Sandstone-hosted lead-zinc mineral deposits and their relation to the tectonic mobilization of the baltic shield during the Caledonian orogeny—a reinterpretation

Summary Sandstone-hosted lead-zinc impregnation deposits in Scandinavia occur in Vendian to Cambrian and, locally, Ordovician sandstones that rest unconformably on the deeply eroded Baltic Shield. The sandstones are overthrust by the Caledonian nappes or form part of the lowermost Caledonian thrust units. Sandstone-hosted lead-zinc deposits, that occur along the present erosional front of the Caledonides, contain galena and sphalerite cementing fractures and pore space. The deposits formed by fluid-mixing processes in the sandstones. Early ore genetic models considered the ore-hosting sandstones, because of the positive correlation between ore grade and palaeo-permeability, as main aquifer for the metalliferous fluids that were interpreted to be either ground-waters or hot basinal brines driven out from geosynclinal sediments during the Caledonian orogeny.It is suggested here that the distribution of sandstone-hosted lead-zinc deposits is controlled by Caledonian reactivated basement structures, as the ores overlay faults and lithologic discontinuities in the basement. The geographic distribution of the Scandinavian sandstone-hosted lead-zinc deposits coincides with areas that show both extensive thrust sheets of the Lower Allochthon unit at the front and basement culminations in the interior of the Caledonian orogen. These areas are characterized by deeper thrusting levels and probably more intense reactivation of basement faults, which made the basement more susceptible to large-scale fluid migration. Metalliferous fluids emerging from Caledonian reactivated basement faults mixed with fluids in the sedimentary cover, which resulted in metal precipitation. The lead-zinc deposits in sandstones that formed by these processes occur selectively in the lowermost permeable cover.

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Zusammenfassung Entlang der erosiven Front der kaledonischen Decken treten Bleiglanz- und Zinkblendeimprägnierungen in wendischen bis kambrischen, sowie teilweise ordovizischen, Sandsteinen auf, welche auf dem tief erodierten proterozoischen Baltischen Schild abgelagert und von den kaledonischen Decken überschoben worden sind. Die Bleiglanz- und Zinkblendeimprägnierungen waren infolge der Mischung von zwei hydrothermalen Lösungen in den Sandsteinen gebildet worden. ältere erzgenetische Modelle betrachteten die vererzten Sandsteine infolge der positiven Korrelation zwischen den Erzgehalten und der Faläopermeabilität als hautpsächlichen Zufuhrsweg für die vererzenden Fluide. Die Erzlösungen wurden entweder als Grundwässer und frühdiagenetische Lösungen oder als während der kaledonischen Deckenüberschiebung aus geosynklinalen Sedimenten ausgepreßte Lösungen interpretiert.Es wird hier vorgeschlagen; daß die Bildung der Vererzungen, welche Verwerfungen und Gesteinskontakte im Grundgebirge überlagern, von Strukturen im kaledonisch reaktivierten Grundgebirge kontrolliert wurde. Die geographische Verbreitung der Blei Zinkvererzungen in den Sandsteinen fällt sowohl mit mächtigen Überschiebungsdecken des Unteren Allochthons an der Gebirgsfront als auch mit Grundgebirgsaufwölbungen im Gebirgsinnern zusammen, welche beide einen tieferen Abscherungshorizont und eine möglicherweise damit zusammenhängende kräftigere Verschuppung des Grundgebirges bedingen. Eine lokal intensivere tektonische Beanspruchung des Grundgebirges resultierte in einer erhöhten großräumigen Durchlässigkeit für hydrothermale Lösungen. Aus dem Grundgebirge austretende Fluide mischten sich mit in der Überlage vorhandenen Fluiden und fällten dadurch ihren Metallgehalt aus. Das selektive Auftreten von Blei-Zinkvererzungen in den Sandsteinen ist durch deren Lage als unterste auf dem Grundgebirge abgesetzte fluidführende lithologische Einheit bedingt.

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With 3 Figures     

Determination of refractory gold distribution by microanalysis, diagnostic leaching and image analysis

