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

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

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

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

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With 4 Figures     

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     

Crystal population density in not stationary volcanic systems: estimate of olivine growth rate in basalts of Lanzarote (Canary Islands)

Summary We have collected pupulation density data of melanephelinite to olivine tholeiite lavas showing seriated olivine phenocrysts as the first, and often the only, phase occurring on the liquidus. The samples are from the island of Lanzarote, where large volumes of primitive basaltic magmas reach directly the surface from their source regions at a depth between 100 and 50 km. A minimum ascent speed of 1.0 ms^–1, corresponding to times of rise of the magmas in the order of 1 day, was estimated from the occurrence of mantle xenoliths. Modal data have been automatically collected from digitalized images of thin sections. The spatial size distribution densities of olivine show an exponential variation for small crystal dimensions and a nearly constant value for large ones. Theoretical analysis shows that this behaviour can be related to variations of nucleation and growth rate with undercooling. Parameters derived for olivine growth rate equation suggest a growth rate of about 3 x 10^–7 cm s^–1 for undercooling of about 30°C.[/ p]

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Kristall-populations-dichte in nicht-stationären vulkanischen systemen: Abschätzung der wachstumsraten von olivin in basalten auf Lanzarote (Kanarische Inseln).

Zusammenfassung Wir haben Populations-Dichte-Daten von Melanephelinit bis Olivin-Tholeiit-Laven, die Olivin-Kristalle als erste und oft einzige Phase am Liquidus zeigen, erarbeitet. Die Proben stammen von der Insel Lanzarote, wo große Volumina primitiver BasaltMagmen direkt von einer Ursprungsregion in einer Tiefe von 100-50 km an die Oberfläche kommen. Das Vorkommen von Mantel-Xenolithen weist auf eine minimale Aufstiegsgeschwindigkeit von 1.0 ms^–1 hin, und dies entspricht Aufstiegszeiten der Magmen in der Größenordnung von einem Tag. Modale Daten wurden automatisch von digitalisierten Bildern von Dünnschliffen gesammelt. Die räumlichen GrößenverteilungsDichten von Olivin zeigen eine exponentionelle Variation für kleine Kristalle und einen beinahe konstanten Wert für große Kristalle. Dieses Verhaltensteht mit Schwankungen der Nukleations- und Wachstumsraten bei Unterkühlung im Zusammenhang. Parameter, die sich für Olivin-Wachstumsraten ergaben, weisen auf Werte von ungefähr 3 × 10^–7 cm s^–1 für Unterkühlung von 30°C hin.[/ p]

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With 4 Figures     

Structural and chemical evolution of pseudotachylytes during seismic events

Summary The structural and chemical characteristics of pseudotachylytes generated during seismic events along a Pan-African fault zone in Kenya document an evolution consisting of two principal steps. In the first stage, crushing of the host rock during the onset of frictional sliding led to preferential disruption of biotite and hornblende, due to their low fracture toughness and low shear yield strength. The products of this first stage are preserved as thin cataclasite zones along the margins of the pseudotachylyte veins. Melting of the crushed host rock occurred during the second stage, due to the heat generated by frictional sliding, grain size reduction, and the release of water from biotite and hornblende. The chemical and mineralogical composition of the cataclasite and the increasing temperature during seismic slip were the main factors that controlled the composition of two chemically distinct pseudotachylyte melts. During rapid cooling, amphibole microlites (melt 1) and plagioclase microlites (melt 2) crystallized from the two pseudotachylyte melts.

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Die strukturelle und chemische Entwicklung von Pseudotachylyten während seismischer Ereignisse

Zusammenfassung Die strukturellen und chemischen Eigenschaften von Pseudotachylyten, die durch seismische Ereignisse entlang einer Pan-Afrikanischen Störungszone in Kenia erzeugt wurden, dokumentieren eine zweistufige Entwicklung. Im ersten Stadium, zu Beginn des Reibungsgleitens, führte die mechanische Zerkleinerung des Ausgangsgesteins zu einem bevorzugten Zerbrechen von Biotit und Hornblende, aufgrund ihrer geringen Bruch- und Scherfestigkeit. Die Produkte dieses ersten Stadiums sind in Form dünner Kataklasitzonen an den Rändern der Pseudotachylitgänge erhalten. Während des zweiten Stadiums kam es aufgrund der Reibungswärme, der Kornverkleinerung und dem bei der Zerstörung von Biotit und Hornblende freigesetzten Wasser zum Aufschmelzen des zermahlenen Gesteins. Die chemische und mineralogische Zusammensetzung der Kataklasite und die zunehmende Temperatur während des seismischen Gleitens waren die wesentlichen Faktoren, die die Zusammensetzung zweier chemisch unterschiedlicher Schmelzen kontrollierten. Während der schnellen Abkühlung kristallisierten Amphibol-Mikrolithe (Schmelze 1) und Plagioklas-Mikrolithe (Schmelze 2) aus den beiden Pseudotachylit-Schmelzen.

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With 8 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     

Multistage evolution of a volcanic suite in the Eastern Mecsek Mountains, Southern Hungary

