Alpine-type gabbros within the Krivaja-Konjuh ultramafic massif in the ophiolite zone of the Dinarides,Yugoslavia

Summary Gabbros of two kinds, one related to dolerite and the other related to peridotite, are widespread in the Dinaride ophiolite zone. Gabbros within the Krivaja-Konjuh peridotite massif, along the Gostovii River and near Romanovac Mountain, exemplify the second kind. The gabbroic rocks range from feldspathic wehrlite and feldspathic dunite through troctolite and olivine gabbro to olivine-free gabbro, all of which are more or less serpentinized or uralitized.The gabbro is characterized by foliation and layering in which cumulus textures are well shown. Peridotite and gabbro intergrade and are interlayered, but in places feldspar seems to have been introduced metasomatically into peridotite along gabbro dikes. The gabbro masses, like their internal structures, parallel layering in the surrounding peridotite. Intrusive relations, however, are indicated by gabbro dikes in peridotite, and xenoliths of peridotite in gabbro. Absence of gabbro dikes in the surrounding Jurassic rocks shows that the gabbro was intruded into peridotite before both were emplaced tectonically.Chemically, the gabbros are typically alpine, with high ratios of CaO: Na₂O, high MgO: FeO ratios, and low K₂O and TiO₂. Plots of chemical composition suggest a close affinity between gabbro and olivine tholeiite and olivine basalt.It is proposed that a primary magma of olivine tholeiite composition was produced by partial melting of the upper mantle material below an ancient Jurassic(?) Mid-oceanic ridge at a depth of 35 to 70 km. The melt was moved to higher levels and it was intruded into the peridotites moving upwards and crystallization began at a depth below 30 km. The trends of differentiation processes have been disscused in detail.

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Alpinotype Gabbros innerhalb des Ultramafit-Massivs von Krivaja-Konjuh in der Ophiolith-Zone der Dinariden, Jugoslawien

Zusammenfassung In der Ophiolith-Zone der Dinariden kommen verbreitet Gabbros zweierlei Art vor: die eine steht zu Doleriten in Beziehung, die andere zu Peridotiten. Gabbros innerhalb des Peridotit-Massivs von Krivaja-Konjuh, längs des Flusses Gostoviéi und nahe dem Berg Romanovac sind Beispiele für die zweite Art. Die gabbroiden Gesteine variieren von Feldspat-führenden Wehrliten und Feldspat-führenden Duniten über Troktolithe und Olivin-Gabbros bis zu Olivin-freiem Gabbro; sie sind alle mehr oder weniger serpentinisiert oder uralitisiert.Der Gabbro ist durch Faltung und Bänderung, in der Cumulus-Texturen gut erkennbar sind, charakterisiert. Peridotit und Gabbro gehen ineinander über und zeigen Wechsellagerung, aber an manchen Stellen scheint der Feldspat längs Gabbrogängen metasomatisch in den Peridotit eingedrungen zu sein. Die Gabbromassen liegen ebenso wie ihre internen Strukturen parallel zur Schichtung der umgebenden Periodotite. Gabbrogänge in Peridotit und Xenolithe von Peridotit in Gabbro zeigen indessen intrusive Beziehungen an. Die Abwesenheit von Gabbrogängen in den umgebenden jurassischen Gesteinen zeigt, daß der Gabbro in den Peridotit vor deren gemeinsamen tektonischen Platznahme intrudierte.Vom chemischen Standpunkt aus sind die Gabbros typisch alpin, mit großen (CaO: Na₂O)- und (MgO: FeO)-Verhältnissen und kleinen TiO₂-und K₂O-Werten.Es wird vorgeschlagen, daß ein primäres Magma von olivintholeiitischer Zusammensetzung durch partielle Aufschmelzung von Material des Oberen Mantels unterhalb einer alten jurassischen(?) mittelozeanischen Schwelle in einer Tiefe von 35–70 km entstand. Die Schmelze wurde in höhere Niveaus bewegt und in die sich aufwärts bewegenden Peridotite intrudiert; die Kristallisation begann in einer Tiefe von unter 30 km. Die Tendenzen der Differentiationsprozesse werden im Detail diskutiert.

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With 7 Figures     

Sm-Nd and Rb-Sr isotopic systematics of the East Antarctic Manning Massif alkaline trachybasalts and the development of the mantle beneath the Lambert-Amery rift

Summary Rb-Sr and Sm-Nd isotopic investigations have been carried out on samples forming a sequence from the bottom to the top of a suite of K-rich olivine trachybasalts from the Manning Massif in the northern Prince Charles Mountains, East Antarctica. Several separate flows, each 3.5-6.5 m thick, occur as individual small outcrops and are related to the Lambert-Amery rift. Nd-Sr isotopic features of the volcanics are similar to those for lherzolite xenoliths from the Mesozoic alkaline ultramafic rocks of the adjacent Jetty Peninsula area, but the trace element abundances and patterns are consistent with the occurrence of minor phases such as apatite, amphibole, ilmenite and perovskite in the source region. According to Nd-Sr isotopic characteristics (¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd = 0.512026-0.512269;⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = 0.707765-0.708046), the trachybasalts were generated from an enriched mantle source. These features are suggested here to result from isotopic mixing between peridotite wall-rocks similar to the Jetty Peninsula xenolith samples and melts derived from ultramafic veins in the lithosphere. A synthesis from isochron and model ages on volcanics and xenoliths indicates formation of the lithosphere at about 1.2 Ga, followed by two episodes of subsequent enrichment at 0.91.0 Ga and ca. 0.6 Ga. The¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd values for the volcanics show a wide range, but are more enriched for the bottom part of the suite, becoming more depleted towards the top. This may be explained by a steadily decreasing vein/wall-rock ratio from 35% to 10% due to progressive heating of the source region. This variation in ENd is not accompanied by a corresponding increase in⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, which constrains both vein and wall-rock characteristics quite closely: the wall-rock was an enriched peridotite, whereas the vein assemblage comprised dominantly clinopyroxene and amphibole with a lesser, but essential, amount of phlogopite. REE-rich accessory phases such as apatite and perovskite were present in the vein, but were rare, so that the vein as a whole had high Sr/Nd. Rb-Sr age determination on Manning Massif bulk rocks gives an apparent isochron age of 40±1.2 Ma (I_Sr = 0.70762), although the age is probably falsified by the mixing processes during melting.

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Sm-Nd und Rb-Sr Isotopenuntersuchungen an alkalischen Trachybasalten des ostantarktischen Manning Massivs: Entwicklung des Mantels unter dem Lambert-Amery Rift

Zusammenfassung Sm-Nd- und Rb-Sr-Isotope wurden in einer Abfolge von K-reichen OlivinTrachybasalten im Manning Massiv in den nördlichen Prince Charles Mountains, Ost-Antarktis, untersucht. Proben wurden systematisch von mehreren sich überlagernden Lavaströmen genommen, die Mächtigkeiten von 3,5 bis 6,5 m erreichen und dem Lambert-Amery Rift zugeordnet werden. Nd-Sr Isotopenzusammensetzung der Vulkanite sind ähnlich wie in Iherzolithischen Mantelxenolithen aus alkalischen Ultramafiten der Jetty Halbinsel. Allerdings deuten die Spurenelementgehalte sowie die Spurenelementverteilungen auf die Anwesenheit von Apatit, Amphibol, Ilmenit und Perowskit in der Quellenregionhin. Nd-Sr Isotope der Trachybasalte (¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd= 0.512026–0.512269;⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = 0.707765–0.708046) weisen auf eine angereicherte Mantelzusammensetzung hin. Für die hier gefundenen Werte wird ein Mischungsmodell zwischen einem Peridotit-Nebengestein ähnlich wie in den Jetty Halbinsel Xenolithen und einer Schmelze vorgeschlagen, die aus ultramafischen Gängen innerhalb der Lithosphäre stammte. Die Kombination aus Isochronenalter und Modellalter der Vulkanite und der Xenolithe zeigt, daß nach der Bildung vor 1.2 Ga die Lithosphäre zwei Anreicherungsereignisse vor 0.9-1.0 Ga und 0.6 Ga erfahren hatte. Trotz der hohen Variation der¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd Verhältnisse ergeben sich für die unteren Lavaströme höhere Werte, während die oberen Bereiche an¹⁴³Nd verarmt sind. Dies kann auf eine stetige Abnahme des Gang/Peridotit Verhältnisses von 35% auf 10% zurückgeführt werden, das auf eine fortschreitende Aufheizung der Quellenregion hinweist. Die Variation im¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd System wird aber nicht von einem Anstieg des⁸⁷Sr/⁸⁶Sr Verhältnisses begleitet, was mit ähnlichen Werten sowohl für die Gänge als auch für den angrenzenden Peridotit erklärt werden kann: das Nebengestein bestand aus einem angereicherten Peridotit, während die Gänge hauptsächlich aus Klinopyroxen und Amphibol zusammengesetzt waren. SEE-reiche Phasen wie Apatit und Perowskit kamen in so geringen Mengen vor, daß die Gesamtzusammensetzung der Gänge hohe Sr/Nd-Verhältnisse hatte. Rb-Sr Altersbestimmungen an Gesamtgesteinen der Manning Massiv-Vulkanite ergeben eine scheinbare Isochrone von 40±1.2 Ma (I_Sr = 0.70762), obwohl diese Altersinformation vermutlich durch die Mischungsprozesse während des partiellen Schmelzens verfälscht ist.

