Biotite from rapakivi

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

---

Biotit von Rapakivi

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

---

---

With 3 figures     

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.

---

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.

---

---

With 7 Figures     

Spurenelemente in Biotiten aus Graniten und Gneisen

91 biotites (53 from granites, 35 from highly metamorphic gneisses, 3 from redwitzites) were separated and analyzed for Fe, Mn, Zn, Cl, Sn, Ni, Co, Or, Cu, V, Mo, Pb. Biotites from gneisses contain much more Ni, Co, Cr, V but less Fe, Mn, Zn than those from granites. However, the distinction between biotites from gneisses and from granites on the basis of these elements is not certain. If a gneiss undergoes anatexis, the contents of Ni, Co, Cr, V, Zn and Sn of the preexistent biotite fractionate: Zn, Sn and Pe enter the anatectic melt readily while Ni, Co, Cr and V concentrate in the remaining matter (restite). Ni, Co, Cr and V are strongly positively correlated with one another but negatively with Fe and Zn, the latter being positively correlated with Pe. The chemical composition of biotites from granites depends not only on a potential degree of secondary decomposition into chlorite and muscovite but much more on the percentage of biotite in the rock: The more biotite, the higher the content of Ni, Co, Cr, V and the lower Fe, Zn and Sn in the biotite. Thus, it is possible to distinguish between normal and abnormal concentrations of an element in a biotite and in a rock. This might be useful in geochemical prospecting. Abnormal high concentrations of Sn and Zn were found in biotites from some granites which are connected with mineralizations of these elements. It is impossible hitherto to gain informations about the history and the parental material of a granitic magma from the minor elements in the rock or the biotite because their concentrations depend on how much biotite could be incorporated by the melt. The distribution coefficient of Cl between the lattice of 4 biotites and their fluid inclusions was determined to be 0,08.     

The evolution of the fluid phase during the crystallization of granite types: Salmi pluton,Karelia, Russia

Summary Two main geochemiscl types of granites are distingushed in the Salmi pluton: 1) ovoid biotite-hornblende granites, 2) non-ovoid biotite granites. The first one is characterized by higher CO₂, CO and CH₄ concentrations. The second type is rich in fluorine and shows similarities with rare metal Phanerozoic granites. Both granite types began to crystallize when P_f, < P_tot, but non-ovoid granites, which crystallized in a wider temperature range, reached conditions P_f, > PO_tot at the final stage. The mole fraction of carbon group gases (CO₂, CO and CH₄) decreases and that of H₂O increases in all granites from early crystallizing minerals to those of late crystallization.Compositional differences between ovoid biotite-hornblende and non-ovoid biotite granites are due to differences in the protolith composition.

---

Die Evolution der fluiden Phase während der Kristallisation von Graniten, Salmi Pluton, Karelia, Russland

Zusammenfassung Zwei geochemisch charakterisierte Granittypen können innerhalb des Salmi Plutons unterschieden werden: 1) ein ovoidaler Biotit-Hornblende-Granit, und 2) ein nichtovoidaler Biotit-Granit. Der erste Typ ist durch höhere Konzentrationen von CO₂, CO und CH₄ charakterisiert; der zweite Granittyp ist reich an Fluor und zeigt Ähnlichkeiten mit phanerozoischen Graniten, die seltene Metalle führen. Beide Granittypen beginnen bei P_fl, < P_tot, zu kristallisieren, nicht-ovoidale Granite jedoch, deren Kristallisation in einem weiteren Temperaturbereich abläuft, erreichen im Finalstadium der Kristallisation P_fl > P_tot,-Bedingungen. In allen Graniten sinkt die Molfraktion der Kohlenstoffgasgruppe (CO₂, CO und CH₄) bei gleichzeitigem Anstieg von H₂O, wenn man frühe Kristallisationsphasen mit späten vergleicht.Die Unterschiede in der Zusammensetzung zwischen den ovoidalen und nichtovoidalen Graniten sind auf Unterschiede in der Protolith-Zusammensetzung zurückzuführen.

---

---

With 2 figures     

Rare earth element geochemistry of W-Mo-(Au) skarns and granites from Western Bergslagen,central Sweden

Summary Proterozoic, anorogenic, high silica granites from Western Bergslagen, Sweden are characterized by enhanced W, Mo, Au and F contents, whereas associated W-Mo(Au) skarns have high quartz and fluorite contents. Correlations between major and trace elements in the skarns are weak or absent. The granites responsible for mineralization have flat REE patterns with large negative Eu anomalies. Skarn types vary from pneumatolytic, closest to the granites, through high temperature calc-silicate skarns to low temperature biotite schists, generally furthest from the mineralizing source. REE patterns in pneumatolytic skarns are similar to those found in the granite. A heavy REE enrichment is seen in high temperature skarns followed by an increase in light over heavy REE in the biotite schists, which also have the highest REE contents. The regular variation in REE from granites through the different skarn types suggests that the REE pattern may be used to indicate the position of samples in the mineralizing system.

