Die Herkunft des Mo,V, As und Cr im Wulfenit der alpinen Blei-Zinklagerstdtten

Zusammenfassung der Ergebnisse Zur Ermittlung der Herkunft der Elemente Mo, V, As, Cu, Cr und Ni, die teils im Wulfenit, teils im Vanadinit und Descloizit auf einigen alpinen Blei-Zinklagerstätten des Wettersteinkalkes enthalten sind, wurden 59 Proben von Mineralien und Nebengesteinen dieser Lagerstätten im Kohlebogen spektrographiert und etwa tausend Einzelbestimmungen durchgeführt. Außer den 6 erwähnten Elementen wurden die meisten Proben auch auf Pb, Zn, Cd, Mn, Fe, Co, Ti, Ba, Sr, Be, Al, Si, Ca und Mg untersucht, entweder zur Prüfung des Reinheitsgrades der Proben oder allgemein genetischer Verhältnisse wegen.Bei 6 verschiedenen alpinen Wulfeniten konnten spektrochemisch folgende Gehalte, die zwischen den angegebenen Werten stark schwanken, festgestellt werden: für V 0,02–0,8%, As 0,1–0,7%, Ca 0,007 bis über 5%, Cu < 0,0005 bis 0,01%. Ferner wurden in den Wulfeniten noch geringe Mengen von Mg, Fe, Mn, A1 und Si festgestellt (Tabelle 1, S. 698). Cr konnte nur in, einer von 6 Proben mit 0,003% bestimmt werden.Die spektrographische Analyse eines Vanadinits von Bleiberg zeigte unter anderem 0,01 % Ni und 0,03 % Cr an, die eines Descloizits von Eisenkappel 0,03 % Ni, 0,05 % Cu und 0,1 % Cr neben geringen Mengen von Na, K u. a. Elementen (S. 698).Nach dem geochemischen Untersuchungsbefund ist der Wulfenit auf den alpinen Blei-Zinklagerstättenkeine hydrothermale Bildung, wie bisher fast allgemein angenommen, sondernein Produkt der Oxydationszone. Auch die beiden auf einigen alpinen Blei-Zinklagerstätten neben Wulfenit vorkommenden Mineralien.Vanadinit undDeseloizit sind durch Vorgänge der Oxydationszone entstanden.     

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

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

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

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

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With 9 Figures     

Fe-Ti-Oxide assemblages in the basal parts of the Central Alpine Brenner Mesozoic,Tyrol/Austria

Summary Pseudorutile in the cores of strongly zoned ilmenite aggregates surrounded by titanhematite and rutile occurs in a metamorphic paleoweathering horizon locally covering the Austroalpine Oetztal-Stubai crystalline complex. Pseudorutile is believed to develop during early diagenetic alteration of ilmenite due to the incursion of marine groundwater. The accompanying Fe-Ti-oxide assemblages (magnetite, rutile, ilmenite, hematite) are subdivided into allothigenic, authigenic, diagenetic and metamorphic formations. The overlying clastic sediments (Upper Scythian) contain enrichments of magnetite which are interpreted as marine beach placers with reworked material of the paleoweathering horizon.

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Fe- Ti-Oxid-paragenesen an der basis des Brennermesozoikums, Tirol/Österreich

Zusammenfassung In einer das ostalpine Ötztal-Stubaikristallin lokal bedeckenden metamorphen Verwitterungszone wurde Pseudorutil im Kern von zonierten Ilmenit-Aggregaten nachgewiesen, die von einem Saum aus Ilmenithämatit und Rutil umgeben werden. Pseudorutil entstand wahrscheinlich durch eine frühdiagenetische Umwandlung von Ilmenit im Einflußbereich mariner Grundwässer. Die begleitenden Fe-Ti-Oxidparagenesen (Magnetit, Rutil, Ilmenit, Hämatit) wurden in allothigene, authigene, diagenetische und metamorphe Bildungen untergliedert. Magnetit-Anreicherungen in den überlagernden klastischen Sedimenten des Oberskyth können größtenteils als marine Strandseifenablagerungen durch Aufarbeitung von Material des Verwitterungshorizontes interpretiert werden.

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With 7 Figures     

K,U and Li abundances in ultramafic rocks of the Tethyan ophiolites

Summary K, U and Li have been determined in 28 ultramafic rocks of the Tethyan ophiolites from the Northern Apennines (Italy), the Hellenides (Greece) and the Dinarides (Yugoslavia). The analyzed rocks show a variable degree of serpentinization, which leads to an increase in the content of these elements. The behaviour of U during alteration of the ultramafic rocks differs from that of K and Li. The average original content of K, Li and U in the ultramafic rocks was about 15 ppm, 0.91 ppm, and <10 ppb.

