pb/Pb Geochronologie des Rastenberger Granodiorits, südliche Böhmische Masse, Österreich

Zusammenfassung Zirkon-typologische Untersuchungen, Einzelzirkon Pb-Pb-Evaporations- und konventionelle U-Pb-Altersbestimmungen an Gesteinen des spät- bis postkinematischen Rastenberger Granodiorits geben folgende Resultate: Typologisch lassen sich zwei Zirkonpopulationen unterscheiden: Typ 1: S24 Subtyp vonPupin, farblos bis leicht rosa, klar bis getrübt, häufig mit Kernen, wenige bis viele Einschlüsse, lang prismatisch; Typ 2: S4 Subtyp vonPupin, farblos bis rötlich oder leicht rosa, klar bis leicht getrübt, keine sichtbaren Kerne, viele Einschlüsse, flachtafeliger Habitus, kurzprismatisch.Mindestens 4 unterschiedliche Altersgruppen lassen sich unterscheiden: Ererbte Kerne von Typ 1 Zirkonen mit Altern um 623±22Ma und einzelnen Altern > 1206Ma sprechen für die Aufarbeitung von Gesteinen, die von cadomischen und proterozoischen bis archaischen Gesteinen im Krustenbereich des Südböhmischen Plutons abstammen könnten. Alter um 353±9Ma von Typ 1 Zirkonen werden einer ersten magmatischen Phase oder dem Beginn der Krustenaufschmelzung im Zuge der Bildung der variszischen Plutonite zugeordnet. Die eigentliche Intrusion des Granodiorits um 338±2Ma wird mit Typ 2 und mit Randpartien von Typ 1 Zirkonen erfaßt.In den großen K-Feldspat-Phänokristallen finden sich nur Zirkone vom Typ 1. Dies deutet darauf hin, daß die Phänokristalle vor dem 338Ma Ereignis gebildet wurden, eventuell also bis 353Ma alt sein können.

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With 6 Figures     

Metamorphe Basalte und Tuffe des Stavanger-Gebietes

Zusammenfassung Eine Reihe von kaledonischen Metamorphiten wurde mikroskopisch und chemisch untersucht. Die Lagerungsverhältnisse, makroskopischen und mikroskopischen Strukturmerkmale dieser Gesteine zeigen, daß es sich um metamorphe Basalte, Tuffe und Tuffite des kaledonischen Geosynklinalvulkanismus handelt, die jetzt in Grünschiefer- und Amphibolitfazies vorliegen. Die chemischen Analysen, CIPW-Normen und AFM-Koordinaten der Metabasalte liegen im Bereich ummetamorpher Basalte. Die Niggli-Werte entsprechen dem femischen bis schwach femischen Charakter von gabbroiden bis lenkogabbroiden Magmen der Kalkalkalireihe.Auf den basaltischen Ursprung solcher Gesteine des Boknfjords hatte bereits Goldschmidt (1921) hingewiesen.Ferner wurde eine ausgewählte Reihe von Metatuffen und -tuffiten, die dem basaltischen Vulkanismus entstammen, vergleichend untersucht: Eine im Felde nicht sehr häufig vertretene Gruppe von Metatuffen besitzt annähernd identische mineralogische und chemische Zusammensetzung mit den Metabasalten. Bei einer anderen Gruppe bestätigen sich die bereits bei der Kartierung gemachten Beobachtungen, daß das tuffogene Material zum großen Teil umgelagert wurde und einer Fraktionierung in dunkle schwere Minerale und helle leichte unterlag. Eine dritte am weitesten verbreitete Gruppe von Metatuffiten enthält mehr oder weniger bedeutende Anteile gewöhnlichen klastischen Verwitterungsmaterials, welches aus der Abtragung präkambrischer Mikroklingranite stammt.Die Untersuchungen zeigen, daß die von Oftedahl (1968) mitgeteilte Karte über die Verbreitung von unterordovizischen Grünsteinen ergänzt werden kann. Die Grenze des Verbreitungsgebietes verschiebt sich von der Insel Karmøy nach SE über den Boknfjord und das Gebiet von Strand hinaus.

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Metamorphic rocks of basaltic origin of the Stavanger-district

A metamorphic series of Cambro-Silurian sediments and granitic rocks in the Boknfjord area (SW-Norway) have been described in some earlier papers. In the upper division of the Boknfjord series metamorphic basalts and associated tuffs are the most important rocks. In the present paper chemical and mineralogical compositions of metabasalts and metatuffs have been investigated. Niggli values and CIPW norms demonstrate the basaltic origin of the samples. The original effusive rocks were transformed to amphibolites and greenstones by Caledonian metamorphism. Main part of the tuffs was found to be mixed with clastic sediments.

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Mein Dank gilt den Herren Professoren Dr. T. F. W. Barth, Oslo, und Dr. F. Karl, Kiel, für ihre tatkräftige Förderung meiner Untersuchungen sowie der Deutschen Forschungsgemeinschaft, Bad Godesberg, für die Bewilligung finanzieller Mittel.     

