The use of plagioclase composition as an indicator of magmatic processes in the Upper Zone of the Bushveld Complex

Summary Analytical data on the composition of plagioclase from the lower part of the Upper Zone in the eastern Bushveld Complex is presented. Detailed electron microprobe investigations failed to establish any cyclic variation through that sequence but revealed similar variations in An content, potassium and iron concentrations below and above magnetite layers. These findings can be attributed to the heterogeneous nature of the plagioclase both within individual grains and within a given sample, which would mask any possible trends of cryptic variation. The Sr concentration and Sr/Al₂O₃ ratio of plagioclase, determined by XRF on plagioclase separates, however change slightly at the level of the Main Magnetite Layer, which can possibly be related to the breakdown of density stratified liquid layers within the resident magma. Analyses of plagioclase separates are thus considered to be more suitable to indicate magmatic processes than plagioclase compositions determined by electron microprobe.

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Plagioklaszusammensetzung als Indikator für magmatische Prozesse in der Upper Zone des Bushveld Komplexes

Zusammenfassung Analytische Daten von Plagioklasen aus dem unteren Teil der Upper Zone im östlichen Bushveld Komplex werden präsentiert. Detaillierte Untersuchungen mittels Elektronen-strahl-Mikrosonde ergaben keine Hinweise auf eine zyklische Variation in dieser Abfolge, zeigten aber eine dänliche Variation des An-Gehaltes, Bowie der Kalium- und Eisengehalte im Liegenden und Hangenden von Magnetitlagen. Dies läßt sich mit der heterogenen Natur der Plagioklase, sowohl in Einzelkörnern, als auch innerhalb einer Probe erklären, die jeden möglichen verborgenen Variationstrend verdecken würden. Der mittels XRF Analytik an separierten Plagioklasen bestimmte Gehalt an Sr und das Sr/Al₂O₃ Verhältnis dndern sich allerdings geringfügig im Bereich des Main Magnetite Layer. Dies wird möglicherweise mit derv Zusammenbruch von dichtegeschichteten Schmelzlagen im Magma in Beziehung gebracht. Die Analyse von Plagioklaskonzentraten scheint daher geeigneter zu sein magmatische Prozesse anzuzeigen als Mikrosondenuntersuchungen.

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With 6 Figures     

Petrogenesis of sulphide-bearing reaction zones in the Coolac ultramafic belt,New South Wales,Australia

The Coolac ultramafic belt consists dominantly of variably serpentinised harzburgite and contains a diversity of tectonic inclusions. Reaction zones of chlorite-, talc- and Ca-Al silicate-rich rocks are commonly developed between serpentinites and either tectonic inclusions or country rocks. The chlorite-and talc-rich parts of the reaction zones typically contain sparsely disseminated to rarely massive Cu- and Fe-bearing sulphides, variable sphalerite, and minor Ni- (-Co-Fe) sulphides, arsenides and sulpharsenides, Pb and Bi minerals. The reaction zones have formed concomitantly with the serpentinisation of the harzburgite at temperatures of 100°–350°C and at pressures of <6 kb. Migration of Ca, Al, Ti, V, Sc, Cu and Zn has occurred from the ultramafic rocks to the reaction zones. The sulphur content of the ultramafic rocks increased during serpentinisation, but decreased markedly in the final stage of the process owing possibly to rising oxygen fugacity. The availability of sulphur during serpentinisation may have enabled sulphide minerals to form from the concentration of base metals in the reaction zones.

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Zusammenfassung Der ultrabasische Gürtel von Coolac besteht vorwiegend aus unterschiedlich serpentinisiertem Harzburgit und weist mannigfaltige tektonische Einschlüsse auf. Reaktionszonen Chlorit-, Talk-, und Ca-Al-Silikat-reicher Gesteine sind gewöhnlich entwickelt im Kontaktbereich zwischen serpentinisiertem Harzburgit und entweder tektonischen Einschlüssen oder Gesteinen der Umgebung. Die Chlorit- und Talk-reichen Partien der Reaktionszone enthalten typischerweise fein verteilte, seltene Konzentrationen von Cu- und Feführenden Sulphiden, mit wechselndem Zinkblendegehalt, und untergeordnet Ni(-Co-Fe) Sulphide, Arsenide und Schwefel-haltige Arsenide, sowie Pb-und Bi-haltige Mineralien. Die Reaktionszonen entstanden zusammen mit der Serpentinisierung des Harzburgits bei Temperaturen von 100°–350°C und unter einem Druck von <6 Kb. Migration von Ca, Al, Ti, V, Sc, Cu und Zn verlief von den ultrabasischen Gesteinen zu den Reaktionszonen. Der Schwefelgehalt der ultrabasischen Gesteine nahm während der Serpentinisierung zu, verringerte sich jedoch auffällig im letzten Stadium des Prozesses, möglicherweise wegen der zunehmenden Verflüchtigung des Sauerstoffes. Das Angebot von Schwefel während der Serpentinisierung mag der Grund für die Bildung von Sulphiden aus Schwermetallkonzentration in den Reaktionszonen gewesen sein.

     

Platinum-group minerals in the chromitites from the Great Serpentinite Belt,NSW, Australia

Summary Occurrences of platinum-group minerals (PGM) from chromitites of the Great Serpentinite Belt of New South Wales are reported for the first time in this study. On the basis of their major components, these minerals are classified into various groups, including sulphides, sulpharsenides, arsenides, antimonides, amalgams, and alloys of Os-Ir-Ru-(Fe Ni), Pd Cu Sn, Ni-Fe-Pt-Pd, Pd-Pb-Cu, and Rh-Sn-Cu. They are present: (i) as inclusions within chromite, (ii) in interstitial silicates, (iii) in ferritchromite and (iv) along fractures in chromite. Ir-subgroup (Ir, Os, Ru) minerals (IPGM) dominate podiform chromitites hosted by upper mantle serpentinised harzburgite, whereas Pdsubgroup (Pd, Pt, Rh) minerals (PPGM) characterise banded chromitites in cumulates of the overlying magmatic series. A highly brecciated podiform chromitite, however, is distinguished by abundant disseminated PPGM containing Sb ± Cu. Primary magmatic PGM in podiform chromitite comprise IPGM sulphides, sulpharsenides, and alloys, whereas hydrothermal PGM are characterised by PPGM alloys with Hg, Sb, and Cu. Dominantly hydrothermal PGM in the banded chromitites formed by remobilisation of primary magmatic PGM during serpentinisation. The contrast in PGM association is related to the crystallisation of the host chromitites; IPGM crystallised early from the parental magma along with podiform chromitite, but PPGM formed later at lower temperatures during crystallisation of banded chromitite.[

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Platingruppen-Minerale in den Chromititen aus dem Great Serpentinite Belt, NSW, Australien

Zusammenfassung In dieser Studie wird zum ersten Mal über das Vorkommen von PlatingruppenMineralen (PGM) in Chromititen der Great Serpentinite Belt berichtet. Die auftretenden Mineralphasen umfassen Sulfide, Sulfarsenide, Arsenide, Antimonide, Amalgam und Legierungen von Os-Ir-(Fe-Ni), Pd-Cu-Sn, Ni-Fe-Pt-Pd, Pd-Pb-Cu and Rh-Sn-Cu. Sie treten als i) Einschlüsse im Chromit, ii) in Silikaten der Grundmasse, iii) Im Ferritchromit und iv) in Frakturen des Chromit auf. Mineralphasen der Ir-Untergruppe (IPGM = Ir, Os, Ru) dominieren in podiformen Chromititen, die in serpentinisierten Harzburgiten des oberen Mantels auftreten. Minerale der Pd-Untergruppe (PPGM = Pd, Pt, Rh) charakterisieren gebänderte Chromitite, die innerhalb der über der Mantelsequenz liegenden Kumulatabfolge vorkommen. Ein deutlich brekzierter podiformer Chromitit unterscheidet sich von den übrigen podiformen Chromititen durch häufiges Auftreten von disseminierten PPGM, die auch Sb ± Cu führen. Primär magmatisch gebildete PGM in podiformen Chromititen umfassen IPGM in Form von Sulfide, Sulfarsenide und Legierungen, während PPGM als Legierungen mit Hg, Sb und Cu hydrothermale Phasen darstellen. Die hydrothermalen PGM in den gebänderten Chromititen wurden überwiegend durch Remobilisation aus primär magmatischen PGM während der Serpentinisierung gebildet. Der markante Unterschied in den während der Serpentinisierung gebildet. Der markante nterschied in den PGM-Assoziationen steht mit der Kristallisation des jeweiligen Chromitit in Verbindung: Während IPGM früh aus dem Magma zusammen mit den podiformen Chromititen kristallisierten, wurden PPGM später unter niedrigeren Temperaturen während der Kristallisation der gebänderten Chromitite gebildet.[