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K-, U- und Li-Häufigkeiten in ultramafischen Gesteinen der Tethys-Ophiolithe

Zusammenfassung In 28 ultramafischen Gesteinen von Tethys-Ophiolithen aus dem nördlichen Appenin (Italien), den Helleniden (Griechenland) und den Dinariden (Jugoslawien) wurde K, U und Li bestimmt. Die analysierten Gesteine zeigen unterschiedliche Serpentinisierung, die zu einem Anstieg des Gehaltes an diesen Elementen führt. Das Verhalten des U während der Umwandlung der ultramafischen Gesteine unterscheidet sich von dem des K und Li. Der ursprüngliche Durchschnittsgehalt an K, Li und U in den ultramafischen Gesteinen war ungefähr 15 ppm, 0,91 ppm und <10 ppb.

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With 2 Figures     

Zur Geochemie einiger Pegmatite der Ostalpen

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

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Contribution to the geochemistry of some pegmatites in the Eastern Alps

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

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Mit 7 Abbildungen     

Metallogeny of the Rapakivi granites

Summary Two major types of ore deposits occur with Proterozoic rapakivi granite plutons: (1) greisen-, vein-, und skarn-type Sn(-W-Be-Zn-Cu-Pb) deposits associated with specialized late-stage granites, and (2) Fe oxide-Cu (-U-Au-Ag) deposits.The Sn-polymetallic deposits are usually hydrothermal greisen- and vein-type occurrences (Rondönia and Amazonas in Brazil, southeastern Missouri, southern Finland, the Ukraine, India); skarn-type deposits occur in the Pitkdranta ore field, Russian Karelia. The deposits are closely associated with topaz-bearing microcline-albite granites which occur as autometamorphosed late intrusive phases of the 1.0 to 1.7 Ga granite plutons and show the characteristics of Phanerozoic tin granites: high Sn, Li, Rb, Ga, Nb, and F, low Ba, Sr, Ti, and Zr, and a strong negative Eu anomaly. The anomalous geochemical character is interpreted to be in part magmatic, in part metasomatic in origin.The huge Olympic Dam deposit in South Australia is a hydrothermally mineralized hematite breccia complex in a 1.59 Ga rapakivi granite pluton. The deposit contains over 2000 million tons of ore with 1.6% Cu, 0.06% U₃O₈, 3.5 ppm Ag, and 0.6 ppm Au. The apatite-bearing Fe and Fe-Cu deposits of southeastern Missouri are associated with volcanics of the St. Francois Mountains ring complexes. The principal ore minerals are magnetite and hematite, locally also Cu sulphides. With more than 30 Fe deposits, the St. Francois Mountains constitute a major Fe provice.

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Metallogenese der Rapakivi-Granite

Zusammenfassung Mit proterozoischen Rapakivi-Granitplutonen treten zwei Haupttypen von Erzlagerstätten auf: (1) greisen-, gang- und skarnartige Sn(-W-Be-Zn-Cu-Pb)-Lagerstätten, die mit speziellen Graniten eines Spätstadiums verbunden sind und (2) Fe-Oxid-Cu (-U-Au-Ag)-Lagerstätten.Die Sn-Polymetall-Lagerstätten sind normalerweise hydrothermale greisen- und gangartige Vorkommen (Rondônia und Amazonas in Brasilien, SE Missouri, S Finnland, Ukraine, Indien), skarnartige Lagerstätten treten im Erzrevier von Pitkäranta in Russisch-Karelien auf. Die Lagerstätten sind eng mit Topas-führenden Mikroklin-Albit-Graniten verbunden, die als autometamorphisierte spätintrusive Phasen der 1,0 bis 1,7 Ga alten Granitplutone auftreten und die charakteristischen Merkmale von phanerozoischen Zinn-Graniten zeigen: hohes Sn, Li, Rb, Ga, Nb und F, niedriges Ba, Sr, Ti und Zr und eine stark negative Eu-Anomalie. Die Ursache des anomalen geochemischen Charakters wird zum Teil als magmatisch, zum Teil als metasomatisch interpretiert.Die riesige Lagerstätte von Olympic Dam in Südaustralien ist ein Komplex aus hydrothermal mineralisierter Hämatit-Brekzie in einem 1,59 Ga alten Rapakivi-Granitpluton. Das Vorkommen enthält über 2000 Millionen Tonnen Erz mit 1,6% Cu, 0,06% U₃O₈, 3,5 ppm Ag und 0,6 ppm Au. Die Apatit-führenden Fe- und Fe-Cu-Lagerstätten von SE Missouri sind mit Vulkaniten der Ringkomplexe in den St. Francois Mountains assoziiert. Die wichtigsten Erzminerale sind Magnetit und Hämatit, lokal auch Cu-Sulfide. Mit mehr als 30 Fe-Lagerstätten stellen die St. Francois Mountains eine bedeutende Fe-Provinz dar.