Summary Samples of drill core, ore and concentrates from the Proterozoic Suurikuusikko Au deposit, Kittilä, Central Lapland were studied by optical microscopy, image analysis, Secondary Ion Mass Spectrometer (SIMS), trace gold analysis by electron microprobe, and diagnostic leaching techniques to characterize the mode of occurrence of the gold. The main ore minerals are pyrite, arsenopyrite and gersdorffite, and the minor ore minerals include chalcopyrite, sphalerite, tetrahedrite, galena, bournonite and rutile. Graphite is found in all samples as microcrystalline grains. Pyrite, arsenopyrite and occasionally gersdorffite occur as disseminated intimately intergrown grains and as large grain aggregates. Diagnostic leaching tests show that an average of only 4.1% of the gold is in cyanide leachable form i.e. free gold, whereas on average 57% of the gold is bound to pyrite and arsenopyrite as inclusions or as lattice gold. The weight percentage of arsenopyrite and pyrite in the concentrate determined with image analysis on backscattered electron images is 65.2 and 34.7, respectively. Trace Au analyses done with EPMA using the Australian CSIRO-TRACE program from the drill core samples and concentrates show that the average gold content in pyrite is 46 ppm (192 analyses) and in arsenopyrite 279 ppm (136 analyses). The CSIRO-TRACE microprobe analyses correspond favourably to SIMS analyses, e.g. 69 ppm for pyrite (16 analyses) and 217 ppm for arsenopyrite (22 analyses). The distribution of gold in concentrates was calculated as free gold 4.1%, gold in pyrite 22.7%, and gold in arsenopyrite 73.2%. Both arsenopyrite and pyrite show strong zoning when treated for 1–2 min with KMnO₄ dissolved in sulphuric acid, and trace Au microprobe analyses show that the zonal bands reflect different concentrations of gold in the minerals. Free gold was not found by optical microscopy, but a rare mineral search technique using TURBO-SCAN runs on the drill core samples and concentrates located 111 gold grains. The grains have a large compositional variation from silver-bearing gold to electrum and Au-Ag-amalgam.

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Bestimmung der refraktären Goldverteilung durch Mikroanalyse, diagnostisches Leaching und Bildanalyse

Zusammenfassung Proben von Bohrkernen, Erzen und Konzentraten aus der proterozoischen Goldlagerstätte Suurikuusikko, Kittilä, Zentrallappland, wurden mittels optischer Mikroskopie, Bildanalyse, Sakundär ionen messenspektrographie (SIMS), Gold-Spurenanalyse mit der Elektronen-Mikrosonde (EMS) und mit diagnostischen Lösungsverfahren untersucht, um die Art des Auftretens des Goldes zu charakterisieren. Die Haupterzminerale sind Pyrit, Arsenopyrit und Gersdorffit. Nebengemengteile sind Chalcopyrit, Zinkblende, Tetrahedrit, Bleiglanz, Bournonit sowie Rutil. Graphit kommt in allen Proben in Form mikrokristalliner Körner vor. Pyrit, Arsenkies und gelegentlich auch Gersdorffit treten als Imprägnation in engster Verwachsung und in Form größerer Kornaggregate auf. Diagnostische Lösungsversuche haben gezeigt, daß durchschnittlich nur 4.1% des Goldes von Cyanid gelöst wird, i.e. als Freigold vorliegt, während 57% des Goldes an Einschlüsse und in dem Gitter von Pyrit und Arsenkies gebunden ist. Mittels Bildanalyse an BSE- Bildern konnte der Anteil von Arsenkies in den Konzentraten mit 65.2, der Anteil von Pyrit mit 34.7 Gew.% ermittelt werden. Spurenanalyse auf Gold an Bohrkernproben und Konzentraten mit der EMS, unter Benützung des australischen CSIRO-TRACE Programmes, zeigen, daß der durchschnittliche Goldgehalt von Pyrit bei 46 ppm (192 Analysen), jener von Arsenkies bei 279 (136 Analysen) liegt. Die CSIRO-TRAGE Mikrosondenanalysen stimmen bevorzugt mit SIMS Analysen überein; z.B. Pyrit: 69 ppm (16 Analysen), Arsenkies: 217 ppm (22 Analysen). Die Berechnung der Goldverteilung in den Konzentraten ergibt 4.1% freies Gold, 22.7% Gold in Pyrit, und 73.2% Gold in Arsenkies. Sowohl Arsenkies als auch Pyrit zeigen starken Zonarbau, nachdem sie für 1–2 min mit in Schwefelsäure gelöstem KMnO₄ behandelt wurden. Die Mikrosondenanalysen auf Gold belegen, daß die einzelnen Wachstumszonen mit unterschiedlichen Goldkonzentrationen korrelieren. Freies Gold konnte nicht mittels normaler optischer Mikroskopie gefunden werden, aber mit dem Programm TURBO-SCAN für das automatische Suchen nach seltenen Mineralen an Bohrkernproben und Konzentraten konnte man 111 Goldkörner lokalisieren. Die Körner zeigen eine große Variation in ihrer Zusammensetzung, die von silberführendem Gold über Elektrum bis hin zu Au-Ag-Amalgamreicht.

     

High temperature telescoped tungsten-antimony mineralization,Guatemala

In the course of a geologic mapping project in northwestern Guatemala an area of unusual stibnite and scheelite mineralization was encountered near Ixtahuacan. The ore is localized along two intersecting faults in the upper part of the Pennsylvanian-Permian Tactic shale and is apparently a telescoped xenothermal deposit. The source of the hydrothermal tungsten-antimony-bearing solutions is uncertain, but field evidence suggests that the fluids could have been associated with a volcanic center less than 4 km to the south. On the basis of the estimated temperature of deposition and experimentally-determined factors controlling scheelite and stibnite solubility, it is suggested that this deposit formed at 400 to 500°C by an extremely rapid reaction between an alkaline hydrothermal solution and Chochal limestone or calcareous layers in the upper Tactic shale. This result contrasts with those for similar deposits which contain minerals thought to form at lower temperatures by a rapid decrease in temperature. Strontium isotopic evidence on Guatemalan volcanic rocks related to those thought to have been the source of the Ixtahuacan metallization suggests that the metals had their source in the upper mantle or basaltic lower crust.