Summary This paper proposes a magmagenetic model for the Lower Cretaceous volcanic rocksuite from the Eastern Mecsek Mountains in Southern Hungary based on both major and trace element analysis as well as mineralogical investigations.Trace element patterns of these volcanic rocks refer to a parental melt that originated from a re-enriched mantle. Relatively low Cr, Ni, and Mg# even in the least fractionated olivine-clinopyroxene basalts indicate fractionation of olivine and clinopyroxene prior to the ascent ofolivine-clinopyroxene basaltic magmas which is evident by glomeroporphyritic clinoproxenes with forsterite-rich olivines. Subsequent fractionation of some more 35% of the olivine-clinopyroxene basaltic magma resulted in the formation ofplagioclase basaltic magmas which are devoid of olivine. Instead plagioclase and opaques became the dominant crystallizing phases. After about 60% fractionationmugearites formed from the residual melt. These are depleted in Ni and Cr as well as in Fe, Ti, and V indicating the fractionation of additional Fe-Ti oxides.Tephriphonolitic dike-rocks formed by further fractionation totalling 70–80%, with apatite and feldspar as additional fractionating phases. Finally, thephonolites represent 15–20% residuum of the olivine-clinopyroxene basaltic melt which these calculations started with. They are characterized by strong depletion of Ti and V and all compatible elements; Zr/Hf ratios increase due to clinopyroxene and Fe-Ti oxide fractionation, P and middle rare earth elements are depleted due to apatite fractionation, and Sr, Ba, and Eu are depleted due to feldspar fractionation. Incompatible trace elements such as rare earth elements, Zr, Hf, Nb, Ta, and Rb reach maximum concentrations in the phonolites, yet their distribution patterns resemble still those of olivine-clinopyroxene basalts confirming their cogenetic relationship.The suggested crystallization sequence of olivine + clinopyroxene Fe-Ti oxides plagioclase indicates a high-pressure regime (> 5Kbar) in the magma chamber. Corroded and rimmed clinopyroxene-phenocrysts and the comparison of rims with matrix minerals suggest stepwise pressure release due to adiabatic ascent of magma batches and crystallization under varying conditions.The rocks are classified as within-plate alkali basalts and their fractionation products. Magma genesis is suggested to have been triggered by rifting of the passive European continental margin. Consequent compression indicated by uplift and erosion of the surface, however, prohibited the bulk magma from further ascent causing high-pressure fractionation with only small magma batches reaching the surface.

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Mehrphasige Entwicklung der Magmenabfolge im östlichen Mecsek-Gebirge, Süd- Ungarn

Zusammenfassung Anhand von Haupt- und Spurenelementanalysen sowie mineralogischen Untersuchungen wird ein magmagenetisches Modell für die Abfolge der Vulkanite im östlichen Mecsek-Gebirge (Süd-Ungarn) vorgeschlagen.Spurenelementverteilungsmuster dieser Vulkanite weisen auf eine Ausgangsschmelze aus einem wiederangereicherten Mantel hin. Relativ niedrige Cr- und Ni-Gehalte und niedrige Mg#, selbst in den am wenigsten fraktionierten Olivin Clinopyroxen-Basalten, zeigen eine Fraktionierung derOlivin-Klinopyroxen-basaltischen Magmen noch vor deren Aufstieg an, was durch glomerophyrische Klinopyroxene mit Forsterit-reichen Olivinen bestätigt wird. Die folgende Fraktionierung von weiteren 35% des Olivin-Klinopyroxen-basaltischen Magmas führte zuPlagioklas-basaltischen Magmen, die Olivin-frei sind. Statt Olivin wurden Plagioklas und Erzphasen die vorherrschenden kristallisierenden Phasen. Nach etwa 60% Fraktionierung bildeten sich aus der RestschmelzeMugearite. Diese sind an Ni und Cr sowie an Fe, Ti und V verarmt, was auf die zusätzliche Fraktionierung von Fe-Ti Oxiden zurückgeführt wird.Tephriphonolith-Gänge bildeten sich durch weitere Fraktionierung (70–80%), wobei Apatit und Feldspat als fraktionierende Phasen zunehmend wichtiger wurden. DiePhonolithe repräsentieren eine Restschmelze von 15–20% bezogen auf die Olivin-Clinopyroxenbasaltische Schmelze, die den Berechnungen zugrunde liegt. Sie zeichnen sich durch eine starke Verarmung an allen kompatiblen Elementen sowie Ti and V, durch steigende Zr/Hf-Verhältnisse aufgrund von Klinopyroxen- und Fe-Ti-Oxid-Fraktionierung, durch Verarmung an P und mittleren Seltenerdelementen durch Apatit-Fraktionierung und durch eine Abnahme von Sr, Ba und Eu durch Fraktionierung von Feldspäten aus. Inkompatible Spurenelemente wie die Seltenerdelemente, Zr, Hf, Nb, Ta und Rb erreichen in den Phonolithen Höchstwerte. Ihre Verteilungsmuster ähneln jedoch noch immer jenen der Olivin-Klinopyroxen-Basalte, was ihre kogenetische Beziehung bestätigt.Die ermittelte Kristallisationsfolge Olivin + Clinopyroxen Fe - Ti - Oxide Plagioklas spricht für Drucke > 5 Kbar in der Magmenkammer. Korrodierte Clinopyroxen-Phänokristalle mit Anwachssäumen, sowie der Vergleich der Anwachssäume mit Matrixmineralen, sprechen für einen schrittweisen Druckabfall durch adiabatischen Aufstieg einzelner Magmenschübe und Kristallisation unter sich ändernden Bedingungen.Diese Gesteine werden als Intraplatten-Alkalibasalte und deren Fraktionierungsprodukte klassifiziert. Wahrscheinlich wurde die Magmenbildung durch Dehnung im passiven Kontinentalrand Europas ausgelöst. Nachfolgende Kompression, angezeigt durch Hebung und Erosion der Oberfläche, verhinderte jedoch den weiteren Aufstieg der Magmen. Dies bewirkte eine Hochdruck-Fraktionierung, und nur kleine Magmenschübe konnten die Oberfläche erreichen.

     

Tennantite decomposition: Evidence from the Kedabek copper deposit,Azerbaijan

Summary A microscopic study of ores of the Kedabek deposit revealed unusual microtextures of intimate intergrowths of fine grains of chalcopyrite, fahlore (tetrahedrite), arsenopyrite and sphalerite. These textures result from fahlore (tennantite) decomposition. A detailed study of the chemical composition of earlier and later generations of ore minerals and the bulk composition of the products of decomposition of tennantite suggest that the decomposition of tennantite is due to an increase in the activity of antimony. The reason for such an increase is the crystallization of earlier generations of arsenopyrite and tennantite which caused a depletion of arsenic and an increase in the antimony/arsenic ratio in residual solutions.