---

Die Verteilung der Seltenen Erden in W-Mo-(Au)-Skarnen und Graniten von West-Bergslagen,Zentralschweden

Zusammenfassung Proterozoische, anorogene, siliziumreiche Granite von West-Bergslagen in Schweden sind durch erhöhte Gehalte an W, Mo, Au und F charakterisiert. Mit ihnen vergesellschaftete W-Mo-(Au)-Skarne haben hohe Gehalte an Quarz und Fluorit. Hauptund Spurenelemente in den Skarnen korrelieren kaum bzw. überhaupt nicht. Die für die Mineralisation verantwortlichen Granite zeigen flache SE-Verteilungsmuster mit deutlich negativen Europiumanomalien. Die Skarne umfassen drei verschiedene Typen: Pneumatolytische in unmittelbarer Granit-Nähe, hoch-temperierte Kalksilikat-Skarne, und schließlich niedrig-temperierte Biotitschiefer. Letztere sind generell am weitesten von den die Mineralisation verursachenden Graniten entfernt. Die SE-Verteilung in den pneumatolytischen Skarnen ist mit der in den Graniten vergleichbar. Eine Anreicherung der schweren Seltenen Erden kann in den Hochtemperaturskarnen, eine Anreicherung der leichteren in den Biotitschiefern, die außerdem die höchsten SE-Gehalte aufweisen, beobachtet werden.[/p]Die regelmäßige Variation der SE-Verteilung in den Graniten und den unterschiedlichen Skarntypen kann für die Lokalisierung von Proben im Mineralisations-System verwendet werden.

---

---

With 4 Figures     

The Mgeni granite: an example of the Megacrystic mantled-feldspar granite-charnockite Intrusives in southeastern Africa

Summary Megacrystic granites which form the Oribi Gorge Suite of southern Natal show many features that closely resemble the rapakivi granite—charnockite associations of the northern hemisphere. Detailed studies of the late-kinematic Mgeni batholith indicate that the granitic rocks can be divided into three major groups, characterised by distinctive mafic mineralogy, chemistry and isotopic ratios. The batholith consists of biotite ±garnet granites and of hornblende ± pyroxene granitoids. A high silica, coarse-grained leucogranite, the Nqwadolo granite, intrudes the core of the batholith. Most rocks are garnetiferous and appear to belong to the ilmenite-series of granites. The granites are classified as rapakivi-like granites.

---

Der Mgeni Granit—Ein Beispiel megakrystischer feldspatummantelter Granit-Charnokit intrusiva im südöstlichen Afrika

Zusammenfassung Megakrystische Granite aus der Oribi Gorge Suite des südlichen Natal zeigen vielerlei Ähnlichkeiten mit den Rapakivigranit-Charnokitabfolgen der nördlichen Hemisphäre. Detailstudien des spätkinematisch intrudierten Mgeni-Batholiten zeigen, daß diese granitischen Gesteine in drei Hauptgruppen, die durch unterschiedliche mafische Mineralzusammensetzung, Chemismus und Isotopenverhältnissen charakterisiert werden, untergliedert werden können. Der Batholith wird aus Biotit± Granat-Graniten und aus Hornblende ± Pyroxen-Granitoiden aufgebaut. Ein siliziumreicher, grobkörniger Leukogranit, der Nqwaldolo Granit, intrudierte in den Kern des Batholithen. Die meisten Gesteine sind granatführend und scheinen den Graniten der ilmenite series zuzurechnen zu sein. Die Granite sind als Rapakivi-Granite zu klassifizieren.

     

Chemical differences between minerals from mineralizing and barren intrusions associated with molybdenum mineralization at Climax,Colorado

Summary At Climax, comagmatic igneous intrusions can be subdivided into two groups, mineralizing stocks which are parent intrusions for Mo orebodies and barren stocks. Magmatic biotites in mineralizing stocks are similar to hydrothermal biotites in that they contain a greater proportion of Si-enriched and Ti-depleted compositional domains than do magmatic biotites in barren stocks. A similar trend of Si-enrichment correlated with Ti-depletion is also recorded in biotites from the Bingham porphyry copper deposit. Such trends are attributed to vapour exsolution associated with mineralization. Mo concentrations of magmatic biotites, as determined by ion-probe analysis, from mineralizing stocks (av. 40 gg/g) and barren stocks (av. 33 /g) at Climax are similar, being in the same order of magnitude as magmatic biotite Cu concentrations in mineralizing and barren (type A) intrusions in North American porphyry copper deposits (Hendry et al., 1985). These Cu and Mo values are more than a factor of 10 lower than Cu concentrations commonly recorded in magmatic mafic phases in barren (type B) South West Pacific and Australian granitic systems that are temporally distinct from mineralizing events, and are consistent with the magmatic-hydrothermal origin for the Climax deposits proposed by White et al. (1981).