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Zusammenfassung Während einer geologischen Kartierung in Nordwestguatemala wurde ein Gebiet ungewöhnlicher Antimonit- und Scheelitvererzung vorgefunden. Das Erzvorkommen befindet sich an zwei sich kreuzenden Verwerfungen im oberen Teil der permokarbonen Tacticschiefer und stellt wahrscheinlich eine Teleskop-artige xenothermale Ablagerung dar. Der Ursprung der hydrothermalen Wolfram- und Antimon- führenden Lösungen steht nicht fest, aber Beobachtungen im Gelände deuten auf einen Zusammenhang mit einem vulkanischen Zentrum hin, das etwa 4 km südlicher liegt. Temperaturschätzungen der Ablagerung und experimentell festgestellte Faktoren, die die Löslichkeit von Stibnit und Scheelit beherrschen, deuten darauf hin, daß diese Lagerstätte bei 400–500°C durch schnelle chemische Reaktion einer hydrothermalen Alkalilösung mit den Chochalkalken oder kalkigen Schichten in den oberen Tacticschiefern entstand. Diese Resultate stehen im Gegensatz zu denjenigen von Lagerstätten mit Tieftemperaturmineralen, die sich unter schneller Abkühlung bildeten. Strontiumisotopmessungen weisen auf eine Herkunft der Lösungen aus dem oberen Erdmantel oder der unteren Basaltschale hin.

     

Volcanic exhalations and ore deposition in the vicinity of the sea floor

Recent work by Haas (1971) has made available information on densities and vapor pressures of solutions of differing salinities at temperatures up to 330 °C. From these data it is possible to predict the behavior of volcanic exhalations of various degrees of salinity as they approach the sea floor. Particular attention is devoted to solutions of 5.0 weight per cent NaCl and 20 weight per cent NaCl, two fluids that approximate quite closely the salinities of what Roedder (1967) termed: (1) normal hydrothermal fluids and (2) fluids typical of stratiform deposits of low-temperature conditions of origin. It is apparent that solutions above 220–230 °C. cannot reach a sea floor on which the depth of water is 180 m or less in the liquid state but will boil at some appreciable depth beneath the sea floor. Such boiling would result in the precipitation of all constituents of the ore fluids of significantly lower vapor pressure than water. The principal such constituent would be salt, and no sulfide deposits, the major constituent of which is salt, are known. It follows, therefore, that ore fluids probably never get close to sea floor of shallow seas at temperatures high enough to permit boiling. Ore fluids significantly above 230 °C. can reach the sea floor in the fluid state only if the depth of the sea in the area in question is well above 180 m, for example, solutions at temperatures of ±300 °C. reach the sea floor in the liquid state only if the depth of sea water is slightly over 915 m. Ore fluids reaching the sea floor at such depths may be the parents of such fluids as the Red and Salton Sea brines. On the basis of these data, the Cyprus and Kuroko deposits are discussed.

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Zusammenfassung Eine kürzlich erschienene Veröffentlichung von Haas (1971) hat Daten über die Dichte und den Dampfdruck von Lösungen verschiedener Salzgehalte und Temperaturen bis zu 330 °C gebracht. Mit diesen Daten ist es möglich, das Verhalten von vulkanischen Exhalationen verschiedener Salzgehalte zu bestimmen, wenn sie sich dem Meeresboden nähern. Besonders eingehend werden Lösungen von 5.0 Gewichtsprozent NaCl und 20 Gewichtsprozent NaCl betrachtet, die von Roedder (1967) 1. als normale hydrothermale Lösungen und 2. als Lösungen, die typisch für schichtgebundene telethermale Lagerstätten sind, bezeichnet werden. Es ist offensichtlich, daß, wenn die Wassertiefe weniger als etwa 180 m ist, Lösungen von einer Temperatur von 220–230 °C den Meeresboden nicht im flüssigen Zustand erreichen können, sondern bei einiger Tiefe unter dem Meeresboden zum Sieden kommen. Dieses würde zu einer Ausfällung aller jener Bestandteile der Lösung führen, deren Dampfdruck geringer als der des Wassers ist. Der Hauptbestandteil würde Salz sein, und keine Sulfiderzlagerstätten, in denen Salz der Hauptbestandteil ist, sind bekannt. Es wird hieraus geschlossen, daß Lagerstätten-bildende Lösungen wahrscheinlich niemals nah an den Boden seichter Meere kommen, während ihre Temperaturen hoch genug sind, um Sieden zu erlauben. Lagerstätten-bildende Lösungen, wesentlich heißer als 230 °C, können im flüssigen Zustand den Meeresboden nur erreichen, wenn die Meerestiefe an diesem Punkt größer als 180 m ist; zum Beispiel können Lösungen, deren Temperatur etwa 300 °C ist, den Meeresboden im flüssigen Zustand nur erreichen, wenn die Meerestiefe größer als 915 m ist. Erzbildende Lösungen, die den Meeresboden in solcher Tiefe erreichen, mögen die Stammlösungen der hoch konzentrierten Salzlösungen des Roten Meeres und des Salton Sea sein. Die Lagerstätten Zyperns und Kurokos werden anhand dieser Daten diskutiert.