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Die Zerfallsbedingungen von Tennantiten aus der Kedabek-Lagerstätte, Aserbaidschan, G.U.S.

Zusammenfassung Mikroskopische Untersuchungen von Erzen der Lagerstätte Kedabek belegen ungewöhnliche Mikrostrukturen, nämlich feinkörnige Verwachsungen von Zinkblende mit Kupferkies, Fahlerz (Tetraedrit) und Arsenkies, die durch den Zerall von Tennantit entstanden sind. Eine detaillierte chemische Untersuchung der verschiedenen Generationen von Erzmineralien und deren Gesamtchemismus führt zum Schluß, daß diese Umwandlung von Tennantit durch eine Zunahme der Aktivität des Antimons bedingt ist. Diese Zunahme ist durch die Kristallisation einer früheren Generation von Arsenopyrit und Tennantit verursacht, die zu einer Verarmung der Restlösung an Arsen und einer Erhöhung des Antimon/Arsen-Verhältnisses geführt haben.

     

A garnet-cordierite granite porphyry containing rapakivi feldspars in the Cabeza de Araya batholith (extremadura,spanish Hercynian belt)

Summary The garnet-cordierite granite porphyry is a large dyke associated with the Cabeza Araya batholith. The batholith shows S typology but with intermediate characteristics between the aluminous granite series, spatially and genetically related to the Hercynian regional metamorphism, and the calc-alkaline series of the Iberian massif. The granite porphyry is rich in megacrystic alkali feldspar often with rapakivi texture. Its mineralogy consists mainly of quartz + plagioclase + alkali feldspar + biotite I + cordierite I + garnet + biotite 11 + cordierite II ± muscovite + chlorite.Cordierite-garnet thermobarometry and stability relationships of ternary feldspars are used to estimate the T-P conditions of crystallization and the evolution of these rocks. The equilibrium temperature obtained from the cordierite-garnet pair is about 800°C (4 ± 0.5 Kb). This shows the xenocrystic origin of cordierite and garnet, in accordance with other geological and textural evidence. Garnet transformation, the genesis of Cordierite II and the formation of mantled textures are interpreted as the result of an isothermal decompression accompanying the emplacement of the porphyry.

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Eine Rapakivi-Feldspat führender Granat-Codierit-Granitporphyr aus dem Cabeza de Araya Batholith (Extremadura, Hereynischer Gürtel, Spanien)

Zusammenfassung Der Granat-Cordierit-Granit stellt einen mit dem Cabeza Araya Batholith assoziierten, mächtigen Gang dar. Der Batholith zeigt S-Typ Charakter, jedoch mit bergangsmerkmalen zu aluminösen Granitserien, und steht räumlich und genetisch im Zusammenhang mit der hercynischen Regionalmetamorphose und den Kalkalkaliserien des iberischen Massivs. Der Granitporphyr führt häufig Megakristalle von Alkalifeldspat, die oft Rapakivitextur zeigen. Die Mineralogie des Granitporphyr besteht aus Quarz + Plagioklas + Alkalifeldspat + Biotit 1 + Cordierit 1 + Granat + Biotit II + Cordierit II ± Muscovit ± Chlorit. Die P-T Bedingungen der Kristallisation und die magmatische Entwicklung dieserDie wurde, P-T Bedingungen der Kristallisation und die magmatische Entwicklung dieser Gesteine wurde, unter Anwendung der Cordierit-Granat Thermobarometrie und den Stabilitätsbeziehungen der Feldspäte, ermittelt. Die Gleichgewichtstemperatur aus Cordierit-Granat-Paaren beträgt um 800°C (4 ± 0.5 Kb). Dies zeigt die Bildung von Cordierit und Granat als Xenokristalle, in Übereinstimmung mit anderen geologischen und texturellen Merkmalen. Die Transformation des Granat. die Genese von Cordierit II und das Entstehen von mantled Texturen, kann als Resultat einer isothermalen Dekompression interpretiert werden, die die Platznahme des Porphyrs begleitet hat.

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With 5 Figures     

The Petrography and composition of phlogopite micas from the Blue Ball Kimberlite,Arkansas: A record of chemical evolution during crystallization

Summary The Blue Ball kimberlite, Scott County, Arkansas, contains between 23 and 36 modal % phlogopite. Phlogopite is present as phenocrysts, a groundmass phase, and as coronas around serpentinized olivine phenocrysts. Intermediate and reverse pleochroism, seen in phenocryst cores and the majority of groundmass phlogopites, can be correlated with the mineral chemistry. Reverse pleochroism, exhibited by phenocryst rims, rare groundmass grains, and phlogopites forming coronas around olivine, is generally accompanied by an increase in total Fe (as FeO) and a decrease in Al₂ O₃. Analyses of those phlogopites whoch exhibit reverse pleochroism have high cation totals, indicative of the presence of Fe³⁺. We suggest that these pleochroic schemes are a function of Fe³⁺ in the tetrahedral site, which is expressed in terms of T = [8 - (Si + Al)]. All Blue Ball phlogopites have positive values for T, but reverse pleochroism is found only when T > 0.6, indicative of increased Fe³⁺ in the residual magma. It is concluded that phlogopite was on the liquidus throughout practically all of the kimberlite crystallization, because of the wide range in phlogopite compositions and the general decrease in Ba from micas exhibiting intermediate to reverse pleochroism. Variations of MG #, Ti, Ba, Si, and Al within the phlogopites have been used to trace the crystallization of other phases present in the kimberlite, namely olivine and spinel (chromite and titanomagnetite). Olivine was an early crystallizing phase, causing a decrease in MG # and Si, and an increase in Ti and Al in the phlogopites, a reflection of residual magma composition. Minor chromite also crystallized at this time, but was not of sufficient quantity to override the effect of olivine fractionation on the residual magma. Widespread Titano-magnetite crystallization occurred as olivine fractionation ceased, causing an increase in MG # and Si, and a decrease in Ti and Al. By examining these chemical variations with T, the evolution of the Blue Ball kimberlite has been determined.