---

Chemische Charakteristika von Mineralen aus erzführenden und erzfreien Intrusionen im Bereich der Molybdänlagerstätte Climax, Colorado

Zusammenfassung Zwei Gruppen komagmatischer Intrusivkörper können im Bereich der Molybdän-Lagerstätte Climax, Colorado, unterschieden werden: Mineralisierende Intrusiva, die Stammagmen für Molybdän-Erzkörper darstellen, und erzfreie Intrusiva. Magmatische Biotite in mineralisierenden Intrusiva sind hydrothermalen Biotiten insofern ähnlich, als sie einen größeren Anteil von Si-angereicherten und Ti-verarmten Bereichen enthalten als magmatische Biotite in erzfreien Intrusiva. Ein ähnlicher Trend von Si-Anreicherung, die mit Ti-Verarmung korreliert werden kann, ist auch in Biotiten aus der Porphyry-copper-Lagerstätte Bingham bekannt geworden. Derartige Trends werden auf Entmischung von Dampfphasen in Zusammenhang mit der Mineralisation zurückgeführt.Molybdän-Konzentrationen von magmatischen Biotiten in Climax wurden mit der Ionensonde bestimmt und zeigen in mineralisierenden und erzfreien Intrusiva ähnliche Werte, i.e., 40 p/g bzw. 33 gg/g. Diese Werte liegen in derselben Größenordnung wie Kupferkonzentrationen in magmatischen Biotiten aus vererzten und erzfreien (Typ A) Intrusionen im nordamerikanischen Porphyry-copper-Lagerstätten (Hendry et al., 1985). Diese Kupfer- und Molybdänwerte sind um den Faktor 10 niedriger als Kupferkonzentrationen, die man gewöhnlich in magmatischen mafischen Phasen in erzfreien (Typ B) Granitsystemen im südwestlichen Pazifik und Australien nachgewiesen hat. Diese sind zeitlich einer anderen Entstehungsperiode zuzuordnen als die erzbildenden Vorgänge, und dies stimmt wiederum mit der magmatisch hydrothermalen Entstehung der Lagerstätten von Climax überein, wie sie vonWhite et al. (1981) vorgeschlagen worden ist.

---

---

With 4 Figures     

Fluids of anorogenic granites: A preliminary assessment

Summary Anorogenic granites are principally associated with alkaline ring complexes or anorthositic suites. Compositional relationships in the granites may be largely the result of variable compositions of fluid phases present during the initial melting and/or later evolution. For example, the negative K₂O-SiO₂ relationships in granites associated with alkaline rocks is consistent with: (1) evolution of the initial melts in a CO₂-rich environment, which causes the product of incongruent melting of biotite to be a prominent component of the derived magmas; and/or (2) crystallization of the granites in a CO₂-rich environment, which causes a residual liquid to be rich in biotite component. Limited evidence indicates that granites evolved in fluorine-rich environments are enriched in Na and may have negative relationships between Na₂O and SiO₂. Fluorine-rich environments may be more characteristic of the silicic rocks in rapakivi-granit e/anorthosite complexes than of granites in alkaline suites.

---

Fluida von anorogenen Graniten: Eine erste, abschätzende Studie

Zusammenfassung Anorogene Granite sind prinzipiell mit alkalischen Ringkomplexen oder AnorthositSerien assoziiert. Die spezielle Zusammensetzung dieser Granite resultiert vermutlich hauptsächlich aus der variablen Zusammensetzung der während des initialen Schmelzprozesses und/oder späteren magmatischen Evolution vorhandenen fluiden Phase. Zum Beispiel geht die negative Korrelation zwischen K₂O und SiO₂ in Graniten, die mit alkalinen Gesteinen assoziiert sind, konform mit 1) der Entwicklung der Initialschmelze in einem CO₂-reichen Milieu, wodurch das Produkt des inkongruenten Schmelzens von Biotit als Komponente im Magma dominiert, und/oder 2) der Kristallisation der Granite in einem CO₂-reichen Milieu, das wiederum eine biotitreiche Residualschmelze hervorruft. Limitierte Hinweise deuten an, daß Granite, die in einem fluorreichen Milieuentstehen, an Na angereichert sind und eine negative Korrelation zwischen Na₂O und SiO₂ zeigen. Fluorreiches Milieu ist vermutlich für die sauren Gesteine innerhalb von Rapakivi-Granit/Anorthosit-Komplexen eher charakteristisch als für Granite in alkalischen Serien.