     

Nickel-copper mineralization at Talnotry,Newton Stewart,Scotland

Summary Nickel-copper mineralization occurs near the base of a diorite intrusion close to its contact with hornfelsed Ordovician and Silurian shales and greywackes. The principal ore minerals are nickeline, gersdorffite, pyrrhotine, pentlandite and chalcopyrite with minor amounts of molybdenite, tellurobismutite, gold, sphalerite and argentopentlandite. Pyrite, marcasite, violarite and goethite also occur but are interpreted as later alteration products. Much of the pyrrhotine-rich mineralization at the base of the intrusion is in the form of blebs and interstitial aggregates with amphiboles, plagioclase feldspar, biotite, chlorite and quartz. Chalcopyrite-rich and nickeline-gersdorffite-rich mineralization occurs above this and immediately below unmineralized diorite in the form of patches, lenticular masses and stringers along joints and fractures.Whole rock and ore analyses and electron microprobe data on the silicates, sulphides and sulpharsenides are presented.The unmineralized diorite has low SiO₂ and high MgO contents compared to typical diorites and relatively high Cr, Ni and Ti trace element values. In the mineralized diorite, platinum-group elements occur in very low concentrations in the pyrrhotineand chalcopyrite-rich assemblages but Pt, Pd and Au show significant enrichment in the nickeline-gersdorffite-rich mineralization.A magmatic origin for the mineralization is proposed rather than formation by hydrothermal solutions or metasomatism.

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Die nickel-kupfer vererzung von Talnotry, Newton Stewart, Schottland

Zusammenfassung Die Nickel-Kupfer Vererzung befindet sich im Kontaktbereich einer Dioritintrusion mit hornfelsdurchdrungenen silurischen und ordovizischen Grauwacken. Die am häufigsten auftretenden Erzmineralien sind Nickelin, Gersdorffit, Pyrrhotin, Pentlandit, und Chalcopyrit mit kleineren Mengen von Molybdenit, Tellurwismuth, Gold, Sphalerit und Argentopentlandit. Weiters treten als spätere Umwandlungsprodukte Pyrit, Markasit, Violarit und Goethit auf. Ein großer Teil der Pyrrhotin-reichen Vererzung am Fuße des eingedrungenen Diorits bildet fleckige, lückenfüllende Aggregate zwischen den Silikatphasen (Amphibol, Plagioklas, Biotit, Chlorit, Quarz). Die Chalcopyrit- und Nickelin-Gersdorffit-reiche Vererzung tritt zwischen dem unvererzten Diorit im Hangenden und der Pyrrhotin-reichen Vererzung im Liegenden als linsige, lappenartige Konzentration und entlang von Fugen und Brücken auf.Vollgesteins-Analysen sowie ausgewählte Erzanalysen und Mikrosondenergebnisse der Silikate, Sulfide und Sulfarsenide liegen vor.Im Unterschied zu den typischen Dioriten zeigt der unvererzte Diorit einen niedrigen SiO₂ und hohen MgO Gehalt und relativ hohe Cr, Ni und Ti Spurenelementwerte. Die Platingruppenelemente sind in den Pyrrhotin- und Chalcopyrit-reichen Vererzungen nur schwach vertreten, jedoch sind Pt, Pd und An in der Gersdorffit-reichen Vererzung stark angereichert.Ein magmatischer Ursprung dieser Vererzung, im Gegensatz zu einer metasomatischen Entstehung oder Bildung aus hydrothermalen Lösungen wird vermutet.

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With 3 Figures     

Primary distribution of silver and copper in native gold from six deposits in the Western United States

Electron-microprobe analyses and mineragraphic studies of native gold demonstrate considerable variations in the primary intergrain and intragrain distribution of silver. The gold grains have from 1–55 weight percent silver; copper is present in grains from only one locality and ranges from 0.1–0.6 weight percent. Some gold grains have strong zoning of silver whereas others have no detectable zoning. Gold grains from some deposits show remarkable intergrain homogeneity of silver and/or copper content, but others exhibit extreme heterogeneity. We believe that the inhomogeneities and variations in silver content recognized and emphasized here are features of primary deposition. We also recognize low-silver rims with sharp boundaries bordering many of the grains examined but believe these are developed in a relatively oxidizing, low-temperature environment and are not primary lode features. Opaque mineral inclusions of primary origin in gold grains are common in some deposits, scarce in many, and virtually absent from others. These inclusions may be of value in characterizing some gold deposits. For the majority of gold crystals from Copper Basin, Arizona, the lowest silver content observed was in the central portion of each grain and the highest silver content was in the rim. This is believed to be due an increase in the proportion of silver to gold in solution during growth of the crystals. Analysis of sized fractions of 331 gold grains from Pennsylvania Mountain, Colorado, shows no systematic correlation of grain size with silver content. Electron microprobe step-scanning of gold from Alder Gulch, Montana, suggests more than one mineralization event took place. Pyrite and acanthite inclusions less than 0.05 mm in the largest dimension, are present in some grains from this deposit. Inclusions of pyrite, pyrrhotite, chalcopyrite, and an isotropic Co-As-S mineral are present in the low-silver, copper-bearing gold from Ninemile Creek, Montana. The presence of copper and the low silver content in this gold is not typical of the gold-quartz-pyrite association which is common in the Western United States.