     

Nature and origin of nodular textures in anorthositic cumulates from the East Bull Lake Intrusion,Ontario, Canada

Summary Nodular anorthosite, containing rounded aggregates (nodules) of plagioclase set in a gabbroic to pyroxenitic matrix, is developed in constrictions (< 500 m wide) within the central and eastern parts of the Early Proterozoic East Bull Lake Intrusion, central Ontario, Canada. The nodules typically occur as spherical to ovoidal aggregates ranging from 1 cm to 14 cm in diameter. Larger nodules are physical agglomerations of smaller nodules that formed in isolation. Plagioclase core compositions for the nodules display little variation in anorthite content (An_68–75), indicating a homogeneous and nonfractionating parent magma during the initial stages of nodule development.The restricted occurrence of the nodular anorthosite is consistent with a model in which the nodules formed in response to elevated degrees of undercooling within dike-like constrictions in the proto-chamber. Undercooling resulted in the rapid nucleation and growth of plagioclase upon pre-existing plagioclase phenocrysts (disequilibrium crystallization). The resultant primary nodules then aggregated together forming secondary nodules, possibly through an agglomeration process involving a Mg-Fe-rich residual liquid. Migration of some of this relatively dense liquid out of the nodular anorthosite unit during the final stages of consolidation resulted in compaction and promoted the formation of large tertiary nodules.

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Zusammensetzung und Entstehung nodularer Texturen in anorthositischen Kumulaten von der East Bull Lake Intrusion, Ontario, Canada

Zusammenfassung Nodulare Anorthosite, die gerundete Aggregate (nodules) von Plagioklas in einer gabbroischen pyroxenitischen Matrix enthalten, kommen in beschränkten Bereichen (weniger als 500 m breit) in zentralen und östlichen Teilen der frühproterozoischen East Bull Lake Intrusion im zentralen Ontario, Canada, vor. Die Nodules liegen vorwiegend als kugelförmige bis ovoidale Aggregate vor, deren Durchmesser von 1 bis 14 cm schwankt. Größere Nodules sind aus Gruppen von aneinander gelagerten kleineren Nodules entstanden. Die Zusammensetzung von Plagioklaskernen in den Nodules zeigen geringe Variationen im Anorthit-Gehalt (An_68–78), und dies weist auf ein homogenes und nicht fraktioniertes Ursprungsmagma während der ersten Stadien der Nodule-Entwicklung hin.Das beschränkte Vorkommen des nodularen Anorthosits läßt sich durch ein Modell erklären, in dem die Nodules als Reaktion auf Unterkühlung innerhalb gangartiger Bereiche in der Proto-Magmenkammer entstehen. Unterkühlung resultierte in rascher Nukleation und im Wachstum von Plagioklas auf präexistierenden Plagioklaskristallen (Ungleichgewichts-Kristallisation). Die resultierenden primären Nodules verbinden sich dann und bilden sekundäre Nodules, möglicherweise durch einen Prozeß, der eine Mg-Fe-reiche Restschmelze involviert. Migration von einem Teil dieser relativ dichten Schmelze aus der nodularen Anorthosit-Einheit während der Endstadien der Verfestigung führte zur Kompaktion und erleichterte die Bildung von großen tertiären Nodules.

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With 4 Figures     

Platinum-group minerals in fluid inclusions from the Marathon deposit,Coldwell Complex,Canada

Summary Platinum-group minerals (PGM) project into fluid inclusions that occur in chalcopyrite and cubanite from the Marathon deposit, Two Duck Lake gabbro, Coldwell Complex, Ontario. Semi-quantitative analyses of the micron-sized PGM were made by SEM-EDS; they reveal Ag-bearing intermetallic compounds of Pd₃Sn-Pd₃Pb-Pd₃Te (i.e., atokitezvyagintsevite-keithconnite) and telargpalite (Pd₂AgTe) on broken, irregular surfaces of the Cu-Fe-S minerals. Halite daughter minerals, and quenched brine occur in and around some opened fluid inclusions. These data confirm the hypothesis based on petrography and mineral compositions that saline fluids remobilized PGE, Cu, and other elements and precipitated them well after crystallization of sulfide and silicate magmas in the Marathon deposit.

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Platin-Gruppenminerale in Flüssigkeitseinschlüssen aus der Marathon Lagerstdtte, Coldwall Komplex, Kanada

Zusammenfassung Platin-Gruppenminerale (PGM) ragen in Flüzssigkeiteinschliisse, die im Kupferkies und Cubanit der Marathon Lagerstätte, Two Duke Lake Gabbro, Coldwell Komplex, Ontario, vorkommen, hinein. Semiqantitative Analysen der mikrongroßen PGM wurden mit einem SEM-EDS durchgeführt. Sie ergaben Ag-führende, intermetallische Verbindungen von Pd₃Sn-Pd₃Pb-Pd₃Te (Atokit-Zvyagintsevit-Keithconnit) und Telargpalit (Pd₂AgTe) auf zerbrochenen, irregulären Oberflächen der Cu-Fe-SMinerale. Steinsalz-Tochterkristalle und abgeschreckte Salzlösungen treten innerhalb und in der unmittelbaren Umgebung geöffneter Flüssigkeitseinschlüsse auf. Diese Daten bestätigen die Hypothese, basierend auf der Petrographie und der Mineralzusammensetzung, daß saline Fluida PGE, Cu und andere Elemente remobilisieren können, und daß d iese nach der Kristallisation der Sulfide und des Silikatmagmas in der Marathon Lagerstätte zur Ablagerung gekommen sind.

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With 3 Figures     

Ore minerals in the telluride-bearing gold-silver ores of Salida,Indonesia, with special reference to the distribution of selenium

Te-Se-bearing gold-silver ores from Salida in Sumatra, Indonesia, show carbonate and sulfidic diffusion bands in quartz incrustations. The sulfidic diffusion bands show a fine diffusion zoning with: 1. an earliest or inner zone with concentrations of Zn, Cu, Fe, S (sphalerite, chalcopyrite, pyrite); 2. an intermediate zone with concentrations of Pb, Au, Ag, S, Te, Se (galena and Au-Ag-tellurides in Te-bearing parageneses; galena, electrum and acanthite in Te-free parageneses); and 3. a zone of As-bearing minerals (tennantite, enargite or luzonite, arsenpolybasite) superimposed on the first two zones. In the telluride-bearing ores paragenetic relations suggest that galena, altaite, hessite, and -phase and x-phase solid solutions originally crystallized above about 120 °C; on cooling this assemblage equilibrated into one stable below 50 °C and consisting of galena, altaite, hessite, hessite-sylvanite intergrowths, and hessite-petzite aggregates. Se is concentrated in sulfides of the intermediate diffusion zones; microprobe analyses indicate up to 4.0 weight percent Se in some acanthites and up to 0.4⁵ weight percent Se in some galenas; arsenpolybasite also contains up to 4.0 weight percent Se but only when replacing seleniferous acanthite. The concentration of Se with Pb, Au, Ag, S, Te in intermediate diffusion zones is ascribed to solution differentiation during solute diffusion. Microprobe analyses are given of hessite, sylvanite, petzite, minerals of the pearceite-polybasite group, mckinstryite, and the Fe-, Mn- and Cd-contents in sphalerites.