     

Xonotlit und Pektolith aus basischen Gesteinen des Peridotitgabbrokomplexes im Zlatibor-Gebirge,Jugoslawien

Zusammenfassung Im westlichen Randgebiet des Zlatibor-Gebirges, im Tal des Flusses Lim, wurden in der Nähe des Ortes Bistrica in der Randzone einer kleineren Pyroxenitmasse gegen angrenzenden serpentinisierten Peridotit dünnere, milchweiße Adern gefunden. Sie bestehen aus Xonotlit und Pektolith. Der Xonotlit ist nach seinem äußeren Aussehen Chalcedon-ähnlich; von ihm werden die zentralen Teile der Äderchen eingenommen. Der Pektolith ist weiß und faserig; aus ihm bestehen die Ränder der Adern. Die Resultate der ausführlichen optischen, quantitativ chemischen, thermischen und röntgenographischen Untersuchungen sowie der Untersuchungen im infraroten Spektralgebiet stimmen mit bisher bestehenden Angaben für beide Minerale überein.Die Genesis dieser Minerale läßt sich auf die Umwandlung der basischen, primäre Calciumminerale enthaltenden Gesteine zurückzuführen. Es entstehen dabei in diesen Gesteinen aus Calciummineralen verschiedene sekundäre Minerale. Der Überschuß des Calciums und Siliciums wird unter den meso- bis katathermalen Umständen in der Form einfacher Adernparagenesen ausgeschieden.

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Xonotlite and pectolite from basic rocks of the peridotite-gabbro-complex in the Zlatibor-mountains, Yugoslavia

Summary In the Lim valley, at the western slope of Mount Zlatibor, near the village of Bistrica there is a minor pyroxenite mass surrounded by serpentinized peridotite. The border zone of pyroxenite contains milk-white viens composed of the rare minerals xonotlite and pectolite. Xonotlite is in its outer appearance similar to chalcedony and occupies the central parts of the veins. Pectolite is white and fibrous, and is confined to the outer parts of the veins.The results of detailed optical, quantitative chemical, thermal and x-ray examinations, and of infrared spectral analyses agree with the hitherto known data on both minerals.The origin of these minerals may be explained by alteration of basic rocks containing primary calcium minerals. Different secondary minerals can be formed from calcium minerals by such processes. The excess calcium and silica precipitate in the form of simple vein associations under the mesoto katathermal conditions.

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Mit 2 Abbildungen     

Internal structures of manganese nodules related to conditions of sedimentation

Summary Ten manganese nodules from a manganese nodule field in the northeast Pacific were chemically and mineralogically investigated.Two kinds of growth-zones could be observed within these nodules; according to structure they are called laminated zones and dendritic zones.Some correlations between sediment layers and manganese nodules zones could be observed, as follows:Dendritic zones in manganese nodules are products of diagenetic mobilization of metals from the sediment-they correspond to the sediment layers in which diagenetic processes took place.Laminated zones in manganese nodules are products of precipitation of hyroxides from sea water. They correspond to periods of sedimentation without diagenetic mobilization of metals.Ratios for Mn to Ni, Cu, Zn, and Mg are constant through different growth zones, independent of the form in which manganese occurs.Ratio for Co to Fe changes from laminated zones to dendritic zones.The only component which changes its content with diagenesis seems to be water: older parts of nodules contain less water than younger parts.Due to the described results the growth of manganese nodules can be adjusted in the geological record. The history of existent nodules begins within the sedimentation hiatus between Early Miocene and Late Pliocene. The sedimentation record is reflected in the structure of manganese nodules.

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Innerer Aufbau von Manganknollen im Vergleich zu den Änderungen der Sedimentationsbedingungen

Zusammenfassung Zehn Manganknollen aus einem Manganknollenfeld im Nordost-Pazifik wurden chemisch und mineralogisch untersucht.Zwei Arten von Wachstumszonen konnten innerhalb dieser Knollen beobachtet werden; sie wurden nach ihren jeweiligen Strukturen laminierte und dendritische Zonen genannt. Zwischen den Zonen in den Manganknollen und den Schichten im Sediment konnten Zusammenhänge beobachtet werden: Dendritische Zonen in den Manganknollen sind Produkte der diagenetischen Mobilisation der Metalle aus dem Sediment-sie entsprechen jeweils einer Sedimentschicht, in der sich frühdiagenetische Vorgänge abgespielt haben.-Laminierte Zonen in den Manganknollen sind Produkte der Ausfällung der Hydroxide aus dem Meereswasser. Sie entsprechen im Sediment den Perioden ohne frühdiagenetische Mobilisierung der Metalle.Die Verhältnisse von Mangan zu Nickel, Kupfer, Zink und Magnesium sind durch alle Wachstumszonen in den Knollen konstant, unabhängig davon, in welcher Form Mangan vorliegt. Das Verhältnis von Kobalt zu Eisen ändert sich von den laminierten zu den dendritischen Zonen.Die einzige Komponente in den Knollen, die ihren Anteil bei diagenetischen Prozessen ändert, ist Wasser: die älteren Zonen enthalten weniger Wasser als die jüngeren.Mit diesen Ereignissen läßt sich das Wachstum der Manganknollen in den geologischen Ablauf einordnen. Die Geschichte der heute vorhandenen Knollen beginnt während des aus der Geologie bekannten Sedimentations-Hiatus zwischen dem frühen Miozän und dem späten Pliozän. Die Sedimentationsgeschichte von diesem Zeitpunkt bis heute spiegelt sich im Aufbau der Knollen wider.

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With 20 Figures     

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.[

     

Some petrological features of Bosnian peridotitegabbro-complexes in the Dinaride zone of Yugoslavia

Summary The ophiolite zone of the Dinarides is part of the long gabbro-peridotitebelt stretching from the Alps to the Himalajas. It comprises plutonic rocks. ranging from peridotite to albite granite which intrude sediments of Jurassic (?) age (Diabase-Hornstein Formation) and are unconformably overlain by coarse-grained clastic sediments of Tithonian age.The principal plutonic rocks are alpine-type peridotite, represented by gneissic lherzolite and banded lherzolite with alternating olivinite and pyroxenite bands. Contacts between ultramafics and country rocks are distinctly tectonic and no contact phenomena have been detected. The banding of the ultramafics is dicordant with the long dimension of the larger rock units. It is presumed that the ultramafics were intruded into the Jurassic rocks as solid masses.Gabbro is about 5 percent as abundant as peridotite. It appears to be of two kinds, one related to peridotite, and the other related to dolerite. Feldspathic peridotite, troctolite, olivine gabbro and subordinate diallage gabbro are interlayered with, and grade into, feldspar-free peridotite. Compositional variations in the gabbro are obscure on a small scale and banding is not as easily recognized as in the ultramafic rocks.Gabbro related to dolerite forms distinct sill-like bodies in Jurassic sediments, frequently unrelated to ultramafic rocks. Rocks intruded by the sills are metamorphosed, unlike those along contacts with peridotite-related gabbro. The sills consist, predominantly of more or less amphibolized gabbrodolerite with subordinate gabbro-diorite, oligoclasite, albitite, albite syenite, and albite granite. The degree and trends of differentiation vary in different gabbro-dolerite masses.Amphibolites are as abundant as gabbro and occur mostly along contacts between ultramafics and Jurassic rocks. They appear to be of two kinds which can be correlated with the two kinds of gabbroic rocks.The two intrusive associations cannot be explained by a single magmatic process as proposed by the classical ophiolite hypothesis. All the relations suggest that the peridotite and associated gabbro were intruded in a nearly, if not quite solid state. They may have been derived from the basement of the Jurassic eugeosyncline made up of old Paleozoic formations or from the upper mantle.The gabbroic rocks associated with dolerite are cumulates formed by gravitational crystal settling from a primary tholeiite magma. The associated albite-containing rocks might be considered as final products of this fractionation, which also may have produced flows of spilite and subordinate keratophyre in the Jurassic sediments. It seems possible, however, that the soda-rich rocks could be a separate group formed from a hydrous spilitekeratopyre melt complementary to primary tholeiite magma. The gabbrodolerite rocks have been transformed into amphibolite of epidote amphibolite and low amphibolite facies by regional metamorphism.The interlayering of the amphibolite of higher metamorphic facies, containing labradorite and bytownite, with peridotite, suggests that they once were layered gabbro. This interlayering indicates a common origin. The relations of the banding and foliation indicate a good deal about the character of the flowage processes both in the amphibolite and in the ultramafics.

