Sub-greenschist facies assemblages of metabasites from south-eastern Peloritani range (NE-Sicily)

Summary Pre-Hercynian magmatic rocks are widespread in the Palaeozoic basement of the Peloritani range. The metabasites of the Mongiuffi-Melia and Gallodoro areas represent the largest and the most important lower-Ordovician magmatic products of this range. These rocks were metamorphosed during the Hercynian event and preserve relict igneous minerals and textures. A detailed study of the metamorphic assemblages has allowed the identification of two stages of metamorphic crystallisation; they are mainly distinguished by the differentXCO₂ of the fluid phase. The first metamorphic event produced three calcite-free sub-greenschist facies assemblages that contain ubiquitous quartz+albite+titanite+chlorite+epidote along with pumpellyite or prehnite or actinolite. The second metamorphic episode produced a Calcite+Chlorite assemblage, non-diagnostic to evaluate P-T conditions of metamorphism. The first stage assemblages are only preserved in small domains of the rock. As even very low amounts of CO₂ in the fluid phase drastically inhibit the formation of diagnostic sub-greenschist facies calc-silicate assemblages, it appears that a more CO₂-rich fluid must have been introduced during the second event. We suggest that this introduction of more CO₂-rich fluid occurred during the development of S₂ crenulation cleavage.

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Sub-grünschieferfazielle Mineralvergesellschaftungen in Metabasiten der südöstlichen Peloritani Range (NE Sizilien)

Zusammenfassung Prähercynische magmatische Gesteine sind weitverbreitet im paläozoischen Basement der Peloritani Range. Die Metabasite aus dem Mongiuffi-Melia und dem Gallodoro Gebiet sind die größten und wichtigsten magmatischen Produkte des unteren Ordoviziums in diesem Gebiet. Sie wurden während der hercynischen Orogenese metamorphisiert und sie bewahren reliktische magmatische Minerale und Strukturen. Eine Detailstudie der metamorphen Mineralvergesellschaftungen erlaubt die Identifikation von zwei metamorphen Kristallisationsstadien, die sich hauptsächlich im XCO₂ der fluiden Phase unterscheiden. Das erste Ereignis resultierte in der Bildung von drei Calcit-freien sub-grünschieferfaziellen Mineralvergesellschaftungen, die verbreitet Quarz+Albit+Titanit+Chlorit+Epidot mit Pumpellyit oder Prehnit oder Aktinolith führen. Die zweite metamorphe Episode führte zur Bildung der Vergesellschaftung Calcit+Chlorit; diese ist für die Abschätzung der P-T Bedingungen der Metamorphose ungeeignet. Die erste Vergesellschaftung ist nur in kleinen Domänen in den Gesteinen erhalten geblieben. Da bereits sehr geringe Mengen an CO₂ in der fluiden Phase die Bildung der diagnostischen sub-grünschieferfaziellen kalk-silikatischen Mineralassoziation verhindern, scheint es, daß das CO₂-reiche Fluid während des zweiten Stadiums zugeführt wurde. Wir meinen, daß die Zufuhr dieser CO₂-reichen Fluide während der Entwicklung der S2 Krenulationsschieferung erfolgt sein muß.

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With 6 Figures     

Schwefel- und Sauerstoff-Isotopenanalysen von Sulfaten des Kupferschiefers

Zusammenfassung Zur Bestimmung der O¹⁸-Werte von Sulfaten wird BaSO₄ mit Kohlenstoff reduziert und das gewonnene CO₂ massenspektrometrisch gemessen. Das sehr einfache Reduktionsverfahren erlaubt eine Meßgenauigkeit von 0,4 relativ zur SMOW-Skala.Eine kombinierte Schwefel- und Sauerstoffisotopenanalyse von Gips bzw. Anhydrit sollte Einzelheiten über Entstehung und Herkunft dieser Sulfate erkennen lassen. Am Beispiel eines Kupferschieferprofiles wird gezeigt, daß durch eine derartige Analyse primäre Restsulfate von sekundär zu Sulfaten aufoxidierten Sulfiden unterschieden werden können. Die sekundären Sulfate sind durch relativ leichten Sauerstoff (O¹⁸=+4)gekennzeichnet und an S³⁴ verarmt (S³⁴–23), was auf den Zusammenhang mit den durch bakterielle Reduktion gebildeten Kupferschiefersulfiden schließen läßt (Einzelheiten vgl. Marowsky, 1969). Die primären Restsulfate sind dagegen an O¹⁸ und S³⁴ angereichert. Die von Lloyd (1968) gefundene Korrelation zwischen der Anreicherung von schwerem Schwefel und schwerem Sauerstoff in dem verbleibenden Sulfat bei bakterieller Sulfatreduktion konnte bestätigt werden.

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Sulfur and oxygen isotope studies of sulfates from the Permian Kupferschiefer

The oxygen isotopic composition of sulfates has been determined in CO₂ by mass spectrometry after reduction of BaSO₄ with carbon. The experimental procedure with a precision of 0.4 in the scale relative to SMOW is described in some detail. It is a problem to distinguish between primary and secondary gypsum or anhydrite in argillaceous sediments. A combined analysis of sulfur and oxygen of the sulfates mentioned is applied for getting evidence on the origin of these sulfates. Samples of a Permian Kupferschiefer profile show that primary residual sulfates from closed systems can be distinguished from secondary sulfates formed from oxidized sulfides. These secondary sulfates are characterized by relatively light oxygen (O¹⁸+4 relative to SMOW) and sulfur (S³⁴-23), which is due to their origin from sulfides of bacterially reduced sulfates. The primary residual sulfates are enriched in O¹⁸ and S³⁴. The correlation of heavy sulfur with heavy oxygen during bacterial reduction of sulfates (Lloyd, 1968) could be confirmed.

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Die massenspektrometrischen Messungen wurden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft durch die Einrichtung des Zentrallabors für Geochemie der Isotope an der Universität Göttingen ermöglicht. Herrn Prof. Dr. K. H. Wedepohl und den Mitarbeitern des Zentrallabors danke ich für wertvolle Ratschläge und Diskussionsbereitschaft.     

Verbreitung und Entstehung Mangan-reicher Gesteine im Jura der Nördlichen Kalkalpen

Zusammenfassung Schichtgebundene Mn-Anreicherungen sind in den Nördlichen Kalkalpen nahezu ausschließlich auf feinschichtige Tonmergelsteine (Manganschiefer) des oberen Toarcian und unter-bis mitteljurassische Rotkalke beschränkt.Die primären Mn-Minerale in der Manganschiefer-Fazies sind Mischkarbonate der Reihe CaCO₃–MnCO₃–FeCO₃ und geringe Mengen von Braunit und Pyrolusit. Die Fe-Mineralisation charakterisiert eine Faziesreihe, die von schwach oxidierenden Ablagerungsbedingungen (Goethit, Hämatit) an der Basis der Mn-führenden Serie, zu reduzierenden (Siderit, Chamosit, Pyrit) führt. In den Rotkalken sind Pyrolusit und Goethit bzw. Hämatit in calcitreichen Knollen und Krusten konzentriert.Die chemische Zusammensetzung der Mn-reichen Gesteine ist bei hohen Ca- und SiO₂-Gehalten von korrelierbaren Mn- und Fe-Anteilen in gleicher Größenordnung bestimmt. Gegenüber der durchschnittlichen Zusammensetzung faziell vergleichbarer Schwarz- und Tonschiefer und marin-sedimentärer Mn-bzw. Fe-Lagerstätten sind auch die Spurenelement-Gehalte deutlich erhöht und zumindest im Falle des Co mit den Mn-Gehalten korreliert.Nach ihrer mineralogischen und chemischen Zusammensetzung sind die Manganschiefer zu den vulkanogen-sedimentären Lagerstätten zu rechnen. Unmittelbare Hinweise auf vulkanische Aktivität im oberen Lias sind in Form von Seladonit-führenden Tuffen, die mit Mn-Karbonaten wechsellagern, erstmals in den Nördlichen Kalkalpen aufgefunden worden.