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Zusammenfassung Te-Se-führende Gold-Silber Erze von Salida in Sumatra, Indonesien, zeigen karbonatische und sulfidische Diffusionsbänder in Quarzkrusten. Die sulfidischen Diffusionsbänder zeigen eine feine Zonierung mit: 1. einer ältesten, inneren Zone mit Konzentrationen von Zn, Cu, Fe, S (Zinkblende, Kupferkies, Pyrit); 2. einer intermediären Zone mit Konzentrationen von Pb, Au, Ag, S, Te, Se (Bleiglanz und Au-Ag-Telluride in Te-haltigen Paragenesen; Bleiglanz und Akanthit in Te-freien Paragenesen); und 3. einer die erstgenannten Zonen überlagernden Zone von As-haltigen Mineralen (Tennantit, Enargit oder Luzonit, Arsenpolybasit). Die paragenetischen Beziehungen der Telluride deuten auf eine ursprüngliche Kristallisation von Bleiglanz, Altait, Hessit und - und X-Phase Mischkristalle bei Temperaturen oberhalb 120 °C; bei der Abkühlung wurde diese Mineralassoziation ersetzt durch eine unterhalb 50 °C stabile Paragenese von Bleiglanz, Altait, Hessit, Hessit-Sylvanit-Verwachsungen und Hessit-Petzit Aggregaten. Selen hat sich in den Sulfiden der intermediären Diffusionszonen angereichert. Mikrosondeanalysen zeigen Se-Gehalte bis 4.0 Gew. % in Akanthit und bis 0.4⁵ Gew. % in Bleiglanz. Arsenpolybasit kann ebenfalls bis 4.0 Gew. % Se enthalten, aber nur wenn er als Verdränger von Se-reichen Akanthiten auftritt. Die Ursache der Anreicherung von Se zusammen mit Pb, Au, Ag, S, Te in den intermediären Diffusionszonen ist in einer Art von Lösungsdifferentiation während des Diffusionsprozesses zu suchen. Mikrosondeanalysen von Au-Ag-Telluriden, Mineralen der Pearceit-Polybasit Gruppe, Mckinstryit, und den Fe-, Mn- und Cd-Gehalten der Zinkblenden werden gegeben.

     

The upper mantle beneath Kapfenstein and the Transdanubian volcanic region,E Austria and W Hungary: A comparison

Summary A representative suite of ultramafic xenoliths from Kapfenstein, Austria, has been investigated petrographically. Textures and mineral chemistries are compared with published data on Hungarian xenoliths and discussed within the framework of the hypothesis of a mantle diapir beneath the Transdanubian Volcanic Region (TVR) of E Austria and W Hungary. We succeeded in recognizing important differences which seem to support the TVR mantle diapir concept. Below the external part of the TVR (Kapfenstein) the upper mantle seems to be essentially untectonized and lithologically rather monotonous (e.g., Type II clinopyroxenites are absent). In contrast, both deformed (equigranular) and undeformed (protogranular) peridotite xenoliths occur in the internal part (Balaton area) where Type II clinopyroxenite xenoliths as well as Type I/Type II composite rocks are present. It is remarkable that at Gérce (Hungary), situated approximately mid-way between the internal and external regions, almost exclusively porphyroclastic xenoliths occur.The undeformed xenoliths from Kapfenstein are largely unfractionated. A small proportion exhibits depletions in basaltic component or some mild influence of mantle metasomatism. Several mineral chemical parameters, such asmg-number of olivine, Al₂O₃ content of spinel and clinopyroxene, apparent pyroxene equilibration temperature, etc., show a narrow distribution with a pronounced maximum in the undeformed Kapfenstein xenoliths. By contrast, the deformed xenoliths from the internal TVR show a much broader range of values with no distinct maximum, attesting to a more complex chemical and physical evolution. Thus a direct relationship between deformation and chemistry seems to be confirmed. The deformed rocks can be extreme in two ways: they can either be strongly depleted or strongly enriched as documented by the high contents of clinopyroxene in equigranular xenoliths from Szigliget. Tectonization apparently opens the way for mass transport in either direction.

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Der obere Mantel unterhalb Kapfenstein und der Transdanubischen Vulkanischen Region, E-Österreich und W-Ungarn: Ein Vergleich

Zusammenfassung Eine repräsentative Suite von ultramafischen Xenolithen von Kapfenstein, Steiermark, wurde petrologisch untersucht. Die Gefüge und Mineralchemismen werden mit publizierten Daten von ungarischen Vorkommen verglichen und im Rahmen der Mantel-Diapir-Hypothese für die Transdanubische Vulkanische Region (TVR) diskutiert. Der Vergleich ergab wesentliche Unterschiede, welche das TVR-Mantel-Diapir-Konzept unterstützen. Der Mantel unterhalb des äußeren Teiles der TVR (Kapfenstein) ist praktisch untektonisiert und lithologisch monoton (z.B. fehlen Typ II Klinopyroxenite). Im Gegensatz dazu finden sich im inneren Teil (Balaton-Region) sowohl deformierte (equigranulare) als auch nicht-deformierte (protogranulare) Xenolithe zusammen mit Typ II Klinopyroxeniten. Auch zusammengesetzte Xenolithe, bestehend aus Typ I und Typ II Gesteinen sind vorhanden. Bemerkenswert ist, daß bei Gérce (Ungarn), eine Lokalität, welche sich zwischen dem inneren und äußeren Teil der TVR befindet, fast ausschließlich nur porphyroklastische Xenolithe vorkommen.Die undeformierten Xenolithe von Kapfenstein sind größtenteils unfraktioniert. Einige wenige zeigen Verarmungen oder geringfügige metasomatische Anreicherungen. Histogramme mineralchemischer Parameter zeigen sehr deutlich die Unterschiede zwischen den undeformierten Kapfenstein Xenolithen und den deformierten der inneren TVR. Die Kapfenstein Xenolithe zeigen typischerweise regelmäßige Verteilungen mit einem deutlichen Maximum. Die Xenolithe der inneren TVR hingegen zeigen eine flache Verteilung und weisen damit auf eine wesentlich komplexere chemische Entwicklung hin. Unsere Daten scheinen einen direkten Zusammenhang zwischen Deformation und chemischer Veränderung aufzuzeigen. Die deformierten Gesteine können in dieser Hinsicht zwei Extreme annehmen: Sie können entweder stark verarmt oder stark angereichert sein. Letzeres wird z.B. beeindruckend durch die hohen Gehalte an Klinopyroxen der equigranularen Xenolithe von Szigliget dokumentiert. Tektonisierung scheint die Wege für Massen-Transporte in beiden Richtungen zu öffnen.

     

Platinum-group mineral occurrence associated with flow top amygdule sulfides in komatiitic basalt,Abitibi Greenstone Belt,Ontario

Summary Platinum-group mineral (PGM)-bearing amygdule Fe-Ni(±Cu) sulfide has been discovered in samples of amygdaloidal basalt and underlying olivine spinifex-textured basalt from the flow top of Fred's Flow, Munro Township, Ontario. The amygdules are rounded to slightly elongate in shape, up to 10 mm in diameter, filled by chlorite + quartz ± carbonate ± sulfide, and rimmed by relict igneous chromite and clinopyroxene. The sulfide occurs as masses that line and are embedded in the margins of the amygdules. Detailed electron microprobe studies indicate that the sulfide masses are fairly constant (21±4 mol% NiS) in bulk composition and consist of pyrrhotite and pentlandite (Ni-rich) ± minor chalcopyrite rare PGM. The sulfide phases show lamellar intergrowth and are embayed against chlorite. The PGM observed are grains of merenskyite (PdTe₂), kotulskite (PdTe), and sperrylite (PtAs₂) that are up to 10 m in size, multi-faceted against sulfide, and embayed against chlorite. Whole-rock analyses of the amygdaloidal basalt host rock show strong enrichments in platinum-group elements (PGE + Au = 330 ppb), Ni, Cu, S, and Cr.The textures and spatial associations indicate a genetic relationship between the PGM-bearing sulfide masses and the amygdules. Density considerations, the very close spatial association with the amygdules (vesicles), and the marked enrichment in PGE and related metals and S in the amygdaloidal basalt host rock contradict formation of the sulfide masses as droplets of immiscible sulfide liquid separated from silicate melt. The alteration of the sulfide masses, their association with the vesiculation structures rather than with the pervasive hydrothermal alteration phase assemblage, and lack of evidence for enrichment of Cu and chalcopyrite relative to Ni and Fe-Ni sulfide are inconsistent with formation of the sulfide masses by hydrothermal alteration processes. Alternatively, the mineralogical, textural, spatial association, and whole-rock compositional features can be explained by an igneous degassing-metal diffusion model. It is suggested that prior to emplacement, sulfurous vapor separates from the lava to form vesicles, which float upward to the flow top. Diffusion of PGE and related metals from the lava toward the vesicles as they float upward and reaction of the metals with S within the vesicles forms Fe-Ni-Cu sulfide liquid on the vesicle walls. On quenching, vesicles are trapped in the flow top and the sulfide liquid within them solidifies and sulfide phases and PGM exsolve in the subsolidus.