Tectonothermal implications of laser40Ar/39Ar ages of sulphide-bearing veins and their host rocks in the Willyama Supergroup,South Australia

Summary ⁴⁰Ar/³⁹Ar age spectra of mica separates from sulphide-bearing veins and associated metasedimentary whole-rock samples in the Olary Block, South Australia, indicate widespread emplacement of epigenetic mineralisation in Willyama Supergroup metasediments between 450 and 480 Ma, during the Delamerian Orogeny. This age range complements petrographic, structural and geochemical studies, which indicate that periodic tectonic disturbances occurred in the Olary Block since the Mid-Proterozoic, triggering the intermittent development of hydrothermal fluid circulation and infiltration into reactivated faults and shear zones over time scales of more than 1000 Ma.Vein emplacement did not result in extensive outgassing of argon from Mid-Proterozoic potassic minerals, as long as alteration of the psammopelitic host rock was restricted to the immediate contact of the vein. The release patterns of whole-rock samples illustrate that loss of^40*Ar in these assemblages is a function of the degree of metasomatism. Resetting of the K-Ar system occurred only in host rock assemblages that experienced strong pervasive alteration. The good retention properties of the host rock assemblages and the lack of a pervasive thermal pulse allow us to see through the Delamerian events. A positive correlation between increasing apparent ages and distance from the vein contact in less altered samples strongly support the view that the epigenetic alterations assemblages record actual vein emplacement ages.

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Tektonik und Temperaturgeschichte der Wllyama Supergroup (Süd-Australien)—Schlußfolgerungen anhand von Laser⁴⁰Ar/³⁹Ar Datierungen an sulfidführenden Gängen und assoziierten Nebengesteinen

Zusammenfassung ⁴⁰Ar/³⁹Ar Altersspektra von Glimmer-Separaten aus sulfidführenden Gängen und assoziiertem Nebengesteins-Proben im Proterozoischen Olary Block, Süd-Australien, weisen auf die weitverbreitete Entstehung von Gangvererzungen zwischen 450 und 480 Ma in den Metasedimenten der Willyama Supergroup hin. Diese Gangmineralisationen stehen somit im Zusammenhang mit der Delamerian Orogenese. Die Entstehungsalter unterstützen petrographische, strukturelle und geochemische Untersuchungen, wonach periodische tektonische Aktivität im Olary Block seit dem Mittleren Proterozoikum auftrat. Dies führte zu der wiederholten Bildung und Zirkulation von hydrothermalen Lösungen sowie deren Infiltration in re-aktivierte Störungen und Scherzonen über einen Zeitraum von mehr als 1000 Ma.Die Entstehung der Gangvererzungen bewirkte keinen signifikanten Verlust von Argon aus Mittel-Proterozoischen, Kalium-reichen Mineralen, solange die hydrothermale Alteration im Nebengestein auf den unmittelbaren Kontakt zur Gangvererzung beschränkt blieb. Die Gasspektren der Nebengesteins-Proben zeigen deutlich, daß Verlust von radiogenem Argon in diesen Gesteinen vom Grad der hydrothermalen Alteration abhängig ist. Neueinstellung des K-Ar Systems geschah nur im Fall von extremer, durchdringender hydrothermaler Alteration des Nebengesteins. Die⁴⁰Ar/³⁹Ar Analysen der Nebengesteins-Proben ermöglichen somit in Abwesenheit eines durchdringenden thermalen Pulses Alterbestimmungen über die Ereignisse der Delamerian Gebirgsbildung hinaus. Die positive Korrelation zwischen zunehmenden Ar/Ar Altern der Nebengesteine und deren Abstand vom Kontakt zu den Gangvererzungen in schwach alterierten Proben unterstützt die Ansicht, daß die epigenetischen Alterierungsparagenesen tatsächliche Vererzungsalter repräsentieren.

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With 6 Figures     

Geochemistry of newly discovered quaternary Shiribeshi Volcano,Northeast Japan Sea

Summary Shiribeshi Seamount is located to the east of the Okushiri Ridge, in the northeast Japan Sea. Whole rock K-Ar age of olivine-augite andesite dredged from the Seamount was determined to be 0.9 ± 0.2 Ma (Tsuchiya et al., 1989), indicating that Shiribeshi Seamount is a Quaternary volcano in the back-arc region off the junction of the Northeast Japan and Kurile arcs. Shiribeshi volcano is composed of basalt to rhyolite, which show a typical island arc calc-alkaline nature on the basis of petrographical characteristics of 95 samples dredged from four sites. Abundances of incompatible elements including K, Rb, Sr, Nb, P, Ti, Y and Zr in 16 representative rocks are discussed, together with those in the Quaternary volcanic rocks from the NE Japan and Kurile arcs in terms of compositional variation across the arcs. The estimated composition of the primary magma of Shiribeshi volcano is characterized by higher incompatible element contents and a higher Zr/Y ratio than primary magmas in the volcanic front side. Based on HFS element concentrations the degree of partial melting for three primary magmas of Oshima-Oshima, Shiribeshi and Rishiri volcanoes in the northeast Japan Sea may decrease gradually with increasing distance from the volcanic front. However, LIL element contents, especially K and Rb are lower in the primary magma of Rishiri volcano located far from the volcanic front than in the remaining two primary magmas, which would imply that LIL/HFS ratios (or degree of contribution of LIL elements originating from the subducted oceanic crust) become minimal at Rishiri volcano. One basalt and three andesites from Shiribeshi volcano have the restricted range of low⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios of 0.70297–0.70300, which indicates that the magma source for Shiribeshi volcano may be slightly more enriched in Sr isotopic compositions than theN-type MORB source.