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With 3 Figures     

Effect of mineralogy and texture in the TiO2 pigment production process of the Tellnes ilmenite concentrate

Summary The mineralogy and textural relationships of the Tellnes ilmenite concentrate were determined to evaluate the effect of mineralogical characteristics of the raw material on sulphate-route TiO₂ pigment production. It was found that the presence of hematite exsolutions and their grain size, twinning, the amount of ferric iron in the ilmenite, and the grain size distribution of the feed material affected the solubility of the ilmenite concentrate. Structural discontinuities, such as twinning, favoured the leaching of ilmenite grains. Depending on the size and distribution of exsolved hematite, there is a good correlation between the degree of dissolution of ilmenite and the amount of exsolved hematite from ilmenite. On the other hand, the coarser the ilmenite grain in the digestion step is the lesser the solubility. The quantity of trace elements, such as Cr and V, and their provenances in the mineral lattices normally affect the quality of the pigment. Their concentrations in the Tellnes ilmenite, however, are associated with the exsolved hematite which does not go into solution. Mg affects the precipitation process, and the MgO content of the concentrate is 4% which is mainly bound in ilmenite lattices. In contrast, MgO rises to 10% in unreacted solids due to the accumulation of insoluble Mg-bearing silicates.

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Der Effekt von Mineralogie und Textur auf den Produktionsprozeß von TiO₂ Pigmenten aus Ilmenit-Konzentraten von Tellnes

Zusammenfassung Die Mineralogie und die texturellen Beziehungen der Ilmenit-Konzentrate von Tellnes wurden untersucht, um den Effekt der mineralogischen Charakteristika des Rohmaterials auf die sulfatische TiO₂ Pigmetproduktion zu evaluieren. Es wurde herausgefunden, dass die Anwesenheit von Hämatit-Entmischungen und deren Korngröße, Verzwilligung, der Anteil an dreiwertigem Eisen im Ilmenit und die Korngrößenverteilung des aufgegeben Rohmaterials die Löslichkeit des Ilmenit-Konzentrates beeinflussen. Strukturelle Diskontinuitäten, wie etwa Zwillinge, begünstigen das Auslaugen der Ilmenitkörner. In Abhängigkeit von der Größe und Verteilung des entmischten Hämatits, gibt es eine gute Korrelation zwischen dem Grad der Auflösung von Ilmenit und der Menge an entmischtem Hämatit im Ilmenit. Andererseits sinkt die Löslichkeit von Ilmenit mit Zunahme der Korngröße. Die Gehalte an Spurenelementen, wie etwa Cr und V und ihre Provenienz in den Kristallgittern beeinflussen normalerweise die Qualität des Pigments. Im Tellnes Ilmenit sind sie allerdings an den entmischten Hämatit gebunden, der nicht in Lösung geht. Magnesium beeinträchtigt den Ausfällungsvorgang. Der MgO-Gehalt des Konzentrats ist 4% und ist überwiegend an das Ilmenitgitter geknüpft. Im Gegensatz dazu steigt, infolge der Akkumulation der unlöslichen Mg-führenden Silikate, der MgO-Gehalt auf 10% in den nicht reagierenden Festphasen au.

     

Iron-formations and epigenetic ironstones in the Palaeoproterozoic Willyama Supergroup, Olary Domain, South Australia

Summary Iron-formations occur as massive to compositionally layered, Fe oxide-rich, concordant bodies in the Palaeoproterozoic Willyama Supergroup of the Olary Domain, South Australia. They have constitutional similarities to those occurring in the neighbouring Broken Hill Domain. The most abundant iron-formations are in the Quartzofeldspathic Suite and comprise magnetite-quartz assemblages (± hematite, barite, actinolite, apatite). Hematite, magnetite, albite, quartz, Ca(Na) amphibole(s), CaNaFe clinopyroxene and andraditic garnet are major constituents of rare calc-silicate iron-formations in the Bimba and Calcsilicate Suites, whereas magnetite, quartz, almandine-spessartine, manganoan fayalite, manganoan grunerite and apatite form manganiferous iron-formations in the Pelite Suite. The pronounced differences in mineralogy of the three iron-formation types are the result of regional metamorphism of diverse hydrothermal precipitates with variable elastic components, together with the local effects of high-temperature metasomatic alteration. Metasomatic fluids were produced as a result of devolatilisation of the evaporite-bearing volcanosedimentary sequence, during and following amphibolite grade metamorphism and deformation, which led to localised and regional-scale hydrothermal alteration. In places, there was extensive metasomatic reconstitution (veining, brecciation, replacement) of iron-formations and associated rocks, caused by high-temperature (350°–650°C), oxidising, saline fluids. The resulting epigenetic ironstones are dominated by magnetite-hematite-quartz with minor sulfides and display enrichment in Fe, Ti, Cu, Au, Sc, U, V, Y, Zn and HREE relative to parental iron-formations.