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Platingruppenminerale mit Flowtop Sulfiden in komatiitischem Basalt, Abitibi Greenstone Belt, Ontario

Zusammenfassung Platingruppenmineral (PGM)-führende Sulfide sind in Blasenräumen von Basaltman delsteinen and darunterliegendem Basalt mit Spinifex-Olivin des Fred's Flow, Munro Township, Ontario beobachtet worden. Die Mandeln sind rundlich bis leicht länglich, haben bis zu 10 mm Durchmesser und Bind mit Chlorit + Quarz ± Sulfid ± Karbonat gefüllt und zeigen einen Rand von reliktischem, magmatischem Chromit und Klinopyroxen. Die Sulfide kommen als Massen, die die Ränder der Mandeln bedecken und in these eingebettet sind, vor. Detaillierte Mikrosondenuntersuchungen zeigen, daß die Gesamtzusammensetzung der Sulfide ziemlich konstant ist (21 ± 4 mol % NiS), und daß she aus Magnetkies und nickelreichen Pentlandit ± Chalcopyrit ± seltene PGM bestehen. Die Sulfidphasen zeigen lamellare Verwachsungen und Einbuchtungen gegen Chlorit. Folgende PGM wurden beobachtet: Merenskyit (PdTe2), Kotulskit (PdTe) and Sperrylit (PtAs2), die bis zu 10 gm groß sind, vielflächig gegen die Sulfide, und eingebuchtet gegen den Chlorit erscheinen. Gesamtgesteinsanalysen des basaltischen Muttergesteins zeigen starke Anreicherungen der Platingruppenelemente (PGE + Au = 330 ppb), Ni, Cu, S, und Cr.Die Texturen und räumlichen Assoziationen weisen auf eine genetische Beziehung zwischen den PGM-führenden Sulfidmassen und den Mandeln hin. Die Dichte, die sehr enge räumliche Assoziation mit den Mandeln, und die deutliche Anreicherung von PGE and verwandten Metallen, Bowie von Schwefel, in den basaltischen Muttergesteinen, sprechen gegen eine Bildung der Sulfidmassen als Tröpfchen einer entmischten Sulfidschmelze, die von der Silikatschmelze abgetrennt wurde. Die Umwandlung der Sulfide, ihre Assoziation mit den Mandeln und nicht mit der umfangreichen hydrothermalen Umwandlungsassoziation und fehlende Hinweise für eine Anreicherung von Cu und Kupferkies relativ zu Ni und Fe-Ni Sulfiden, lassen sich nicht mit einer Bildung der Sulfide durch hydrothermale Umwandlungsprozesse vereinbaren.Die mineralogische, texturelle und raumliche Assoziation und die Zusammensetzung der Muttergesteine kann viel eher durch das Modell magmatischer Entgasung mit Metalldiffusion erklärt worden. Wir regen an, daß vor der Platznahme schwefelreiche Dämpfe von der Lava abgetrennt worden sind und Blasen gebildet haben, welche aufwärts bis zum Top des Basaltergusses migrierten. Diffusion der PGE und verwandter Metalle aus der Lava zu den in Bewegung begriffenen Blasen und Reaktion der Metalle mit Schwefel innerhalb der Hohlräume, führte zur Entstehung einer Fe-Ni-Cu-Schwefel-Schmelze an den Wänden der Mandeln. Bei Abkühlung wurden die Hohlräume in dem oberen Teil des Flows fixiert, die Sulfidschmelze verfestigt sich und Sulfidphasen and PGM entmischen sich im Subsolidus.

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With 7 Figures     

High-field-strength elements in Javanese arc basalts and chemical layering in the mantle wedge

Summary Quaternary basalts from the Java-Bali sector of the Sunda arc show the following characteristics: As the vertical distance increases between the seismic Benioff zone and the respective eruptive centre, high-field-strength elements (HFSE's) increase in abundance and Zr/Nb and Hf/Nb decrease in value. If subduction processes do not affect the abundance and ratios of HFSE's, both of these trends are consistent with a progressively enriched mantle wedge with depth, independent of any metasomatism by the northward subducting Indian Ocean plate. Furthermore, the volcanic rocks display negative trends between Nb/U-Zr/Nb, Nb/U-⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, and K/Nb-K and positive ones between Zr/Nb-⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and Ce/Pb-Nb/U. Also, Nb-depletion (Nb/Nb*), as measured on mantle normalized incompatible-trace-element diagrams, decreases in size with increasing distance to the Benioff zone. These trends are in accord with a model in which the slab-derived metasomatic component-which is low in HFSE abundance-makes a greater chemical imprint on shallower, depleted mantle than on deeper, enrichedmantle. The nature of the chemical layering within the mantle magma source beneath Java implies that this source may be part of the lithospheric mantle.

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HFSE-Elemente in Basalten des Java-Bogens und chemischer Lagenbau im Mantelkeil

Zusammenfassung Quartäre Basalte des Java-Bali Sektors des Sunda-Bogens zeigen die folgenden Charakteristika: Mit zunehmender Vertikaldistanz zwischen der seismischen Benioff Zone und den betreffenden Eruptivzentren nehmen die Elemente hoher Feldstärke (HFSE's) zu, während die Zr/Nb und Hf/Nb Verhältnisse abnehmen. Sofern Subduktionsprozesse die Häufigkeit und die Verhältnisse der HFSE's nicht beeinflussen, sind beide Trends in Übereinstimmung mit einem mit der Tiefe zunehmend angereicherten Mantelkeil, unabhängig von Metasomatose durch die nach Norden abtauchende indische Ozeanplatte. Darüber hinaus zeigen die vulkanischen Gesteine negative Trends zwischen Nb/U-Zr/Nb, Nb/U-⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, and K/Nb-K, sowie positive Trends zwischen Zr/Nb-⁸⁷Sr/⁸⁶Sr und Ce/Pb-Nb/U. Auch die Nb-Verarmung (Nb/Nb*) wie she auf Mantelnormalisierten Diagrammen der inkompatiblen Spurenelemente dargestellt wird, nimmt mit zunehmender Distanz von der Benioff-Zone zu. Diese Trends sind in Übereinstim-mung mit einem Modell, in deco die auf die abtauchende kruste zurückzuführende metasomatische Komponente - mit niedrigen HFSE Gehalten — einen größeren chemischen Einfluß auf den seichten, verarmten Mantel als auf den tiefen, angereicherten Mantel ausübt. Die Art des chemischen Lagenbaus in der Mantel-Magmaquelle unterhalb Java weist darauf hin, daß these Quelle Teil des lithosphdrischen Mantels sein kann.

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With 9 Figures     

Influence of vibration grinding and calcination on the physico-chemical properties of Egyptian kaolinite

Summary The effects of vibratory grinding and calcination on the structure and reactivity of Kalabsha kaolinite were studied by means of XRD, IR, DTA and surface area determination. Leaching experiments on ground and calcined samples were carried out using 20% HCl for aluminum extraction. At the early stages of grinding, partial destruction of stacked kaolinite layers occurred. These changes were associated with an increase in surface area due to formation of fine grains with numerous boundaries. Further grinding, as well as calcination, led to deterioration of the kaolinite structure. A significant increase of surface area was observed, starting from 18 m²/g for the original sample to a maximum of 42 m²/g after 120 minutes of grinding and 30 m²/g after calcination at 300°C. The extraction of aluminum after 30 minutes leaching time was about 97% for kaolinite ground for 240 minutes, and about 93% for kaolinite calcined at 550°C.

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Der Einfluß von Aufmahlen und Kalzinierung auf die physiko-chemischen Eigenschaften von ägyptischem Kaolinit

Zusammenfassung Die Effekte von Vibrations-Mahlung und Kalzinierung auf die Struktur und die Reaktivität von Kalolinit aus Kalabsha wurden mit XRD, IR, DTA und Methoden zur Bestimmung der Oberfläche untersucht. Auslaugungsexperimente zur Extraktion des Aluminiums erfolgten an gemahlenen und kalzinierten Proben unter Verwendung 20% er Salzsäure. In den Frühstadien des Mahlprozesses tritt eine teilweise Zerstörung der Kaolinitschichtstruktur auf. Diese Änderungen gehen mit einer Zunahme der Oberfläche, infolge der Neubildung von Körnern mit zahlreichen Korngrenzen, einher. Weiteres Aufmahlen und Kalzinieren führt zu zusätzlicher Zerstörung der Kaolinitstruktur. Eine signifikante Zunahme der Oberfläche von 18 m²/g für das Ausgangsmaterial auf 42m²/g nach 120 min Aufmahlen, bzw. auf 30 m²/ g nach Kalzinierung bei 300°C ist zu beobachten. Die Extraktion von Aluminium nach 30 minütiger Auslaugung liegt bei 97% für gemahlenen Kaolinit (240 min) und bei 93% für bei 550°C kalzinierten Kaolinit.