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Geochemie des neuentdeckten quartären submarinen Vulkans Shiribeshi im Nordöstlichen Japanischen Meer

Zusammenfassung Der Shiribeshi Seamount liegt östlich des Okushiri Rückens im nordöstlichen Japanischen Meer. Gesamtgesteins K-Ar Alter von Olivin-Augit-Andesiten von diesem Seamount ergeben Werte von 0,9 ± 0,2 Ma (Tsuchiya et al., 1989), und weisen darauf hin, daß Shiribeshi ein quartärer Vulkan im back-arc Bereich nahe dem Kreuzungspunkt des nordostjapanischen und des Kurilen-Inselbogens ist. Er besteht aus Gesteinen, deren Zusammensetzung von Basalt bis Rhyolit reicht. Petrographische Daten von 25 Proben, die von vier submarinen Lokationen durch Dredging aufgesammelt wurden, weisen auf eine typische kalk-alkalische Inselbogenzusammensetzung hin. Die Verbreitung von inkompatiblen Elementen, die unter anderem K, Rb, Sr, Nb, P, Ti, Y und Zr umfassen, in 16 representativen Proben wird zusammen mit denen von quartären vulkanischen Gesteinen aus dem nordöstlichen Japanischen und den Kurilen-Inselbogen diskutiert; dabei wird Variationen der Zusammensetzung über die Bögen hinweg besondere Beachtung geschenkt. Die so ermittelte Zusammensetzung des primären Magmas des Shiribeshi Vulkans wird durch höhere inkompatible Elementgehalte und höhere Zr/Y Verhältnisse charakterisiert, wenn man sie mit primären Magmen an der vulkanischen Stirn des Inselbogens vergleicht. HFS Element-Konzentrationen lassen erkennen, daß der Grad teilweiser Aufschmelzung für drei primäre Magmen von Oshima-Oshima, Shiribeshi und Rishiri im nordöstlichen Japanischen Meer graduell mit zunehmender Entfernung von der vulkanischen Stirm abnimmt. Die Gehalte an LIL Elementen und besonders an K und Rb sind in dem primären Magma des Rishiri Vulkans, der weit von der vulkanischen Front entfernt liegt, höher als in den zwei anderen primären Magmen. Dies weist darauf hin, daß LIL/HFS Verhältnisse (oder der Beitrag von LIL Elementen, die aus subduzierter ozeanischer Kruste stammen) am Rishiri Vulkan ein Minimum erreichen. Ein Basalt und drei Andesite von Shiribeshi zeigen⁸⁷Sr/⁸⁶Sr Verhältnisse von 0,70297 bis 0,70300; dies läßt erkennen, daß die Quelle des Magmas für Shiribeshi etwas mehr an⁸⁷Sr angereichert war, als dieN-Typ Quelle.

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With 7 Figures     

New Isotopic data from davidites and sulfides in the bidjovagge gold-copper deposit,Finnmark, Northern Norway

Summary The Bidjovagge gold-copper deposit (69°17'N, 22°29'E) occurs in the north-south trending Proterozoic Kautokeino greenstone belt. The greenstone belt consists of shallow marine sediments and mafic to ultramafic volcanites, which are intruded by diabase sills and granitoids. The sequence can be correlated with the 1930 to 2200 Ma Kiruna greenstone belt. Svecokarelian intrusions took place in two phases between 1880–1890 Ma and between 1860-1870 Ma.The deposit occurs in the stratigraphically lower part of the belt along a north-south trending anticlinal structure on the border between greenschist and amphibolite grade metamorphism within the Baltic-Bothnia megashear zone. The deposit is related to shear zones and hosted by albitic felsite, a metasomatic rock formed along the contact with the diabase sills.The only ore minerals of economic significance are native gold and chalcopyrite. Other common ore minerals are pyrite and pyrrhotite. Marcasite, magnetite, ilmenite, hematite, tellurides, rutile, sphalerite, galena, davidite and pentlandite occur in accessory amounts. A total of 10 samples of davidite, 14 sulfides and 4 samples of albitic felsite were analyzed for their isotopic compositions. Our best estimate for the age of the davidites (1885 ± 18 Ma) is based on the upper intersection of a U/Pb concordia diagram and is identified as the time of davidite (and gold) mineralization. This age is confirmed by a Sm/Nd date of 1886 ± 88 Ma on the same material. At 1339 ± 8 Ma, a metamorphic or metasomatic event disturbed the U/Pb system in some of the davidite samples and completely reset the U/Pb ratios in the albitic felsites. The sulfide minerals, containing trace U and Pb, were strongly disturbed during galena formation at about 500–550 Ma but apparently were initially formed at the same time as, or shortly after, the davidite. Based on an estimated time of formation of galena during the development of the early Paleozoic peneplain in the area, the Pb/Pb data are interpreted as a two-stage isochron with an initial age of 1876 ± 15 Ma.The relation between the mineralization and shear zones, the correspondence between the age of the mineralization and the Svecokarelian orogeny and the initial ratios of the radiogenic isotopes of the ore forming solutions, all support a metamorphic/metasomatic origin for the gold and copper mineralization.

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Neue Isotopendaten von Davidit und Sulfiden aus der Bidjovagge Gold-Lagerstätte, Finnmark, N.-Norwegen