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Distribution and genetic significance of jurassic manganese deposits in the Northern Limestone Alps

Summary In the Northern Limestone Alps strata-bound deposits of manganese are concentrated in laminated marls (manganese shales) of the lower Toarcian and lower to upper Jurassic red limestones.Carbonates of the system CaCO₃–MnCO₃–FeCO₃, and minor quantities of braunite and pyrolusite are the prevailing primary manganese minerals. Characteristically they are associated with sedimentary iron minerals (hematite, goethite, Mn-siderite, chamosite, pyrite) showing a vertical sequence leading from weakly oxidzing to anaerobic conditions. In the red limestones pyrolusite and goethite are concentrated in carbonate-rich nodules and crusts. The manganese shale facies besides its elevated contents of Ca and SiO₂ is characterized by Mn and Fe values which are closely correlated. In contrast to the average composition of comparable black shale and normal marine Mn and Fe deposits the trace element contents, partly correlated with manganese, are raised, as well.According to their mineralogical and chemical composition the manganese shales must be classed with volcanogenic sedimentary deposits. Volcanic activity during manganese deposition in the Northern Limestone Alps could be proved for the first time by celadonite-bearing tuffaceous layers in manganese carbonate sediments.

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Mit 8 Abbildungen     

Synthesis and characterization of Mn-bearing ilvaite CaFe 2−x 2+ MnxFe3+ [Si2O7/O/(OH)]

Summary Synthesis of Mn-bearing ilvaites, CaFe _2–x ²⁺ Mn_xFe³⁺ [Si₂O₇/O/(OH)], with 0 x 0.19, have been performed under hydrothermal conditions at 2 and 3 kbars, T = 300 -400°C and at oxygen fugacities defined by the Fe₂O₃/Fe₃O₄ - and the Ni/NiO -buffer. As shown by X-ray diffraction, the substitution of Fe²⁺ by Mn²⁺ decreases the monoclinic angle and causes a phase transition from monoclinic to orthorhombic at x = 0.19. The Fe-distribution has been determined by Mössbauer spectroscopy.

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Synthese und Charakterisierung von Mn-haltigem Ilvait CaFe _2–x ²⁺ Mn_xFe³⁺ [Si₂O₇/O/(OH)]

Zusammenfassung Mn-haltiger Ilvait CaFe _2–x ²⁺ Mn_x Fe³⁺ [Si₂O₇/O/(OH)] wurde unter hydrothermalen Bedingungen bei Drucken von 2 und 3 kbar, Temperaturen zwischen 300 und 400°C und bei Sauerstoff Fugazitäten, die durch Festkörperpuffer (Fe₂O₃/Fe₃O₄ und Ni/NiO) kontrolliert wurden, hergestellt. Röntgenbeugungsuntersuchungen zeigen, daß mit steigendem Mn-Einbau der monokline Winkel kleiner wird, und daß bei x = 0.19 ein Phasenübergang von der monoklinen zur orthorhombischen Struktur erfolgt. Die Fe-Verteilung wurde mit Mössbauer-Spektroskopie bestimmt.

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With 4 Figures     

Mikrothermometrische Untersuchungen an ostalpinen Lagerstätten

Zusammenfassung Aus dem Bereich alpiner Kluftparagenesen des Tauernfensters, der Niederen Tauern, des variszischen Altkristallins der östlichen Ostalpen und einigen Lagerstätten außerhalb des metamorphen Bereiches werden mikrothermometrische Untersuchungen an Flüssigkeitseinschlüssen in Quarzen durchgeführt. Dabei wird die Arbeitsmethodik erläutert und die Meßergebnisse interpretiert. Nach diesen bestehen die Einschlüsse im wesentlichen aus wäßrigen Lösungen mit wechselnden Gehalten an Natriumchlorid, aus gasförmigem und flüssigem CO₂, selten mit Gehalten an Kohlenwasserstoffen sowie festen Phasen, im wesentlichen NaCl. Das Verhältnis CO₂/H₂O, H₂O/NaCl sowie die Homogenisierungstemperaturen von flüssigen und gasförmigen Phasen geben Hinweise auf dieP/T-Bedingungen zur Zeit des Kristallwachstums.

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Microthermometrical investigations on mineral deposits of the eastern alps

Summary Fluid inclusions in quartz from Alpine mineral veins in the Tauern Window, in the Niedere Tauern, in Variscian metamorphic complexes and from deposits in nonmetamorphic environments have been investigated. Inclusions carry aqueous solutions with varying NaCl-content, as well as CO₂ as vapour and liquid. Rarely, hydrocarbons and solid NaCl have been recorded. The ratios CO₂/H₂O and H₂O/NaCl, and homogenisation temperatures of fluid and vapour phases facilitate the determination ofP/T-conditions during crystal growth.

     

Effects of fluid infiltration on wollastonite genesis at the Mérida contact-metamorphic deposits, SW Spain

Summary The Mérida wollastonite deposits (SW Spain) occur in the inner part of a contact-metamorphic aureole developed on impure carbonate rocks of Lower Cambrian age, by the intrusion of a late Hercynian granite. Contact metamorphism associated with the granite emplacement did not only cause an important thermic anomaly but also triggered a complex fluid-rock interaction driven by infiltration of externally-derived fluids. Petrographic and stable isotope data suggest that the aureole was infiltrated by large amounts of aqueous fluids, emanating from the nearby granite, through lithological contacts. As a result of fluid infiltration, an extensive dilution of the CO₂-rich fluid phase evolved by prograde devolatilization reactions took place, thus providing an environment suitable for wollastonite formation.Nearly pure wollastonite bands resulted from chert interlayered in limestone by local exchange between CaO and SiO₂ across bimetasomatic rims, in the presence of virtually pure water showing a magmatic-dominated isotope signature (¹⁸O values as low as 11.8 are recorded for wollastonites adjacent to the granite contact). Distribution and modal abundance of wollastonite provide insights for determining the fluid flow paths and the extent of infiltration. Fluid circulation was dominantly parallel to bedding and clearly focused along marble-metachert boundaries, whi-ch acted as channelways for migration of fluids in the direction of decreasing temperature. Conditions of wollastonite formation have been estimated as follows: P=570-700 bars; T = 550-600°C; and X_{CO 2} 0.05.

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Der Effekt von Fluidinfiltration auf die Genese von Wollastonit in den kontaktmetamorphen Lagerstätten von Mérida, SW Spanien

Zusammenfassung Die Woliastonitlagerstätten von Mérida (SW Spanien) treten im Innenteil einer kontaktmetamorphen Aureole, die sich durch die Intrusion späthercynischer Granite in unreine unterkambrische Karbonatgesteine bildete, auf. Die die Granitplatznahme begleitende Kontaktmetamorphose verursachte nicht nur eine bedeutende thermische Anomalie, sondern löste, kontrolliert durch die Infiltration externer Fluide, auch komplexe Fluid-Gesteinsinteraktion aus. Peterographische und stabile Isotopendaten weisen darauf hin, daß in die Aureole große Mengen an wäßrigen Lösungen, die aus dem nahegelegenen Granit abzuleiten sind, vor allem entlang lithologischer Grenzen infiltrierten. Als Folge der Fluidinfiltration kam es zu einer starken Verdünnung des durch prograde Devolatilisationsreaktionen entstandenen CO₂-reichen Fluids und zur Bildung von Wollastonit.Nahezu reine Wollastonitbänder entstanden aus den dem Kalk zwischengelagertem Chert durch lokalen CaO- und SiO₂-Austausch über bimetasomatische Ränder und zwar in Gegenwart eines offenbar reinen wäßrigen Fluids mit rnagmatisch-dominierter Isotopensignatur (¹⁸O Werte bis 11.8 sind für Wollastonite nahe des Granitkontaktes nachgewiesen). Die Verteilung und die Modalgehalte von Wollastonit erlauben Einblicke in die Bestimmung der Fluidpfade und das Ausmaß der Infiltration. Die Fluidzirkulation erfolgte hauptsächlich parallel zur Schichtung und ist auf die Marmor-Metachert-Grenzen fokussiert, die als Zufuhrkanäle für die Migration der Fluide in Richtung fallender Temperatur agierten. Die Bedingungen der Wollastonitbildung werden folgendermaßen abgeschätzt: P = 570-700 bar; T=550-600°C; X_{CO 2 2}0.05.