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Zusammenfassung Untersuchungen von Zusammensetzungen von Einzelkörnern und benachbarten Körnern mit der Mikrosonde und durch erzmikroskopische Studien an gediegenem Gold weisen beträchtliche Variationen in der primären Verteilung von Silber auf. Die Goldkörner enthalten von 1–55 Gewichtsprozent Silber; Kupfer ist gegenwärtig in Körnern von nur einer Gegend zwar in Mengen von 0,1–0,6 Gewichtsprozent. Manche Goldkörner sind stark zonar mit Silber während andere keine bemerkbaren Zonen aufweisen. Goldkörner aus einigen Ablagerungen zeigen eine bemerkenswerte Homogenität von Silberund/oder Kupfergehalt, andere aber sind durch extreme Inhomogenität gakennzeichnet. Wir glauben, daß die festgestellten Inhomogenitäten und Variationen des Silbergehaltes Merkmale von primären Ablagerungen sind. Zusätzlich wurden an vielen von den von uns untersuchten Körnern scharfbegrenzte Randzonen mit niedrigem Silbergehalt beobachtet. Wir glauben, daß sich die Randzonen in einer verhältnismäßig oxidierenden Umgebung von niedriger Temperatur entwickelten und daß sie nicht Merkmale primärer Erzadern sind. Opake Mineraleinschlüsse von primärem Ursprung in Goldkörnern kommen in manchen Ablagerungen vor, selten in vielen und sind virtuell abwesend in anderen. Für einige Goldablagerungen können diese Einschlüsse als charakteristische Kennzeichen von Wert sein. Der niedrigste Silbergehalt für die meisten Goldkristalle, aus dem Copper Basin, Arizona, war in der Mitte der Körner und der höchste Silbergehalt war in den Randzonen der Körner gegenwärtig. Es wird angenommen daß dieses auf eine Zunahme in den Proportionen von Silber zu Gold in der Lösung während des Wachstums der Kristalle zurückzuführen ist. Analysen von Größensortierungen von 331 Goldkörnern aus den Pennsylvania Mountain, Colorado, zeigen keine systematische Korrelation der Korngrößen mit den Silbergehalten. Mikrosonde — Scanninganalysen an Gold aus dem Alder Gulch, Montana, weisen auf mehr als einen Mineralisationsvorgang hin. Pyrit- und Akanthiteinschlüsse von weniger als 0,05 mm in den größten Dimensionen sind in einigen Körnern dieser Ablagerung enthalten. Einschlüsse von Pyrit, Pyrrhotin, Chalcopyrit und von einem isotropen Co-As-S-mineral finden sich in dem silberarmen, kupferhaltigen Gold von Ninemile Creek, Montana. Der Kupfergehalt und der niedrige Silbergehalt in diesem Gold sind nicht typisch für die in dem westlichen Teil der USA übliche Gold-Quarz-Pyrit Assoziation.

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Publication authorized by the Director, U. S. Geological Survey.     

Metamorphogenic barite-pyrite (Pb-Zn-Ag) veins at pollone, apuane alps, tuscany: vein geometry, geothermobarometry, fluid inclusions and geochemistry

Summary The barite-pyrite-(Pb-Zn-Ag) deposit of Pollone is located in the southernmost tip of the Apuane Alps metamorphic core complex, and is hosted by a siliciclastic formation of pre-Norian age. The southern sector of the deposit mainly consists of stratiform, supposedly syngenetic, barite-pyrite orebodies, whereas the northern area is characterized by a barite-pyrite-(Pb-Zn-Ag) vein system. Vein geometry in the northern area is controlled by a shear zone, developed during the greenschist facies metamorphism which affected the Apuane Alps core complex between 27 and 8 Ma, that was responsible for fluid focusing and vein emplacement. At Pollone, arsenopyrite and chlorite geothermometers show broadly comparable results, and suggest local metamorphic peak temperatures between 320 and 350°C. Phengite geobarometry indicates minimum pressures of about 3.5 kbar. Fluid inclusion data and mineral equilibria suggest that the mineralizing fluids were initially hotter than the country rocks (about 450°C at 3.5–4.0 kbar). Rocks in direct contact with the orebodies are depleted in Rb and enriched in Sr in comparison to similar rocks elsewhere in the area. This is attributed to the presence of Rb-poor muscovite and Sr-rich barite. Rb-depleted muscovites suggest mineral-fluid interaction in a rock reservoir characterized by a different (modal) mineralogical composition than the Pollone host rocks. The progressive decrease of Sr in barite with increasing distance from the orebodies may be explained with a temperature decrease along the infiltration paths of mineralizing fluids (i.e., from the vein into the wall rocks). The similar O-isotope composition of quartz from veins and host rocks is explained with the overall homogeneous O-isotope composition of the Alpi Apuane basement rocks. This indicates a limited interaction between mineralizing fluids and the rocks exposed at Pollone. Remobilization of syngenetic orebodies was conceivably of minor importance in the production of metamorphogenec veins. Fluid cooling along a major tectonic lineament is thought to be responsible for barite deposition.