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Petrographie und zusammensetzung phlogopitischer Glimmer aus dem Blue Ball Kimberlit, Arkansas: chemische evolution während der kristallisation

Zusammenfassung Der Blue Ball Kimberlit, Scott County, Arkansas, enthält zwischen 23 und 36% Phlogopit (modal). Dieser kommt in idiomorphen Kristallen, als Grundmasse, und als Coronas um serpentinisierte Olivinkristalle vor. Verschiedene Arten von Pleochroismus, die man in den Kernen von Kristallen und in der Mehrzahl der Phlogopite in der Grundmasse erkennen kann, lassen sich mit der Mineralehemie korrelieren. Reverser Pleochroismus ist an den Rändern von Kristallen, selten in Grundkörnern der Grundmasse, und in Phlogopiten die Coronas in Olivin bilden, zu beobachten. Diese Erscheinung wird im allgemeinen von einer Zunahme des Gesamt-Eisens (als FeO) und einer Abnahme der Al₂ O₃-Gehalte begleitet. Analysen jener Phlogopite, die reversen Pleochroismus zeigen, haben hohe Gesamtwerte an Kationen und dies weist auf die Anwesenheit von Fe³⁺ hin. Wir interpretieren diesen Pleochroismus als eine Funktion des Fe³⁺ in der Tetraeder-Position, die sich als T = 8 - (Si + Al) ausdrücken läßt. Alle Phlogopite von Blue Ball haben positive Werte für T, aber reverser Pleochroismus tritt nur dort auf, wo T > 0.6, was widerum auf eine Zunahme von Fe³⁺ im residualen Magma hinweist. Phlogopit war praktisch während der gesamten Kristallisation des Kimberlits am Liquidus, und diese Annahme wird auch durch das weite Feld der PhlogopitZusammensetzungen und durch die allgemeine Abahme der Ba-Gehalte in Glimmern mit intermediärem bis reversem Pleochroismus unterstützt. Variationen von MG #, Ti, Ba, Si und Al in den Phlogopiten wurden benutzt, um die Kristallisation von Olivin und Spinellen (Chromit und Titanomagnetit) zu verfolgen. Olivin hat früh kristallisiert und führte zu einer Abnahme von MG# und Si und einer Zunahme von Ti und Al in den Phlogopiten. Auch kleinere Mengen von Chromit kristallisierten zu dieser Zeit, dies war jedoch nicht ausreichend, um den Effekt der Olivin-Fraktionierung auf die Restschmelze aufzuheben. Titanomagnetit-Kristallisation setzte mit aufhörender Olivinfraktionierung ein und führte zu einer Zunahme von Mg und Si und einer Abnahme von Ti und Al. Eine Überprüfung der chemischen Variationen und Vergleich mit T Werten tragen wesentlich zur Kenntnis der Evolution des Blue Ball Kimberlites bei.

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With 8 Figures     

Platinum-group mineral inclusions in chromitites of the Finero mafic-ultramafic complex (Ivrea-Zone,Italy)

Zusammenfassung Kleine Chromititkörper wurden in Phlogopit-reichen Peridotiten des Finero-Komplexes (Ivrea Zone, Italien) entdeckt. Chromit enthdlt winzige (< 20 m) Einschlüsse von Platingruppen-Mineralen (PGM), sowie von Buntmetalsulfïden (BMS) and -legierungen (BMA); these führen Platin gruppen-Elemente (PGE) in Form von solid solutions.Als PGM wurden Laurit, gedigen Ir und Ir-Cu-Rh-Sulfide unterschiedlicher Zusammensetzung bestimmt.Die PGE-führenden BMS sind rhodiumführender Pentlandit und Millerit, iridium-führender Digenit und unbekannte Ir-reiche Ni-Fe-Cu Sulfide mit einem Metall/Schwefelverhältnis von etwa 1. Die BMA bestehen aus: Cu-Rh-Fe, Cu-Pt-Ag, Cu-Pb-Rh und Pb-Rh.Im Vergleich mit anderen untersuchten Vorkommen, in denen Ru-Os-Ir Legierungen und Laurit dominieren, zeigt die PGE-Mineralogie der Finero-Chromitite eine höhere Schwefelfugazität bei der Bildung an. Außerdem sind Cu und Rh in dieser Mineralgesellschaft weit verbreitet und auch Mikrosondenuntersuchungen belegen das Verhandensein von Ag und Pb in vielen der PGE-führenden Phasen.Dies ist für Chromit-bildende Systeme ungewöhnlich und wird mit der Aktivität einer alkali-reichen fluiden Phase, die auch für die Kristallisation des weitverbreiteten Phlogopits im Finero-Komplex verantwortlich ist, in Zusammenhang gebracht.

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Platinum-group mineral inclusions in chromitites of the Finero mafic-ultramafic complex (Ivrea-Zone, Italy)

Summary Small scale chromitites have been recently discovered in the phlogopite-rich peridotite of the Finero complex (Ivrea Zone, Italy). The chromite contains minute (<20 um) inclusions of platinum-group minerals (PGM), and base-metal sulfides (BMS) and alloys (BMA) which frequently bear platinum-group elements (PGE) in solid solution. The PGM are laurite, native Ir and Ir-Cu-Rh sulfides with variable compositions. The PGE-bearing BMS are rhodian pentlandite, rhodian millerite, iridian digenite, and unknown Ir-rich Ni-Fe-Cu sulfides with Metal/Sulfur ratio close to 1. The BMA's consist of the associations: Cu-Rh-Fe, Cu-Pt-Ag, Cu-Pb-Rh and Pb-Rh.Compared with other investigated occurrences dominated by Ru-Os-Ir alloys and laurite, the PGE-mineralogy of the Finero chromitites indicates a higher sulfur fugacity of formation. In addition, there is an overall abundance of Cu and Rh in the assemblage, and microprobe analyses revealed the presence of appreciable amounts of Ag and Pb in many of the PGE-bearing phases. These features are unusual for the chromite-forming system and are ascribed to the activity of the alkali-rich fluid phase responsible for the crystallization of abundant phlogopite in the Finero body.