     

Phase equilibria and compositions of Fe-Mg-Al minerals and melts in water-saturated peraluminous granitic systems

Phase assemblages and phase compositions were studied experimentally in water-saturated, biotite-bearing peraluminous granitic melts as a function of alumina excess and temperature. The runs were performed at 2 and 5 kbars under NNO buffer. Biotite was stable only in composition containing 5% of normative corundum; it coexisted with cordierite and hercynite at 2 kbars and with hercynite at 5 kbars. In composition containing 10% of normative corundum biotite was not observed; abundant cordierite and hercynite were the only Fe-Mg-Al minerals. These relationships show that, at constant pressure, the amount of cordierite increases with increasing excess of alumina. Simultaneously the stability of biotite decreases due to preferential partitioning of Mg into cordierite and Fe into biotite. Besides the distribution of Fe, Mg and Al among the coexisting solid phases, solubility of these elements in the melts is given. Below 900° C melts are poor in iron and magnesium and correspond, in terms of these elements, to leucogranites. It is suggested that the leucogranitic magmas, such as parental magmas of European Hercynian and Himalayan leucogranites, must have been formed through highly efficient separation of partial melt from restite, in which ferromagnesian components are concentrated. Peraluminous granites rich in ferromagnesian minerals originate supposedly from restite-bearing magmas.     

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.

---

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.

---

---

With 9 Figures     

赣杭构造带灵山花岗岩体黑云母的矿物化学特征及其对岩石成因的指示意义

灵山花岗岩体在平面上为一环状分布的侵入体,中心为角闪石黑云母花岗岩,外围为黑云母花岗岩。在角闪石黑云母花岗岩中分布有大量的暗色镁铁质微粒包体。黑云母是大多数中酸性火成岩中比较重要的一种镁铁质矿物,它能很好地反映寄主岩浆的属性和成岩时的物理、化学条件,因此,本文对这两种花岗岩及镁铁质微粒包体中的黑云母开展了系统的岩相学观察和电子探针化学组成研究,探讨灵山岩体的物质来源、成岩条件和岩浆的混合作用过程。研究结果表明两种花岗岩体的黑云母具有不同化学成分,而暗色镁铁质微粒包体中黑云母的化学成分则变化较大。三种黑云母均在低氧逸度条件下晶出。两种花岗岩中的黑云母均富Fe贫Mg,属于铁质黑云母,含铁系数[(Fe~(3+)+Fe~(2+))/(Fe~(3+)+Fe~(2+)+Mg~(2+))]分别为0.65~0.70,0.72~0.78,FeOT/MgO均接近7.04。MF值[2×Mg/(Fe~(2+)+Mg+Mn)]分别为0.64~0.76和0.48~0.60,指示两种花岗岩的物质来源都是以壳源为主。镁铁质微粒包体中黑云母的MF值变化范围比较大,为0.63~1.06,为铁质黑云母到镁质黑云母,暗示包体岩浆经历过不同程度的岩浆混合作用。镁铁质微粒包体中部分黑云母与角闪石黑云母花岗岩中黑云母的结晶条件相似,而部分则有明显差异,推测是由于基性的镁铁质包体岩浆注入到酸性的花岗岩浆是一个连续多阶段的过程。     

Significance of selective crystal entrainment and differential crystal-melt separation in petrogenesis of granites from the Tongbai orogen

Partial melting has been shown to be an important mechanism for intracrustal differentiation and granite petrogenesis. However, a series of compositional differences between granitic melt from experiments and natural granites indicate that the processes of crustal differentiation are complex. To shed light on factors that control the processes of crustal differentiation, and then the compositions of granitic magma, a combined study of petrology and geochemistry was carried out for granites (in the forms of granitic veins and parautochthonous granite) from a granulite terrane in the Tongbai orogen, China. These granites are characterized by high SiO₂ (>72 wt%) and low FeO and MgO (<4 wt%) with low Na₂O/K₂O ratios (<0.7). Minerals in these granites show variable microstructures and compositions. Phase equilibrium modelling using P–T pseudosections shows that neither anatectic melts nor fractionated melts match the compositions of the target granites, challenging the conventional paradigm that granites are the crystallized product of pure granitic melts. Based on the microstructural features of minerals in the granites, and a comparison of their compositions with crystallized minerals from anatectic melts and minerals in granulites, the minerals in these granitoids are considered to have three origins. The first is entrained garnets, which show comparable compositions with those in host granulites. The second is early crystallized mineral from melts, which include large plagioclase and K-feldspar (with high Ca contents) crystals as well as a part of biotite whose compositions can be reproduced by crystallization of the anatectic melts. The compositions of other minerals such as small grained plagioclase, K-feldspar and anorthoclase in the granites with low Ca contents are not well reconstructed, so they are considered as the third origin of crystallized products of fractionated melts. The results of mass balance calculation show that the compositions of these granites can be produced by mixing between different proportions of crystallized minerals and fractionated melts with variable amounts of entrained minerals. However, the calculated modal proportions of different crystallized minerals (plagioclase, K-feldspar, biotite and quartz) in the granites are significantly different from those predicted by melt crystallization modelling. Specifically, some rocks have lower modes of biotite and plagioclase, whereas others show lower K-feldspar modes than those produced by melt crystallization. This indicates that the crystallized minerals would be differentially separated from the primary magmas to form the evolved magmas that produce these granites. Therefore, the crystal entrainment and differential melt-crystal separation make important contributions to the composition of the target granites. Compared with leucogranites worldwide, the target granites show comparable compositions. As such, the leucogranites may form through the crystal fractionation of primary granitic magmas at different extents in addition to variable degrees of partial melting.     