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Eisenformationen und epigenetische Eisensteine in der Paläoproterozoischen Willyama Supergroup, Olary Domäne, Südaustralien

Zusammenfassung Eisenformationen kommen als massige bis in der Zusammensetzung geschichtete, Eisenoxidreiche, konkordante Körper in der paläoproterozoischen Willyama Supergroup der Olary Domäne, Südaustralien, vor. Sie haben konstitutionelle Ähnlichkeiten mit Vorkommen in der benachbarten Broken Hill Domäne. Die häufigsten Eisenformationen befinden sich in der Quartzofeldspathic Suite and bestehen aus Magnetit und Quarz (± Hämatit, Baryt, Aktinolit, Apatit). Hämatit, Magnetit, Albit, Quarz, Ca(Na) Amphibol(e), CaNaFe Klinopyroxen und andraditischer Granat sind Hauptbestandteile von seltenen Kalksilikat-Eisenformationen in den Bimba und Calcsilicate Suites, während Magnetit, Quartz, Almandin-Spessartin, manganhaltiger Fayalit, manganhaltiger Grunerit und Apatit manganhaltige Eisenformationen in der Pelite Suite bilden. Die ausgeprägten Unterschiede in der Mineralogie der drei Typen von Eisenformationen sind durch Regionalmetamorphose von diversen hydrothermalen Ausfällungen mit variablen klastischen Komponenten verursacht worden, zusammen mit lokalen Wirkungen einer hock-Temperatur metasomatischen Alteration. Metasomatische Fluide wurden während und nach der Amphibolitmetamorphose und Deformation durch Devolatilisation der evaporithaltigen vulkanosedimentären Abfolge produziert, die sowohl zu lokaler, wie auch zu weiträumiger hydrothermaler Alteration führten. Örtlich kam es zu umfangreicher metasomatischer Rekonstitution (Gangbildung, Brekkzierung, Verdrängung) von Eisenformationen und assoziierten Gesteinen verursacht durch hoch-Temperatur (350°–650°C), oxidierte, saline Fluide. Die resultierenden epigenetischen Eisensteine bestehen hauptsächlich aus Magnetit, Hämatit, und Quarz mit Sulfiden und weisen eine Anreicherung in Fe, Ti, Cu, Au, Sc, U, V, Y, Zu und SREE relativ gegenüber den ursprünglichen Eisenformationen auf.

     

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     

Geochemistry of newly discovered quaternary Shiribeshi Volcano,Northeast Japan Sea

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

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Geochemie des neuentdeckten quartären submarinen Vulkans Shiribeshi im Nordöstlichen Japanischen Meer

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

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With 7 Figures     

K/Rb-, Ca/Sr- und K/Ti-Verhältnisse in basaltoiden Gesteinen der Ostalpen und benachbarter Gebiete

Zusammenfassung Es wurden 69 basaltische Gesteine aus dem ostalpinen und westkarpatischen Orogen sowie aus dem pannonischen Zwischengebirge röntgenfluoreszenzspektrometrisch auf K, Ca, Rb, Sr und Ti analysiert. Eine Auswertung der Korrelationsdiagramme K/Rb, Ca/Sr und K/Ti ergibt für verwandte Gesteine definierte Konzentrationsfelder. Die Alkaliolivinbasalte zeichnen sich, soweit sie nicht durch sekundäre Prozesse Veränderungen erfahren haben, durch relativ enge Konzentrationsfelder aus. Als Mittelwerte wurden für 30 Proben von Alkaliolivinbasalten (<2% K) von 12 verschiedenen Vorkommen erhalten: 1,39% K, 6,58% Ca, 1,57% Ti, 48 ppm Rb und 1015 ppm Sr.Die Basalte des Orogenrandes erscheinen weniger alkalisch. Im Orogenbereich kann eine stärkere Kontamination mit sialischem Material möglich sein. Basalte des Orogenbereiches und des pannonischen Zwischengebirges weisen anscheinend mit zunehmender Sialmächtigkeit eine stärkere Tendenz zur Alkalisierung auf.

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K/Rb-, Ca/Sr- and K/Ti-tatios in basaltic rocks of the Eastern Alps and neighbouring regions

Summary Using x-ray fluorescence spectrometry 69 samples of basaltic rocks from the Eastern Alps, the Western Carpathian Mountains, the Hungarian Plain, and the Bakony Mountains were analysed for the elements K, Ca, Ti, Rb and Sr. The correlation diagrams show defined concentration fields for similiar rock types. Alkaliolivine basalts, which are not influenced by secondary processes, are characterized by small concentration fields. The average values of 30 samples of alkali olivine basalts (<2% K), taken from 12 volcanoes, are: 1.39% K, 6.58% Ca, 1,57% Ti, 48 ppm Rb and 1015 ppm Sr.Some basalts of the orogene border seem to be less alkalic. A higher contamination with sialic material may be possible in the region of the orogene. Basalts from the region of the orogene and from the Hungarian Plain show a strong tendency towards the formation of alkali rich rock types. A relation to the thickness of the sial seems to be probable.