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With 7 Figures     

Rock structures and mineral assemblage associated with hydroexpansion in mid-oceanic ridge basalts

Summary Detailed micromorphological studies show that zeolites, i.e., mesolite, cowlesite, mordenite and ferrierite, that precipitated exclusively in porous zones, are an important constituent of mid-oceanic ridge basalts (MORB). Such porous zones may result from hydroexpansive fragmentation processes operating during the eruption of the lava under water. Hydroexpansion structures and their secondary mineral assemblages in sea-floor basalts may be significant in the early alteration history of MORB. However, the original volume of these structures is difficult to assess owing to overprinting by subsequent alteration processes. The zeolite assemblage of porous zones is typically K-poor and may therefore be distinguished from the K-rich zeolites of palagonitic origin commonly found in MORB.

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Auf Hydroexpansion zurückzuführende Gesteinsstrukturen und Mineralbildungen in mittelozeanischen Rückenbasalten

Zusammenfassung Detaillierte mikromorphologische Studien haben gezeigt, daß Zeolithe, wie Mesolit, Cowlesit, Mordenit und Ferrierit, die ausschließlich in porösen Zonen gebildet werden, einen wichtigen Bestandteil von mittelozeanischen Rückenbasalten (MORB) darstellen. Derartige poröse Zonen dürften das Resultat hydroexpansiver Fragmentations-Prozesse sein, die während submariner Eruption der Laven stattfinden. Die Strukturen der Hydroexpansion und die sekundären Mineralvergesellschaftungen in den Meerboden-Basalten, scheinen in der frühen Alterationsgeschichte der MORB signifikant zu sein. Das ursprüngliche Volumen dieser Strukturen ist schwer abzuschätzen, da diese von subsequenten Alterationsprozessen überprägt sind. Die Zeolith-Paragenese der porösen Zonen ist typisch K-arm und kann deshalb von den K-reichen Zeolithen palagonitischen Ursprungs, die häufig in MORB vorkommen, unterschieden werden.

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With 6 Figures     

Dehydration-melting of solid amphibolite at 10 kbar: Textural development,liquid interconnectivity and applications to the segregation of magmas

Summary Anisotropic crystal structures and rock texture control liquid morphology and distribution during dehydration-melting at 10 kbar in solid cylinders of lineated amphibolite (mode: hornblende 70%, plagioclase 30%), sealed in gold capsules, in piston-cylinder runs ranging from 21 days at 850 °C to 4 days at 1000 °C. The shapes of most liquid pockets are crystallographically-controlled, with many corners having angles greater than 60°. Few crystal/liquid triple junctions develop the interfacial energy-controlled dihedral angles (), which form in experiments using finely-ground powders of minerals with poor cleavage. Liquid interconnectivity probably is attained at 875 °C with only 2% liquid, indicating that dihedral angles less than 60° may not be necessary to achieve interconnectivity in partially melted metamorphic rocks. The surfaces between elongated grains in lineated rocks can become pathways for the migration of liquid or the diffusion of components. By 850 °C, hornblende begins to dehydrate at internal nucleation sites, producing a texture of hornblende rims and clinopyroxene cores (generally attributed to hydration of clinopyroxene). Within the temperature interval of 850–900 °C, transient vapor generates layers of low viscosity, H₂O-saturated, granitoid liquid between hornblende and plagiocase crystal faces, potentially capable of segregation if time-temperature relationships are suitable. At higher temperatures the increased liquid fraction is H₂O-undersaturated, with viscosity too high to permit segregation. There is a prospect that segregation of initially hydrous liquids could contribute to the dehydration of low-potassium amphibolites and effectively remove incompatible trace elements during the transition from amphibolite-facies to granulite-facies. Further experiments are needed to study the effects of time and temperature on textures in anisotropic rocks, particularly lineated amphibolites.

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Dehydrations-Schmelzen von Amphiboliten bei 10 kbar: Texturelle Entwicklung, Interkonnektivität der Schmelze und Anwendungen auf die Segregation von Magmen