新疆阿尔泰巴斯铁列克钨多金属矿区花岗岩黑云母特征及成岩成矿意义

黑云母是花岗质岩石中常见的造岩矿物,其成分可以有效指示花岗岩形成的物理化学条件和岩石成因。巴斯铁列克矿床是近年来在新疆阿尔泰造山带南缘发现的首例二叠纪矽卡岩型钨多金属矿床。矿区出露多种类型二叠纪含钨花岗岩。为理清花岗质岩体之间、岩体与钨多金属矿化之间的关系,文章采用电子探针测定了黑云母花岗岩、二长花岗岩、二云母花岗岩和钾长花岗岩中的黑云母成分。结果表明,所有黑云母具有富铁、高铝、贫镁特征,含铁指数(Fe²⁺/(Mg+Fe²⁺))为0.66~0.80,二云母花岗岩属铁质黑云母而黑云母花岗岩、二长花岗岩和钾长花岗岩属铁叶黑云母。所有岩石是具有A型特征的I型花岗岩。不同类型岩石中黑云母的成分差异与岩浆来源、分异演化程度有关。二云母花岗岩中黑云母的w(MgO)与结晶温度最高,与黑云母平衡流体的log(fHF/fHCl)值（-1.13~-1.25）最低,log(fH₂O/fHF)值（4.64~4.96）最高,母岩浆相对富Cl;黑云母花岗岩中log(fHF/fHCl)值最高,log(fH₂O/fHF)最低,与二长花岗岩是同一岩浆房不同演化阶段的产物,与二云母花岗岩和钾长花岗岩属不同的岩浆体系,母岩浆相对富F元素。黑云母花岗岩与W矿化关系更密切。     

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.

---

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.

---

---

With 11 Figures     

Magma mixing,the petrogenetic link between anorthositic suites and rapakivi granites, Åland,SW Finland

Summary The Åland, rapakivi batholith consists of several granites that differ texturally and mineralogically from quartz-porphyritic varieties to rapakivi varieties with K-feldspar ovoids (wiborgites and pyterlites) and aplitic granites. Closely associated with the batholith there is a mafc magmatic series of dolerite dykes, norites, anorthosites and monzodiorites.The earliest major intrusive phase of the Åland, rapakivi batholith consists of quartzporphyritic hornblende rapakivi. This rock contains small amoeboidal mafc enclaves, labradorite megacrysts, quartz ocelli, amphibole-mantled xenoliths and irregular clots of granophyric granite. These disequilibrium features are products of mixing between basaltic and granitic magmas. Geochemical modelling indicates that the quartzporphyritic hornblende rapakivi is a mixture of 15% hi-Fe monzodiorite (mafic endmember) and 85% quartz-feldspar porphyry (felsic end-member). The monzodiorite is derived from a norite-anorthosite-monzodiorite series. The quartz-feldspar porphyry is produced by partial melting of the country rock caused by intrusions of hot basic magma.Structural, textural and geochemical features suggest that magma mixing was an important petrogenetic process in the formation of the earliest rapakivi granite intrusions in the Åland, rapakivi batholith. Petrographic evidence of magma mixing can also be found in the major intrusion of the batholith, the wiborgite rapakivi granites. Chemically the mixing is difficult to specify in these rocks because of a high proportion of felsic component. Zircon and apatite fractionation trends, however, indicate that the wiborgite rapakivis also contain components from a mixed source.

---

Magmamixing, die petrogenetische Verbindung zwischen Anorthositen und RapakiviGraniten, Åland, SW Finnland