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Mit 4 Abbildungen     

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

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

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

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

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With 7 Figures     

The metamorphic and alteration history of West Rand Group shales from distal portions of the Witwatersrand Basin

Summary The maximum metamorphic grade in West Rand Group shales from three boreholes to the east and south of the Vredefort Dome is lower greenschist facies. In most samples the peak metamorphic assemblage consists of quartz + muscovite + chlorite, with the phyllosilicates defining a tectonic cleavage. In many of the samples more coarsely crystalline alteration zones that clearly crosscut both bedding and the tectonic cleavage overprint this assemblage. The alteration zones are localized around minor faults and shears where fluid ingress has occurred. Muscovite was not observed in these zones and the cleaved matrix assemblages has been replaced by assemblages consisting of pyrite + quartz ± chlorite ± stilpnomelane ± calcite ± carbonaceous matter ± Mn-garnet ± epidote ± chalcopyrite. In some of the alteration zones stilpnomelane is a very common product and appears to arise through the breakdown of chlorite + muscovite. K and Fe metasomatism are indicated during this reaction, as well as the obvious mobility of S, Cu and C. Assays on small samples indicate gold introduction into the shales during the alteration event. Chlorite thermometry was used to estimate the equilibration temperature of chlorite from the cleaved matrix and the alteration zones. Temperatures close to 300°C are indicated for both chlorite varieties, and for all three boreholes. These results, and the petrographic data, imply that fluid influx post-dated the formation of the tectonic cleavage, but occurred close to the peak of metamorphism. Comparison between the chlorite thermometry data from this study with those from similar studies in the goldfields indicates very similar peak metamorphic grades in both areas, suggesting that these metamorphic conditions may be typical of almost the entire basin. The one exception is obviously the amphibolite facies metamorphism exposed in the northwestern sector of the collar of the Vredefort Dome. Several recent studies have suggested that this metamorphism is representative of a widespread zone of higher grade metamorphism within the central portions of the basin. The results of this study indicate that this is unlikely to be the case and suggest that these amphibolite facies rocks are probably unique to the northern portions of the dome.

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Die Metamorphose- und Alterationsgeschichte von Peliten der West Rand Group im distalen Bereich des Witwatersrand Beckens

Zusammenfassung Dieser Artikel dokumentiert die Metamorphose und Alteration einiger Tonschiefer der West Rand Group, welche in drei Bohrkernen östlich und südlich des Vredefort Domes aufgeschlossen sind. In allen untersuchten Proben entspricht der maximale Metamorphosegrad der unteren Grünschiefer Fazies. Die maximalen metamorphen Bedingungen sind häufig durch die Mineralparagenese Quarz + Muscovit + Chlorit charakterisiert, wobei die Schichtsilikate eine ausgeprägte Schieferung definieren. Viele der Proben zeichnen sich durch gröber kristalline Bereiche intensiver Alteration aus, die sowohl die Schieferung als auch die Schichtung deutlich schneiden und in denen die metamorphe Mineralparagenese überprägt ist. Diese Alterationszonen befinden sich im Bereich von kleineren Störungen und Scherzonen, entlang derer Fluide eingedrungen sind. Muscovit fehlt in diesen Bereichen und die Matrixminerale sind durch die Paragenese Pyrit ± Quarz ± Chlorit ± Stilpnomelan ± Kalzit ± Kohlenstoff-haltiges Material ± Mn-Granat ± Epidot ± Kupferkies verdrängt worden. In einigen Alterationszonen findet man häufig Stilpnomelan, welcher möglicherweise auf Kosten von Muscovit und Chlorit gewachsen ist. Versuche, diese Reaktion mit Hilfe von gemessenen Mineralzusammensetzungen unter Annahme eines isochemischen Systems auszugleichen, scheiterten. Dies ist wahrscheinlich auf die Mobilität von K und Fe, sowie S, Cu and C zurückzuführen. Untersuchungen an kleinen Proben deuten darauf hin, daß die Alteration mit einer Goldanreicherung verbunden war. Die Abschätzung der Gleichgewichtstemperaturen von Chlorit der geschieferten Matrix sowie der Alterationszone mit Hilfe von Chlorit-Thermometrie ergab Temperaturen um 300°C für beide Chlorit-Varietäten aus allen drei Bohrkernen, Diese thermometrischen und petrographischen Daten sprechen dafür, daß die Fluidinfiltration nach Anlegung der Schieferung nahe dem Metamorphosehöhepunkt erfolgte. Ein Vergleich der Daten aus der Chlorit-Thermometrie dieser Studie mit den Ergebnissen ähnlicher Studien in den Goldfeldern ergibt sehr ähnliche metamporphe Bedingungen, was möglicherweise dafür spricht, daß diese Bedingungen typisch für das ganze Becken sind. Die einzige Ausnahme bildet offensichtlich die amphibolitfazielle Metamorphose in den nordwestlichen Randbereichen des Vredefort Domes. Einige neuere Studien spekulieren, daß diese Metamorphose eventuell für eine breite Zone höhergradiger Metamorphose im zentralen Teil des Beckens repräsentativ ist. Unsere Resultate deuten jedoch eher darauf hin, daß diese amphibolitfaziellen Gesteine auf den nördlichen Teil des Domes beschränkt sind.

     

Magnetites from a sulphide bearing iron ore formation in Sweden

Magnetite coexisting with sulphides from an iron ore formation in northern Sweden has been investigated with micro-probe and X-ray methods. The Mg/Mg + Fe ratio in magnetite can be correlated with the presence or absence of coexisting pyrite, indicating varying sulphur pressure in the rocks. Sulphurization of magnetite is assumed to be responsible for the introduction of Mg into the magnetite structure.