Zusammenfassung Die texturelle Entwicklung von festen Zylindern von Amphibolit (Hornblende 70%, Plagioklas 30%) in Goldkapseln versiegelt, wurde w:rend Dehydrations-Schmelzen bei 10 kbar in einem Piston-Zylinder-Apparat bei Temperaturen von 850°C bis 1000°C für 21 bis 4 Tage untersucht. Die anisotropen Mineralstrukturen und die Gesteinstextur kontrollieren die Morphologie und Verteilung der Schmelze. Diese Parameter sowie der Anteil an Schmelze, bestimmen die Interkonnektivität der Schmelze. Im Gegensatz zu Experimenten, die fein gemahlene Pulver von fast isotropen Mineralen (z.B. Olivin oder Quarz) benützen, scheinen hier die Energieverhältnisse der Kristallstruktur die Energiebeziehungen zwischen den Kristall-Schmelzoberflächen während der texturellen Entwicklung der amphibolitischen Gesteine zu dominieren. Wenige Kristall-Schmelze Triple-Junetions entwickeln zwischen Flächen energie-kontrollierte dihedrale Winkel (). Die Formen der meisten Schmelzeinschlüsse sind kristallographisch kontrolliert und viele Ecken zeigen Winkel, die größer als 60° sind. Die Interkonnektivität der Schmelze wird jedoch eindeutig bei 875° C mit nur 2% Schmelze erreicht und könnte möglicherweise auch bei niedrigeren Temperaturen zustande kommen. Das Vorkommen von dihedralen Winkeln, die kleiner als 60° sind, muß nicht notwendig sein, um Interkonnektivität in teilweis aufgeschmolzenen metamorphen Gesteinen zu erzeugen. Die Oberflächen zwischen gelängten Körnern in Amphiboliten mit Lineation können Wege für die Migration von Schmelzen oder für die Diffussion von Komponenten während teilweisen Aufschmelzens werden. Bei 850° C begann die Dehydration der Hornblende an internen Nukleations-Stellen, unabhängig vom Rest des Gesteins. Zwischen 850° C und 900 °C entsteht so eine Textur von Klinopyroxenen mit Hornblenderändern. Die nicht im Gleichgewicht befindliche Dampfphase, die dabei entsteht, führt zur Bildung von Lagen von wassergesättigter granitoider Schmelze zwischen Hornblende und Plagioklasflächen, mit einer berechneten Viskosität, die gerade niedrig genug ist, um Segregation durch Kompaktion zu ermöglichen. Bei höheren Temperaturen und während längerer Zeiten, wobei mehr Schmelze entsteht, löst sich die Dampfphase in wasseruntersättigter Schmelze, mit einer Viskosität, die zu hoch ist um Segregation in geologisch realistischen Zeiten zu ermöglichen. Die Entwässerung von kalium-armen Gesteinen durch Segregation von ursprünglich wässrigen Schmelzen, die sich in dieser Weise gebildet haben, dürfte beim Amphiboht-Granulit-Übergang eine Rolle spielen.[/ p]

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With 10 Figures     

Shear aggregation (convective scavenging) and cascade enrichment of PGEs and chromite in mineralized layers of large layered intrusions

Summary Shear driven coagulation/aggregation is a common method to concentrate and separate suspended particulate matter from fluids. Convective boundary layers are of primary importance in securing concentration. The theoretical indication is that ore grade PGEs may be scavenged from a primary melt of Bushveld composition and aggregated in convective boundary layers well within the expected lifetime of a magma chamber. The boundary layer dynamics should also secure the observed peculiarities of Bushveld PGE concentration profiles: peaks at top and bottom of, say, hosting chromitite layers. In the environment of double diffusive convection, precipitates of immiscible sulphide liquids in the cooler upper sections of the magma will be transported downward through undersaturated, hotter layers of melt, to be resorbed and to enrich the lower layers, similar in operation to a chemical fractionation cascade. Further cooling secures 1) ore grade levels of concentrates in zones of higher shear at the bottom and 2) supersaturation, assistingin situ solidification there.

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Scher-Aggregation und Kaskaden-Anreicherung von PGEs und Chromit in mineralisierten Lagen großer, geschichteter Intrusionen

Zusammenfassung Koagulation/Aggregation, die durch Scherung verursacht wird, ist eine verbreitete Methode um in Suspension gehaltene Feststoffe aus fluiden Phasen zu konzentrieren und abzutrennen. Konvektive Grenzlagen sind von grundsätzlicher Bedeutung um eine Konzentration zu ermöglichen. Es gibt theoretische Hinweise dafür, daß PGEs in abbauwürdigem Ausmaß aus einer primären Schmelze von Bushveld-Zusammensetzung abgetrennt und in konvektiven Grenzlagen aggregiert werden können; dies kann durchaus in der wahrscheinlichen Lebenszeit einer Magmenkammer stattfinden. Die Dynamik der Grenzschichten sollte auch die beobachteten Besonderheiten von PGE Konzentrationsprofilen im Bushveld erklären: Peaks am oberen und unteren Rand von, beispielsweise, Chromititlagen. Im Milieu doppelt diffusiver Konvektion werden Prezipitate von entmischter Sulfidschmelze in den kühleren oberen Bereichen des Magmas nach unten transportiert, um im untersättigten, heisseren unteren Bereich des Magmas resorbiert zu werden und die unteren Lagen anzureichern, heir bestehen Ähnlichkeiten zu einer chemischen Fraktionierungskaskade. Weitere Abkühlung stellt sicher, daß 1. abbauwürdige Gehalte in Zonen von intensiver Scherung am unteren Rand der Magmenkammer auftreten und daß 2. Übersättigung zur Verfestigung in situ beiträgt.

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With 2 Figures     

Sub-volcanic crystallization at Sete Cidades volcano, São Miguel, Azores, inferred from mafic and ultramafic plutonic nodules

Summary Suites of coarse-grained clasts (plutonic nodules) within the scoria of two separate mafic post-caldera parasitic vents, on Sete Cidades volcano, are described. These involve dunites, wehrlites, olivine clinopyroxenites, clinopyroxenites and olivine gabbros in the Eguas ankaramitic cone and pyroxene hornblendites, kaersutite gabbros and diorites in the Pico das Camarinhas basaltic-hawaiitic cone. The plutonic nodules are inferred to be cumulates, crystallised within the crust from magmas co-genetic with the post-caldera mafic lavas erupted on the flanks of Sete Cidades.The dunites, wehrlites, pyroxenites and olivine gabbros have assemblages and mineral composition consistent with growth as early, high-temperature cumulates, whereas the pyroxene hornblendites, kaersutite gabbros and diorites represent lower temperature products. However, whereas the kaersutite gabbros were not wholly crystallised at the time of their disruption and contain up to 4% intercumulus trachytic and/or tephriphonolitic glass, the pyroxene hornblendites and the diorites were fully crystallised. Compositions of the intercumulus glasses are similar to those of postcaldera trachytic pumices erupted on Sete Cidades.Although the two suites of plutonic clasts can be considered as complementary, they probably derive from different intrusions. We envisage a lensoid (laccolithic) intrusion at very shallow depth as the source for the pyroxene hornblendite - kaersutite gabbro -diorite suite whereas the dunite - wehrlite - olivine clinopyroxenite - clinopyroxenite -olivine gabbro nodules probably originate from intrusive bodies at greater depth.