Zusammenfassung Die Bidjovagge Gold-Kupfer-Lagerstätte (69°17'N, 22°29'E) liegt in dem N-S streichenden proterozoischen Kautokeino Grüngesteinsgürtel. Er besteht aus marinen Flachwassersedimenten, sowie mafischen und ultramafischen Vulkaniten, die von Diabas-Sills und von Granitoiden intrudiert werden. Diese Gesteinsabfolge kann mit dem 1930–2200 Ma alten Kiruna Grüngesteinsgürtel verglichen werden. Sveko-karelische Intrusionen erfolgten zweiphasig, zwischen 1880–1890 Ma und zwischen 1860 und 1870 Ma.Die Lagerstätte liegt in den stratigraphisch tieferen Anteilen diese Grüngesteinsgürtel entlang einer N-S streichenden Antiklinalstruktur im Übergangsbereich zwischen der Grünschiefer und Amphibolitfazies innerhalb der baltisch-bothnischen Mega-Scherzone.Sie ist an Scherzonen und an Albit-Felsite, einem metasomatisch am Kontakt mit den Diabas-Sills gebildeten Gestein, gebunden.Gediegen Gold und Kupferkies sind die wirtschaftlich wichtigsten Erzminerale. Pyrit und Magnetkies sind häufig. Markasit, Magnetit, Ilmenit, Hämatit, Telluride, Rutil, Zinkblende, Bleiglanz, Davidit und Pentlandit kommen akzessorisch vor. 10 Proben von Davidit, 14 Sulfide und 4 Proben von den Albit-Felsiten wurden auf ihre Isotopenzusammensetzung hin untersucht.Der obere Schnittpukt im U/Pb Concordiadiagramm ergab die beste Altersabschätzung für die Davidite (1885 ± 18 Ma). Dieses Alter wird als Zeitpunkt der Davidit (und Gold)-Mineralisation betrachtet. Ein Sm/Nd-Alter von 1886 ± 88 Ma bestätigt dieses. Ein metamorphes oder metasomatisches Ereignis, datiert mit 1339 ± 8 Ma störte das U/Pb System in einigen Daviditproben und führte zu einer vollständigen Reequilibrierung der U/Pb Verhältnisse in den Albit-Felsiten. Die Isotopenverhältnisse der Sulfide, die Spuren von U und Pb enthalten, wurden während der Bildung von Bleiglanz um etwa 500–550 Ma ebenfalls massiv gestört; die Sulfide wurden aber offensichtlich gleichzeitig, oder aber kurz nach Davidit, gebildet. Basierend auf einer Abschätzung des Bleiglanz-Bildungsalters im Zuge der Entwicklung einer altpaläozoischen Peneplain in diesem Gebiet, werden die Pb/Pb Daten als Zweistufen-Isochrone mit einem Ursprungsalter von 1876 ± 15 Ma interpretiert.Die Bindung der Mineralisation an Scherzonen, die Übereinstimmung des Mineralisationsalters mit dem der Sveco-karelischen Orogenese und die Isotopeninitiale der erzbildenden Lösungen belegen einen metamorph/metasomatischen Ursprung der Gold-und Kupfervererzungen.

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With 9 Figures     

Late magmatic to subsolidus coronas in gabbroic rocks from the sila massif (Calabria,Italy)

Summary Corona textures between olivine and plagioclase or orthopyroxene and plagioclase are present in Hercynian gabbroic rocks from the Calabrian Sila Massif. They have been studied through optical and SEM investigations together with EDS and WDS analyses. Textural features indicate the existence of two extreme corona types formed during late magmatic stages or during subsolidus cooling. Magmatic coronas are characterized by an inner orthopyroxene layer and an outer orange-brown amphibole layer that might be in optical continuity with orthopyroxene and amphibole poikilites respectively. Subsolidus coronas consist of an inner layer of colourless amphibole and an outer layer of amphibole ± spinel. They sometimes form a collar also around plagioclase enclosed in olivine. A large spectrum in the composition of corona amphiboles from Ti-bearing pargasite to Mg-hornblende was observed. The variation in Ti content of amphibole was interpreted as a consequence of the different conditions of crystallization from late magmatic to subsolidus with temperatures ranging from 880°C to 580°C. The significant gahnite component in spinel possibly indicates that subsolidus reactions occurred in an open system. The pressure of formation constrained by the mineral assemblage of metamorphic basement rocks and by the neighbouring diorites has been estimated at 4 kbar.

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Spätmagmatische und Subsolidus-Koronatexturen in gabbroiden Gesteinen des Sila Massives (Kalabrien, Italien)

Zusammenfassung In herzynischen gabbroiden Gesteinen des Sila Massives in Kalabrien treten Korona-texturen zwischen Olivin und Plagioklas oder Orthopyroxen und Plagioklas auf. Diese wurden mittels optischer Methoden und SEM in Verbindung mit EDS und WDS Analytik untersucht. Textureile Kriterien belegen die Existenz zweier verschiedenartiger Koronatypen die während deospätmagmatischen Stadiums oderwährend der Abkühlung lung im Subsolidus Bereich gebildet wurden. Die magmatischen Koronatexturen sind durch eine innere Othopyrozenschicht und eine äußere orange-braune Ampkibolschicht gekennzeichnet, die in optischer Kontinuatät Orthopyroxen bzw. Amphibihol-poikilitn steht. Subsolidus-Koronas bestehen aus einer inneren Lage eines farblosen Amphiboles und einer äußeren Schicht von Amphibol ± Spinell. Bisweilen umgeben sie ringförmig in Olivin eingeschlossenen Plagioklos. Die Amphibolzusammensetzung in diesen Koronas variiert stark von Ti-führendem Pargasit bis Mg-Hornblende. Die Streubreite dumTi-Gehaltes der Amphibole wird durch unterschiedliche Kristallisations-bedingungen während des spätmagmatischen bis Subsolidusstadiums (880°C bis 550°C) interpretiert. Die signifikante (Gahnitkomponente des Spinells weist auf Subsolidusreaktionen in einem offenen System hin. Der Bildungsdruck, ablegeit aus der Mineral-vergesellschaftung der metamorphen Basementgetsteine und der benachbarten Diorite, wird mit 4kb abgeschätzt.