     

Light-rare earth element-rich minerals associated with platinum-group element mineralization in the Archean Boston Creek Flow,Ontario

Summary A variety of LREE-rich minerals are associated with late magmatic-stage platinum-group element (PGE) mineralization [(PGE + Au) = 300 ppb) in unsheared clinopyroxenite and gabbro proximal to sheared amphibolite in the Boston Creek Flow (BCF) Al-depleted komatiitic basalt, Archean Abitibi greenstone belt, Ontario. The LREE-rich minerals are LREE-rich apatite (La₂O₃ + Ce₂O₃ 1.5 wt%), LREE-rich epidote (Ce, La: 12 wt% REE), and bastnaesite [(Ce,La)(CO₃)(F,OH)]. The LREE-rich apatite forms rare zones in altered apatite grains and discrete, multifaceted micrometric-sized grains. LREE-rich epidote forms large (up to 100 ,m), compositionally zones grains in amphibolitized plagioclase. Bastnaesite forms areas marginal to and veinlets within the LREE-rich epidote and analyses are characterized by up to 0.4 wt% Cl. Compared to other unsheared rocks from the flow, the REE-rich mineral host rocks contain: intermediate REE contents (REE = 38 to 71 ppm), Ba contents (up to 240 ppm), and U/Th values (0.3 to 7.2); variable Cl contents (21 to 60 ppm); and slightly elevated ³⁴S values (up to 3.3). In contrast, the sheared amphibolite is characterized by low contents of REE (REE = 25 ppm), Cl (15 ppm), Ba (20 ppm), U (0.5 ppm), and Th (0.4 ppm), and a distinctive chondrite-normalized whole-rock REE pattern profile [(La/Sm)_n = <2 and (Tb/Yb)_n = < 1).The restricted occurrence, textures and chemical compositions of the LREE-rich minerals are interpreted as the result of mobilization and localized concentration of the LREE by hydrothermal fluids during greenschist facies contact metamorphism. LREE-rich epidote represents LREE redistribution accompanying the breakdown of plagioclase during abnormally intense amphibolitization and shear deformation within the flow at the peak of greenschist facies contact metamorphism. LREE-rich apatite and bastnaesite represent LREE mobilization and very localized reprecipitation during later stage, retrogressive amphibolitization. The low chlorine contents of the LREE-rich minerals and their host rocks suggest that complexing with Cl was only of minor importance in the concentration of LREE.The spatial association of the LREE-rich minerals with the PGE mineralization reflects concentration of shear deformation and amphibolitization at this stratigraphic level within the flow. The attendant hydrothermal fluid activity induced limited mobilization and reconcentration of PGE in veinlets and fractures within the mineralization. The low Cl suggests that complexing with Cl was not of importance in the PGE mobilization, nor in the late magmatic-stage mineralization process.

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Seltene Erd-Minerale in Assoziation mit Platinvererzung im Archaischen Boston Creek Flow, Ontario

Zusammenfassung Verschiedene LSEE-reiche Minerale kommen zusammen mit spätmagmatischer Platinvererzung (PGE + Au = 300 ppb) in Klinopyroxeniten und Gabbro, in engster Nachbarschaft mit zerschertem Amphibolit im Al-verarmten, komatiitischen Basalt des Boston Creek Flow (BCF), im archaischen Abitibi Grünstein-Gürtel, Ontario, vor. Die LSEE- reichen Minerale sind LSEE-reicher Apatit (La₂O₃ + Ce₂O₃ > 1.5 Gew.%), LSEE-reicher Epidot (Ce, La: 12 Gew.% SEE), und Bastnaesit ((Ce, La) (CO₃)(F, OH)). Der LSEE-reiche Apatit bildet Zonen in umgewandelten Apatitkörnern und auch individuelle, flächenreiche Körner, die einige Mikron groß sind. LSEE-reicher Epidot bildet große (bis zu 100 m) Körner mit zonierter Zusammensetzung in amphibolitisierten Plagioklasen. Bastnaesit bildet randliche Bereiche von, und Gängchen in LSEE-reichem Epidot. Analysen zeigen bis zu 0.4 Gew.%. Cl. Verglichen mit anderen unzerscherten Gesteinen aus dem BCF, enthalten die Wirtsgesteine der SEE-reichen Minerale: intermediäre SEE-Gehalte (SEE = 38 bis 71 ppm), Ba-Gehalte von bis zu 240 ppm und U/Th-Werte von 0.3 bis 7.2. Wechselnde Cl-Gehalte (21 bis 60 ppm) und etwas erhöhte ³⁴S-Werte (bis zu 3.3). Im Gegensatz dazu zeigt der zerscherte Amphibolit niedrige Gehalte von SEE (SSE = 25 ppm), Cl (15 ppm), Ba (20 ppm), U(0.5 ppm), und Th (0.4 ppm), sowie charakteristische Chondrit-normalisierte SEE-Verteilungsmuster ((La/Sm)_n = <2 und (Tb/Yb)_n = < 1).Das beschränkte Vorkommen, die Texturen und die chemische Zusammensetzung der LSEE-reichen Minerale werden als Ergebnis der Mobilisierung und örtlichen Konzentration von LSEE durch hydrothermale Fluide während einer Kontaktmetamorphose unter Bedingungen der Grünschiefer-Fazies interpretiert. LSEE-reicher Epidot ist das Ergebnis von LSEE Umverteilung im Zusammenhang mit dem Zerfall von Plagioklas während besonders intensiver Amphibolitisierung und Scherungsdeformation innerhalb des Basalt-Ergusses zum Höhepunkt der Kontaktmetamorphose. LSEE-reicher Apatit und Bastnaesit gehen auf LSEE-Mobilisierung und sehr lokale Wiederausfällung während retrograder Amphibolitisierung während eines späteren Entwicklungsstadiums zurück. Die niedrigen Chlorgehalte der LSEE-reichen Minerale und ihrer Wirtsgesteine weisen darauf hin, daß die Bildung von Chlorid-Komplexen bei der Konzentration von LSEE nur eine geringe Rolle gespielt hat.Die räumliche Verbindung von LSEE-reichen Mineralen mit der PGE-Vererzung dürfte auf die Verbindung von Scher-Deformationen und Amphibolitisierung in diesem stratigraphischen Niveau innerhalb des Basaltes zurückgehen. Die begleitende hydrothermale Fluid-Aktivität führt zu beschränkter Mobilisierung und Anreicherung von PGE in Gängen und Sprüngen innerhalb der Vererzung. Die niedrigen Chlorgehalte weisen darauf hin, daß Chlorid-Komplexe weder bei der PGE-Mobilisierung, noch bei der spätmagmatischen Vererzung von Bedeutung gewesen sind.

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With 4 Figures     

Clinopyroxenes from plagioclase peridotites (Zabargad Island,Red Sea) and comparison between high- and low-pressure mantle clinopyroxenes

Summary A detailed crystal-chemical study of clinopyroxenes from the peridotite-pyroxenite association from Zabargad Island (Red Sea) has been carried out to decline the intercrystalline relationships in mantle-derived clinopyroxenes equilibrated at low pressure conditions (plagioclase facies:Pl-Cpx).Pl-Cpx typically show larger cell volume (>437 °A3) compared with those from spinel and garnet-spinel peridotite nodules (Sp-Cpx). The larger cell volume is mainly achieved through higher Mgm, and louver Al^VI occupancies, which strongly increase the M l volume. Concurrently, overcharging on the O3 oxygens due te, the high Ca_M2 ( 0.828 atoms per formula unit, a.f.u.) and low Na_M2 (< 0.037 a.f.u.) occupancies requires lengthening of T-0 distances and increase of the T volume. Consequently: i) for the saine M 1 volume,Pl-Cpx have larger cell volume compared withSp-Cpx; ii) for a given trivalent cations (R³⁺) content in M1, Al^IV is higher inPl-Cpx than inSp-Cpx. Plots of cell volume vs Ml volume and of M1-O2 vs T-O_nbr bond lengths are a simple way to illustrate the complex intracrystalline relationships which control (Ca Na)_M2, (Si Al^IV)_T and (Mg R³⁺)_M1 substitutions, and thus permit sensitive qualitative discrimination of the pressure regimes of equilibration of mantle clinopyroxenes.