Zusammenfassung Der Rapakivi Batholit von Åland besteht aus verschiedenen Graniten, die in ihrer Textur und Zusammensetzung das Feld von quarzporphyritischen über Rapakivigranite mit K-Feldspat-Ovoiden (Wiborgite und Pyterlite) und aplitischen Graniten abdecken. Eine mafische magmatische Serie von Dolerit-Gängen, Noriten, Anorthositen und Monzodioriten ist mit diesen Batholiten eng verbunden.Die erste größere Intrusivphase des Åland, Rapakivi Batholiten besteht aus quarzporphyritischem Hornblende Rapakivi. Dieses Gestein enhält kleine Amöboide, mafische Enklaven, Labradorit Megakristalle, Quarzocelli, Xenolithe mit Amphibolrändern und unregelmäßige Aggregate von granophyrischem Granit. Diese Produkte von Ungleichgewichts-Bedingungen gehen auf die Mischung zwischen basaltischen und granitischen Magmen zurück. Geochemische Modelle zeigen, daß der quarzporphyritische Hornblende-Rapakivi eine Mischung von 15%. eisenreichen Monzodiorit (mafisches Endglied) und 85% Quarz-Feldspatporphyr (felsisches Endglied) ist. Der Monzodiorit stammt von einer Norit-Anorthosit-Monzodiorit Serie. Der QuarzFeldspat-Porphyr entstand durch teilweise Aufschmelzung des Nebengesteines, die durch Intrusionen heißen basischen Magmas verursacht wurden.Strukturelle, texturelle und geochemische Daten zeigen, daß Magmamischung ein wichtiger petrogenetischer Prozeß der Bildung der frühesten Rapakivi-Granit-Intrusionen im Åland, Batholith waren. Petrographische Hinweise auf Magmamischung können auch in der größten Intrusion des Batholiths, dem Wiborg Rapakivi Granit, gefunden werden. Wegen des hohen Anteils felsischer Komponenten ist es schwierig, das Magmamixing in diesen Gesteinen chemisch zu quantifizieren. Zirkon- und Apatitfraktionierungs-Trends weisen jedoch darauf hin, daß auch die WiborgitRapakivis Komponenten aus einer gemischten Quelle enthalten.

---

---

With 5 figures     

大兴安岭中南段燕山期三类不同成矿花岗岩中黑云母的化学成分特征及其成岩成矿意义

大兴安岭中南段燕山期三类不同成矿花岗岩中黑云母主要为富铁黑云母和铁黑云母，属富铁黑云母—铁叶云母系列。黑云母主要化学成分表明本区花岗岩碱度属正常碱度—过碱性岩石系列；本区燕山期花岗岩为壳幔混源成因，其岩石系列属于长江深源系列和南岭浅源系列之间的过渡类型。燕山期三个不同期次不同成矿系列的花岗岩中黑云母的化学成分明显不同。燕山早期早阶段与铜成矿有关的花岗岩黑云母相对以富镁贫铁为特征，燕山晚期早阶段与锡多金属矿化有关的花岗岩其黑云母成分相对以富铁贫镁为特征，燕山早期晚阶段与铅锌银矿化有关的花岗岩黑云母成分处于两者之间，黑云母的化学成分是判别本区三类不同成矿岩体的有效标志。     

Proterozoic anorogenic magmatism in the Central Amazonian Province,amazonian araton: Geochronological,petrological and geochemical aspects

Summary In the Central Amazonian Province, the anorogenic granites are older in the eastern block (1.88 Ga, U-Pb; 1.8 - 1.6 Ga Rb-Sr and K-Ar) and in the central block (1.75 -1.7 Ga, Rb-Sr) than in the western one (1.55 Ga, U-Pb). The country rocks are of Archaean age in the eastern block, and in the western block they are of Lower Proterozoic age (Trans-Amazonian Event). There is a minimum difference of 200 Ma between the last metamorphic event and the formation of the anorogenic granites. Metaluminous to peraluminous subsolvus granites are largely dominant but hypersolvus granites, sometimes peralkaline, as well as syenites and quartz-syenites also occur. Wiborgites and pyterlites are found only in the western block but rapakivi-like textures are described in the province as a whole. Mineralizations include large deposits of Sn, as well as small occurrences of F, Zr, REE, Y, and W. The granites are generally rich in Si, K, Fe, Zr, Ga, Nb, Y, and REE and show very high K/Na, Fe/(Fe + Mg) and Ga/Al₂O₃ ratios. They are geochemically similar to A-type and within-plate granites and more particularly to the Proterozoic rapakivi granites of the Fennoscandian shield and the metaluminous granites of the North American anorogenic province. Petrographic, geochemical and Sr isotopic data indicate crustal sources for the granite magmas. Differences in the sources should explain the contrast observed in some of the granites. The model of crustal anatexis induced by underplating or intrusion of mantle-derived basic magmas is preferred to explain the generation of the crustal granitic magmas.

---

Proterozoischer, anorogener Magmatismus in der zentralen Amazonas-Provinz, Amazonas Kraton: Geochronologie, petrologische und geochemische Aspekte