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Die metamorphogenen Baryt-Pyrit (Pb-Zn-Ag) Gänge von Pollone, Apuanische Alpen, Toskana: Geometrie der Gänge, Geothermobarometrie, Flüssigkeitseinschlüsse und Geochemie

Zusammenfassung Die Baryt-Pyrit (Pb-Zn-Ag) Lagerstätte von Pollone liegt im südlichsten Ende des metamorphen Kern-Komplexes der Apuanischen Alpen, und sitzt in einer siliziklastischen Formation prä-Norischen Alters auf. Der südliche Sektor der Lagerstätte besteht hauptsächlich aus stratiformen, wahrscheinlich syngenetischen Baryt-Pyrit-Erzkörpern, während der nördliche Teil des Gebietes durch ein Baryt-Pyrit (Pb-Zn-Ag) Gangsystem charakterisiert wird. Die Geometrie der Gänge im Nordteil wird durch eine Scherzone kontrolliert, die während einer grünschieferfaziellen Metamorphose entstanden ist, die den Kernkomplex der Apuanischen Alpen zwischen 27 und 8 Ma betroffen hat. Diese Scherzone war auch für die Zufuhr der Fluide und die Platznahme der Gänge verantwortlich. In Pollone zeigen Arsenopyrit- und Chlorit-Geothermometrie weithin vergleichbare Ergebnisse und weisen auf lokale Maximaltemperaturen der Metamorphose zwischen 320 und 350°C hin. Phengit-Geobarometrie läßt Minimal-Drucke von ungefähr 3,5 kbar erkennen. Fluidflüssigkeitseinschluß-Daten und Mineral-Gleichgewichte zeigen, daß die erzbringenden Fluide ursprünglich heißer als die Wirtsgesteine waren (ca. 450 °C für P von 3,5 bis 4 kbar). Gesteine, die im direkten Kontakt mit den Erzkörpern sind, zeigen eine Anreicherung an Rb und eine Anreicherung an Sr, im Vergleich mit ähnlichen Gesteinen, die im Gebiet anzutreffen sind. Dies wird auf das Vorkommen von Rb-armen Muscovit und Sr-reichen Baryt zurückgeführt. An Rbabgereicherte Muscovite legen Mineral-Fluid-Reaktionen nahe, die in einem Gesteinsreservoir abliefen, das durch eine andere mineralogische Zusammensetzung als die Wirtsgesteine von Pollone charakterisiert war. Der zunehmende Verlust von Sr im Baryt mit zunehmender Entfernung von den Erzkörpern, kann durch einen Temperaturabfall entlang der Infitrations-Pfade der erzführenden Lösungen erklärt werden (d.h. von Gang in die Nebengeseine). Die ähnliche Sauerstoff-Isotopen-Zusammensetzung für Quarz aus den Gängen und den Nebengesteinen läßt sich auf die allgemein homogene Sauerstoffisotopen-Signatur des Basements der Apuanischen Alpen zurückführen. Dies weist auf beschränkte Wechselwirkung zwischen erzführenden Lösungen und den in Pollone anstehenden Gesteinen hin. Die Remobilisation von syngenetischen Erzkörpern in Pollone war nur von geringer Bedeutung für die Entstehung der metamorphogenen Gänge. Abkühlung der Fluide an einem wichtigen tektonischen Lineament gilt als Ursache für den Absatz von Baryt.

     