     

The relationships between drastic changes in Sr isotope ratios of magma sources beneath the NE Japan arc and the spreading of the Japan sea back-arc basin

Summary Based on Sr isotopic data for Tertiary and Quaternary basaltic rocks from the NE Japan arc, relationships are discussed between the temporal variation of magma source characteristics and the opening of the Japan Sea. The basaltic rocks from the trench side and from the transitional zone show initial⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios (Sr_i ratios) in the range of 0.70411–0.70546 but no temporal variation in Sr_i ratios. The back-arc side basaltic rocks with ages of 29.8 to 15 Ma have Sr_i ratios similar to those of the trench side and the transitional zone, and these values also show no temporal change. In contrast, the basaltic rocks from the back-arc side, with ages younger than 15 Ma, show significantly lower Sri ratios (0.70396 to 0.70290), which are slightly higher than those of N-type MORB. These Sr isotopic features may imply that at least before 15 Ma the magma source regions (the sub-continental mantle) beneath the NE Japan arc had an enriched chemical character and that after 15 Ma, the magma sources for volcanic rocks from the back-arc side show a drastic change in Sr isotopic character, from an enriched nature to a depleted one. The depleted magmas may have been formed as a result of injection of depleted asthenosphere (or of a depleted mantle diapir) into the subcontinental mantle under the back-arc side of the NE Japan arc, during the spreading of the Japan Sea back-arc basin. The middle Miocene basaltic rocks from the back-arc side are characterized by lower contents of LIL elements such as K₂O and Rb compared with those from the trench side, suggesting that during the middle Miocene (syn-opening stage of the Japan Sea) the degree of partial melting may have been higher in the back-arc side mantle than in the trench side mantle. High degree of partial melting in the back-arc side mantle can be attributed to an increasing geothermal gradient in the mantle due to the injection of hot asthenosphere. This injection might also have caused the melting of the lower crust from which the voluminous middle Miocene acidic volcanics in the back-arc side and transitional zone may have been produced.

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Drastische Veränderungen der Sr-Isotopenverhältnisse von Magmenquellen unterhalb des NE japanischen Vulkanbogens und ihre Beziehung zum Spreading des japanischen Back-Arc-Beckens

Zusammenfassung Die Beziehungen zwischen der zeitlichen Veränderung der Charakteristika von Magmenquellen und der Öffnung des Japanischen Meeres werden anhand von Sr-Isotopendaten tertiärer und quartärer basaltischer Gesteine diskutiert. Basaltische Gesteine von der Grabenseite und aus der Übergangszone ergaben initiale⁸⁷Sr/⁸⁶Sr Verhältnisse (Sr_i-Verhältnisse) von 0.70411–0.70546 und lassen keine zeitabhängige Änderung erkennen. Basaltische Besteine aus dem Back-Arc-Bereich mit Altern zwischen 29.8 und ca. 15 Ma zeigen ähnliche Sr_i-Verhältnisse und ebenfalls keine zeitliche Veränderung. Im Gegensatz dazu sind basaltische Gesteine aus dem Back-Arc-Bereich, die jünger als ca. 15 Ma sind, signifikant in ihren Sr_i-Verhältnissen (0.70396–0.70290) erniedrigt. Diese Verhältnisse liegen etwas höher als die von N-MORB. Die Sr-Isotopenergebnisse lassen vermuten, daß zumindest vor ca. 15 Ma der Herkunftsbereich der Magmen (subkontinentaler Mantel) unter dem NE japanischen Vulkanbogen chemisch angereichert war, während die Magmenquellen der jüngeren vulkanischen Gesteine des Back-Arc-Bereiches durch eine drastische Abreicherung charakterisiert sind. Die abgereicherten Magmen könnten, während der Öffnung des japanischen Back-Arc-Beckens, als Folge der Injektion abgereicherter Asthenosphäre (oder eines abgereicherten Manteldiapirs) in subkontinentalen Mantel unterhalb des Back-Arcs des NE japanischen Vulkanbogens, gebildet worden sein. Die miozänen basaltischen Gesteine des Back-Arc-Bereiches sind außerdem durch niedrigere Gehalte an LIL-Elementen, wie z.B. K₂O und Rb charakterisiert. Dies wird als Hinweis auf eine erhöhte Aufschmelzungsrate in diesem Bereich im mittleren Miozän (im Zuge der gleichzeitigen Öffnung des japanischen Meeres) verstanden. Die erhöhte Aufschmelzrate im Mantel des Back-Arc-Breiches wird auf einer Erhöhung des geothermischen Gradienten infolge der Injektion von heißer Asthenosphäre zurückgeführt. Diese Injektion von Asthenosphäre könnte auch der Grund für die Aufschmelzung von Unterkruste und für die Produktion weitverbreiteter saurer miozäner Vulkanite im Back-Arc-Bereich und der Übergangszone sein.

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With 6 Figures     

Lawsonite-Pumpellyite-Epidote Stabilities in glaucophane schists in the Horokanai-Kamietanbetsu area of Kamuikotan zone,Hokkaido, Japan

Summary The Horokanai-Kamietanbetsu area is underlain by a coherent sequence of metabasic rocks and metasediments, which underwent high-pressure glaucophane schist facies metamorphism during the late Mesozoic. On the basis of the assemblages of Ca-Al hydrous silicates in the metabasites, the Horokanai-Kamietanbetsu area is divided into three mineral zones.Phase relations of pumpellyite, lawsonite, epidote and associated minerals in glaucophane schists of the study area are analysed in terms of the system A₂O₃-Fe₂O₃-FeO-MgO-CaO with excess of quartz, albite and H₂O-predominant fluid. The Al-Fe³⁺ substitution of Ca-Al hydrous silicates in buffered assemblages changes systematically with metamorphic grade. An analysis of a five component-seven phase system by means of Schreinemakers' method explains the paragenetic relations of the study area.The composition-paragenetis relations of pumpellyite are constructed for the three mineral zones in the Horokanai-Kamietanbetsu area by defining the compositional invariant point for lawsonite-pumpellyite-Na-amphibole-Na-Ca pyroxene-chlorite and the univariant line for pumpellyite-epidote-Na-amphibole-chlorite on an X_Fe ²⁺-X_Fe ³⁺ diagram. The changes of the position of the invariant points and the univariant lines indicate the direction of increase of grade.

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Die Stabilität von Lawsonit-Pumpellyit-Epidot in Glaukophanschiefern des Gebietes von Horokanai-Kamietanbetsu, Kamuikotan Zone. Hokkaido, Japan

Zusammenfassung Die Horokanai-Kamietanbetsu Zone besteht aus einer kohärenten Abfolge von metabasischen Gesteinen und Metasedimenten, die während des spdten Mesozoikums von einer Hochdruck-Glaucophanschiefer-Metamorphose betroffen wurde. Aufgrund der Ca-Al Silikatassoziationen in den Metabasiten kann das Gebiet von Horokanai-Kamietanbetsu in drei Zonen unterteilt werden.Die Phasenbeziehungen von Pumpellyit, Lawsonit, Epidot und den assoziierten Mineralen in Glaucophanschiefern des Untersuchungsgebietes werden auf der Basis des Systems Al₂O₃-Fe₂O₃-FeO-MgO-CaO mit ÜberschuLß von Quarz, Albit und einer H₂O-dominierten fluiden Phase analysiert. Die Al-Fe³⁺ Substitution von Ca-Al Hydrosilikaten in gepufferten Assoziationen ändert sich systematisch mit dem Grad der Metamorphose. Die Analyse eines fünf Komponenten—sieben Phasensystems nach Schreinemakers ermöglicht eine Interpretation der paragenetischen Beziehungen im Untersuchungsgebiet.Die Beziehungen von Zusammensetzung und Paragenese von Pumpellyit in den drei Mineralzonen des Untersuchungsgebietes werden dadurch ermittelt, daß man den invarianten Punkt der Zusammensetzung für Lawsonit-Pumpellyit-Na-Amphibol-Na-Ca-Pyroxen-Chlorit und die univariante Linie für Pumpellyit-Epidot-Na-Amphibol-Chlorit auf einem X_Fe ²⁺-X_Fe ³⁺-Diagram definiert. Die Änderungen der Position der invarianten Punkte und Linien lassen die Richtung der Zunahme des Grades der Metamorphose erkenne.