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With 3 Figures     

Cumulate chemistry and its bearing on the origin of layering: Evidence from the Fongen-Hyllingen basic complex,Norway

Summary The Ruten Sequence of the basic Fongen-Hyllingen complex is composed of rhythmically layered olivine-plagioclase-clinopyroxene-orthopyroxene-Fe–Ti oxide cumulates. Phase layering is defined by the entry of orthopyroxene and Fe–Ti oxides. Only limited cryptic variation occurs through the c. 1800 m thick cumulate sequence. Rhythmically repeated units of interlayered dunite and troctolite are common throughout most of the sequence. Dunite units range from laminae a few centimeters thick to massive units 2–3 m thick. The modal abundance of olivine in the cumulates varies from 7 to 100 wt.%. In cumulates with MgO above 15 wt.% plagioclase and clinopyroxene occur in relatively fixed ratios between 4:1 and 3:2. Clinopyroxene-rich layers less than a centimeter thick are present only in olivine gabbros. In these, with MgO below 15 wt.%, modal variation of clinopyroxene in part controls the chemical variation of the cumulates. The modal and normative proportions of cumulus phases in the olivine gabbros can be related to equilibrium cotectics in the natural basalt system at approximately 5 kbar. It is suggested that the olivine-rich layers originated by supersaturated nucleation and growth of olivine.

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Chemie der Kumulate und ihre Bedeutung für die Entstehung der Schichtung, dargestellt am Beispiel des basischen Komplexes von Fongen-Hyllingen (Norwegen)

Zusammenfassung Die Ruten-Sequenz des basischen Fongen-Hyllingen-Komplexes setzt sich zusammen aus rhythmisch abgelagerten Kumulaten aus Olivin, Plagioklas, Klinopyroxen, Orthopyroxen und Eisentitanoxid. Phasenschichtung/Ablagerung wird durch das erste Auftreten von Orthopyroxen und Eisentitanoxiden charakterisiert. In der ca. 1800 m mächtigen Sequenz tritt kryptische Variation nur begrenzt auf; rhythmische Wiederholung eingeschalteter Dunit- und Troktolithorizon te dagegen häufig. Die Mächtigkeit der Dunite reicht von wenige Zentimeter dünnen Schichten bis zu zwei bis drei Meter dicken Bänken. Der Modalbestand an Olivin in den Kumulaten variiert zwischen 7 und 100 Gew.%. In Kumulaten mit einem MgO-Gehalt von über 15 Gew.% liegt das Mengenverhältnis von Plagioklas zu Klinopyroxen relativ konstant bei 4:1 bis 3:2. Klinopyroxen-reiche, weniger als zentimeterdicke Lagen finden sich nur in Olivingabbros. In diesen ist der MgO-Gehalt weniger als 15 Gew.% und die modale Variation des Klinopyroxens steuert teilweise die chemische Variation der Kumulate. Die modalen und normativen Verhältnisse der Kumulusphasen im Olivingabbro lassen sich in Beziehung setzen zu dem kotektischen Gleichgewicht natürlicher Basaltsysteme bei 5 kbar. Die olivinreichen Lagen suggerieren Bildung durch übersättigte Nukleation und Kristallisation.

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With 13 Figures     

Phenocryst/matrix trace-element partition coefficients for hawaiite-trachyte lavas from the Ellittico volcanic sequence (Mt. Etna, Sicily, Italy)

Summary A set of phenocryst/matrix partition coefficients was obtained for up to 29 trace elements (ICP-MS analyses) in hawaiite to trachyte lavas from the Ellittico volcanic sequence (Mt. Etna system, Sicily). Partition coefficients were determined for plagioclase, clinopyroxene, olivine, kaersutite and Ti-magnetite. These phases, along with apatite (not analysed in this work), constitute the common fractionating solid assemblage of alkaline magmas feeding Mt. Etna volcanic system. The obtained data set forms the first attempt to characterise the solid/melt trace-element partitioning for Etnean magmas, and can be usefully applied in other sites of alkaline volcanism. The partition coefficients are here used to define the scale of incompatibility of 29 trace elements and to asses the extent of differentiation processes and the prevailing oxygen fugacity of Ellittico magmas.

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Verteilungs-Koeffizienten von Spurenelementen zwischen Phänokristallen und Matrix in Hawaiit-Trachyt Laven der vulkanischen Abfolge von Ellittico (Ätna, Sizilien, Italien)

Zusammenfassung Ein Satz von Phänokristall/Matrix Verteilungs-Koeffizienten für bis zu 29 Spurenelemente wurde mittels ICP-MS Analytik in hawaiitischen bis trachytischen Laven der Ellittico Abfolge (Ätna-System, Sizilien) erhalten. Die Verteilungs-Koeffizienten wurden für Plagioklas, Klinopyroxen, Olivin, Kaersutit und Ti-Magnetit bestimmt. Diese Phasen, zusammen mit Apatit (in dieser Arbeit nicht analysiert), stellen die fraktionierende Assoziation von festen Bestandteilen in alkalischen Magmen, die das vulkanische System des Ätna versorgen, dar. Der Datensatz ist ein erster Versuch die Verteilung von Spurenelementen zwischen Festphasen und Schmelze für Magmen des Ätna zu charakterisieren und kann ebenso nutzbringend auf andere Gebiete mit alkalischem Vulkanismus angewandt werden. Die Verteilungs-Koeffizienten werden hier benützt, um das Ausmaß der Inkompatibilität von 29 Spurenelementen zu erfassen, und das Ausmaß der Differentiationsprozesse und der vorherrschenden SauerstoffFugazität der Ellittico-Magmen zu bestimmen.