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Zusammenfassung Magnetit aus einem Eisenerz Nordschwedens, der zusammen mit Eisensulfiden vorkommt, wurde mittels Elektronen-Mikrosonde und Röntgenbeugung untersucht. Das Mg/Mg + Fe Verhältnis des Magnetits wurde zu der Anwesenheit oder dem Fehlen von Pyrit in Beziehung gesetzt. Es zeigt sich, daß unterschiedliche Schwefeldampfdrucke in den Gesteinen geherrscht haben müssen. Die Sulfidisierung des Magnetits wird für den Einbau des Mg in die Magnetit-Struktur verantwortlich gemacht.

     

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

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

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

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

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With 2 Figures

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

Ore mineral relations in the Cuyuna sulfide deposit,Minnesota

The Cuyuna sulfide deposit is located in south central Aitkin County in an outlying area of the Cuyuna Iron Range, Minnesota. The principal ore minerals are pyrrhotite and pyrite, whereas magnetite and marcasite are subordinate. In addition, sphalerite, chalcopyrite, arsenopyrite, ilmenite, covellite, hematite, and goethite are present in minor quantities. Four generations of pyrite two generations of marcasite and three generations of Magnetite have been recorded. The genetic and textural relations displayed by the ore minerals indicate that an iron formation, originally containing sedimentary sulfide and carbonate facies, was profundly modified through subsequent metamorphic and supergene events.

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Zusammenfassung Die Sulfidlagerstätte von Cuyuna liegt im Aitkin County, Minnesota, in einem Seitenzweig der Cuyuna Iron Range. Magnetkies und Pyrit sind die häufigsten Minerale, während Magnetit und Markasit untergeordnet vorkommen, neben geringeren Mengen von Zinkblende, Kupferkies, Arsenopyrit, Ilmenit, Covellin, Hämatit und Goethit. Vier Generationen von Pyrit, zwei von Markasit und drei von Magnetit wurden beobachtet. Ihre Herkunft ist abgeleitet und die gegenseitigen Beziehungen gedeutet, insbesondere eine hier zum erstenmal festgestellte Relation zwischen Markasit und bestimmten Pyritgenerationen. Aus den Gefügemerkmalen dieser Erze wird ihre Entstehung wie folgt gedeutet: Es handelt sich um eine ursprüngliche Eisenerzformation mit sulfidischer und carbonatischer Facies; diese Formation wurde umgestaltet durch metamorphe und deszendente Prozesse.

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This paper was presented at the International Meeting of the GAC, MAC, MSA, and AZOPRO, at Queen's University, Kingston, Ontario, Canada, August 18 — September 6, 1967.     

Petrological study and radiometric age determination of the migmatites in the Penninic rocks of the Zillertaler Alpen (Tyrol/Austria)

Summary Migmatites are very common in the Penninic Zentralgneis series of the Western Tauern Window. Nebulitic migmatites occurring near the Berliner Hütte (Zillertaler Alpen) have been studied by petrological and geochronological methods in order to determine the conditions and time of their formation. These migmatites occur in an area in which Alpine metamorphism attained its highest grade.An Rb/Sr isochron for the migmatites yielded a Hercynian age of 283±28 m.y. This age probably corresponds to the climax of Hercynian metamorphism in the Penninic area of the Tauern Window. Rb/Sr age determinations on the phengites and biotites of these migmatites give ages of 21 and 14 m.y., respectively. These ages are the result of cooling of the rocks below 500°C and 300°C, respectively, during Alpine times.From the chemical composition of the migmatites a solidus temperature of about 670°C at 4 kb is inferred. Consideration of oxygen isotope and mineral stability data for minerals formed during high grade Alpine metamorphism indicates that these P-T conditions were not achieved during Alpine times. This also supports a pre-Alpine age for the migmatization.

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Petrologische Studie und radiometrische Altersbestimmung an penninischen Migmatiten der Zillertaler Alpen (Tirol, Österreich)

Zusammenfassung In den penninischen Zentralgneisarealen des westlichen Tauernfensters treten weit verbreitet Migmatite auf. Für die Migmatisation wurde sowohl ein prä-alpidisches als auch ein alpidisches Alter angenommen. Zur Festlegung des Alters der Migmatisation wurden die in der Nähe der Berliner Hütte auftretenden nebulitischen in-situ gebildeten Migmatite petrologisch untersucht und ihr Bildungsalter geochronologisch bestimmt. Diese Migmatite liegen in dem Gebiet höchstgradiger alpidischer Metamorphose. Eine Rb/Sr-Isochrone ergab für diese Gesteine ein herzynisches Bildungsalter von 283±28 m.y. Dieses Alter entspricht wahrscheinlich dem Höhepunkt der herzynischen Metamorphose. Rb/Sr-Altersbestimmungen an den Phengiten und Biotiten ergaben für die Abkühlung dieser Gesteine unter 500 bzw. 300°C ein alpidisches Alter von ca. 21 bzw. 14 m.y.Aus der chemischen Zusammensetzung der Migmatite und einer Druckabschätzung für die herzynische Metamorphose von ca. 4 kb ergibt sich für das Leukosom der Migmatite eine Solidustemperatur von ca. 670°C.Aus den Stabilitätsbeziehungen alpin gebildeter Minerale, den¹⁸O/¹⁶O Temperaturen und der Soliduskurve des Leukosoms der Migmatite ergibt sich, daß eine alpidische Migmati sation selbst unter den Bedingungen der höchstgradigen alpidischen Metamorphose nicht möglich ist.