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Einige petrographische Züge bosnischer Peridotit-Gabbro-Komplexe der Dinariden-Zone Jugoslawiens

Zusammenfassung Die Ophiolith-Zone der Dinariden bildet einen Teil des langen Gabbro-Peridotit-Bogens, der sich von den Alpen bis zum Himalaya erstreckt. Sie umfaßt von Peridotit bis Albit-Granit reichende Erstarrungsgesteine, welche in Sedimente jurassischen (?) Alters intrudieren (Diabas-Hornstein-Formation) und welche diskordant von grobklastischen thitonen Sedimenten überlagert werden.Die verbreitesten Erstarrungsgesteine sind alpinotype Peridotite, die durch gneisartige Lherzolithe und gebänderte Lherzolithe mit abwechselnden Olivinit-und Pyroxenit-Bändern vertreten werden. Die Kontakte zwischen den Ultramfiten und den Rahmengesteinen sind eindeutig tektonisch—es wurden keinerlei Kontakterscheinungen gefunden. Die Bänderung der Ultramafite liegt diskordant zur Längserstreckung der größeren Gesteinseinheiten. Es wird angenommen, daß die Ultramafite als feste Massen in die jurassischen Sedimente intrudiert wurden.Die Gabbros machen mengenmäßig etwa 5 Prozent der Peridotite aus. Es scheint zwei Arten zu geben: Die eine hat Beziehungen zu den Peridotiten, die andere zu den Diabasen. Feldspat-führende Peridotite, Troktolithe, Olivingabbros und untergeordnete Diallaggabbros wechseln lagenweise mit Feldspat-freiem Peridotit und gehen in diesen über. In kleinem Maßstab sind Wechsel in der Zusammensetzung der Gabbros undeutlich, und die Bänderung ist nicht so leicht zu erkennen wie bei den ultramafischen Gesteinen.Die Gabbros, welche Beziehungen zu den Doleriten zeigen, bilden getrennte Lagergang-ähnliche Körper in jurassischen Sedimenten; sie zeigen häufig keine Beziehungen zu ultramafischen, Gesteinen. Im Gegensatz zu den Kontakten von Peridotit-verwandten Gabbros zeigen Gesteine, in welche Lagergänge intrudierten, Metamorphoseerscheinungen. Die Lagergänge bestehen hauptsächlich aus mehr oder weniger amphibolisierten Gabbro-Doleriten mit untergeordneten Gabbro-Dioriten, Oligoklasiten, Albititen, Albit-Syeniten und Albit-Graniten. Ausmaß und Richtung der Differentiation variieren in den verschiedenen Gabbro-Dolerit-Massen.Amphibolite sind ebenso häufig wie Gabbros und kommen meist an den Kontakten zwischen Ultramafiten und jurassischen Gesteinen vor. Es scheint zwei Arten zu geben, welche den beiden Arten gabbroider Gesteine zugeordnet werden können.Die zwei intrusiven Assoziationen können nicht durch einen einzigen magmatischen Prozeß erklärt werden, wie dies durch die klassische Ophiolith-Hypothese versucht wurde. Alle Beziehungen weisen darauf hin, daß die Peridotite und die damit assoziierten Gabbros im fast, wenn nicht sogar völlig festen Zustand intrudiert wurden. Sie können vielleicht aus der Basis der jurassischen Eugeosynklinale, die aus altpaläozoischen Formationen aufgebaut ist, oder aus dem oberen Mantel stammen.Die mit Doleriten verknüpften gabbroiden Gesteine sind Anreicherungen, die durch gravitative Kristallabsonderung aus einem primären tholeiitischen Magma entstanden sind. Die zugehörigen Albit-führenden Gesteine könnten als Endprodukte, dieser Fraktionierung, welche auch Ströme von Spilit und untergeordnet Keratophyr in den jurassischen Sedimenten erzeugt haben könnten, betrachtet werden. Es scheint indessen möglich, daß die Natriumreichen Gesteine eine eigene Gruppe bilden könnten, die aus einer zum primären tholeiitischen Magma komplementären, wasserreichen Spilit-Kerato-phyrschmelze entstanden. Die Gabbro-Dolerit-Gesteine wurden durch Regionalmetamorphose in Amphibolite der Epidot-Amphibolit-und der unteren Amphibolitfazies umgewandelt.Die Wechsellagerung der höher metamorphen Amphibolite, die Labrodor und Bytownit enthalten, mit Peridotit weist darauf hin, daß sie früher gebänderter Gabbro waren. Diese Wechsellagerung zeigt, einen gemeinsamen Ursprung an. Die Beziehungen zwischen Bänderung und Schieferung geben sowohl in den Amphiboliten wie in den Ultramafiten starke Hinweise über den Charakter der Strömungsprozesse.

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With 14 Figures     

Genesen von Graniten und Migmatiten auf Grund neuer Experimente

Zusammenfassung Die Genese von Graniten und Migmatiten wird in einem ursächlichen Zusammenhang mit regionaler hochgradiger Metamorphose gesehen. Deshalb wurde experimentell unter 2000 Atm H₂O-Druck die Metamorphose von verschiedenen Sedimentgesteinen durchgeführt, und zwar wurden außer Grauwacken vor allem verschiedene kalkfreie und kalkführende Tone behandelt, bei denen auch z. B. der Adsorption von Na⁺ in der Tiefe Rechnung getragen wurde.Es ergab sich, daß die höchstgradige metamorphe Fazies nur dann erreicht wird, wenn bei 2000 Atm H₂O-Druck die Temperatur größer als 630 ± 30° C gewesen ist. Die höchstgradige Mineralvergesellschaftung bleibt aber nur stabil bis 700 ± 40° C. Sobald diese Temperatur überschritten wird, beginnt der Bereich der Anatexis, d. h. der Metamorphit wird partiell verflüssigt. Das Auftreten einer Schmelzphase ist bei jenen p-t-Bedingungen zwangsläufig, wenn der Metamorphit Quarz und Feldspat enthält.Die zuerst gebildete Schmelze hat aplitische Zusammensetzung. Mit steigender Temperatur vergrößert sich meistens die Menge der Schmelze, und es verändert sich die Schmelzzusammensetzung, bis schließlich ein sogenannter Endzustand der Anatexis erreicht ist. Die Temperatur, bei der dieser Zustand erreicht ist, die Menge der Schmelze und ihre Zusammensetzung sind durch den quantitativen Mineralbestand des hochgradigen Metamorphits bedingt. Die Schmelzmenge beträgt mehr als die Hälfte, oft mehr als 2/3 und bisweilen über 80–90% des Metamorphits. Die weitaus am häufigsten gebildeten anatektischen Schmelzen, nämlich diejenigen, die bei der Anatexis ehemaliger Tonschiefer entstehen, sind granitisch-granodioritisch; Grauwacken liefern granodioritische oder tonalitische Schmelzen.Es geht aus den Experimenten hervor, daß ohne irgendwelche Materialzufuhr oder -abfuhr in der anatektischen Schmelze eine Anreicherung von Si und Alkalien (vor allem von Na) und eine Verarmung an Al, Mg und Ca gegenüber dem Ausgangsgestein eintritt. Letztere Elemente sind im nicht mit aufgeschmolzenen Restkristallin in Form von Cordierit, Biotit, Sillimanit, An-reichem Plagioklas und/oder Granat konzentriert.Es wird gezeigt, daß anatektisch gebildete granitische Schmelzen, wenn sie von dem kristallin gebliebenen Rest-Teil des ehemaligen Metamorphits getrennt sind, also mit ihm nicht mehr reagieren können, um mehr als 100° C überhitzt sein können; sie sind daher intrusionsfähig. Separierung der anatektisch gebildeten Schmelzen von dem kristallinen Rest über größere Bereiche führt zu homogenen granitischen Gesteinen. Konnte die Separierung nur im Bereich von cm und dm erfolgen, dann sind autochthone inhomogene granitische Gesteine oder Migmatite entstanden. Experimentelle Hinweise für das Zustandekommen der Mannigfaltigkeit der Textur bei Migmatiten werden gegeben.     