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Klinopyroxene aus Plagioklas-Peridotiten der Insel Zabargad (Rotes Meer) und Verqleich zwischen Hoch- und Tiefdruck-Klinopyroxenen des Mantels

Zusammenfassung Klinopyroxene aus der Peridotit-Pyroxenit-Assoziation der Insel Zabargad (Rotes Meer) wurden eingehend kristallchemisch untersucht, um die inter-kristallinen Bezie-hungen in aus dem Mantel stammenden Klinopyroxenen zu definieren, die unter niedrigem Druck (Plagioklas-Fazies,PI-Cpx) equilibriert wurden.PI-Cpx zeigen typisch ein größeres Zellvolumen (>437 ų) im Vergleich zu jenen aus Knollen von Spinell- und Granat-Spinell-Peridotiten (Sp-Cpx). Das größere Zellvolumen wird hauptsächlich durch größere Mg_M1- und kleinere Al^VI-Besetzungen erreicht, welche das M1-Volumen stark erhöhen. Gleichlaufend verlangt ein Ladungsüberschuß an den O3-Sauerstoffen durch hohe Ca_M2-Besetzungen (> 0,828 Atome pro Formeleinheit) und niedrige Na_M2-Besetzungen ( 0,037 Atome pro Formeleinheit) eine Verlängerung der T-O-Abstände und ein Anwachsen des T-Volumens. Folglich haben für das gleiche M1-Volumen diePl-Cpx ein größeres Zellvolumen gegenüber denSp-Cpx, und ferner ist für einen gegebenen Gehalt an dreiwertigen Kationen (R³⁺) auf M1 das Al^IV inPI-Cpx höher als inSp-Cpx. Diagramme von Zellvolumen gegen Volumen von M1, sowie von M1-O2 gegen T-O_nbr sind ein einfaches Mittel, um die komplexen interkristallinen Beziehungen aufzuzeigen, welche die Substitutionen (Ca Na)_M2, (Si AI_IV)_T und (Mg R³⁺)_M1 beherrschen, sie erlauben eine empfindliche qualitative Unterscheidung der Druckverhältnisse bei der Equilibrierung von Klinopyroxenen aus dem Mantel.

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With 6 Figures     

Untersuchungen am Meteoriten von Borkut und anderen Chondriten über Form,Aufbau und Entstehung der Chondren

Zusammenfassung Durch Ausmessung der Chondrenquerschnitte an Anschliffen van sechs Chondriten und Messungen an isolierten Chondren von Borkut ergab sich:Die Häufigkeitsverteilung der Chondren ist symmetrisch, das Maximum liegt bei einem Durchmesser von 0,6–0,8 mm. Chondren Bind Rotationsellipsoide oder allgemeine Ellipsoids und zum geringen Teil Kugeln (etwa 12%). Kleinere Chondren sind kugelähnlicher als große. Die ellipsoidischen Chondren zeigen bei Borkut and Bluff sine deutliche Einregelung.Der Chondrit Borkut besteht aus Bronzit, Olivin, Nickeleisen, Troilit, Chromic und Glas mit Feldspatmikrolithen. Er enthält Pyroxen-, PyroxenOlivin-und Olivinchondren. Des Orthopyroxen ist ein Bronzit mit 24,5 Mol.-% FeSiO₃, der Olivin enthält 31 Mol.-% Fe₂S0₄.Das spezifische Gewicht ist 3,609 g/cm³, das Porenvolumen beträgt 19,06%.Der Gesamtmeteorit und die Chondren wurden getrennt chemisch analysiert. Nach Chernismus und Mineralbestand gehört Borkut dem L-Typ der Chondrite an.Die Pyroxenchondren von l3orkut bestehen aus Lamellensystemen nach (100) oder (101) and einem Feldspatglas mit Mikrolithen. Sie haben sich ebenso wie gemischte and Olivinchondren als Tröpfchen aus einer Schmelze gebildet, die schnell abgekühlt wurden. Die verschiedenen Chondrentypen können dadurch entstehen, daß ein Magma mit bereits ausgeschiedenen Olivinkristallen zu kleinen Tröpfchen zerrissen wurde, wobei Tröpfchen mit Olivinkristallen (gemischte Chondren) und solche ohne Olivin (Pyroxenchondren) entstanden.

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Measurements of cross-sections of chondrules in. sections of 6 chondrites and measurements of isolated chondrules from Borkut yielded te following results:The grain size distribution of chondrules is symmetrical, its maximum being at a diameter of 0.6 to 0.8 mm. Chondrules are rotation ellipsoids or ordinary ellipsoids, a minor part are spherules (some 12%). Smaller chondrules form more perfect spherules than bigger ones. Elliptical chondrules in Borkut and Bluff show an evident orientation.The chondrite Borkut consists of bronzite, olivine, nickeliron, troilite, chromite, and glass with microlithic felspar. It contains pyroxene chondrules, pyroxene olivine chondrules, and olivine chondrules. The orthopyroxene is a bronzite containing 24.5 mol.-% FeSiO₃, the olivine contains 31 mol.-% Fe₂SiO₄,Its specific gravity is 3.609 g/cm³, its porosity amounts to .19.06%.The whole meteorite and the chondrules had been chemically analyzed separately. According to its chemical composition and mineral content, Borkut has to be classified under type L of chondrites. The pyroxene chondrules of Borkut consist of systems of lamellae parallel (100) or (101) and of felspar glass with microlithic crystals. They, as well as mixed chondrules and olivine chondrules, originated from a melt as droplets, which cooled down rapidly. The different types of chondrules may originate, when magma containing already crystallized olivine is disrupted to droplets; the result is then either droplets containing olivine crystals (mixed chondrules) or droplets without olivine (pyroxene chondrules).

     

Hydrothermal origin of metals in some East African Rift Lakes

The chemical composition of all Western Rift valley lakes is controlled by emanations of saline and metalliferous hydrothermal solutions. Center of present day activity is Lake Kivu. Sediments of the last 15,000 years carry the distinct chemical fingerprint of hydrothermal springs in the form of stratiform ore deposits. The geological record reveals periods of volcanic and hydrothermal activity and quiescence which coincide with the African climatic sequence of pluvials and interpluvials. It is concluded that the hydrothermal solutions are meteoric waters which on passage through the volcanic wall rock have derived their metal and salt load. Presence of volcanic CO₂ has enforced the leaching process.

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Zusammenfassung Die chemische Zusammensetzung der großen Seen im Bereich des Western Rift ist maßgeblich durch Einschüttungen salziger und metallhaltiger hydrothermaler Lösungen bestimmt. Zentrum heutiger hydrothermaler Tätigkeit ist der Kivusee. Sedimente der letzten 15 000 Jahre weisen einen deutlichen hydrothermalen Fingerabdruck in der Form schichtgebundener Erzlagen auf. Die Sedimentabfolge zeigt einen mehrfachen Wechsel von Perioden vulkanisch-hydrothermaler Tätigkeit und Stille. Diese stimmen zeitlich überein mit Pluvial- bzw. Interpluvialzeiten. Wir vermuten, daß die hydrothermalen Lösungen ehemalige Regenwässer sind, die beim Durchfluß durch das vulkanische Nebengestein Salze und Metalle aufgenommen haben. Die Anwesenheit von vulkanischem CO₂ hat die Auslaugungsprozesse verstärkt.

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Résumé La composition chimique des lacs de la vallée du «Western Rift» est contrôlée par des émanations de solutions hydrothermales salines et métallifères. Le centre de l'activité actuelle est le lac Kivu. Dans les sédiments des derniers 15000 ans ces émanations hydrothermales ont formé des enrichissements minéralisés stratiformes. Les annales géologiques indiquent des périodes d'activité et de quiétude volcaniques et hydrothermales qui coïncident avec la séquence climatique africaine d'époques pluviales et interpluviales. On conclût que les solutions hydrothermales sont des eaux météoriques qui ont dérivé leur charge de métal et de sel en traversant les roches volcaniques encaissantes. La présence du CO₂ volcanique a facilité cet enrichissement.