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With 6 Figures     

Paragenetic relations of some Cu-Fe-Sn-Sulfides in the Mangualde pegmatitie,North Portugal

The textures of chalcopyrite from the Mangualde pegmatite suggest: a) myrmekitic intergrowths of chalcopyrite and complex stannite-kesterite-hexastannite inclusions formed by reactions involving: 1, eutectoid unmixing of Sn-Zn-bearing chalcopyrite solid solution into chalcopyrite and Zn-bearing stannite, 2, formation of hexastannite by reaction of the stannite with chalcopyrite, whereby kesterite formed as an intermediate product; b) chalcopyrite-hexastannite myrmekites crystallized as cotectic precipitates from liquid; hexastannite was partly replaced and rimmed by mawsonite during subsequent cotectic crystallization of chalcopyrite-mawsonite myrmekites; c) stannite inclusions in cubanite-bearing chalcopyrite formed by exsolution; d) in bornite-rich samples bornite and hexastannite crystallized before chalcopyrite. Phase relations in the pseudo-ternary cubanite-stannite-bornite Zn-bearing system are depicted; the association bornite-stannite is incompatible at lower temperatures, as below about 500 °C hexastannite and mawsonite intervene as intermediate compounds.

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Zusammenfassung Im Kupferkies des Mangualde-Pegmatit treten a) myrmekitische Verwachsungen von Kupferkies mit komplexen Zinnkies-Kösterit-Hexastannit-Einschlüssen auf, die durch folgende Reaktionen entstanden sind: 1. eutektoide Entmischung von Sn-Zn-haltigen Kupferkiesmischkristallen in Kupferkies und Zn-haltigem Zinnkies, 2. durch darauf folgende Bildung von Hexastannit aus der Reaktion zwischen Zinnkies und Kupferkies, wobei Kösterit als Zwischenprodukt gebildet wurde. b) Kupferkies-Hexastannit Myrmekite kristallisierten als cotektische Präzipitate; während der subsequenten cotektischen Kristallisation von Kupferkies-Mawsonit-Myrmekiten wurde der Hexastannit durch Mawsonit verdrängt und von diesem umsäumt. c) Die Stannit-Einschlüsse in Cubanit-haltigen Kupferkiesen sind als Entmischungen zu deuten. d) In Bornit-reichen Paragenesen kristallisierten Bornit und Hexastannit vor dem Kupferkies. Die Phasenbeziehungen im pseudoternären, Zn-haltigen Cubanit-Zinnkies-Bornit-System werden diskutiert; in diesem System ist die Assoziation von Bornit mit Zinnkies bei tieferen Temperaturen nicht möglich, da unterhalb von etwa 500 °C Hexastannit und Mawsonit als intermediäre Phasen intervenieren.

     

Gold and platinum group elements in cobaltarsenide ores: Hydrothermal concentration from a serpentinite source-rock (Bou Azzer,Morocco)

Summary The cobalt-arsenide ores of Bou Azzer are located along the borders of serpentinite massifs (Upper Proterozoic ophiolite complex) in carbonate-quartz lenses resulting from hydrothermal carbonate alteration of serpentinite. The cobalt ores contain an average gold content of 5–20 ppm; gold is mainly located in skutterudite (120 ppm av.), whereas the Fe-arsenide (loellingite) contains < 1 ppm Au. Similarly the highest PGE contents are found in skutterudite (up to 2 ppm total PGE). All the arsenide ores of Bou Azzer exhibit the same chondrite normalized PGE pattern displaying positive Rh and negative Pt anomalies, and a slight positive slope (Pd/Ir = 1 to 2). This uncommon PGE pattern closely resembles to that of sulphides of komatiites.In serpentinite, the PGE patterns are typical of slightly depleted mantle rocks, and the associated podiform chromitites are within the range of ophiolitic chromitites, except for Pd and Au enrichment.Horizons of sulphide-bearing serpentinites show relatively high contents of noble metals and display PGE patterns which closely resemble those of the Co-arsenide ores, although an order of magnitude lower. These sulphides probably correspond to the remobilization during serpentinization of primary magmatic sulphides. The sulphiderich horizons are a possible source-rock for the noble metals of the Bou Azzer cobaltarsenide ores.

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Gold und Platingruppen-Elemente in Kobalt-Arsenid Erzen: Hydrothermale Anreicherung aus einem Serpentinit (Bou Azzer, Marokko)

Zusammenfassung Die Kobalt-Arsenid Erze von Bou Azzer kommen entlang den Grenzen eines Serpentinit-Massifs (Oberproterozoischer Ophiolit-Komplex) in Karbonat-Quarz-Linsen vor, die auf hydrothermale Umwandlung des Serpentinits zurückgehen.Die Kobalt-Erze enthalten 5–20 ppm Gold; dieses kommt hauptsächlich in Skutterudit (120 ppm) vor, während die Fe-Arsenide (Loellingit) weniger als 1 ppm Gold enthalten. Die höchsten PGE Gehalte kommen ebenso in Skutterudit vor (bis zu 2 ppm PGE). Alle Arsenid-Erze zeigen das gleiche Verteilungsbild mit positiven Rh und negativen Pt Anomalien, und eine leicht positive Neigung (Pd/Ir = 1 bis 2). Diese ungewöhnlichen PGE Verteilungsbilder erinnern an die von Sulfiden aus Komatiiten.Die PGE Verteilung in Serpentiniten ist typisch für leicht verarmte Mantelgesteine, und die assoziierten podiformen Chromitite liegen innerhalb des Bereiches für ophiolitische Chromitite, mit Ausnahme der Anreicherung in Pd und Au.Lagen von Sulfid-führenden Serpentiniten zeigen relativ hohe Gehalte an Edelmetallen, und PGE-Verteilungsmuster die denen von Co-Arseniderzen sehr ähnlich sind, obwohl sie um eine Größenordnung niedriger liegen. Diese Sulfide dürften Produkte der Remobilisierung primärer magmatischer Sulfide während der Serpentinisierung sein. Die Sulfid-reichen Lagen sind als ein mögliches Ursprungsgestein für die Edelmetalle der Kobalt-Arsenid-Erze von Bou Azzer zu sehen.

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With 8 Figures     

Cryptic metasomatism in the upper mantle beneath Southeastern Austria: A laser ablation microprobe-ICP-MS study

Summary Upper mantle xenoliths from the classical location, Kapfenstein, Styria, as well as from Fehring, Styria, and Tobaj, Burgenland, have been analyzed by laser ablation microprobe inductively-coupled plasma mass spectrometry (LAM-ICP-MS). At all locations spinel lherzolite is the predominant xenolith type and thus our sample contains nine spinel lherzolites and only one harzburgite (from the richest location, Kapfenstein, sample Ka 167). All the rocks have protogranular to protogranular — porphyroclastic transitional textures. Mineral compositions are typical for fertile upper mantle rocks with 0.89 mg 0.92 for silicates and 0.10 cr 0.12 for spinel (0.18 for the harzburgite). The minerals are equilibrated with respect to major, minor and trace elements, except for clinopyroxenes in the sample from Tobaj (To 100) and one sample from Fehring (Feh 002) which have variable incompatible trace element contents.Trace element abundances are highest in clinopyroxene (3–4 × primitive mantle rare earth element — REEs — abundances) followed by orthopyroxene (about 0.5 × mantle REEs) and olivine (0.0005–0.05 × mantle REEs). Abundances of trace elements in all phases are usually correlated with their compatibility. The most incompatible elements (e.g., U, Th, Nb, Ta, La, Ce) are depleted with respect to the more compatible elements in three samples from Fehring and two from Kapfenstein. The remaining samples are enriched in either U, or U and Th, or the most incompatible REEs as compared to Nb and Ta which are usually depleted with respect to less incompatible elements. Clinopyroxenes of the sample from Tobaj (To 100) and one sample from Fehring (Feh 002) have variable U, Th, Nb and Ta contents. In sample Feh 002 this variation is accompanied by a correlated variation of the light REE contents and their abundances are also correlated with the closeness to the surface. The enrichments in U and Th are, however, not accompanied by any significant enrichment in Nb and Ta, the concentrations of which stay at low levels.The non-equilibrium trace element distribution in Clnopyroxenes suggests that the metasomatic events took place shortly before the rocks were delivered to the Earth's surface. Thus, metasomatism and volcanic activity seem to be related and a consequence of the rising diapir underneath the Pannonian Basin. Several metasomatic events probably related to fluids dominated by CO₂, water, or both were taking place. However, the intensity of that activity was generally low, as was the tectonic activity in the border zone of the Pannonian Basin. Only harzburgite Ka 167 provides evidence for some elevated activity of depletion and enrichment processes comparable to what has been found in the central region of the basin.