Pyroxene chemistry and evolution of alkali basaltic rocks from Burgenland and Styria,Austria

Summary The mineral chemistry of several Pliocene alkali basaltic rocks from Burgenland and Styria (Eastern Austria) have been investigated in order to determine the evolution path of the basalt magmas prior to eruption. With their wide range of substitutions, clinopyroxenes provide the best records of the evolution history of rocks. Pyroxene phenocrysts of the investigated basalts show both concentric and sector zoning. The investigation of sector zoned crystals shows, that not only Ti, Al and Fe contents are different in different sectors but there can be significant differences also in their Cr content. This fact apparently suggests that the distribution of Cr between clinopyroxene and melt could be influenced by crystallization kinetics.The depth of crystallization and differentiation of the basalts can be estimated from Ti and Al contents of clinopyroxene phenocrysts. From a combination of data on clinopyroxene composition, compatible trace element contents and mg-values of the rocks, it is concluded, that the alkali basalts of Pauliberg and Steinberg underwent slight olivine and clinopyroxene fractionation in shallow magma chambers prior to eruption, while the nephelinite of Stradnerkogel evolved mainly through clinopyroxene fractionation under high pressure conditions, probably in the upper mantle.

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Chemie der Pyroxene und Entwicklung von Alkalibasalten aus dem Burgenland und der Steiermark, Österreich

Zusammenfassung Einige pliozäne alkalibasaltische Gesteine aus dem Burgenland und der Steiermark wurden mineral-chemisch untersucht, um Aufschluß über ihre Evolution vor der Eruption zu erhalten. Klinopyroxene mit ihren vielfältigen Subtitutionsmöglichkeiten erlauben am besten eine Abschätzung der Evolution der Basalte. Pyroxen-Einsprenglinge der Basalte zeigen sowohl konzentrischen als auch sektoralen Zonarbau. Die von uns untersuchten Einsprenglinge zeigen in den verschiedenen Sektoren nicht nur unterschiedliche Gehalte an Ti, Al und Fe, sondern vielfach auch unterschiedliche Cr-Gehalte. Dies macht es wahrscheinlich, daß die Verteilung von Cr zwischen Klinopyroxen und Schmelze von der Kristallisations-Kinetik beeinflußt wird.Die Tiefe in der die Basalte kristallisierten und differenzierten kann von den Ti- und Al-Gehalten der Klinopyroxen- Einsprenglinge abgeschätzt werden. Die Zusammensetzung der Klinopyroxene im Verein mit den Gehalten an kompatiblen Spurenelementen und denmg-Werten der Gesteine erlauben den Schluß, daß die Alkalibasalte von Pauliberg und Steinberg vor ihrer Eruption eine geringfügige Olivinund Klinopyroxen-Fraktionierung in einer seichten Magmakammer erlebten. Der Nephelinit vorn Stradnerkogel hingegen erfuhr hauptsächlich eine Klinopyroxen Fraktionierung unter Hochdruck-Bedingungen, möglicherweise im oberen Erdmantel.

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With 8 Figures     

Platinum-group minerals in chromitites from the Eastern Rhodope ultramafic complex,Bulgaria

Summary The podiform chromitites investigated in the course of this study occur in intensely serpentinized dunites and peridotites of unknown age (paleozoic or older) within a metamorphic complex consisting of gneisses, amphibolites and marbles. Concentrations of platinum group elements (PGE) and the distribution of platinum group minerals (PGM) have been investigated in the chromitite occurrences of Dobromirci and Pletene.PGE concentrations in chromitites vary from 787 to 891 ppb (Dobromirci). The highest value was recorded in chromite ore from Pletene (1274 ppb). The enrichment is due to high contents of Os, Ir and Ru, whereas the contents of Rh, Pt and Pd are relatively low. The Ru-contents (480-600 ppb) are remarkable and correspond to the average content in chondrite Cl. Chondrite-normalized PGE distribution patterns of chromitites of both localities reveal a distinctly negative trend from Ru to Pd, which is typical for chromites from ophiolites.Irrespective of their chemical composition, most chromites carry numerous PGM inclusions which have formed during the magmatic stage at high sulphur fugacity (fs₂). In addition to laurite, the main mineral, there are sulpharsenides of Ru-Ir-Os (ruarsite, irarsite, osarsite).Textural aspects and the results of chemical analyses show that the concentration of PGE is not caused by substitution in the lattice of chromite, but by magmatic formation of discrete PGM before or contemporaneously with chromite. All PGM apparently remained unaltered. No evidence for remobilization or redistribution of PGE by serpentinization has been found.

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Minerale der Platinggruppe in Chromititen des Ultramafit-Komplexes des Ost-Rhodopen Massivs, Bulgarien

Zusammenfassung Die untersuchten podiformen Chromite tretey in stark serpentinisierten Duniten und Peridotiten unbekannten Alters (paläozoisch oder älter) innerhalb eines hochmetamorphen Komplexes auf, der aus Gneisen, Amphiboliten und Marmoren besteht. In den Chromitit-Vorkommen von Dobromirci und Pletene wurden Konzentrationen der Elemente der Platingruppe (PGE) und die Verteilung der Minerale der Platingruppe (PGM) untersucht.Die PGE-Konzentration der Chromitite variiert zwischen 787 und 891 ppb (Dobromirci). Die höchste Konzentration wurde im Chromiterz aus Pletene (1274 ppb) gefunden. Die Anreicherung geht auf hohe Beteiligung von Os, Ir und Ru zurück, da die Gehalte an Rh, Pt und Pd relativ niedrig sind. Auffallend hoch sind die Ru-Gehalte (480-600 ppb), die dem mittleren Gehalt im Chondrit Cl entsprechen. Chondritnormalisierte PGE-Verteilungsmuster von Chromititen beider Lokalitäten zeigen einen stark negativen Trend von Ru zu Pd, der für Ophiolith-Chromite typisch ist.Unabhängig von ihrem Chemismus führen die meisten Chromite zahlreiche PGME-Einschlüsse, die sich magmatisch bei hoher Schwefelfugazität (fS₂) gebildet haben. Neben dem Hauptmineral Laurit, wurden Sulfarsenide von Ru-Ir-Os (Ruarsit, Irarsit, Osarsit) festgestellt.Texturelle Merkmale der PGM und Ergebnisse der chemischen Analysen führen zu der Schlußfolgerung, daß die Konzentration der PGE nicht auf eine Substitution in Chromit, sondern auf die Frühbildung der selbständigen PGM vor oder gleichzeitig mit den Chromiten zurückzuführen ist. Die PGM zeigen keine Alterationserscheinungen. Es wurden keine Hinweise für eine Remobilisation oder Umsetzung der PGE durch Serpentinisierung gefunden.

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With 7 Figures     

Evidence for constitutional supercooling from orthopyroxene - pigeonite - plagioclase relations in the Borgmassivet suite of western Dronning Maud Land,Antarctica

Summary The Kullen-type sills of western Dronning Maud land are up to 400 m thick and form part of the Meso- to Neoproterozoic Borgmassivet suite. They consist of a Basal, Cumulate, Central and Upper zone. The petrography of the Cumulate zone, with special emphasis on the occurrences at Hammer Heads in the Annandagstoppane area, is described. Microstructures, such as delicate chains of orthopyroxene primocrysts and an increase in grain size of plagioclase chadacrysts from the cores to the margins of postcumulus clinopyroxene oikocrysts, indicatein situ crystallization. Composite grains with orthopyroxene at the core, which is mantled, in turn, by inverted pigeonite, a second generation orthopyroxene and, on the outer margin, clinopyroxene in a reaction relation with the orthopyroxene, are sporadically developed.The relation between the composite structures and plagioclase nucleation and growth is investigated by the study of plagioclase grain size distributions, nucleation density and An compositions of plagioclase cores, which indicate that two periods of plagioclase nucleation occurred. The first period of nucleation, represented by plagioclase chadacrysts enclosed in primocrysts of orthopyroxene, occurred during supercooling following intrusion. Release of latent heat of crystallization resulted in an increase in magma temperature and a normal sequence of fractional crystallization in which orthopyroxene crystallization was succeeded by pigeonite. The second period of plagioclase nucleation depleted the interface liquid in the zone of crystallization of calcium. The composition of the interface liquid was thus changed from the compositional field from which pigeonite crystallized to that from which orthopyroxene crystallized (cf the liquidus boundaries in the system CaMgSi₂O₆-Mg₂SiO₄SiO₂ ofKushiro, 1972). This constitutional supercooling (Chalmers, 1964;Tiller, 1991) resulted in crystallization of orthopyroxene and the reverse crystallization sequence En-rich orthopyroxene -pigeonite - En-rich orthopyroxene, prior to reaction of the last-formed orthopyroxene with the liquid to form clinopyroxene and subsequent inversion of pigeonite. A possible crystallization sequence is discussed by making use of thespeculative Fo-Di-An-SiO₂ (forsterite-diopside-anorthite-silica) system ofMorse (1980).