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Sub-vulkanische Kristallisation am Sete Cidades Vulkan, São Miguel, Azoren: Die Bedeutung mafischer und ultramafischer plutonischer Einschlüsse

Zusammenfassung Wir beschreiben Gruppen von grobkörnigen Klasten (Plutonic nodules) in der Scoria von zwei separaten mafischen post-caldera parasitischen Kratern am Sete Cidades Vulkan: Diese umfassen Dunite, Wehrlite, Olivin-Klinopyroxenite und Olivin-Gabbros in dem ankaramitischen Kegel von Eguas. In den basaltisch-hawaiitischen Kegeln von Pico das Camarinhas, kommen Pyroxen-Hornblendite, Kaersutit-Gabbros und Diorite vor. Wir nehmen an, daß die plutonischen nodules Kumulate repräsentieren, die in der Kruste aus Magmen kristallisierten, die mit den post-caldera mafischen Laven, die an den Flanken von Sete Cidades ausgetreten sind kogenetisch sind.Die Dunite, Wehrlite, Pyroxenite und Olivin-Gabbros führen Paragenesen und Mineral-Zusammensetzungen, die im Einklang mit einer Entwicklung als frühe Hoch Temperatur-Kumulate sind. Hingegen stellen die Pyroxen-Hornblendite, Kaersutit-Gabbros und Diorite niedriger temperierte Produkte dar. Die Kaersutit-Gabbros waren zur Zeit /:ihrer Umlagerung noch nicht ganz auskristallisiert und führen bis zu 4% intercumulus trachytisches oder tephriphonolitisches Glas, die Pyroxenhornblendite und die Diorite sind jedoch ganz kristallisiert. Die Zusammensetzungen der Interkumulusgläser sind denen von post-caldera trachytischen Bimssteinen von Sete Cidades ähnlich.Obwohl die zwei Gruppen plutonischer Klasten als komplementär betrachtet werden können, stammen sie wahrscheinlich von verschiedenen Intrusionen. Es dürfte sich um eine lensoide (lakkolithische) Intrusion in geringer Tiefe als Quelle für die Pyroxenhomblendit-Kärsutitgabbro-Diorit-Abfolge handeln, während die Gruppe der Dunite, Wehrlite, Olivinklinopyroxenite und Olivingabbro-Nodules wahrscheinlich aus größerer Tiefe stammt.

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With 9 Figures     

Porphyry copper mineralization in panama

Recently discovered porphyry copper mineralization at Petaquilla in Panama covers an area of 8–10 sq.km (about 4 sq.km possibly economic). Some 20 ore minerals with chalcopyrite prevailing constitute the mineral association. The mineralization is related to the late Tertiary intermediate intrusives. Geochemical surveys played an important role in the determination of ore bearing areas. The possible economic importance of these deposits is being investigated.

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Zusammenfassung Die vor kurzem entdeckte Porphyrkupfer-Vererzung bei Petaquilla in Panama erstreckt sich über ein Gebiet von 8–10 qkm (davon enthalten etwa 4 qkm möglicherweise abbauwürdige Erze). Ungefähr 20 Erzmineralien mit Kupferkies als dominierender Komponente bilden die Mineralparagenese. Die Mineralisation ist an spät-tertiäre intermediäre Intrusionen gebunden. Die geochemische Exploration spielte eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der erzführenden Zonen. Da die Erzlagerstätten vermutlich bauwürdige Zonen enthalten, rechtfertigt sich die Fortsetzung der Explorationsarbeiten.

     

Experimentelle Bildung von SiO2-Mineralien aus natürlichen Silikaten und silikatischen Gesteinen bei 180° C

Zusammenfassung Bei einer Temperatur von 180°C wurde die Umwandlung eines Trachyandesites sowie eines Serpentins in Quarz im alkalischen Milieu untersucht.Die Bildung der SiO₂-Mineralien erfolgte aus den silikatischen Gemengteilen dieser Gesteine, wie auch Versuche mit Alkalifeldspat, Plagioklas, Augit und Biotit zeigen.Unter dem Einfluß von verschiedenen KOH- und NaOH-Lösungen kam es zu einem Abbau der silikatischen Substanzen und zur Bildung von Cristobalit und dann erst von Quarz.Bei geringeren Alkalikonzentrationen bleibt der Cristobalit sehr lange erhalten; bei höheren Konzentrationen dagegen kommt es zu einer raschen Bildung von Quarz. Es zeigt sich dabei, daß die NaOH-Lösungen die Quarzbildung stärker beschleunigen als die KOH-Lösungen. Die experimentell zu SiO₂-Mineralien umgewandelten Trachyandesite konnten mit den natürlichen opalisierten Trachyandesiten verglichen werden.Auch aus Cristobalit und Alunit bestehende natürliche Zersetzungsprodukte des Trachyandesites konnten experimentell nachgebildet werden. Dies geschah durch die Einwirkung von alkalischen Lösungen und darauffolgend von Schwefelsäure auf den Trachyandesit.

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Experimental formation of SiO₂-minerals out of natural silicates and silicatic rocks at 180° C

The transformation of both trachyandesite and serpentine into quartz in alcalic surroundings at 180° C was investigated by experiments. The SiO₂-minerals were formed out of the silicatic components of the rocks (trachyandesite and serpentine), as was shown by experiments with potassium feldspar, oligoclase, augite and biotite. Under the influence of differing KOH and NaOH solutions the silicatic substances were dissolved, and cristobalite at first, and only afterwards quartz were formed. At low alcalic concentrations the cristobalite was preserved for a long time whereas higher alcalic concentrations led to a rapid formation of quartz. The NaOH-solutions speeded up the formation of quartz to a greater extent than KOH-solutions. The trachyandesite, experimentally transformed into SiO₂-minerals, could be compared with the naturally opalized trachyandesites. Products of natural alteration consisting of cristobalite and alunite could likewise be imitated in experiments, when the trachyandesite was transformed first by alcalic solutions and then by sulphuric acid.