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With 8 Figures     

Geochemistry and origin of the Proterozoic ultrapotassic rocks of the Churchill Province,Canada

Summary Early Proterozoic ultrapotassic dikes, lava flows, and pyroclastic rocks of the Christopher Island Formation (CIF) erupted throughout an area 600 × 300 km within the Churchill Province of the Canadian Shield at 1.84 Ga. The rocks range from mafic lamprophyres (mg # 60; SiO₂ 47–54%, mean K₂O/Na₂O > 4) with phenocrysts of phlogopite + diopside + apatite ± olivine ± magnetite, to phenocryst-poor felsic rocks and sanidine porphyries (SiO₂55–69%). All samples have high incompatible element contents and display large depletions of high field strength elements relative to K, Rb, Sr, Ba, and Th. The CIF has geochemical and petrographic characteristics of both minettes and lamproites, but overall most closely resembles young Mediterranean lamproites. Felsic rocks of the CIF were produced by crystal fractionation and crustal contamination of mafic ultrapotassic magma, and include both high-silica lamproites strongly enriched in Zr, U, and Th, and weakly potassic to sodic rocks of trachytic composition. Flows and feeder dikes have relatively homogeneous _{Nd, 1840 Ma} (–6 to –11) but highly variable ES., 1840 Ma (–40 to + 100); samples classified as lamproites have higher average _Sr. Dike samples have highly variable present-day Pb isotope compositions, ranging from moderately to strongly nonradiogenic. Geochemical and isotopic data are consistent with contributions from depleted Archean lithospheric mantle, and OIB-type convecting mantle, both metasomatized by subduction-related processes during the Early Proterozoic. The lithospheric mantle probably contained Archean enriched domains as well. Proterozoic enrichment may have accompanied shallow underplating of subducted oceanic lithosphere beneath the Churchill Province during amalgamation of the Laurentian supercontinent. There are strong analogies in isotopic composition, and interpreted source region history, between the CIF and lamproites and minettes of the Wyoming Province and western Greenland, which suggest the existence of a Laurentian ultrapotassic superprovince.

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Geochemie und Entstehung der Proterozoischen ultrapotassischen Gesteine der Churchill Provinz, Kanada

Zusammenfassung Altproterozoische, ultrapotassische Gänge, Lavaströme und pyroklastische Gesteine der Christopher Island Formation (CIF), eruptierten in einem Gebiet von 600 × 300 km in der Churchill Provinz des Kanadischen Schildes vor 1.84 Ga. Die Zusammensetzung dieser Gesteine variiert von mafischen Lamprophyren (mg > 60; SiO₂ = 47–54%, durchschnittliches K₂O/Na₂O > 4) mit Phänokristallent von Phlogopit + Diopsid + Apatit + Olivin + Magnetit, bis zu phänokristallarmen felsischen Gesteinen und Sanidinporphyren (SiO₂ = 55–69%). Alle Proben zeigen hohe Gehalte an inkompatiblen Elementen und zeigen beträchtliche Verarmung an high field strength Elementen relativ zu K, Rb, Sr, Ba und Th. Die CIF hat geochemische und petrographische Eigenschaften sowohl von Minetten wie von Lamproiten, aber im allgemeinen ähnelt sie am stärksten jungen mediterranen Lamproiten. Felsische Gesteine der CIF wurden durch Fraktionierung und Krustenkontamination aus mafischen ultrapotassischen Magmen gebildet. Letztere umfassen sowohl siliziumreiche Lamproite, die deutlich an Zr, U und Th angereichert sind und schwach potassische bis sodische Gesteine von trachytischer Zusammensetzung. Lavenergüsse und zufuhrgänge zeigent ein relativ homogenes _{Nd, 1840 Ma} (–6 bis –11) aber ein sehr variables _{Sr, 1840 Ma} (-40 bis + 100); Proben die als Lamproite klassifiziert wurden, zeigent höhere durchschnittliche _Sr-Werte. Proben von Gängen haben sehr variable Bleiisotopen-Zusammensetzungen, die von mäßig bis stark nichtradiogen variieren. Geochemische und Isotopendaten weisen auf Beiträge aus verarmtem archaischen lithosphärischen Mantel und aus konvektierendem OIB-Typ Mantel hin, die beide während des Alproterozoikums durch Subduktions-Vorgänge metasomatisiert wurden. Der lithosphärische Mantel enthielt wahrscheinlich auch angereicherte archaische Domänen. Proterozoische Anreicherungsvorgänge dürften seichtes Underplating subduzierter ozeanischer Lithosphäre unter der Churchill Provinz während der Amalgamation des laurentischen Superkontinentes begleitet haben. Es gibt starke Analogien in der Isotopenzusammensetzung und in der interpretierten Geschichte der Ursprungsregion, zwischen den CIF und Lamproiten und Minetten der Wyoming Provinz, und des westlichen Grönland. Diese weisen auf die Existenz einer laurentischen ultrapotassischen Superprovinz hin.