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Orthopyroxen-Pigeonit-Plagioklas-Beziehungen in der Borgmassivet Suite des westlichen Dronning Maud Landes, Antarktis: Hinweise auf konstitutionelles Supercooling

Zusammenfassung Lagergänge des Kullen-Types im westlichen Dronning Maud Land sind bis zu 400m mächtig und sind Teil der meso- bis neoproterozoischen Borgmassivet-Abfolge. Sie bestehen aus einer basalen, einer Cumulat, einer zentralen und einer oberen Zone. Die Petrographie der Cumulat-Zone wird mit besonderer Betonung der Vorkommen von Hammer Heads im Annandagstoppane-Gebiet beschrieben. Mikrostrukturen, wie z.B. feinkörnige Ketten von Orthopyroxen-Primokristen und eine Zunahme in der Korngröße von Plagioklas-Chadakristen von den Kernen zu den Rändern in postcumulus Klinopyroxen-Oikokristen, weisen aufin situ Kristallisation hin. Zusammengesetzte Körner mit Orthopyroxen im Kern, der von invertiertem Pigeonit umgeben ist, einer zweiten Generation Orthopyroxen, und, am äußeren Rand, Klinopyroxen in Reaktionsbeziehung mit Orthopyroxen, kommen sporadisch vor.Die Beziehung zwischen diesen zusammengesetzten Strukturen und der Nukleation, sowie dem Wachstum von Plagioklas wurde durch das Studium der Plagioklaskorngrößen, der Nukleationsdichte und der An-Zusammensetzung von Plagioklas-Kernen untersucht. Diese weisen darauf hin, daß zwei Perioden von Plagioklas-Nukleation vorgekommen sind. Die erste Nukleationsperiode wird durch Plagioklas-Chadakristen, die in Primokristen von Orthopyroxen eingeschlossen sind repräsentiert, und fand während einer Phase von Supercooling im Anschluß an die Intrusion statt. Das Freiwerden latenter Kristallisationswärme führte zu einer Zunahme der Magmentemperatur und zu einer normalen Abfolge fraktionierter Kristallisation, in der auf die Orthopyroxen-Kristallisation Pigeonit folgte. Die zweite Phase der Plagioklasnukleation führte zu einer Verarmung der Schmelze an Kalzium in der Kristallisationszone. Die Zusammensetzung der Schmelze bewegte sich so aus dem Pigeonitfeld, in das, aus dem Orthopyroxen kristallisierte (siehe die Liquidus Grenzen im System CaMgSi2O₆-Mg₂SiO₄-SO₂ von Kushiro, 1972). Dieses konstitutionelle Supercooling (Chalmers, 1964;Tiller, 1991) führte zur Kristallisation von Orthopyroxen, und der reversen Kristallisationsabfolge En-reicher Orthopyroxen-Pigeonit-En-reicher Orthopyroxen, noch vor der Reaktion des zuletzt gebildeten Orthopyroxenes mit der Schmelze, das zur Entstehung von Klinopyroxen und zur anschließenden Inversion von Pigeonit führte. Eine mögliche Kristallisationsabfolge wird auf der Basis desspekulativen Fo-Di-An-SiO₂ (Forsterit-Diopsid-Anorthit-Quartz) Systems von Morse (1980) diskutiert.

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With 12 Figures     

Biotite from rapakivi

Summary This paper deals with the chemical composition of biotites from rapakivi granites. For this purpose, 61 chemical analyses of biotites from composite anorthosite-rapakivi plutons in the Fennoscandian and Ukranian shields were used. Figurative points of the biotite composition were plotted on diagrams designed for biotites byFoster (1960),Winchell (1949) andVelikoslavinsky (1972). Consideration of the diagrams shows that a) the biotites from rapakivi granites have exotic composition not characteristic of other biotites from other igneous rocks, b) that they belong to the annite-siderophyllite series and c) that they crystallized at low pressures and high temperatures. Model crystallization temperatures range from 760° (early intrusive phases) down to less than 435° (late intrusive phase).

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Biotit von Rapakivi

Zusammenfassung Diese Arbeit hat die chemische Zusammensetzung von Biotit aus Rapakivi Graniten zum Thema. 61 Biotitanalysen von Anorthosit-Rapakivi Plutonen aus dem fennoskandischen und ukrainischen Schild werden präsentiert. Die Zusammensetzung der Biotite wird unter Verwendung von Diagrammen, die vonFoster (1960),Winchell (1949) undVelikoslavinsky (1972) entwickelt wurden, diskutiert. Diese Diagramme zeigen, daß a) Biotite aus Rapakivi eine, im Vergleich zu Biotiten aus anderen magmatischen Gesteinen, untypische Zusammensetzung haben, b) diese Biotite der AnnitSiderophyllit Serie zuzurechnen sind und c) diese Biotite bei niedrigem Druck und hoher Temperatur kristallisierten. Die Kristallisationstemperaturen reichen von 760° in den granitischen Frühphasen bis unter 435°C in den intrusiven Spätphasen.

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With 3 figures     

The effect of bulk rock composition on the stability of amphibole in the upper mantle: Implications for solidus positions and mantle metasomatism

Summary The stability of pargasitic amphibole in the upper mantle is a function of water content and bulk rock composition, and under water-undersaturated conditions, the stability of amphibole controls the solidus position. Experiments in the system Tinaquillo peridotite +0.2% H₂O, a refractory peridotite under water-undersaturated conditions, show that amphibole is stable to 1030°C and 26 kb. In contrast, pargasitic amphibole is stable to 1150°C and 30 kb in Hawaiian pyrolite, a more fertile peridotite composition. This indicates that under water-undersaturated conditions, the most fertile part of a crystallizing mantle diapir with an inhomogeneous composition will solidify first while a more refractory component will contain an alkali-rich melt which will have the ability to metasomatize adjacent regions. The relative stabilities of amphibole in refractory and fertile bulk compositions may result in increasing rather than diminishing chemical contrasts in high temperature lherzolite, i.e. a process of metamorphic differentiation. Ti, Fe, Al and Na metasomatism can therefore be considered a normal occurrence associated with the upward migration and solidification of an H₂O-bearing mantle diapir.

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Der Einfluß der Gesamtgesteins-Zusammensetzung auf die Stabilität von Amphibol im oberen Mantel: Bedeutung für Solidus-Positionen und Mantel-Metasomatose

Zusammenfassung Die Stabilität pargasitischer Amphibole im oberen Mantel ist eine Funktion von Wassergehalt und Gesamtgesteins-Zusammensetzung. Unter wasser-untersättigten Bedingungen, kontrolliert die Stabilität von Amphibol die Solidus-Position. Experimente in dem System Tinaquillo Peridotit +0,2% H₂O, einem refraktären Peridotit unter wasser-untersättigten Bedingungen, zeigen daß Amphibol bis 1030°C und 26 Kb stabil ist. Im Gegensatz dazu ist pargasitische Hornblende in einem Hawaii-Pyrolit, von mehr fertiler Peridotit-Zuammensetzung, bis 1150°C und 30 Kb stabil. Das zeigt, daß bei wasser-untersättigten Bedingungen der am meisten produktive Teil eines kristallisierenden Mantel-Diapirs mit inhomogener Zusammensetzung sich zuerst verfestigen wird, während eine mehr refraktäre Komponente eine alkali-reiche Schmelze enthalten wird, die wiederum die Fähigkeit hat, umliegende Bereiche metasomatisch zu beeinflussen. Die relativen Stabilitäten von Amphibol in refraktären und fertilen Gesamtzusammensetzungen können dazu führen, daß die chemischen Gegensätze in Hochtemperaturlherzoliten eher zunehmen als abnehmen, d. h. ein Prozeß metamorpher Differentiation. Ti, Fe, Al und Na Metasomatose können deshalb als ein verbreiteter Vorgang, der mit der Aufwärtsbewegung und Verfestigung eines H₂O-führenden Mantel-Diapirs assoziiert ist, betrachtet werden.

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With 4 Figures     

Laminated olivine spinifex textures in the Mount Ayliff intrusion,South Africa

Summary A thin layer of spinifex troctolite occurs in the middle of the lherzolite unit of the Mount Ayliff Intrusion, South Africa. Olivine crystals reach 1 cm in length, have an aspect ratio up to 20, and lie parallel to the contact. This layer is considered to be intrusiveinto a pre-existing package of cumulates rather than to represent a layer which formed at the liquid-crystal interface of the magma chamber. The crystals define a planar, not linear, fabric, which is interpreted to indicate that the elongated crystals grewin situ and were not concentrated by flow differentiation as this would produce a linear fabric. It is suggested that this texture formed as a result of crystallization under conditions of relatively slow cooling and minimal supercooling. Under these conditions growth rate is high, whilst nucleation rate is low, producing few large crystals. Perpendicular growth is inhibited under these conditions by the absence of a supercooled zone within the boundary layer.Low concentrations of incompatible lements in this rock indicate that chemically it is a cumulate. This composition was produced as a result of migration of the residual liquid away from the olivine-plagioclase crystal mush, rather than by mechanical accumulation of the olivine and plagioclase.