Zusammenfassung In der zentralen Amazonas-Provinz sind die anorogenen Granite im östlichen (1.88 Mia, U-Pb; 1.8-1.6 Mia, Rb-Sr und K-Ar) und im zentralen Block (1.75-1.7 Mia,Rb-Sr) älter als im westlichen Block (1.55 Mia, U-Pb). Die Nebengesteine sind im östlichen Block archaiischen Alters, während sie im westlichen Block im unteren Proterozoikum (Transamazonas Event) gebildet worden sind. Dies ergibt eine minimale Altersdifferenz von 200 Mio zwischen dem letzten metamorphen Ereignis und der Intrusion der anorogenen Granite. Es dominieren metaluminöse bis peraluminöse Subsolvus-Granite, jedoch treten auch Hypersolvus-Granite, stellenweise Peralkaline, wie auch Syenite und Quarz-Syenite auf. Wiborgite und Pyterlite kommen lediglich im westlichen Block vor, Rapakivi-ähnliche Texturen werden jedoch aus der gesamten Provinz beschrieben. An Mineralisationen treten große Sn-Lagerstätten und kleinere Vorkommen von F, Zr, SEE, Y und W auf. Die Granite sind generell reich an Si, K, Fe, Ga, Nb, Y und SEE und zeigen sehr hohe K/Na, Fe/(Fe + Mg) und Ga/Al₂O₃ Verhältnisse. Sie zeigen geochemische Ähnlichkeiten mit A-Typ und Intraplatten-Graniten, besonders jedoch mit den proterozoischen Rapakivi Graniten des fennoskandischen Schildes und mit den metaluminösen Graniten der nordamerikanischen anorogenen Provinz. Petrographische, geochemische und Sr-Isotopendaten deuten krustale Ausgangsgesteine der granitischen Magmen an. Unterschiede im Ausgangsmaterial sollen die verschiedenen Granittypen erklären. Als Modell für die Entstehung krustaler granitischer Magmen wird krustale Anatexis, hervorgerufen durch underplating oder Intrusion von aus dem Mantel stammenden, basischen Magmen angenommen.

     

Tourmaline-rich Rocks Associated with the Submarine Hydrothermal Rosebery Zn-Pb-Cu-Ag-Au Deposit and Granites in Western Tasmania,Australia

Summary The stratiform massive Zn-Pb sulphide Rosebery deposit of western Tasmania is hosted by metamorphosed deformed acid volcanics and sediments of the Cambrian Mt. Read Volcanics. Tourmalinite, a boron-rich siliceous sulphide facies iron formation, overlies and occurs as an exhalite facies equivalent of the massive sulphides. The orebody is partially replaced by post deformation tourmaline-bearing pyrrhotite-pyrite rocks associated with an alteration facies comprising magnetite-pyrite-tourmaline-phlogopite and the host metavolcanics are transgressed by quartz-tourmaline veins and tourmaline-filled joints. Tourmalinite and tourmaline in alteration zones are associated with other base metal deposits in the area. Tourmaline also occurs as fault-fill and in granitic rocks and associated Sn-W mineralization nearby. Tourmaline associated with the Cambrian massive sulphides is schorl > dravite in contrast to schorl in the Devonian granites.It is suggested that boron was an integral part of the ore fluids at Rosebery which precipitated tourmaline in exhalites immediately after and distal to the mineralization event. Tourmaline from the tourmalinite exhalites appears to have derived from submarine hydrothermal precipitation. Joint- and fracture-fill tourmaline could have derived from remobilization from tourmalinites during Devonian tectonism, however, it is more probable that these discordant tourmaline-bearing veins, tourmaline in the post-cleavage Rosebery Fault and tourmaline-bearing pyrrhotite-pyrite replacement of the Rosebery orebody derived from Devonian granite at a shallow depth which has been intersected in drilling. Tourmaline replacement associated with discordant structures is no different in composition from that from tourmalinites associated with the orebody and hence has undergone re-equilibration with the host rocks during multiple events of deformation and metamorphism associated with Devonian tectonism. In contrast, the composition of tourmaline from the Devonian granites is markedly different from that of the Rosebery area.

---

Zusammenfassung Die stratiforme, massive Zn-Pb-Sulfidlagerstätte Rosebery in West-Tasmanien sitzt in metamorphen und deformierten sauren Vulkaniten und Sedimenten der Kambrischen Mt. Read Vulkanit-Serie auf. Turmalingesteine treten im Hangenden dieser Serie auf. Sie stellen eine Bor-reiche Eisenformation in silizuiumreicher Sulfidfazies dar und sind als das exhalative Äquivalent der massiven Sulfide anzusehen. Der Erzkörper wird teilweise von postdeformativen Turmalin-fährenden Pyrrhotin-Pyrit-Gesteinen verdrängt, die mit einer Alterationsfazies, bestehend aus Magnetit-Pyrit-Turmalin-Phlogopit, assoziiert sind. Die erzfährenden Metavulkanite werden von Quarz-Turmalin-Gängen und Turmalinadern durchschlagen. Turmalingesteine wie auch Turmalin in Alterationszonen kommen auch mit anderen Buntmetall-Vererzungen des Arbeitsgebietes vor. Turmalin tritt weiters in Störungszonen, in Graniten und in an diese gebundenen Sn-W Mineralisationen auf.Der mit den kambrischen, massiven Vulkaniten assozierte Turmalin ist ein Schörl > Dravit, während in den devonischen Graniten Schörl dominiert. Es ist anzunehmen, daß Bor einen integralen Anteil der Erzlösungen in der Rosebery-Lagerstätte darstellt. Aus diesen ist Turmalin exhalativ, kurz nach der Sulfidmineralisation distal gebildet worden. Es zeigt sich, daß der Turmalin aus submarin hydrothermalen Absätzen herzuleiten ist. Gangturmaline könnten durch Remobilisation der Turmalingesteine während devonischer Deformation entstanden sein. Es scheint jedoch wahrscheinlicher, daß diese diskordanten Gänge, wie auch der Turmalin in der Rosebery-Störung und die Turmalin-führenden Pyrrhotin-Pyrit-Verdrängungen aus dem devonischen Granit stammen. Verdrängter Turmalin, assoziiert mit diskordanten Strukturen, zeigt in seiner Zusammensetzung keinerlei Unterschiede zum Turmalin in Turmalingesteinen aus dem Erzkörper. Im Zuge mehrphasiger, devonischer Deformation und Metamorphose ist es somit zu Reäquilibrierung des Turmalins mit dem Trägergestein gekommen. Die Zusammensetzung des Turmalins in den devonischen Graniten unterscheidet sich deutlich von der des Rosebery-Gebietes.