     

Die Petrologie der Diorite im Nördlichen Waldviertel,Niederösterreich

Zusammenfassung Die intermediären bis basischen Plutonite des Nördlichen Waldviertels aus dem Raum Gebharts-Pfaffenschlag werden petrologisch untersucht und ihre Genese sowie ihr möglicher Zusammenhang mit den großen granitischen Intrusionen dieses Bereiches diskutiert. Nach Mineralbestand und Chemismus können diese basischen Gesteine im Wesentlichen als Quarzmonzodiorite und Quarzmonzonite klassifiziert werden. Es wird gezeigt, daß diese Plutonite trotz variablem Chemismus einen weitgehend ähnlichen Entwicklungstrend aufweisen. Die Kristallisationsfolge beginnt je nach Ausgangschemismus mitOpx undKpx; mit steigendemP _H2O erfolgte eine vollständige Uralitisierung der Pyroxene unter Bildung von Anthophyllit oder Mg- und Ca-Amphibolen. Der Abbau von Cummingtonit zu Biotit sowie die Verdrängung von Korund durch Margarit und die Bildung von Diaspor aus Spinell in Resorptionsschlieren spricht für eine langsame Abkühlrate unter kontrolliertenP _H2O-Bedingungen. Die untersuchten dioritischen Gesteine werden aufgrund ihrer tieftemperierten Umwandlungsreaktionen als synorogene Intrusionen angesehen, wobei einP _H2O 3 kb P _total bei einer angenommenen H₂O-Sättigung der Schmelze einer Mindestintrusionstiefe von 12 km entspricht.Geochemisch sind die untersuchten Massengesteine anhand einiger Element-Quotienten von Krustenmaterial abzuleiten, wobei aber eine Beteiligung von Mantelmaterial nicht ganz ausgeschlossen werden kann. Die Haupt- und Spurenelementgehalte zeigen eine klare Entwicklungstendenz vom Gabbro von Kleinzwettl über Hornblende- und Biotitdiorite und Wolfsegger Granit bis zu den sauren Graniten vom Typus Schrems und Mauthausen und deren Ganggefolge. Daraus läßt sich ableiten, daß speziell die Diorite ein Produkt einer magmatischen Differentiation darstellen und gewissermaßen als basische Vorläufer der jüngeren Granite aufzufassen sind. Aufgrund von Tracht, Habitus und Wachstumstendenz der akzessorischen Zirkone ist allerdings eine direkte genetische Verwandtschaft zwischen den Dioriten (und dem Gabbro von Kleinzwettl) einerseits und den Graniten vom Typus Mauthausen, Schrems und Wolfsegg nicht anzunehmen. Tracht, Habitus und Einschlußtypen der Zirkone der basischen Gesteine schließen dagegen eine genetische Bindung zur Masse des Weinsberger Granites nicht aus. Trotz der sehr deutlichen geochemischen Entwicklungstendenz der untersuchten Massengesteine ist daher eine gewisse Eigenständigkeit der Magmenentwicklung der Diorite und deren gabbroider Vorläufer anzunehmen.

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The petrology of diorites in the northern Waldviertel, lower Austria

Summary The petrology of the intermediate and basic igneous rocks of the northern Waldviertel in the area Gebharts-Pfaffenschlag has been investigated. The genesis of these rocks and their genetic correlation with the big granite intrusions of this area is discussed. These basic igneous rocks can be classified as quartzmonzodiorites and quartzmonzonites.Despite distinct variations in chemical composition the plutonites exhibit a similar crystallization trend. The crystallization sequence starts with the formation ofopx andcpx and depends on the primary chemical composition of the magma. With increasingP _H2O the pyroxenes become completely uralitized favouring the formation of anthophyllite or Mg- and Ca-amphiboles. Both, the degradation of cummingtonite to biotite and the replacement of corundum by margarite as well as the formation of diaspore from spinel in resorption spots point to a slow cooling rate under controlledP _H2O-pressure. Because of their low temperature conversion reactions the investigated dioritic rocks may be interpreted as synorogenic intrusions. AP _H2O 3 kb P _total corresponds to an intrusion depth of 12 km if saturation of H₂O of the magma is supposed.Geochemically the investigated igneous rocks may be compared to crustal material, although participation of mantle material cannot be excluded. The main and trace elements develop a clear crystallization trend from the gabbro of Kleinzwettl, hornblende and biotite diorites and Wolfsegger granite to the acid granites of the Schrems and Mauthausen type and their gangue rocks. From this it may be inferred that especially the diorites are products of magmatic differentiation and may be interpreted as basic precursors of the younger granites. Nevertheless, no direct genetic relationship seems to exist between the diorites (and the gabbro of Kleinzwettl) on the one hand and the granites of Mauthausen, Schrems and Wolfsegg on the other hand. This is proved by crystal habit, shape and growth trends of the accessory zircons of these rocks. However, habit, shape and types of inclusions of the accessory zircons of the basic rocks do not preclude a genetic relationship to the intrusion of the Weinsberger granite. Despite the clear geochemical trend of the igneous rocks investigated a certain uniqueness in the development of the diorites and their gabbroic precursor has to be assumed.

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Mit 11 Abbildungen     

Messung des Ultrarot-Pleochroismus von Mineralen. IX. Der Pleochroismus der OH-Streckfrequenz in Titanit

Zusammenfassung Die räumliche Absorptionsfigur für die OH-Streckfrequenz in Titanit (=2,90 ) ist in erster Näherung eine Lemniskate, welche um die längere Achse rotiert. Die Richtung der Drehachse — und damit die Richtung der OH-Dipole, die teilweise die O₁-Punktlagen besetzen — fällt ungefähr mit der Schwingungsrichtung von n zusammen.

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Measurement of the infrared-pleochroism in minerals. IX. The pleochroism of the OH-stretching frequency in titanite

Summary The 3-dimensional absorption figure for the OH-stretching frequency in titanite (=2.90 ) can be described in a first approximation as a lemniscate which rotates around the longer axis. The direction of this rotation axis and also the direction of the OH-dipoles, which replace partially the O₁-positions, coincides approximately with n.

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Mit 2 Abbildungen     

Approach to complete limit equilibrium analysis for rock wedges — the method of “artificial supports”

SummaryApproach to Complete Limit Equilibrium Analysis for Rock Wedges — The Method of Artificial Supports Since the movement of rock wedges or blocks is the primary phenomenon in rock mass failure, it is convenient to use limit equilibrium approaches for stability analysis. In spite of their wide use, limit equilibrium analysis is often restricted due to: 1) the usual procedural simplifications (regarding geometry, force application, failure modes), and 2) basic deficiencies of the limit equilibrium approach (the fundamentally indeterminate rigid body problem requires assumptions regarding the force reactions). The method of artificial supports intends to circumvent or reduce many of these restrictions. In particular, the problem of unknown force distribution on the supporting plane is reduced by specifically considering and optimizing a variety of reactions on these planes. All sliding modes of failure — i. e., translational, free and restrained rotational sliding — can be correctly modelled. Particularly significant is the result that the usual assumption oftranslational sliding can be incorrect andunsafe, if forces other than the weight are significant. The methodologies employed in the artificial support model can be extended to all modes of failure, i. e., lifting off and toppling in addition to the previously mentioned sliding modes; this is demonstrated with a procedure for a complete stability analysis for a 2-joint wedge.