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With 6 Figures     

Geochemistry of Mesozoic intracontinental basalts from Yunnan, southern China: Implications for geochemical evolution of the subcontinental lithosphere

Summary Southwestern Yunnan, comprising the Yangtze and Shan-Thai microcontinents and the Simao block, has successively undergone subduction of an oceanic plate, followed by a collision of the microcontinents and intracontinental rifting associated with basaltic volcanism during Late Paleozoic to Mesozoic.The Triassic Nanjian basalts, erupted on the Yangtze microcontinent, have more enriched isotopic ratios and higher LREE/HFSE and LREE/HREE ratios. This suggests the existence of an enriched subcontinental lithosphere under the Yangtze microcontinent which stabilized over long periods of the earth's history (> 2Ga).The Middle Jurassic Simao basalts have more depleted geochemical features and also have element enrichments characteristic of a subduction zone environment, although the basalts were erupted in an intracontinental graben. It may be inferred that the lithospheric mantle of the Simao block was modified by subduction processes during Latest Carboniferous to Late Triassic prior to the onset of the Middle Jurassic continental rifting. The lack of correlation between depletion of HFSE, Y and HREE, and relative enriched Nd isotopic ratios suggests that the source depletion of the Simao basalts is not an old feature and has been contemporaneous with the subduction-related enrichment through mantle metasomatism shortly before the basalts were produced.The Middle Jurassic Baoshan basalts which erupted during the continental rifting on the Shan-Thai microcontinent have an Sr-Nd isotopic composition similar to the bulk earth and higher concentrations of incompatible trace elements. These features suggest that the subcontinental lithosphere under the Shan-Thai microcontinent underwent mantle metasomatism just prior to eruption of the Baoshan basalt.

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Geochemie mesozoischer interkontinentaler Basalte aus Jünnan, Südchina: Hinweise auf die geochemische Entwicklung der subkontinentalen Lithosphäre

Zusammenfassung Südwestjünnan umfaßt den Jangtse und den Shan-Thai Mikrokontinent und den Simao Block. Das Gebiet wurde von aufeinander folgenden Subduktionsphasen einer ozeanischen Platte betroffen, auf die Kollision der Mikrokontinente und interkontinentales Rifting folgte. Dieses war mit basaltischem Vulkanismus während des späten Paläozoikums bis ins Mesozoikum assoziiert.Die triassischen Nanjian-Basalte, die auf dem Jangtse Mikrokontinent eruptierten, haben mehr angereicherte Isotopenverhältnisse und höhere LREE/HFSE und LREE/HREE Verhältnisse. Dieses weist auf eine angereicherte subkontinentale Lithosphäre unter dem Jangtse Mikrokontinent hin, die sich während langer Perioden der Erdgeschichte stabilisierte (>2Ga).Die mittel jurassischen Simao-Basalte haben eine mehr verarmte geochemische Signatur aber auch Elementanreicherungen, die für ein Subduktionszonen-Milieu charakteristisch sind, obwohl die Basalte in einem interkontinentalen Graben ausgetreten sind. Man kann daraus schließen, daß der lithosphärische Mantel des Simao-Blockes durch Subduktionsprozesse während des jüngsten Karbons bis in die späte Trias vor dem Beginn des mittel-jurassischen kontinentalen Riftings modifiziert worden war. Das Fehlen einer Korrelation zwischen der Anreicherung von HFSE, Y und HREE und relativ angereicherter Nd-Isotopenverhältnisse weist darauf hin, daß die Verarmung der Quelle der Simaobasalte nicht weit zurückreicht. Sie dürfte viel eher gleichaltrig mit der subduktions-bedingten Anreicherung durch Mantel-Metasomatose kurz vor der Entstehung der Basalte sein.Die mittel-jurassischen Baoshan-Basalte, die während des kontinentalen Riftings auf den Shan-Thai Mikrokontintent eruptierten, haben eine Sr-Nd-Isotopensignatur, die ähnlich der Gesamterde ist, jedoch höhere Konzentrationen inkompatibler Spurenelemente zeigt. All dies legt nahe, daß die subkontinentale Lithosphäre unter dem Shan-Thai-Mikrokontinent kurz vor der Eruption der Baoshan-Basalte von Mantel-Metasomatose betroffen worden ist.

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With 8 Figures

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Visiting Fellow, Geology Department, Australian National University, Australia     

Geology and geochemistry of the Degana pluton—A proterozoic rapakivi granite in Rajasthan,India

Summary The Degana pluton hosts one of the few known tungsten deposits in India It is an epizonal, moderately high silica pluton emplaced during the Proterozoic in a posttectonic setting. Though homogeneous in composition, it displays textural heterogeneity from coarse-grained hypidiomorphic to fine-grained porphyritic to hypabyssal granite porphyry. Genetically related rhyolites are also present. Coherency of geochemical and mineralogical attributes in the Degana pluton can be explained by fractional crystallisation. Complex variety of hydrothermal and pneumatolytic features is also present. At shallow depths, emanation differentiation has led to progressive enrichment of Li, Rb, and W. Both the plutonic and volcanic phases of the magma show development of rapakivi texture and other diagnostic characteristics of the rapakivi granites.The Degana granite is a specialised granite and classified as an A-type intraplate anorogenic granite of mantle plume origin. The mineralogy and chemistry of the Degana pluton compares well with the various rapakivi granites of south-eastern Fennoscandia. Chemical and textural characteristics of the Degana pluton provide a constraint on the formation of the rapakivi texture when interpreted in terms of experimentally determined phase equilibria. The mantling process is interpreted as a result of pressure fluctuations due to escape and recharging of volatiles (e.g., H2O and F) accompanying the emplacement of the magma.