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With 7 Figures     

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     

Noble metals segregation and fractionation in magmatic ores from Ronda and Beni Bousera Lherzolite Massifs (Spain,Morocco)

Summary Three types of mineralization are found in high-temperature lherzolite massifs of Southern Spain and Northern Morocco: (Cr) chromite, (Cr-Ni) chromite-nickel arsenide, (S-G) sulphide-graphite. The ore veins are distributed in this order from the plagioclase-lherzolite core to the garnet-lherzolite border of the massifs. These hightemperature ore assemblages (1200-600°C) have cumulate textures including orthopyroxene and/or cordierite as main silicate minerals.High average PGE concentrations are present in the Cr-Ni ores (2000 ppb) in relation to the Ni-arsenide abundance. The Cr ores have only 900 ppb PGE, and the S-G ores are PGE-poor (350 ppb). Gold roughly follows the PGE distribution: 13,000 ppb in Cr-Ni ores, 570 ppb in Cr ores, and only 88 ppb in S-G ores. The chondrite normalized PGE patterns of the Cr-Ni ores are chondritic, whereas those of the Cr and S-G ores have respectively negative and positive slopes. The Pd/Ir ratio strongly increases from the Cr ores (0.39) to the Cr-Ni and the S-G ores (2.7 and 3.4)). There are some (Os, Ru)S₂ inclusions in the chromite of the Cr ores. In the Cr-Ni ores, some minute Au, Au-Cu, and Au-Bi-Te grains are observed. No PGM have been found, except in a weathered Cr-Ni ore sample where abundant PGM (PtAs₂, IrAsS) are present., suggesting that PGE may be hidden as solid solution in the Ni-arsenide.The ore-forming magma probably has a mantle source-rock. The earliest chromites (Cr ores) contain Os-Ir-Ru mineral inclusions, whereas most of the gold and the remaining PGE with higher Pd/Ir ratio were partitioned into an immiscible As-S-liquid, which fractionated later into an earliest PGE-Au-rich NiAs-phase (Cr-Ni ores) and then a PGE-Au-poor MSS-phase (S-G ores).

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Abtrennung und Fraktionierung von Edelmetallen in magmatischen Erzen der LherzolitMassive von Ronda und Beni Bousera (Spanien, Marokko)

Zusammenfassung In den Hochtemperatur-Lherzolit Massiven von Süd-Spanien und Nord-Marokko kommen drei Typen von Vererzung vor: (Cr) Chromit, (Cr-Ni) Chromit-Nickelarsenid, (S-G) Sulfid-Graphit. Die Erzgänge sind in dieser Abfolge vom Plagioklas-Lherzolit Kern zum Granat-Lherzolit Rand der Massive angeordnet. Diese Hochtemperaturparagenesen (1200°-600° C) haben Kumulattexturen mit Orthopyroxen und/oder Cordierit als Hauptsilikatminerale.Hohe Durchschnittsgehalte an PGE kommen in den Cr-Ni Erzen (2000 ppb) vor, und diese stehen in Beziehung zur Häufigkeit der Nickel-Arsenide. Die Cr-Erze führen nur 900 ppb PGE und die S-G Erze sind PGE-arm (350 ppb). Gold folgt in ungefähr der PGE-Verteilung: 13000 ppb in Cr-Ni Erzen, 570 ppb in Cr Erzen, und nur 88 ppb in S-G Erzen. Die Chondrit-normalisierten PGE Verteilungen der Chrom-Nickel Erze sind chondritisch, während jene der Cr- und S-G Erze negative, bzw. positive Neigungen zeigen. Das Pd/Ir Verhältnis nimmt von den Cr-Erzen (0, 39) zu den Cr-Ni und den S-G Erzen (2,7 und 3,4) deutlich zu. Es gibt einige (Os, Ru)S₂ Einschlüsse in den Chromiten der Cr Erze. In den Cr-Ni Erzen, kommen winzige Einschlüsse von Au, Au-Cu und AuBi-Te Körnern vor. Keine PGM konnten nachgewiesen werden, mit Ausnahme eines verwitterten Cr-Ni Erzes wo reichlich PGM (PtAs₂,1rAsS) vorliegen. Dies weist darauf hin, daß PGE in fester Lösung in den Nickel-Arseniden gebunden sein könnten.Das erzbildende Magma dürfte dem Mantel entstammen. Die am frühesten gebildeten Chromite (Cr-Erze) enthalten Einschlüsse von Os-Ir-Ru Mineralen, während ein Großteil des Goldes und der verbleibenden PGE mit höheren Pd/Ir Verhältnissen in eine nicht mischbare As-S fluide Phase gingen; die letztere fraktionierte später in eine frühe PGE-Au-reiche NiAs-Phase (Cr-Ni Erze) und dann in eine PGE-Au-arme MSS-Phase (S-G Erze).

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With 6 Figures