Über Stromgeschwindigkeiten und Strommengen in der atlantischen tiefsee

Zusammenfassung Aus den Meteor-Querprofilen (1925/27) hat der Verfasser (1955, 1957) mittels dynamischer Verfahren (nachBjerknes, Defant u. a.) die meridionalen Stromgeschwindigkeiten und Strommengen in der Atlantischen Tiefsee berechnet und ist in brauchbaren Approximationen zu quantitativen Teillösungen des Zirkulationsproblems, besonders zwischen 5° S und 35° S, gelangt. Die meridionale Verfrachtung der Wassermassen ist gewaltig (20–40 Millionen m³/sec im Nordatlantischen Tiefenstrom) und weist in der Tiefsee — unterhalb einer praktisch bewegungslosen Schicht (der sog. Bezugsfläche in durchschnittlich 1400 m) - auf der Westseite des Brasilianischen und des Argentinischen Beckens eine erhebliche Verstärkung auf, welche der Schichtung in der ganzen Ozeanbreite den Stempel aufdrückt. Für die Meeresgeologie bemerkenswert sind die unerwartet hohen Stromgeschwindigkeiten, die sich in den Stromstrichen des Bodenstroms und des Tiefenstroms dicht oberhalb des Tiefseebodens nahe dem Südamerikanischen Kontinentalabfall ergeben haben: in etwa 4500 m Tiefe innerhalb des Antarktischen Bodenstroms mittlere Stromgeschwindigkeiten von 7 cm/sec und maximale von 13 cm/sec (nach N), in etwa 3000 m Tiefe innerhalb des Nordatlantischen Tiefenstroms 9 bzw. 17 cm/sec (nach S). Solche Spitzenwerte, die infolge der Gezeitenströmungen periodisch auf etwa 20–25 cm/sec anwachsen können, bedeuten, daß in den Stromstrichen Sedimente transportiert und Erosionen ausgelöst werden können und daß auch die vertikalen Vermischungsvorgänge um eine Zehnerpotenz größer sind als bisher angenommen. Selbst in den Tiefseebecken, wo — wie in der Ostatlantischen Längsmulde — die berechneten Stromgeschwindigkeiten kleiner als 3 cm/sek. sind, kann daher nicht von einer Stagnation der Wassermassen gesprochen werden.     

Evolution of gold mineralization in the Ashanti Gold Belt,Ghana: Evidence from carbonate compositions and parageneses

Summary Ankerite, siderite, calcite and magnesite occur in variable proportions within all host and mineralized rocks of the Bogosu and Prestea mining districts of the Ashanti Gold Belt, Ghana. The compositions of coexisting ankerite-siderite grains establish that complex rhythmically zoned growth banding and replacement textures are present. This compositional variation is attributed to episodic fluctuation in the temperature and composition of fluids in the Bogosu-Prestea mesothermal gold system. Temperatures derived from the ankerite-siderite composition geothermometer are generally consistent with those from calcite-dolomite, arsenopyrite, carbon and oxygen stable isotope, and fluid inclusion geothermometers, and are about 360°C for the metamorphic peak, 400 to 350°C for carbonate alteration of mafic dikes, and 340 to 140°C for gold deposition. The latter range occurs on a thin-section scale and represents separate pulses of fluid in the ore conduit.

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Entstehung der Goldvererzung im Ashanti Gold Belt, Ghana: Rückschlüsse aus Karbonat zusammensetzungen und Paragenesen

Zusammenfassung In allen Wirtsgesteinen und mineralisierten Gesteinen der Bergbaureviere von Bogosu und Prestea im Ashanti Gold Belt, Ghana treten Ankerit, Siderit, Calcit und Magnesit in unterschiedlichen Verhältnissen auf. Die Zusammensetzung von koexistierenden Ankerit-Siderit-Körnern zeigt eine komplexe, rhythmisch zonierte Wachstumsstreifung und Verärdngungsstrukturen. Diese Änderungen in der Zusammensetzung sind auf episodische Fluktuationen der Temperatur und der Zusammensetzung der Fluide im mesothermalen Goldsystem von Bogosu-Prestea zurückzuführen. Temperaturen nach dem Ankerit-Siderit-Geothermometer stimmen im allgerneinen mit jenen aus Geothermometern, die auf Calcit-Dolomit, Arsenopyrit, den stabilen Isotopen von Kohlenstoff and Sauerstoff und auf Flüssigkeitseinschlüssen beruhen, überein. Sie liegen bei rund 360°C für den Höhepunkt der Metamorphose, bei 400 bis 350°C für die Karbonat Alteration der matischen Gänge and bei 340 bis 140°C für die Gold-Fällung. Der letztgenannte Bereich tritt in Dünnschlif Maßstab auf and repräsentiert einzelne Schübe von Fluid in den Erzgängen.

     

Metallogenic provinces and epochs in southern Central America

The southern part of Central America is characterized by common geological features. The ophiolitic belt running alongside the Pacific is related to the late Mesozoic eugeosynclinal trough. No significant mineralization is known in this rock complex. Copper ore occurrences in the Azuero peninsula are associated with the late Cretaceous diorite pluton. During Tertiary time, radial tectonic deformation and basaltandesite-dacite volcanism took place. Gold-silver quartz veins and Cu-, Pb-, Zn- (Ag)-sulfidic ore formation associated with this magmatic and tectonic activity form the largest metallogenic provinces. Porphyry copper mineralization in northern Panama is confined to the late Tertiary intermediate hypabyssal intrusives. Laterite, and gold placers are the only exogenic deposits. The relative abundance of copper ores in southern Central America indicates a geochemical specialization of magma in copper and the possible continuation of the circum-Pacific copper belt across Central America.