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Kryptische Metasomatose im Oberen Erdmantel unterhalb Südost-Österreich: eine Studie mittels Laser-Ablations-Mikrosonde-ICP-MS

Zusammenfassung Erdmantel-Xenolithe vom klassischen Vorkommen in Kapfenstein, Steiermark, und von Fehring, Steiermark, und Tobaj, Burgenland, wurden mittels Laser-Ablations-Mikrosonde-induktiv gekoppeltes Plasma-Massenspektrometer (LAM-ICP-MS) analysiert. An allen Lokalitäten dominieren Spinell-Lherzolithe die Xenolith — Population. Unsere Proben umfassen daher neun Spinell-Lherzolithe und nur einen Harzburgit (von der an Xenolithen reichsten Lokalität, Kapfenstein, Probe Ka 167). Alle Gesteine haben protogranulare bis protogranular-porphyroklastische Textur. Die Mineral-Zusammensetzungen sind typisch für fertile Gesteine aus dem Oberen Erdmantel mit 0,89 mg 0,92 in den Silikaten und 0,10 cr 0,12 im Spinell (0,18 im Harzburgit). Die Minerale sind hinsichtlich Haupt-, Neben- und Spurenelement-Verteilung im Gleichgewicht, ausgenommen die Klinopyroxene in der Probe von Tobay (To 100) und einer Probe von Fehring (Feh 002). Diese haben variable Gehalte an inkompatiblen Spurenelementen.Klinopyroxene haben die höchsten Spurenelement-Gehalte (3–4-fache Seltene-Erden-Element (SEE)-Gehalte des primitiven Erdmantels) gefolgt von Orthopyroxen (etwa 0,5-fache Erdmantel SEE) und Olivin (0,0005–0,005-fache Erdmantel SEE). Spurenelement-Häufigkeiten in allen Phasen sind üblicherweise mit ihrer Kompatibilität korreliert. In drei Proben von Fehring und zwei von Kapfenstein sind die inkompatibelsten Elemente (wie U, Th, Nb, Ta, La, Ce) gegenüber den etwas kompatibleren Elementen verarmt. Die übrigen Gesteine sind entweder an U, oder U und Th, oder den inkompatibelsten SEE relativ zu Nb und Ta angereichert. Die Letzteren sind üblicherweise relativ zu den weniger inkompatiblen Elementen verarmt. Klinopyroxene in der Probe von Tabaj (To 100) und einer Probe von Fehring (Feh 002) haben variable Gehalte an U, Th, Nb und Ta. Diese Variabilität ist in der Probe Feh 002 korreliert mit jener der Gehalte an leichten SEE und die Elementhäufigkeiten sind zusätzlich korreliert mit der Nähe zur Kornoberfläche. Die Anreicherungen an U und Th sind allerdings nicht von merklichen Anreicherungen an Nb und Ta begleitet, deren Häufigkeiten niedrig bleiben. Die unequilibrierte Spurenelementverteilung in den Klinopyroxenen deutet darauf hin, daß die Metasomatose kurz vor dem Transport der Gesteine an die Erdoberfläche stattfand. Metasomatose und vulkanische Aktivität scheinen daher verbunden und eisüdöstlichenne Konsequenz des unterhalb des Pannonischen Beckens aufsteigenden Erdmantel-Diapirs zu sein. Mehrere metasomatische Aktivitäten durch Fluide dominiert von CO₂, Wasser, oder beiden sind erkennbar. Die Intensität der Ereignisse war allerdings gering, vergleichbar der geringen tektonischen Aktivität in der Grenzzone des Pannonischen Beckens. Nur der Harzburgit Ka 167 zeigt Spuren intensiver Verarmungs- und Anreicherungs-Prozesse, die vergleichbar sind jenen, welche in der zentralen Region des Beckens die Erdmantel-Gesteine geprägt haben.

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With 5 Figures     

Textures exhibited by feldspars in the Giant Mottled Anorthosite (GMA) of the bastard unit in the Upper Critical Zone,Western Bushveld Complex

Summary The Bastard Unit, overlying the Merensky Unit, is the uppermost and most complete of the cyclic units in the Upper Critical Zone and its upper contact is taken as the boundary between the Critical and Main Zones (as recommended by SACS, 1980). The Unit is different from underlying units for three reasons: it does not have a well-defined top contact (with an overlying unit); it is much thicker than the Merensky and Footwall Units; and it has an unusually thick sequence of mottled anorthosite at its top. This distinctive composite anorthositic sequence is termed the Giant Mottled Anorthosite (GMA) which is predominantly made up of poikilitic anorthosite. The GMA can broadly be subdivided into three distinct parts; the Lower Giant Mottled Anorthosite (LGMA), Giant Mottled Middling (GMM) and the Upper Giant Mottled Anorthosite (UGMA).Petrographic examination of 82 samples taken in the GMA from 11 borehole profiles around the western limb of the Complex revealed that the LGMA and GMM are essentially adcumulates while the UGMA is orthocumulate in character. By its very nature the dominant phase throughout the GMA is cumulus plagioclase feldspar ( 85%) with the balance being made up of intercumulus orthopyroxene and clinopyroxene and minor biofite — all of which constitute the darker mottles. Intercumulus inverted pigeonite occurs in the upper part of the GMM, throughout the UGMA and for c. 30 m into the Main Zone. K-feldspar also joins the paragenesis within the UGMA and occurs both as intercumulus orthoclase and antiperthite. Cumulus plagioclase grains, showing varying degrees of complex oscillatory-zonal growth are common in the upper part of the GMA. These grains are interpreted as records of growth episodes during earlier influxes of magma which were responsible for the development of the underlying cyclic units, but escaped incorporation into the cumulate pile.

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Feldspat-Texturen im Giant Mottled Anorthosite der Bastard-Einheit in der oberen kritischen Zone des westlichen Bushveld-Komplexes

Zusammenfassung Die Bastard-Einheit, die die Merensky-Einheit überlagert, ist die oberste und am besten entwickelte der zyklischen Einheiten in der oberen kritischen Zone; ihr oberer Kontakt gilt als die Grenze zwischen der Kritischen und der Main-Zone (entsprechend den Empfehlungen von SACS, 1980). Die Einheit unterscheidet sich aus drei Gründen von den Einheiten im liegenden: sie hat keinen gut definierten oberen Kontakt (mit einer darüberliegenden Einheit), sie ist wesentlich mächtiger als die Merensky und die Footwall-Einheiten, und sie hat eine ungewöhnliche mächtige Abfolge von Mottled Anorthosite als obersten Teil der Abfolge. Diese wohldefinierte anorthositische Abfolge wird als Giant Mottled Anorthosite (GMA) bezeichnet, und besteht hauptsächlich aus poikilitischem Anorthosit. Die GMA kann in 3 Teile, den unteren (LGMA), den mittleren (GMM) un den oberen (UGMA) unterteilt werden.Die petrographische Untersuchung von 82 Proben in der GMA aus 11 Bohrlöchern im Westteil des Bushveld-Komplexes zeigt, daß LGMA und GMM im wesentlichen Adkumulate sind, während die UGMA ein Orthokumulat darstellt. Die Hauptphase in der gesamten GMA ist Kumulus-Plagioklas ( 85 %); der Rest besteht aus Intercumulus-Orthopyroxen, Klinopyroxen, und geringen Mengen von Biotit. Diese sind die Komponenten der dunkleren mottles. Intercumulus invertierter Pigeonit kommt im oberen Teil der GMM, in der gesamten UGMA und in den unteren 30 Metern der Main-Zone vor. Innerhalb der UGMA tritt K-Feldspat hinzu, dieser kommt als Intercumulus Orthoklas und Antiperthit vor. Körner von Cumulusplagioklas mit verschiedenen Intensitäten komplexer Zonierung sind im oberen Teil der GMA verbreitet. Diese Körner werden als Hinweise auf Wachstumsepisoden während früherer Magmenzufuhr-Phasen interpretiert, die für die Entwicklung der zyklischen Einheiten im Liegenden verantwortlich waren, aber selbst nicht Teil der Cumulatabfolge wurden.