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Laminierte Olivin-Spinifexstrukturen in der Mount Ayliff-Intrusion, Südafrika

Zusammenfassung In der Mitte der Lherzolith-Einheit der Mount Ayliff-Intrusion, Südafrika tritt eine dünne Lage aus Spinifex-Troktolith auf. Olivin-Kristalle erreichen eine Länge von 1 cm, haben ein Seitenverhältnis bis zu 20 und liegen parallel zum Kontakt. Diese Lage wird eher als Intrusion in ein bereits bestehendes Paket aus Kumulaten interpretiert als eine Lage, die sich an der Grenze zwischen Schmelze und Kristallen in der Magmakammer bildete. Die Kristalle bilden ein planares, nicht lineares Gefüge, von dem angenommen wird, daß es ein Wachstum der elongierten Kristallein situ anzeigt, nicht jedoch eine Konzentration der Kristalle durch Fliess differentiation, welche ein lineares Gefüge bewirken würde. Diese Struktur dürfte auf Kristallisation bei relativ langsamer Abkühlung und minimaler Unterkühlung zurückgehen. Unter solchen Bedingungen ist die Wachstumsrate hoch, während die Keimbildungsrate niedrig ist, was zu wenigen, aber großen Kristallen führt. Senkrechtes Wachstum wird unter diesen Bedingungen durch das Fehlen einer unterkühlten Zone innerhalb der Grenzfläche verhindert.Die niedrigen Konzentrationen inkompatibler Elemente in diesem Gestein weisen dieses als Kumulat aus. Diese Zusammensetzung resultiert aus der Migration der Restschmelze weg vom Olivin-Plagioklas-Kristallbrei, anstatt aus mechanischer Akkumulation von Olivin und Plagioklas.

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With 5 Figures     

Mineralbestand und petrographische Kennzeichnung der dem variskischen Fichtelgebirgsgranit vorgelagerten Granitstöcke Reut bei Gefrees,Waldstein (mit Epprechtstein) und Kornberg

Zusammenfassung Die vorliegende Untersuchung konzentriert sich auf die drei kleinen Granitstöcke vom Kornberg, Waldstein (mit Epprechtstein) und Gefreeser Wald, die dem großen, hufeisenförmig erodierten Fichtelgebirgs-Granitkörper vorgelagert sind.Auf Grund thermometamorpher Kontakterscheinungen (Chiastolithschiefer Bei Gottmannsberg) sowie der kontaktmetamorph überprägten (altvariskisch-regionalmetamorphen) Glimmerschiefer und-quarzite (Reinersreuth, Kleiner Kornberg) geht der Intrusivcharakter dieser variskisch eingedrungenen Granite des nordwestlichen Fichtelgebirges eindeutig hervor.Im hohen Niveau des Dachbereiches der Reut wurden im Verlauf der Platznahme reichlich Hornfelsschollen des Rahmens aufgenommen. Dabei erfolgte durch mehr oder minder starke Assimilation des Nebengesteins in situ eine Veränderung der granitischen zu granodioritischer Schmelze. Rasche Abkühlung in Dachnähe führte zu kleinkörniger Textur.Im tieferen Niveau eines mittleren Stockwerks von Waldstein und Kornberg (mit abgetragener Rahmenüberdeckung) ist die Beeinflussung des intrudierenden Granitmagmas an eindeutigen Relikten und durch eine allgemeine Inhomogenität (Quarzknauern, Quarz-Biotit-Knollen, Biotit-Granat-Verschlierungen, Zirkonaltbestand) zu erkennen. Sie geben Hinweise auf Syntexis von Si-reichen Glimmerquarziten und K-, Al-, Mg-, Fe-, OH-haltigen Glimmerschiefern, deren hoher Wassergehalt die Schmelze für interne Bewegungsvorgänge noch mobiler machte. Die durch Syntexis und Differentiation saurer gewordene Schmelze (Auftreten von Pegmapliten) konnte langsamer und daher grobkörniger erstarren.

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Mineralogical composition and petrographic characterization of the granite bodies of Reut near Gefrees, Waldstein (with Epprechtstein) and Kornberg, situated NW of the Varistic Fichtelgebirge-granite

Summary The present investigation is concerned with three small magmatic bodies of Kornberg, Waldstein (incl. Epprechtstein) and Gefreeser Wald/NE-Bavaria, W-Germany; these granitic diapirs lie northwest of the great horseshoe shaped Fichtelgebirge-granite.The intrusive character of those Varistic granites is evidenced by the contact-metamorphic chiastolith-schists of Gottmannsberg as well as the contaminated micaceous schists and-quartzites near Reinersreuth and Kl. Kornberg.During emplacement the magma in situ differentiated from granitic to granodioritic by assimilation of wall rocks in the top of the magmatic chamber (Reut). Rapid cooling led to a fine-grained structure.In the deeper parts of an intermediate complex of Waldstein and Kornberg (from which the covering had been eroded) the influence of the intruding, contaminating and assimilating granitic magma is commonly marked by inhomogenity, especially relict structures (mortar quartzes, quartz-biotitenodules, biotite-garnet-streaks, metamorphic zircons). These relicts and reactions give evidence of the syntexis of Si-rich micaquartzites and K-, Al-, Mg-, Fe-, OH-bearing micaschists of Ordovician age. The higher water content of the melt increased the mobility of internal movements and convections. The resulting granitic melt, having become more acid due to syntexis and differentiation (appearance of pegmaplites), was able to cool more slowly, leading to the formation of normal coarse-grained granites.

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Mit 11 Abbildungen     

Magma mingling in late-Delamerian A-type granites at Mannum,South Australia

Summary The Mannum granite forms part of the Padthaway A-type granite suite, which intruded the Adelaide fold belt along with the Black Hill gabbroic complex just after the cessation of the Delamerian Orogeny. Included within the granite are microgranite blocks, inferred to be stoped pieces of a contaminated margin facies, and numerous mafic enclaves. These enclaves display a variety of globular and tear-drop shapes, are fine-grained, lack chilled margins and enclose and react with quartz and feldspar phenocrysts from the granite, suggesting they represent contemporaneous mafic magma that was mingling with the granite magma during intrusion. Modelled temperature-viscosity relationships show that, in order for these enclaves to behave in a plastic manner, the granite magma must have had a temperature in excess of 930 °C after thermal equilibration was achieved. The contemporaneity of mafic magmas resolves any thermal budget problems arising out of the formation of these high-temperature granites, and a considerable mantle flux is implied during their genesis, consistent with gravity data and the presence of the Black Hill gabbros.The enclave compositions range from dolerite and quartz-diorite to leucocratic varieties, and, together with the Mannum granite, the other Padthaway granites and rocks from the Black Hill gabbroic complex, define a tholeiite-granophyre series (SiO₂ 49–74%). Although the composition of the enclaves has been modified by diffusion and hybridism; the coherency of this array augments thermal arguments for a genetic relationship between the mafic and felsic magmas. Nd and Sr isotope data on the host granite and enclaves (⁸⁷Sr/⁸⁶ Sri 0.7041–0.7060;Nd_i + 4 to –2) do not favour a crustal origin for any of the rocks. Rather, incompatible element plots indicate the A-type granites crystallized from highly fractionated magmas, consistent with rapid decreases in Eu/Eu* at relatively constantNd_i The high Eu/Eu*, highNd_i end of this trend projects into the array for the associated mafic rocks. This suggests the A-type granites of the Padthaway suite may have resulted from segregation of evolved residual interstitial liquids which form chemically and isotopically similar granophyre in the Black Hill gabbroic plutons.

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Magma-Mischung in spät-Delamerischen A-Typ Graniten in Mannum, Süd-Australien