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Geologie und Geochemie des Degana-Plutons—ein proterozoischer Rapakivi Granite in Rajasthan, Indien

Zusammenfassung Der Degana Pluton enhält eine der wenigen in Indien bekannten Wolfram-Lagerstätten. Es handelt sich hier um einen epizonalen Pluton mit höheren Si-Gehalten, der während des Proterozoikums in ein posttektonisches Setting intrudiert wurde. Obwohl er in seiner Zusammensetzung homogen ist, zeigt er Heterogenität auf dem texturellen Bereich, die von grobkörnig hypidiomorph bis feinkörnig porphyritisch und schließlich bis zu hypabyssischen Granitporphyren reicht. Genetisch verwandte Rhyolite kommen im Untersuchungsgebiet auch vor. Übereinstimmende geochemische und mineralogische Parameter können auf fraktionierte Kristallisation zurückgeführt werden. Eine komplexe Vielfalt von hydrothermalen und pneumotolytischen Erscheinungen ist bemerkenswert. In geringen Tiefen hat die Emanations-Differentiation zu einer progressiven Anreicherung von Li, Rb und W geführt. Sowohl die plutonischen als auch die vulkanischen Erstarrungsprodukte des Magmas zeigen die Entwicklung von Rapakivi-Texturen und anderen diagnostischen Eigenschaften der Rapakivi-Granite.Der Degana-Granit ist ein spezialisierter Granit und ist als ein anorogener Intraplattengranit des A-Typs zu klassifizieren, der auf einen mantle plume zurückgeführt wird. Die Mineralogie und Chemie des Degana-Plutons läßt sich gut mit der verschiedener Rapakivi Granite im südöstlichen Fennoskandien vergleichen. Chemische und texturelle Eigenheiten des Degana Plutons ermöglichen eine Eingrenzung der Bildung von Rapakivi Texturen, sofern sie im Sinne experimentell bestimmter Phasen-Gleichgewichte interpretiert werden. Die Entstehung von Überwachsungen einzelner Kristalle wird als Resultat von Druckschwankungen interpretiert, die auf das Entweichen und die Neuzufuhr von volatilen Phasen (i.e. H₂O und F) im Gefolge der Platz nahme des Magmas zurückzuführen sind.

     

Untersuchungen über die Bildung von Analcim aus natürlichen Silikaten

Zusammenfassung Im Temperaturbereich zwischen 100–180° C wurde experimentell die Umwandlung einiger natürlicher Silikate und silikatischer Gesteine in Analcim untersucht. Der Analcim bildete sich im alkalischen Milieu nach Abbau der einzelnen Ausgangssubstanzen direkt und ohne das Auftreten irgendeiner Zwischenphase. Die Entstehung des Analcims zeigte sich dabei abhängig von der Art und der Konzentration der einwirkenden Lösungen, von der Temperatur und von den Ausgangssubstanzen. Bei geringeren Konzentrationen der Lösungen war die Reaktion bedeutend langsamer als bei größeren. Der Analcim bildete sich nur in einem bestimmten Konzentrationsbereich der alkalischen Lösungen, wobei dieser für die einzelnen Substanzen unterschiedlich war. In Abhängigkeit von der Ausgangssubstanz entstanden bei geringeren Alkalikonzentrationen an Stelle des Analcims Zeolithe und bei größeren Alkallkonzentrationen SiO₂-Mineralien.

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Investigations on the formation of analcite from natural silicates

The transformation of some natural silicates and silicatic rocks into analcite was experimentally investigated over a temperature range of 100° C to 180° C. Analcite was directly formed in alkaline surroundings after reduction of the various starting substances without any intermediate phases. The formation of analcite depended on the kind and concentration of the reacting solutions, on the temperature and on the starting substance. At lower concentrations of the solutions the reaction was considerably slower than at higher ones. Analcite was formed only within a certain concentration range of the alkaline solutions, this range being different for the different substances. Depending on the starting substance, zeolites were formed at lower alkali concentrations. At higher alkali concentrations SiO₂ minerals were formed.

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Herrn Prof. Dr. H. Heritsch danke ich für sein dauerndes Interesse an dieser Arbeit, für Ratschläge und kritische Bemerkungen sowie für die Zurverfügungstellung der Mittel des Institutes für Mineralogie und Petrographie der Universität Graz.

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Herrn Prof. Dr. C. W. Correns möchte ich auch an dieser Stelle für die Möglichkeit, die experimentelle Technik in Göttingen kennenzulernen, meinen Dank sagen.     

Fluid inclusions related to Variscan and Alpine metamorphism in the Austroalpine Ötztal Basement, Eastern Alps

Summary The Austroalpine Ötztal Basement (AOB) was affected by three metamorphic events during the Caledonian (ca. 450 Ma), Variscan (ca. 320 Ma) and Eo-Alpine (ca. 90 Ma) orogeny. The Variscan and Alpine events are clearly distinguished in terms of pressure and temperature evolution. Significant differences were observed between textures and densities of fluid inclusions of Variscan and Alpine age. Microthermometric and Raman spectroscopic investigations were done on fluid inclusions entrapped in garnet, apatite and quartz. Apatite hosts fluid inclusions of Variscan age which re-equilibrated during the Alpine overprint. Variscan garnets from metasedimentary rocks contain fluid inclusions, which were entrapped during isothermal decompression after the Variscan amphibolite facies temperature peak. The crystallinity of graphite coatings on the walls of fluid inclusions in Variscan garnets from orthogneisses as determined by Raman spectrosocopy indicates formation temperatures in excess of 550 °C. Superdense CO₂ inclusions in quartz indicate isobaric cooling after the Alpine metamorphic temperature peak. The textures and the high density of late aqueous inclusions suggest their entrappment during the Alpine event. Raman spectra from hydrohalite and antarcticite support the presence of Na and Ca in the Variscan metamorphic fluid. Metasomatic reactions involving feldspars lead to the enrichment of these two elements in the fluid phase. The similarities of the chemical compositions of the metamorphic fluids within Variscan and Alpine inclusions suggest minor compositional changes with time and corroborate efficient rock buffering of the fluids. The combination of data from fluid inclusions, petrographic observations and published geothermobarometric data yields an improved and more detailed picture of the Variscan and Alpine metamorphic P-T evolution.