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With 5 Figures     

Die Hauptzüge im geologischen Bau der Cyrenaika

Zusammenfassung Es konnte auf Grund der Ergebnisse von Forschungsreisen des letzten Jahrzehnts ein genaueres Bild von den Grundzügen des Baues der Cyrenaika gewonnen werden. Von Süden nach Norden folgt auf das Paläozoikum der Randgebirge von Tibesti und Erdi, in dem u. a. Obersilur erkannt wurde, ein Gebiet Nubischen Sandsteins, der hier wahrscheinlich älter als Unterkreide ist. Offenbar steht mit dem Grundgebirge eine Scholle in Zusammenhang, der das Kristallin von Arkenu und Auenat angehört. Dann folgt eine konkordante Serie von unterkretazischem Nubischen Sandstein, Oberkreide, Eozän, in Verbreitung und Alter den Anschlu\ an die ägyptischen Vorkommnisse ermöglichend. Bis über den 28. Breitengrad nach Süden reichen langhiane bis helvetische Sedimente einer miozänen Transgression, aus denen sich in der Barka schwache Antiklinalen mit Eozän erheben. Das Zurücktreten des Eozäns westlich der Gro\en Syrte lä\t diese als eine wohl schon zum Beginn des Tertiär angelegte tektonische Trennungslinie erkennen. In der pontischen Hebung und schmalen überflutung der Küste im Quartär besteht übereinstimmung mit den Nachbargebieten.     

Geotectonic significance of the metabasites of the Kinzigitic Series,Ivrea-Verbano zone (Western Italian Alps)

Summary Geochemical investigations have been carried out on the metabasites of the Ivrea-Verbano Zone (NW-Italy). The Ivrea-Verbano Zone is commonly considered to be a section through the lower continental crust. It is constituted by a steeply dipping sequence of metamorphic rocks (Kinzigitic Series), intruded by a mafic-ultramafic complex.The metabasites of the Kinzigitic Series have a meta-igneous origin. Their protoliths show tholeiitic affinity in the NW and central part of the zone and alkalic affinity in the SE. This fact together with the rock associations suggests that a variation of the paleogeographic environment from NW to SE occurs in the Ivrea-Verbano Zone.

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Geotektonische Bedeutung der Metabasite in den Kinzigiten der Ivrea-Verbano Zone (Italienische West-Alpen)

Zusammenfassung Die Ivrea-Verbano-Zone wird im allgerneinen der unteren kontinentalen Kruste zugeordnet. Es handelt sich dabei um eine sehr steil stehende metamorphe Serie (Kinzigit-Serie), die von elnem mafischen-ultramafischen Komplex intrudiert wurde.Die geochemischen Untersuchungen der in der Kinzigit-Serie vorkommenden Metabasite zeigen einen tholeiitischen Chemismus im nordwestlichen und im zentralen Bereich und einen alkalinen im südöstlichen Bereich.Die chemische Entwicklung dieser Magmatite im Zusammenhang mit den unterschiedlichen Nebengesteinen weisen auf eine deutliche Änderung des paläogeographischen Milieus in der Ivrea-Verbano-Zone von Nordwesten nach Südosten hin.

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With 8 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     

Alteration and the role of fluids in Ni,Cu and platinum-group element deposition,Sudbury Igneous Complex contact,Onaping-Levack area,Ontario

Summary A variety of alteration styles is associated with Cu, Ni and platinum-group element deposition in the Onaping-Levack area of the North Range of the Sudbury Structure. Two significant alteration assemblages are amphibole (actinolite) + epidote + chlorite + quartz ± albite ± K-feldspar ± calcite adjacent to Cu-rich veins in the Deep Copper Zone of Strathcona mine and the nearby Barnet property, and amphibole (actinolite to ferro-actinolite) + epidote + titanite + pentlandite + pyrite ±quartz ± magnetite in the Fraser mine Epidote Zone. The concentrically zoned Epidote Zone alteration has been further subdivided into facies that range from epidotized Footwall Breccia through actinolite-bearing rocks with few vestiges of original Footwall Breccia textures, to the most intensely altered magnetite-rich facies. Higher Fe³⁺ content in epidote in the most intensely altered rocks is compatible with the evolution of more oxidized fluids with time. Fe and Ni, in addition to Cu and PGE, have been mobilized. The 2- (L + V) and 3- (L + V + SC) phase fluid inclusions are similar in each of the deposit locations. Temperatures of first ice melting range from –64.9 to -42.3°C, indicating that the trapped fluids may be modelled in the system H₂O-NaCl-CaCl₂. Average salinities are high, between 20.8 to 34.4 NaCl wt.% eq., and show considerable overlap for each deposit. Isochores calculated from these data show a decrease in temperature range from the Epidote Zone (230 to 340°C) through Barnet (210 to 295°C) to the most distal Deep Copper Zone (175 to 280°C). The Cl-rich fluids deposited Cu and platinum-group elements in the Deep Copper Zone as a result of this thermal gradient. The high salinity fluid inclusions of the Sudbury North Range are similar to those from other high and intermediate temperature Cu-Ni-PGE deposits, and suggest that they were the result of late-stage hydrothermal activity within contact units of the Sudbury Igneous Complex.

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Alteration und die Rolle von Fluiden beim Absatz von Ni, Cu und Platingruppen-Elementen im Kontakt des Sudbury KOmplexes, Onaping-Levack-Gebiet, Ontario

Zusammenfassung Platingruppen-Elementen im Onaping-Levack-Gebiet der North Range der Sudburystruktur verbunden. Zwei signifikante Mineralassoziationen sind Amphibol (Aktinolith) und Epitot + Chlorit + Quarz + Albit ± K-Feldspat ± Calcit in der Nähe kupferreicher Gänge der Deep Copper Zone der Stratcona Mine und dem nahegelegenen BarnetVorkommen. In der Epidot-Zone der Fraser-Mine kommen Amphibol (Aktinolith -Ferroaktinolit) + Epidot + Titanit + Pentlandit + Pyrit + Quarz + Magnetit vor. Die konzentrisch zonierte Alteration der Epidotzone wurde weiter unterteilt in Facies, die von der epidotisierten Liegend-Brevkzie über Aktinolith-führende Gesteine mit Resten entsprechend der Entwicklung zunehmend oxidierter Fluide. Fe und Ni sind zusätzlich zu Cu und PGE mobilisiert worden. Die 2- (L + V) und 3- (L + V + SC) Fluid-Einschlüsse sind in jeder Lokalität ähnlich. Die Temperaturen des ersten Schmelzens von Eis schwanken von –64.9 bis –42.3 °C, und dies weist darauf hin, daß diese Fluide dem System H₂O-NaCl-CaCl₂ angehören. Die durschnittlichen Salinitäten sind hoch, zwischen 20.8 und 34.4 NaCl wt.% und zeigen beträchtliche Überschneidungen für jede Lagerstätte. Isochoren, die aus diesen Daten berechnet wurden, zeigen eine Abnahme der Temperaturen von der Epidot-Zone (230–340°C) durch Barnet (210–295°C) zu der am weitesten entfernten Deep Copper Zone (175–280°C). Die Cl-reichen Fluide lagerten, durch diesen thermalen Gradienten bestimmt, Kupfer-und Platingruppenelemente in der Deep Copper Zone ab. Die Fluid-Einschlüsse mit hoher Salinität der Sudbury North Range sind denen von anderen Kupfer-Nickel-PGE-Lagerstätten, die bei hohen bis intermediären Temperaturen gebildet wurden, ähnlich. Dies weist darauf hin, daß sie das Ergebnis von später hydrothermaler Aktivität in den Kontaktzonen des Sudbury-Komplexes sind.

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With 5 Figures