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ZusammenfassungEin Weg zur vollständigen Gleichgewichtsberechnung für Felskörper — Die Methode der Künstlichen Auflager Da die Bewegung von Einzelblöcken das primäre Phänomen bei Felsstürzen ist, eignen sich Grenzgleichgewichtsbetrachtungen besonders gut für Stabilitätsuntersuchungen. Vor allem wegen der üblichen Vereinfachungen (Geometrie, Kräfteansätze, Versagensmechanismen) und grundlegender Unzulänglichkeiten (das grundsätzlich statisch unbestimmte Starrkörperproblem erfordert Annahmen bezüglich der Auflagerkräfte) sind solche Grenzgleichgewichtsbetrachtungen oft nur beschränkt anwendbar, obwohl sie häufig angewendet werden. Es wird versucht, mit der Methode der künstlichen Auflager viele dieser Einschränkungen zu umgehen. Vor allem wird das Problem der unbekannten Spannungsverteilung in den Auflageflächen dadurch reduziert, daß mögliche Kombinationen solcher Reaktionen in die Rechnung einbezogen und optimiert werden. Alle Gleitbewegungen, seien es Translationen oder freie bzw. beschränkte Rotationen auf den Auflageflächen, können korrekt behandelt werden. Besondere Bedeutung kommt aber der Tatsache zu, daß die übliche Annahme einer translatorischen Gleitung falsch ist bzw. daß man damit auf der unsicheren Seite liegt, wenn außer dem Eigengewicht noch andere Kräfte einwirken.Die Überlegungen, die der Modellvorstellung der künstlichen Auflager zugrunde gelegt wurden, können auf alle Instabilitätsfälle ausgedehnt werden, also auch auf Abheben und Kippen zusätzlich zu den vorhin genannten Gleitbewegungen; dies wird am Beispiel einer Rechenprozedur für eine vollständige Stabilitätsuntersuchung eines Gleitkeils gezeigt.

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RésuméTentative visant à compléter l'analyse par équilibre limite — la méthode des supports artificiels Le fait que le déplacement de blocs est le principal phénomène d'instabilité en massif rocheux suggère l'utilisation de méthodes d'équilibre limite à l'étude de sa stabilité. Bien qu'elles soient fréquemment utilisées, les analyses par équilibre limite sont souvent restreintes par suite 1) de simplifications opérationnelles (concernant la géométrie, les forces et les modes d'instabilité), et 2) des insuffisances fondamentales de cette approche (le problème des corps indéformables est en essence statiquement indéterminé et réclame en conséquence l'adoption d'hypothèses sur la teneur des réactions).L'intention de la méthode des supports artificiels est de réduire ou éviter plusieures de ces restrictions. En particulier le problème de la distribution inconnue des forces sur le plan d'assise est résolu en considérant et optimisant un certain nombre de réactions entre corps rigide et le plan de base. Tous les modes d'instabilité au glissement — à savoir translation, rotation restreinte et rotation libre — peuvent être correctement représentés. Spécialement digne d'intérêt est à cet égard le résultat concernant l'habituelle hypothèse de glissement en translation, puisque celui-ci peut s'avérer incorrect et exhiber des facteurs de sécurité supérieurs, par rapport à un glissement en rotation, lorsque des forces autres que le poids sont à considérer.La méthodologie servant de base à la méthode des supports artificiels peut être étendue à tous modes d'instabilité, à savoir: le soulèvement et le renversement venant compléter ceux précités; ceci est illustré par le développement d'une procédure d'analyse complète d'un bloc monolithique découpé par deux fissures.

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With 13 Figures     

Constraints on the origin and the genesis of graphite-bearing rocks from the variegated sequence of the Bohemian Massif (Austria)

Summary Transitions between graphitic gneisses, graphite-bearing calcsilicate rocks and marbles of the Variegated Sequence (Bunte Serie) in the Moldanubian zone of the Bohemian massif were examined for their primary sedimentary signatures. The bulk chemistry of the graphitic gneisses is similar to those of common black shales. Chondrite-normalized rare earth element (REE) distribution patterns of graphite-bearing rocks resemble those of average pelitic sediments. Graphite ¹³C-values around –22%o (PDB) show primary organic isotopic characteristics in the silicate rocks and confirm their organogenic origin. Traces of metasomatic mobilizations were found for a number of elements such as Ba, Rb, Cs, the REEs and Mn.Carbon isotope thermometry using the calibration ofScheele andHoefs (1992) suggests a peak-temperature of 640–780°C for the graphite-bearing calcsilicates and marbles. Small scale isotopic studies at the interface between gneisses and marbles argue against a pervasive streaming CO₂-rich fluid derived from an external source and imply that the fluid was controlled more locally by lithology. Ore petrographic investigations showed iron-rich alabandite as an abundant phase within the calcsilicate rocks and marbles. The occurrence and metamorphic origin of alabandite within these rocks indicates high S- and low CO₂-, O₂-fugacities in local layers of the Variegated Sequence.

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Herkunft und Genese von graphitführenden Gesteinen der Bunten Serie aus der Böhmischen Masse (Österreich)

Zusammenfassung Übergänge zwischen Graphitgneisen, Kalksilikatgesteinen und Marmoren der Bunten Serie im Moldanubikum der Böhmischen Masse wurden auf primäre sedimentäre Merkmale hin untersucht. Die Gesamtzusammensetzung der Graphitgneise gleicht der von durchschnittlichen Schwarzschiefern. Chondrit-normierte Verteilungsmuster der Seltenen Erdelemente (SEE) der graphitführenden Gesteine spiegeln pelitische Sedimente wider. Kohlenstoffisotopenzusammensetzungen der Graphite mit ¹³C-Werten um –22 (PDB) aus den Graphitgneisen lassen eindeutig auf einen organogenen Ursprung der Graphite schließen. Hinweise auf metasomatische Mobilisierungen finden sich bei den Elementen Ba, Rb, Cs, den SEE und Mn.Graphit-Kalzit Isotopenthermometrie nachScheele undHoefs (1992) ergibt eine Peak-Temperatur zwischen 640–780°C für das prägende Metamorphoseereignis. Isotopengeochelnische Kleinbereichsuntersuchungen erlauben es, ein während der prägenden Metamorphose lithologische Grenzen pervasiv durchströmendes CO₂-reiches Fluid, das von einer externen Quelle abgeleitet wird, auszuschließen und weisen auf eine eher lokale, von der Lithologie abhängige, Prägung des Fluids hin. Im Zuge der erzpetrographischen Untersuchung wurde Alabandin in den Kalksilikatgesteinen und Marmoren gefunden. Die Gegenwart von Alabandin, der in diesen Gesteinen als metamorphe Bildung angesehen wird, kann als Anzeiger für bereichsweise höhere S- und niedere CO₂- bzw. O₂-Fugazitäten in lokalen Bereichen der Bunten Serie gewertet werden.

     

Volcanic activity related to the formation of the Kuroko-type deposits in the Kosaka district,Japan

In the Miocene Kosaka formation of NE-Japan, submarine volcanic sedimentary deposits of the Kuroko-type occur. This formation consists mainly of volcanics which erupted in a submarine environment. The Kosaka Volcano was built up by nine or more volcanic events of a single eruptive cycle. The mode of eruption during a representative single eruptive cycle changed as follows: The Uwamuki tuff breccia is a contact product between dacitic magma and the sea water. Dacitic magma pushed the Motoyama dacite dome upward, as a result of the decrease in vesicularity and perhaps also in temperature. Next, a steam explosion occurred at a flank of this lava dome. The hydrothermal activity which began in this steam explosion center is responsible for the formation of the Kuroko-type Cu-Zn-Pb-mineral deposits. Similar examples of a single eruptive cycle as at Kosaka are also found in Quaternary terrestrial volcanoes of Japan.

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Zusammenfassung Submarin-vulkanisch-sedimentäre Lagerstätten des Kuroko-Typs kommen in der miozänen Kosaka-Formation vor, wo im letzten Jahrhundert der Name Kuroko zuerst angewandt wurde. Diese Formation besteht hauptsächlich aus submarinen Vulkaniten. Der Kosaka-Vulkan wurde in mindestens neun Ausbruchzyklen aufgebaut. Die Art der Eruption änderte sich während eines typischen Einzelausbruchs folgendermaßen: Die Uwamuki Tuff-Brekzie entstand durch Kontaktwirkung zwischen dazitischem Magma und Seewasser. Eine Abnahme des Gasgehaltes und vielleicht auch der Temperatur führten zur oberflächennahen Intrusion des Motoyama Dazitdoms. An einer Flanke dieses Lavadoms kam es zur Dampfexplosion. Die Hydrothermaltätigkeit, die in diesem Dampfexplosionszentrum begann, ist verantwortlich für die Bildung der Minerallagerstätten vom Kuroko-Typ. Ähnliche Beispiele eines Ausbruchszyklus vom Kosaka-Typ wurden ebenfalls in quartären terrestrischen Vulkanen in Japan gefunden, wobei hier keine Minerallagerstätten des Kuroko-Typs vorkommen.