Zusammenfassung Der Mannum-Granit bildet einen Teil der Padthaway Suite von A-Typ Graniten, die zusammen mit dem Black Hill Gabbro-Komplex unmittelbar nach dem Ende der Delamerischen Orogenese in den Adelaide-Fold Belt intrudiert wurden. Im Granit kommen Blöcke von Mikrogranit die als aus dem Dach stammende Teile einer kontaminierten Randfazies interpretiert werden, sowie zahlreiche mafische Enklaven vor. Letztere zeigen eine Vielfalt von rundlichen und wassertropfenförmigen Formen, sind feinkörnig, zeigen keine abgeschrägten Ränder und enthalten, und reagieren mit, Quarz und Feldspatkristallen aus dem Granit. Dies legt nahe, daß sie gleichzeitigem mafischem Magma zuzuordnen sind, das mit dem granitischen Magma während der Intrusion gemischt wurde. Modellierte Temperatur-Viskositätsbeziehungen zeigen, daß das granitische Magma eine Temperatur von mehr als 930 °C gehabt haben muß, nachdem thermisches Gleichgewicht erreicht war — sonst hätten die Enklaven sich nicht plastisch verhalten können. Die Gleichzeitigkeit der mafischen Magmen macht es möglich, Probleme des thermischen Budgets zu lösen, die sich aus der Bildung dieser Hochtemperatur-Granite ergeben. Ein beträchtlicher Mantel-Flux muß während ihrer Entstehung geherrscht haben. Dies steht in Übereinstimmung mit Schweredaten und mit dem Vorkommen der Black Hill Gabbros.Die Zusammensetzungen der Enklaven variieren von Dolerit und Quarz-Diorit bis zu leukokratischen Varietäten. Zusammen mit dem Mannum-Granit und mit den anderen Padthaway Graniten und Gesteinen aus dem Black Hill Gabbro Komplex definieren sie eine Tholeiit-Granophyr-Serie (SiO₂ 49–74%). Obwohl die Zusammensetzung der Enklaven durch Diffusion und Hybridisierung modifiziert wurde, treten thermale Argumente für eine genetische Beziehung zwischen dem mafischen und dem felsischen Magma in den Vordergrund. Nd und Sr Isotopen-Daten des Wirt-Granites und der Enklaven (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_i 0.7041–0.7060; Nd₁ + 4 to –2) sprechen nicht für eine krustale Herkunft dieser Gesteine. Die Verteilungsmuster inkompatibler Elemente zeigen, daß die A-Typ Granite aus einem stark fraktionierten Magma kristallisierten, und dies stimmt mit rascher Abnahme von Eu/Eu* bei relativ konstantem Nd_i überein. Die hohen Eu/Eu* und die Nd-werte dieses Trends fallen in den Bereich der assoziierten mafischen Gesteine. Dies zeigt, daß die A-Typ Granite der Padthaway-Gruppe auf die Segregation entwickelter residualer Schmelzen zurückgehen, die chemisch und isotopisch ähnlichen Granophyr in den Black Hill Gabbro-Plutonen bilden.

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With 10 Figures     

Granitic evolution of the Xihuashan-Dangping (Jiangxi,China) Tungsten-Bearing system

Summary Geochemical investigations have been carried out on the granites associated with the intragranitic wolframite vein type deposits of Xihuashan and Dangping (Jiangxi, China). The behaviour of major elements during evolution is identical to that of many evolved granites in orogenic provinces but trace elements and in particular REE indicate a complex magmatic and deuteric evolution. Partial melting or fractional crystallization fail to explain LREE and Eu depletions and HREE enrichments which are more likely due to volatile transfer. Sr isotopes give an age of 155±2 Ma and an initial ratio of 0.7169 excluding the involvement of wall-rock material in the generation of the granites. In addition they indicate that waters involved in the metasomatic and hydrothermal processes are not meteoric but rather magmatic. Suggestions for employment of the distinctive granite REE patterns for prospecting are given.

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Evolution der Granite im Gebiet der Wolframit-Lagerstätten von Xihuashan-Dangping (Jiangxi, China)

Zusammenfassung Die Wolframgänge von Xihuashan and Dangping (Jiangxi, China) setzen in granitischen Gesteinen auf. Die geochemische Untersuchung der Granite läßt eine Evolution der Hauptelemente erkennen, die identisch mit der von Graniten in Orogen-Provinzen ist. Die Verteilung der Spurenelemente und besonders der SEE weist jedoch auf eine komplexe magmatische und deuterische Entwicklung hin. Partielle Aufschmelzung oder fraktionierte Kristallisation können die Verarmung an LSEE und Eu und die Anreicherung an HSEE nicht erklären; letztere sind eher auf Transport in volatiler Phase zurückzuführen. Geologische Untersuchungen ergeben auf der Basis von Strontium-Isotopen ein Alter von 155±2 Mio. Jahren und ein Initialverhältnis von 0,7169; dies schließt die Beteiligung von Nebengestein bei der Granitgenese aus. Darüber hinaus zeigen diese Ergebnisse, daß die für hydrothermale und metasomatische Prozesse verantwortlichen Wässer magmatischen Ursprungs sind. Bestimmte Verteilungsmuster der SEE in Graniten lassen sich als Hilfmittel bei der Prospektion verwenden.

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With 9 Figures     

The Cima di Vila (Zinsnock) intrusion,eastern alps: Evidence for crustal melting,acid-mafic magma mingling and wall-rock fluid effects

Summary The Alpine (29 Ma) stock of Cima di Vila (CdV, Zinsnock), South Tyrol/Alto Adige, Eastern Alps consists of dominant granodiorites with a few tonalites. Late granitic and aplitic dykes cut the pluton, which also contains several microgranular mafic enclaves. Major, trace element and Sr isotopic data reported for samples of various lithologies indicate that mafic, intermediate and acidic magmas in the CdV intrusion are not all strictly comagmatic. Crustal melting of lower continental crust appears to explain better the mineralogical and geochemical characteristics of granodiorites. Mingling between salic and mantle-derived mafic magmas is responsible for the genesis of tonalites, whereas granites and aplites are the products of separation of residual liquid fromin situ crystallized granodioritic magma. Studies of mafic enclaves and adjoining host rocks indicate that mafic and acidic magmas interacted extensively during the emplacement and crystallization of the granodioritic mass. This interaction produced selective enrichments of some elements (Rb, K, Ba) in the mafic magmas at the expense of the nearby acid magmas. Partial crystallization of the mafic magma and equilibration between the residual liquid and the host granodioritic magma produced a depletion of LREE contents in the enclaves. Sr isotopic data indicate that equilibrium between acidic magma and enclaves was not reached, in spite of the large chemical exchanges between mafic blobs and host granodiorites. Late stage fluids from the wall-rocks had an important role in determining Sr isotopic composition of the latest crystallized granitic and aplitic melts.

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Die Cima di Vila (Zinsnock) Intrusion, Ostalpen: Krustenaufschmelzung, sauermafische Magmenmischung und Nebengesteins-Fluideffekte

Zusammenfassung Der appidische (29 Ma) Cima di Vila (Zinsnock) Pluton (CdV) in südtirol besteht hauptsächlich aus Granodioriten and wenigen Tonaliten. Späte granitische und aplitische Gänge durchsetzen den Pluton, der auch einige mikrogranulare malische Enklaven enthält. Haupt-, Spuren- and Sr-Isotopenanalytik belegen, daß die mafischen, intermediären and sauren Magmen in der CdV Intrusion nicht alle streng comagmatisch sind. Aufschmelzung der unteren kontinentalen Kruste erklärt die mineralogischen und geochemischen Charakteristika weitaus besser. Die Tonalite werden als Mischung saurer und mafischer (Mantel-) Magmen erklärt, während die Granite und Aplite Produkte einer Separation von Restschmelzen von einemin situ kristallisierten granodioritischen Magma repräsentieren.Eine Studie der mafischen Enklaven und der Nebengesteine zeigt außerdem eine intensive Interaktion der mafischen und der sauren Magmen während der Platznahme und Kristallisation des Granodioritkörpers. Diese Interaktion hatte eine selektive Anreicherung einiger Elemente (Rb, K, Ba) in den mafischen Magmen zur Folge.Teilkristallisation des mafischen Magmas und die Interaktion der Restschmelzen mit dem granodioritischen Wirtsmagma resultierten in einer LREE-Abreicherung in den Enklaven. Sr-Isotope zeigen, daß, trotz der weitldufigen Austauschprozesse zwischen dem sauren Magma and den Enklaven, kein Gleichgewicht errreicht wurde. Späte Fluide aus den Nebengesteinen spielten eine wichtige Rolle für die Sr- Isotopenzusammensetzungen in den spät kristallisierten granitischen und aplitischen Schmelzen.

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With 7 Figures     

Beitrag zur Kenntnis indischer Laterite

Zusammenfassung Es wurden zwei indische Lateritprofile untersucht. Die Lateritproben wurden soweit unverfestigt, in Korngrößenklassen zerlegt. Mit röntgenographischen. differentialthermoanalytischen und optischen Methoden wurde der Mineralbestand quantitativ bestimmt. Die Änderungen des Mineralbestandes und die Änderungen der Mineralverteilung wurde in den Lateritprofilen verfolgt.Die Lateritprofile sind auf quarzhaltigen Gesteinen, einem grobkörnigen Granit und einem feinkörnigen Quarz-Glimmer-Sandstein, entstanden. Als Ursache der Lateritbildung ist bei beiden Profilen die Verwitterung und Kaolinisierung des Ausgangsgesteins anzusehen. Bei dem Granit wurden die Feldspäte sowie die Hornblende und der Biotit, bei dem Sandstein wurde der Muskowit kaolinisiert. Der Quarz wurde mehr oder weniger stark korrodiert.Durch die Anreicherung von oxydischen und hydroxydischen Eisenmineralen in bestimmten Zonen der Verwitterungsprofile kam es zur Ausbildung typischer Lateritprofile mit konkretionsführenden bzw. pisolithischen Horizonten. Die Anreicherung von Eisenmineralen in diesen Horizonten ist durch Zufuhr von Eisen aus Verwittrungslösungen erfolgt. Das Eisen entstammt bei dem ersten Profil den verwitternden eisenhaltigen Mineralen des Granites, der Hornblende und dem Biotit. Bei dem zweiten Profil ist die Herkunft des Eisens aus verwitternden hämatitreichen Rindern des Sandsteines abzuleiten. An hydroxydischen Aluminiummineralen sind in beiden Lateritprofilen nur geringe Mengen Diaspur vorhanden.Auflösung von Kaolinit, Wanderung der Kaolinsubstanz und Neubildung von Fireclaymineral wurde in beiden Profilen nachgewiesen.     