     

Pegmatites in two suites of variscan orogenic granitic rocks (Western Carpathians,Slovakia)

Summary Two rare-element (Be-Nb-Ta) granitic pegmatite populations have been observed in the Western Carpathian granitoids: (1) pegmatites with Ti- and Mg-poor mineral assemblages, and (2) pegmatites carrying Ti- and Mg-enriched phases (Nb-Ta oxide minerals, garnet, beryl). Mineral chemistry of the pegmatites reflects the primary composition of the parental granitic rocks. The first pegmatite type is derived from monazite-bearing orogenic granites (MOG), and the second from allanite-bearing orogenic granites (AOG). The MOG produced an abundance of pegmatites, whereas in the AOG group the pegmatites are less evolved and relatively scarce. The two kinds of pegmatites support the subdivision of the Western Carpathian granitoids into two principal genetic groups.

---

Pegmatite in zwei Suiten variszischer orogener Granite (West-Karpathen, Slowakei)

Zusammenfassung In den Granitoiden der West-Karpathen kommen zwei Populationen von Selten-Element (Be-Nb-Ta) granitischen Pegmatiten vor: (1) Pegmatite mit Ti- und Mg-armen Mineralvergesellschaftungen und (2) Pegmatite mit Ti- und Mg-angereicherten Phasen (Nb-Ta Oxyde, Granat, Beryll). Die Mineralchemie der Pegmatite spiegelt die primäre Zusammensetzung der granitischen Ursprungsgesteine wider. Der erste Pegmatit-Typ stammt von Monazit-führenden orogenen Graniten (MOG) ab, und der zweite von Allanit-führenden orogenen Graniten (AOG). Die MOG sind für eine Vielzahl von Pegmatiten verantwortlich, während die Pegmatite der AOG-Gruppe weniger entwickelt und relativ selten sind. Das Vorkommen dieser zwei Arten von Pegmatiten unterstützt die Unterteilung der Granitoide der West-Karpathen in zwei genetische Hauptgruppen.

---

---

With 6 Figures     

Die Beziehungen zwischen der chemischen Zusammensetzung,Lichtbrechung und Dichte einiger koexistierender Biotite,Muskowite und Chlorite aus granitischen Tiefengesteinen

From 19 granitic rock samples the coexisting biotites, muscovites, and chlorites were separated by means of a magnetic separator as well as through hand-picking under the microscope.The measured refractive indices and densities of the biotites and of the iron-rich chlorites show stronger variations than those measured on the muscovites.These data, together with 20 complete chemical analyses of these complicated layer silicates, were used to test the applicability of the rule of Gladstone and Dale giving a simple theoretical relationship between chemical composition, density and mean refractive index of a substance.For 16 samples the theoretical densities according to Gladstone-Dale agree within 2% with the measured densities. In 4 samples of biotite and muscovite showing high contents of fluorine discrepancies up to 4% were found.This might suggest that the specific refractive energy for F in layer silicates is different from the value given by Larsen and Berman for silicates in general.The effects of substitutions of main elements Si, Al, Fe²⁺, Mg, K, Ti, Fe³⁺, Ca, and F on the refractive indices of layer silicates are shown to be very complex.

---

---

Mein Dank gilt Herrn Direktor Prof. Dr. H. R. v. Gaertner, welcher meine Untersuchungen während meiner Tätigkeit bei der Bundesanstalt für Bodenforschung, Hannover, mit Interesse förderte. Ferner danke ich den Herren Dr. W. Harre und Dr. H. Gundlach, Bundesanstalt für Bodenforschung, für die Durchführung der chemischen Mineralanalysen, sowie der Deutschen Forschungsgemeinschaft, Bad Godesberg, für ihre finanzielle Beihilfe. Meinen Assistentinnen Frau H. Grapp, Frl. B. Köhler, Frl. G. Klaetsch und Frau R. keese sei herzlich für ihren geduldigen Fleiß bei den Separierungsarbeiten gedankt.