     

A granulite facies kalsilite-leucite-hibonite association from Punalur,Southern India

Summary Kalsilite, leucite and hibonite occur together with spinel, corundum, sphene, perovskite, Ti-phlogopite and K-feldspar in a granulite facies gneiss in the Punalur district in Kerala, southern India. Kalsilite-leucite-perovskite-phlogopite and kalsilite-hibonite-spinelcorundum formed distinct, texturally equilibrated assemblages during the granulite facies metamorphism. Sphene occurs as coronas on perovskite suggesting the retrograde breakdown of the perovskite-leucite association; leucite is partially altered to symplectites of K-feldspar and kalsilite, while hibonite shows partial replacement by corundum and perovskite in spinel-rich domains. Unlike other terrestrial hibonites the majority of the Punalur hibonites contain no significant rare earths (REE < 0.01 atoms per 190), with a composition approximated by Ca_0.85Ti_0.9Mg_0.25Fe_0.25Ali_10.4O₁₉ although a few zoned hibonites have REE rich cores with REE > 0.6 atoms per 19 O. Garnet-hypersthene granulites from Punalur and garnet-charnockites from elsewhere in Kerala suggest metamorphism at 700–800°C and 3.5–6.5 kbars; consistent with experimentally determined stability limit of leucite of low a(H₂O). The metamorphic conditions recorded by the Punalur assemblages testify to relatively low pressure conditions for a granulite facies terrain but are by no means unique. The scarcity of potassium feldspathoid in the metamorphic record must therefore be attributed to the exceptional compositional requirements of extreme silica undersaturation combined with low Na/K ratios.

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Eine Kalsilit-Leucite-Hibonit Paragenese in Granulit Fazies von Punalur, Süd-Indien

Zusammenfassung Kalsilit, Leuzit, and Hibonit kommen zusammen mit Spinell, Korund, Titanit, Perovskit, Ti-Phlogopit and K-Feldspat in einem granulitfaziellen Gneiss des Punalur-Distriktes in Kerala, Süd-Indien vor. Kalsilit-Leuzit-Perovskit-Phologopit and Kalsilit-Hibonit-Spinell-Korund bildeten wdhrend der Granulit-Fazies-Metamorphose deutliche Paragenesen, die texturell im Gleichgewicht sind. Titanit kommt als Koronas aufPerovskit vor und dies weist auf den retrograden Zerfall der Perovskit-Leuzit Paragenese hin. Leuzit ist teilweise zu Symplektiten von K-Feldspat und Kalsilit umgewandelt, während Hibonit Verdrängung durch Korund und Perovskit in spinellreichen Domänen zeigt. Im Gegensatz zu anderen terrestrischen Hiboniten, führt die Mehrzahl der Hibonite von Punalur, mit einer ungefähren Zusammensetzung von Ca_0.85Ti_0.9Mg_0.58Fe_0.25Ali_10.4O₁₉, keine wesentlichen Seltenen-Erd-Gehalte (SEE < 0.01 Atome per 19 0). Trotzdem gibt es einige wenige zonierte Hibonite, deren Kerne reich an SEE sind mit ESEE > 0.6 Atome per 19 O. Granat-Hypersthen Granulite aus Punalur and Granat-Charnockite von anderen Teilen Kerala's weisen auf eine Metamorphose bei 700–800°C und 3.5–6.5 kbar hin; dies ist in guter Übereinstimmung mit der experimentell bestimmten Stabilitätsgrenze von Leuzit bei niederigen a(H₂O). Die metamorphen Bedingungen, die die Punalur-Paragenesen dokumentieren, zeigen relativ niedrige Druckbedingungen für ein Granulit-Fazies Terrain an; das ist aber keineswegs einmalig. Die Seltenheit von Kali-Feldspathoiden während der metamorphen Entwicklung muß deshalb auf die ungewöhnlichen Erfordernisse extremer Silizium-Untersättigung, zusammen mit niedrigen Na/K-Verhältnissen, zurückgehen.

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With 6 figures     

Genetic reinterpretation of crystallographicintergrowths of jacobsite andhausmannite from natural assemblages

Summary Crystallographic intergrowths of jacobsite and hausmannite (vredenburgite) occur in association with braunite in the Precambrian Sausar Group of rocks, India, that were metamorphosed under 600-700°C and P 6 kb. Quartz, hematite, rhodochrosite and a later hausmannite may occasionally occur as minor associates. Detailed characterization of the intergrown phases reveals that hausmannite lamellae, oriented in 4 or 5 crystallographic directions in the jacobsite host, show a wide variation in thickness and tapered intersections at low angles. The lamellae may be locally deformed. Analytical data reveal that the composition of natural hausmannite and jacobsite in the intergrowths cannot be approximated within the system Fe₃O₄ -Mn₃O₄, as has been conventionally done. These really belong to the Fe₂O₃-Mn₃O₄ subsystem. In the two phase intergrowths, hausmannite is depleted and the jacobsite is enriched in Fe in higher grade rocks. Mineral associations and petrographic considerations suggest that the jacobsite-hausmannite intergrowth originated through prograde decarbonation-oxidation reactions of a carbonatic precursor in an unbuffered X CO₂ situation, but f O₂ was held between hematite-magnetite and bixbyite-hausmannite buffers at the ambient physical conditions of metamorphism. Subsequent oxidation yielded a strong oxygenbuffering assemblage jacobsite, hausmannite, braunite, hematite and quartz. This study negates the commonly held idea that hausmannite jacobsite crystallographic intergrowth (vredenburgite) originates through unmixing of a high ([ldvredenburgite) originates through unmixing of a high temperature spinel_ss temperature spinel_ss during cooling.

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Genetische Reinterpretation der kristallographischen Verwachsungen von Jakobsit und Hausmannit in natürlichen Vorkommen

Zusammenfassung Kristallographische Verwachsungen von Jakobsit und Hausmannit (Vredenburgit) treten in Verbindung mit Braunit in Gesteinen der präkambrischen Sausargruppe in Indien auf. Die Gesteine wurden bei Drucken von ca. 6 kbar und Termperaturen von 600–700°C metamorphosiert. Quarz, Hämatit, Rhodochrosit, und Hausmannit als Spätphase treten gelegentlich als untergeordnete Gemengteile auf. Hausmannit-Lamellen, die in vier oder fünf kristallographischen Richtungen in Jakobsit orientiert sind, haben sehr unterschiedliche Durchmesser und bilden versetzte Zwickel in kleinem Winkel mit dem Jakobsit. Die Lamellen können lokal deformiert sein. Analytische Daten zeigen, daß die Zusammensetzung von natürlichem Hausmannit und Jakobsit in Verwachsungen nicht, wie bisher angenommen, in dem System Fe₃O₄-Mn₃O₄ dargestellt werden kann. Diese Verwachsungen gehören vielmehr in das Fe₂O₃-Mn₃O₄ System. In höher-gradigen metamorphen Gesteinen ist Fe in zwei-phasigen Verwachsungen im Hausmannit ab- und im Jakobsit angereichert. Die Mineralzusammensetzung und petrographische Gesichtspunkte lassen darauf schließen, daß die Jakobsit/Hausmannit Verwachsung durch prograde Dekarbonatisierung/Oxydationsreaktion eines karbonatischen Vorläufers in einem nicht gepufferten X CO₂ Milieu entstanden ist. F O₂ wurde durch Hämatit-Magnetit und Bixbyit-Hausmannit Puffer unter den gegebenen physikalischen Bedingungen der Metamorphose stabil gehalten. Eine nachfolgende Oxydation führte zu einer starken Sauerstoff-puffernden Assoziation von Jakobsit, Hausmannit, Braunit, Hämatit und Quarz. Diese Untersuchungen widerlegen die allgemein verbreitete Ansicht, daß die kristallographische Verwachsung von Hausmannit und Jakobsit (Vredenburgit) durch Entmischung eines Hochtemperatur-Spinells während der Abkühlung entstanden ist.