Der Eukrit von Stannern

Zusammenfassung Die Beobachtungen beim Fall des Meteoriten von Stannern am 22. Mai 1808 werden zusammenfassend dargestellt. Der Eukrit von Stannern besitzt eine Porosität von 15 % und besteht nach mikroskopischen Beobachtungen aus ophitischen und brecciösen Partien, welche 33 Vol.-% Bytownit (An₈₄),11 Vol.-% Hypersthen (Fs₅₅), 49 Vol.-% Pigeonit (Fs₅₅En₃₅Wo₁₀), etwa 5 Vol.-% Quarz und geringere Mengen von Ilmenit, Troilit und Chromit enthalten. Alle these Mineralien werden näher beschrieben. Eine neue chemische Analyse wird mitgeteilt, die mit dem mikroskopischen Befund gut übereinstimmt. Aus einer Schmelze bildeten sick zuerst Bytownit und Hypersthen in nahezu eutektischem Mengenverhältnis. Danach wurde der Hypersthen unter gleiehzeitiger starker mechanischer Beanspruchung des ganzen Gesteins (Breccienbildung) zum größten Teil in Pigeonit umgewandelt und es kam zusätzlicher Pigeonit zur Abscheidung. Nach Abschluß der Breccienbildung entstanden als letzte Bildungen Quarz, Ilmenit und Troilit. In den letzten Phasen der Bildung spielten möglicherweise flüchtige Bestandteile eine Rolle, die heute nicht mehr im Meteoriten vorliegen. Die chemische Zusammensetzung des Eukrits von Stannern und die der übrigen Careichen Achondrite wird mit der der Chondrite und irdischen Basalte verglichen und es werden mögliche genetische Zusammenhänge diskutiert. Jedenfalls können Eukrite und Howardite nur auf nicht zu kleinen planetarisehen Körpern entstanden sein, wo Kristallisationsdifferentiation und lanusame Abkiihlung möglich waren. Die in der Atmosphäre gebildete Schmelzrinde der Steine von Stannern enthält viele Blasen, die durch des Sieden der Silikatschmelze erzeugt wurden. Aus dem Dampf schlug sick bei der Abkühlung in den Blasen und auf der Außenseite der Steine Wollastonit ab. Im Glas entstanden geringe Mengen Enstatit oder Klinoenstatit.     

Chemistry and mineralogy of podiform chromitite deposits,southern NSW,Australia: a guide to their origin and evolution

Summary Many small podiform chromitite deposits occur within two alpine-type serpentinite belts (of uncertain age) in southern NSW. Most of these deposits are enclosed in massive serpentinised chromite-rich dunite which cross-cuts primary layering within the main harzburgite body. In the western belt, the chromitites are all Cr-rich, whereas in the eastern belt there is a spectrum from Cr-rich to highly Al-rich chromitites, all of which have a fairly Complex geographic distribution. All of the chromitites are ophiolitic in character and the chemistry of both the chromitites and discrete chromite grains is reasonably Constant within a deposit, but varies widely between deposits. The REE concentrations are very low and lack any systematic geographic distribution. Most of the hromitites have an opholitic PGE signature, although some exceptions do occur and this is ascribed to localised remobilisation during serpentinisation. PIXE proton probe results show that the chromite grains are enriched, relative to the. serpentine fracture-fill, in Mn, Ni, Zn and Ga and depleted in As and Cu. Inclusions Completely enclosed within the chromite grains include Al-rich chromite, PGE-bearing nickel sulphides, palladian gold, forsteritic olivine, pargasitic amphiboles and a member of the gedrite/anthophyllite group. PGE-bearing fracture-fill phases include millerite, heazlewoodite, polydymite, chalcopyrite, trevorite, native gold, ruthenium, palladium and Ni₃Pt(?). Other fracture-fill phases include awaruite, magnetite, pentlandite, lizardite 6T, chrysotile 2M, antigorite, talc, clinochlore IIb, uvarovite garnet, diopside and ferritchromit. The chromitites were derived from a different magma than the peridotite and the present distribution of low Al, intermediate Al and high Al Chromitites reflects the spatial distribution of a progressively fractionating parental magma rather than different magmatic sources. Both the trace element and REE Chemistries of the chromitites yield little insight into the genesis of the chromitite pods and their distribution Could reflect either an inhomogeneous distribution in the parental magma or localised remobilisation during serpentinisation. During serpentinisation, PGE within the chromities and hostrock dunites and harzburgites were released, and precipitated within the crack seal breccia environment of the chromitites. Provided that the inclusions enclosed within the chromite grains formed in the presence of the same fluid as the chromite, this magmatic chromite and olivine forming liquid must have had a minor concentrated volatile-rich component. Subsequent serpentinisation of the chromitites was responsbile for the localised remobilisation of metals, PGE, S and the REE.

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Chemismus und Mineralogie von podiformen Chromitlagerstätten, Süd-NSW, Australien: Ein Schlüssel zu ihrer Entstehung und Entwicklung

Zusammenfassung Zahlreiche kleinere podiforme Chromitlagerstätten treten in zwei alpinotypen Serpinitingürteln unsicherer Altersstellung im südlichen NSW auf. Die meisten dieser Lagerstätten sind an serpentinisierte chromitreiche Dunite, die den primären Lagenbau der Harzburgitkörper durchsetzen, gebunden. Im westlichen Gürtel sind die Chromite Cr-reich, im östlichen reicht das Spektrum von Cr- bis Al-reichen Chromititen mit komplexer geographischer Verbreitung. Alle Chromitite zeigen ophiolitischen Charakter und die Zusammensetzung der Chromitite aber auch einzelner Chromitkörner ist relativ konstant innerhalb einer Lagerstätte. Sie variiert allerdings von Lagerstätte zu Lagerstätte. Die SEE Gehalte sind sehr niedrig. Eine systematische geographische Verteilung ist nicht erkennbar. Die meisten Chromitite zeigen ophiolitische PGE Verteilungsmuster, obwohl es auch Ausnahmen, die lokaler Remobilisation im Zuge der Serpentinisierung zugeschrieben werden müssen, beobachtbar sind. Ergebnisse von PIXE Protonensondenanalysen zeigen, daß die Chromitkörner im Vegleich zu den Serpentinitrißfüllungen an Mn, Ni, Zn und Ga angereichert und an As und Cu angereichert sind. Al-reiche Chromite, PGE-führende Nickelsulfide, Gold mit Palladium, Forsterit und pargasitische Amphibole, sowie Gedrit/Antophyllit sind als Einschlüsse in Chromit nachgewiesen. In PGE-führenden Rissen kommen Millerit, Heazlewoodit, Polydymit, Kupferkies, Trevorit, gedigenes Gold, Ruthenium, Palladium und Ni₃Pt(?) vor. Andere Phasen in diesen Rißfüllungen sind Awaruit, Magnetit, Pentlandit, Lizardit 6T, Chrysotil 2M, Antigorit, Talk, Klinochlor IIb, Uvarovit, Diopsid und Ferritchromit.Die Chromitite sind von einem anderen Magma als die Peridotite abzuleiten und die nunmehrige Verteilung von Al-armen bis Al-reichen Chromititen spiegelt die räumliche Verteilung eines fraktionierenden Ausgangsmagmas eher wider als unterschiedliche Magmenquellen. Spuren- und REE-Geochemie erlauben kaum Einblicke in die Genese der Chromititkörper. Ihre unregelmäßige Verteilung könnte entweder auf Inhomogenitäten des Ausgangsmagmas oder auf lokale Remobilisation im Zuge der Serpentinisierung zurückzuführen sein. Während der Serpentinisierung wurden PGEs in den Chromititen und dunitischen und harzburgitischen Nebengesteinen freigesetzt und in den ehromititischen crack-seal Brekzien wiederausgefällt. Unter der Annahme, daß sich die Einschlüsse in den Chromitkörnen in Gegenwart desselben Fluids wie die Chromite selbst gebildet haben, müssen die magmatischen Chromit- und olivinführenden Schmelzen mit einer volatilreichen Komponente koexistiert haben. Nachträgliche Serpentinisierung der Chromitite war für die lokale Remobilisation der Metalle, der PGEs, S und der REE verantwortlich.

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With 4 Figures