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Flüssigkeitseinschlüsse im Zusammenhang mit variszischer und alpidischer Metamorphose im Ötztalkristallin (Ostalpen)

Zusammenfassung Das Ötztalkristallin wurde von drei Metamorphoseereignissen während der kaledonischen (ca. 450 Ma), variszischen (ca. 320 Ma) und alpidischen (ca. 90 Ma) Gebirgsbildung Beeinflußt. Die variszischen und alpidischen Ereignisse sind in Bezug auf ihre Druck- und Temperaturentwicklung eindeutig unterscheidbar. Deutliche Unterschiede wurden in den Texturen und den Dichte variszischer und alpidischer Flüssigkeitseinschlüsse beobachtet. Mikrothermometrische und Raman-spektroskopische Untersuchungen wurden an in Granat, Apatit und Quarz eingeschlossenen Flüssigkeitseinschlüssen durchgeführt. Apatit führt variszische Flüssigkeitseinschlüsse, die während der alpidischen Überprägung reequilibrierten. Varizischer Granat aus metasedimentären Gesteinen enthält Flüssigkeitseinschlüsse, die während der isothermalen Druckentlastung nach dem variszischen amphibolitfaziellen Temperaturhö-hepunkt eingefangen wurden. Die Kristallinität von Graphitausfdllungen an den Wänden von Flüssigkeitseinschlussen in variszischen Orthogneis-Granaten wurde mit Raman Spektroskopie bestimmt und zeigt Bildungstemperaturen über 550°C an. Hochdichte CO₂-Einschlfisse in Quarz zeigen isobares Abkühlen nach dem alpidischen Metamorphosehöhepunkt an. Die Texturen und die hohe Dichte von späten wässrigen Einschlussen legen deren Einfangen während des alpidischen Ereignisses nahe. RamanSpektren von Hydrohalit und Antarcticit unterstützen das Vorhandensein von Na und Ca im variszisch metamorphen Fluid. Metasomatische Reaktionen unter Beteiligung von Feldspat führten zur Anreicherung dieser beiden Elemente in der fluiden Phase. Die Ähnlichkeiten den chemischen Zusammensetzung des metamorphen Fluides in variszischen und alpidischen Einschlussen legt eine geringe zeitliche Änderung der Zusammensetzung nape und bestätigt eine effiziente Bufferung den Fluide durch das Gestein. Die Kombination von Flüssigkeitseinschlußdaten, petrographischer Beobachtung und Geothermobarometrie aus der Literatur liefert ein verbessertes und detailiertes Bild der variszischen und alpidischen metamorphen P-T Entwicklung.

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With 8 Figures     

Age and origin of the Böllsteiner Odenwald

Summary The granitoid protoliths of the gneisses of the B?llsteiner Odenwald, a part of the Mid German Crystalline Rise, intruded at 405 ± 3 Ma. This age was obtained by single zircon ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb evaporation measurements. It is supported by an upper discordia intercept age of 410 ± 11 Ma from single zircon U/Pb data. These granitoids were derived from hybrid magmas according to their geochemical characteristics. Inherited zircon grains with apparent ages of 882 and 1138 Ma further constrain the source heterogeneity. The isotope data with Nd model ages for the granitoid gneisses between 1.3 and 1.7 Ga also underline the involvement of Proterozoic material into the magma sources. Since the geochemical data indicate a subduction zone environment we suggest that the B?llsteiner Odenwald was formed as part of a Silurian/Early Devonian magmatic arc in an active continental margin. The age data imply that the B?llsteiner Odenwald is closely related to the Spessart and Ruhla Crystalline Complexes but not to the Bergstr?sser Odenwald. Therefore the Otzberg zone is considered to be a Variscan suture zone.

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Zusammenfassung Alter und Ursprung des B?llsteiner Odenwalds Die granitoiden Protolithe der Gneise des B?llsteiner Odenwaldes, eines Teils der Mitteldeutschen Kristallinschwelle, intrudierten vor 405 ± 3 Ma. Dieses Alter wurde mit Hilfe der Pb/Pb-Evaporationsmethode an Einzelzirkonen bestimmt und durch U/Pb Analysen an Einzelzirkonen untermauert, die im Concordia-Diagramm ein Oberes-Schnittpunkt-Alter von 410 ± 11 Ma ergaben. Aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung sind die Granitoide von hybriden Magmen abzuleiten. Die ererbten Zirkone mit Altern von 882 und 1138 Ma best?tigen die Heterogenit?t des Ausgangsgesteins. Die Isotopendaten mit Modellaltern von 1.3 bis 1.7 Ga unterstreichen die Beteiligung von proterozoischem Material. Da die geochemischen Daten auf eine Subduktionszone hindeuten, folgern wir, da? der B?llsteiner Odenwald als Teil eines silurisch/unterdevonischen magmatischen Bogens an einem aktiven Kontinentalrand gebildet wurde. Die Altersstellung des B?llsteiner Odenwaldes korreliert mit dem Spessart und dem Ruhla Kristallin, aber nicht mit dem Bergstr?sser Odenwald. Wir interpretieren die Otzberg Zone deshalb als eine variskische Suturzone.

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Received July 10, 1999; revised version accepted November 15, 1999