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With 1 figure     

Über Protolithionit und Zinnwaldit

Zusammenfassung Aus der Literatur entnommene 142 chemische Analysen aller Arten von Lithiumglimmern werden nach dem Umrechnungsverfahren vonStevens (1938) in die vier Molekular-Komponenten Polylithionit—Paucilithionit—Muscovit—Siderophyllit zerlegt und in einem Konzentrationstetraeder dargestellt. Es ergeben sich vier geschlossene Felder: Lepidolithe (einschließlich Polylithionit und Kryophyllit), Zinnwaldit, Protolithionit (mit Lithium-Siderophyllit), lithiumhaltiger Muscovit. Die Punkte der chemischen Analysen werden als Projektion auf die Tetraederflächen reproduziert. Die Diskussion der Mischungslücken ergibt, daß meist wohl die Art der Strukturvariante maßgebend für die Unmischbarkeit sein dürfte.Für Lepidolithe, lithiumhaltige Muscovite und Protolithionite werden Diagramme der optischen Variabilität (n _z;) gegeben, für Zinnwaldit nur die arithmetischen Mittelwerte der optischen Daten.

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142 chemical analyses of the different species of lithium micas that are given in the literature are transformed into the four molecular components polylithionite — paucilithionite —muscovite — siderophyllite according to the conversion method ofStevens (1938). They are presented in a concentration tetrahedron. The density of their representing points is reproduced by projecting them on the tetrahedron faces; they show four closed compartments: lepidolites (including polylithionite and kryophyllite), zinnwaldite, protolithionite (with lithium siderophyllite), lithian muscovite. A discussion on the gaps of immiscibility indicates that the kind of polymorphic modification must probably be responsible for the proved immiscibilities.The optical variability (n ;n -n for the lepidolites, lithian muscovites and protolithionites is given on diagrams, whereas for zinnwaldites only the arithmetical mean values of the optical data are given.

     

Precambrian blacksands as precursors of magnetite and Ilmenite bearing chlorite-micaschists,Bohemian Massif,Austria

Summary A complex of Precambrian chlorite-micaschists in the Moravian zone of the Bohemian massif contains up to 20 vol.% of fine grained magnetite and ilmenite. The rocks are characterized by high Fe, Ti and V contents (averages: 13 wt %, 1.6 wt% and 200 ppm), showing a strong positive correlation. SiO₂ contents amount to 60 wt.%; together with relatively high K and low Ca and Mg values this is considered to be evidence for metapelites and -psammites. Relictic sedimentary layers of magnetite and chlorite, as well as relictic titano-magnetites were occasionally observed. Magnetite contains up to 0.5 wt.% V₂O₃ and Cr₂O₃ each, and up to 1.2 wt.% TiO₂. Ilmenites show up to 5 wt.% MnO.The unusual bulk chemistry of the metasediments, the relictic layered structures and the composition of the magnetites (in relation to magnetites of different genesis) suggest a clastic sedimentary origin of the ore minerals, eroded probably from some basic magmatic complex. Hence a Precambrian black-sand is proposed as a precursor rock and compared with different blacksands known from the literature.

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Präkambrische Blacksands als Precursors von Ilmenit führenden Chlorit-Glimmerschie fern der Böhmischen Masse, österreich

Zusammenfassung Eine Serie prdkambrischer Chlorit-Glimmerschiefer im Moravikum der Böhmischen Masse enthält bis zu 20 Vol.% feinkörnigen Magnetit und Ilmenit. Die Gesteine sind durch hohe Gehalte an Fe, Ti and V (durchschnittlich 13 Gew.%, 1.6 Gew.% und 200 ppm), die cine starke positive Korrelation untereinander aufweisen, charakterisiert. Die SiO₂-Gehalte betragen 60 Gew.%; dies wird, gemeinsam mit relativ hohen K- und niedrigen Ca- und Mg-Werten, als Hinweis auf Metapelite und -psammite angesehen. Gelegentlich wurden reliktische Lagen von Magnetit und Chlorit, wie auch reliktische Titano-Magnetite beobachtet. Der Magnetit enthält bis zu jeweils 0.5 Gew.% V₂O₃ und Cr₂O₃, und bis zu t.2 Gew.% TiO, Die Ilmenite zeigen bis zu 5 Gew.% MnO.Die ungewöhnliche Gesamtzusammensetzung der Metasedimente, die reliktisch gebänderten Strukturen und die Zusammensetzung der Magnetite (verglichen mit Magnetiten verschiedenster Genese) legen einen klastisch-sedimentären Ursprung der, wahrscheinlich von einem basischen Magmatit abgetragenen, Erzminerale nahe. Folglich wird der Einfluß eines präkambrischen Blacksands im Ausgangsgestein vorgeschlagen und mit unterschiedlichen Blacksands aus der Literatur verglichen.

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With 5 Figures     

Fluid inclusion studies of hydrothermally altered archaean granites around the Witwatersrand Basin

Summary Hydrothermally altered granitic rocks occur along the northern and northwestern edge of what is classically termed the Witwatersrand Basin. Pyrite, chalcopyrite, sphalerite, molybdenite, galena, wurtzite and other sulphides were deposited during this hydrothermal alteration, as were uranium and REE-rich nodules of carbonaceous matter and free gold. Heating and freezing data from secondary fluid inclusions in igneous quartz as well as primary fluid inclusions in vein quartz and carbonate indicate that two main groups of aqueous fluid inclusions exist. The first group has a range of final melting temperatures from 0 °C to –9 °C, corresponding to salinities between 0 and 13 equivalent wt.% NaCl. Homogenization occurred at temperatures between 130 °C and 230 °C. The second group of inclusions generally have final melting temperatures between –14 °C and –26 °C, with salinities ranging between 12 and 30 equivalent wt.% NaCl. Homogenization temperatures range from 120 °C to about 170 °C. The low initial melting temperatures of -60°C to –35°C and SEM-EDX analyses of encrustations formed after evaporation of fluid in opened inclusions indicate as additional components Ca, Cl and S. Rare clathrate melting in both types of fluids indicate the presence of CO₂, CH₄ or some other clathrate compound. The low salinity fluids are interpreted to be of a meteoric, seawater or metamorphic origin, whereas the highly saline fluids are thought to be connate brines or highly evolved formation waters.Zusammenfassung Hydrothermal veränderte granitische Gesteine kommen am nördlichen und nordwest-lichen Rand von dem vor, was man klassisch als Witwatersrand-Becken bezeichnet. Während dieser hydrothermalen Umwandlung wurden Pyrit, Kupferkies, Zinkblende, Molybdänglanz, Bleiglanz, Wurtzit und andere Sulfide abgesetzt, ebenso Uran- und SEE-reiche Knollen aus kohliger Substanz und Freigold. Erhitzungs- und Ausfrierdaten von sekundären Fluideinschlüssen in Gesteinsquarz, ebenso wie von primären Fluideinschlüssen in Gangquarz und Karbonat weisen darauf hin, daß zwei Hauptgruppen von wäßrigen Fluideinschlüssen existieren. Der Bereich der finalen Schmelztemperaturen der ersten Gruppe liegt zwischen 0 °C und –9 °C, was einer Salinität zwischen 0 und 13 äquiv. Gew.-% NaCl entspricht. Homogenisierung erfolgte bei Temperaturen zwischen 130 °C und 230 °C. Die zweite Gruppe von Einschlüssen hat im allgemeinen finale Schmelztemperaturen zwischen –14 °C und –26 °C, mit Salinitäten, die sich zwischen 12 und 30 äquiv. Gew.-% NaCl bewegen. Die Homogenisierungstemperaturen variieren von 120 °C bis ungefähr 170 °C. Die niedrigen initialen Schmelztemperaturen von –60 °C bis –35 °C und SEM-EDX-Analysen von Inkrustationen, die sich nach der Verdunstung der Flüssigkeit in geöffneten Einschlüssen bilden, weisen auf Ca, Cl und S als weitere Bestandteile. Gelegentliches Clathratschmelzen in beiden Typen von Fluiden zeigt die Anwesenheit von CO₂, CH, und einigen anderen Clathratbildnern. Die niedrigsalinaren Fluide werden als von meteorischem, Seewasser oder metamorphem Ursprung gedeutet, während die hochsalinaren Fluide als con.nate brines oder sehr gereifte Formationswässer angesehen werden.

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Studien an Fluideinschlüssen hydrothermal veranderter archaischer Granite um das Witwatersrand-Becken

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With 8 Figures