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Herrn Professor Dr. H. Heritsch danke ich für sein dauerndes Interesse an dieser Arbeit, für Ratschläge und kritische Bemerkungen sowie dafür, daß die Experimente am Institut für Mineralogie und Petrographie der Universität Graz durchgeführt werden konnten. Herrn Professor Dr. C. W. Correns danke ich für wertvolle Hinweise und für die Möglichkeit, die experimentelle Technik in Göttingen anläßlich eines Studienaufenthaltes kennenzulernen. Ebenso gilt mein Dank Herrn Professor Dr. K. H. Wedepohl. Ferner danke ich Frl. Dr. A. Heydemann für anregende Diskussionen. Herrn Dr. F. Grasenick, dem Leiter des Forschungszentrums für Elektronenmikroskopie der Hochschulen in der Steiermark, verdanke ich die elektronenmikroskopischen Aufnahmen.     

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     

Low-pressure evolution of basalt sills from Bore-Holes in the Paranà basin,Brazil

Summary Basalt sills (up to 200 metres thick) of tholeiitic and transitional chemistry are widespread in the Paleozoic sedimentary rocks of the Paranà basin. They closely correspond in composition to the overlying Lower Cretaceous flood basalts, and are systematically characterized by pigeonite.All sills underwent low-pressure evolurionary processes (ca. 1 kb; max. depth of intrusion about 3000 metres), essentially throughin situ crystallization of plagioclase, pyroxene, magnetite, and olivine, leading to the formation of quartz-alkali feldspar intergrowths. Mass-balance calculations indicate that differentiation proceded essentially under closed system conditions and imply a major role of Ca-rich pyroxene (liquidus phase) consistent with petrographic data.Bulk rock compositions of the sills distinguish the Paranà Lower Cretaceous magmatism into northern and southern regions characterized by high- and low-TiO₂ contents, respectively.

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Die Entwicklung von Basalt-Gängen aus dem Paranà-Becken, Brasilien: Ergebnisse der Untersuchung von Bohrkernen

Zusammenfassung Basaltische Sills von tholeiitischer und Ubergangszusammensetzung sind in paläozoischen Sedimentgesteinen des Paranà-Beckens weit verbreitet. Sie können bis zu 200 m mächtig werden. In geochemischer Hinsicht sind sie mit den darüberliegenden Plateau-Basalten unterkretazischen Alters eng verwandt und durch das Auftreten von Pigeonit charakterisiert.Alle Sills haben in niedrigen Druckbereichen (maximale Intrusionstiefe ca. 3000 m) eine Kristall-Fraktionierung durchgemacht, wahrend der es hauptsächlich zurin situ-Kristallisation von Plagioklas, Pyroxen, Magnetit und Olivin kam. Dies führte zur Bildung von Verwachsungen aus Quarz und Alkalifeldspat. Massenbilanz-Berechnungen zeigen, daß die Differentiation im wesentlichen in einem geschlossenen System stattfand, und bestätigen die petrographischen Beobachtungen, nach denen Ca-reicher Pyroxen als Liquidus-Phase eine bestimmende Rolle spielte. Die chemische Pauschalzusammensetzung der. Sills untermauert die Annahme einer Trennung des Paranà-Magmatismus in eine nördliche und eine südliche Zone, welche jeweils durch hohe bzw, niedrige TiO₂-Gehalte gekennzeichnet sind.

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With 11 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     

Über die Genese der „Leukophyllite”

Zusammenfassung Als Leukophyllite wurden bisher Quarzmuskovitschiefer und Quarzmuskovitleuchtenbergitschiefer mit und ohne phlogopitartigem Glimmer und Disthen zusammengefaßt. Im Gelände sind diese Gesteine mit Gneisen, phyllitischen Glimmerschiefern und Disthenleuchtenbergitquarziten assoziiert und an Zonen starker Durchbewegung gebunden. Die Frage der Entstehung dieser Gestine aus Gneisen und Metasedimenten wurde im Gelände und im Lichte experimenteller Daten geprüft. Die Entstehung des Muskovits aus Kalifeldspat scheint gesichert. Für die Bildung des Leuchtenbergits ist mindestens teilweise Mg-Metasomatose anzunehmen, die örtlich zur Bildung einer Talklagerstätte führte. Für die Leukophyllitbildung war eine Temperatur von 550°C bei einem pH₂O von mindestens 5 kb erforderlich. Altersbestimmungen nach der K–Ar-Methode sprechen dafür, daß dieser Vorgang zwischen dem Beginn und der asturischen Phase des Karbons erfolgte.

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On the genesis of leucophyllites

Summary Up till now quartz-muscovite schists and quartz-muscovite-leuchtenbergite schists with or without a phlogopite like mica and kyanite were summarized as leucophyllites. These rocks were associated with gneisses, phyllitic mica-schists and kyanite-leuchtenbergite quartzites and occur in small zones of strong tectonic deformation. The question of petrogenesis of these rocks was studied in the light of experimental datas. The formation of muscovite from potassium feldspar seems to be proved.The leuchtenbergites were formed, at least partly, by Mg-metasomatism. This prozess led locally to the formation of a talcum deposit. The temperature of leucophyllite formation is estimated to 550°C corresponding to a minimum pressure of 5kb pH₂O. According to age determinations after the K–Ar-method the process of leucophyllitization took place between the beginning and the Asturian phase of Carboniferous time.

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Mit 1 Abbildung