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Zusammenfassung Der südliche Teil von Zentralamerika zeichnet sich durch regionale Merkmale der geologischen Beschaffenheit aus: Die ophiolitische Zone längs der Pazifikküste ist mit der spät-mesozoischen Eugeosynklinale verbunden. Keine bedeutende Mineralisation ist in diesem Komplex bekannt. Die Kupfererzvorkommen auf der Azuero-Halbinsel sind mit spät-kretazischen Dioritintrusionen verbunden. Während des Tertiärs entstanden radialtektonische Störungen und Basalt-Andesit-Dazit Vulkanismus. Die Gold-Silber Quarzgänge und die sulfidische Cu-Pb-Zn-(Ag-) Erzformation, die mit dieser magmatischen und tektonischen Aktivität verbunden ist, bildet die grössten metallogenetischen Provinzen. Die porphyrische Kupfermineralisation in Nord-Panama ist mit den spät-tertiären intermediären hypoabyssischen Intrusionen assoziiert. Laterit und Seifen sind die einzigen exogenen Lagerstätten. Die relative Häufigkeit der Kupferlagerstätten im südlichen Teil Zentralamerikas weisen auf eine mögliche geochemische Spezialisation der Magmen in Kupfer und Fortsetzung der zirkumpazifischen Kupferzone quer durch Zentralamerika hin.

     

Untersuchungen über die Bildung von Analcim aus natürlichen Silikaten

Zusammenfassung Im Temperaturbereich zwischen 100–180° C wurde experimentell die Umwandlung einiger natürlicher Silikate und silikatischer Gesteine in Analcim untersucht. Der Analcim bildete sich im alkalischen Milieu nach Abbau der einzelnen Ausgangssubstanzen direkt und ohne das Auftreten irgendeiner Zwischenphase. Die Entstehung des Analcims zeigte sich dabei abhängig von der Art und der Konzentration der einwirkenden Lösungen, von der Temperatur und von den Ausgangssubstanzen. Bei geringeren Konzentrationen der Lösungen war die Reaktion bedeutend langsamer als bei größeren. Der Analcim bildete sich nur in einem bestimmten Konzentrationsbereich der alkalischen Lösungen, wobei dieser für die einzelnen Substanzen unterschiedlich war. In Abhängigkeit von der Ausgangssubstanz entstanden bei geringeren Alkalikonzentrationen an Stelle des Analcims Zeolithe und bei größeren Alkallkonzentrationen SiO₂-Mineralien.

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Investigations on the formation of analcite from natural silicates

The transformation of some natural silicates and silicatic rocks into analcite was experimentally investigated over a temperature range of 100° C to 180° C. Analcite was directly formed in alkaline surroundings after reduction of the various starting substances without any intermediate phases. The formation of analcite depended on the kind and concentration of the reacting solutions, on the temperature and on the starting substance. At lower concentrations of the solutions the reaction was considerably slower than at higher ones. Analcite was formed only within a certain concentration range of the alkaline solutions, this range being different for the different substances. Depending on the starting substance, zeolites were formed at lower alkali concentrations. At higher alkali concentrations SiO₂ minerals were formed.

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Herrn Prof. Dr. H. Heritsch danke ich für sein dauerndes Interesse an dieser Arbeit, für Ratschläge und kritische Bemerkungen sowie für die Zurverfügungstellung der Mittel des Institutes für Mineralogie und Petrographie der Universität Graz.

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Herrn Prof. Dr. C. W. Correns möchte ich auch an dieser Stelle für die Möglichkeit, die experimentelle Technik in Göttingen kennenzulernen, meinen Dank sagen.     

Synthesis of Pt- and Pd-sulphides in low temperature (85°C) solutions buffered by clay minerals and graphite: Preliminary results

Summary Some recent investigations of black shales reveal platinum-group element (PGE) concentrations in the ppm range. The low temperature nature of these mineralized sediments and their composition stimulated this first attempt to synthesize Pt- and Pd-phases in solutions at temperatures below 100°C under reducing conditions with H₂S flow through the solution. Experiments under controlled Eh-pH with montmorillonite presaturated in Pd and Pt in different chloride solutions resulted in the formation of Pt- and Pd-sulphides. PtS- and PdS-stability fields are very close to each other in Eh-pH values (400mV, 9). These data are in good agreement with those determined for some base metal sulphides synthesized at similar temperature by other researchers.The results may support the role of clay minerals as possible concentrators for PGE in the sedimentary environment.

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Synthese von Pt- und Pd-Sulfiden in gepufferten und mit Tonmineralen gesättigten Tieftemperaturlösungen (85°C)

Zusammenfassung Neuere Untersuchungen der Schwarzschiefer ergeben Konzentrationen an Platingruppenelementen (PGE) in ppm-Bereich. Niedrigtemperatur-Bedingungen und die Zusammensetzung der mineralisierten Sedimente gaben den Anlaß zur erstmaligen Synthese von Pt- und Pd-Phasen in H₂S-haltigen reduzierenden Lösungen bei Temperaturen unterhalb von 100°C. Bei Experimenten, die unter kontrollierten Eh-pH-Werten in unterschiedlichen Lösungen mit an Pd und Pt vorgesättigtem Montmorillonit durch-geführt wurden, konnte die Ausfällung von Pt- und Pd-Sulfiden nachgewiesen werden. Die Stabilitätsfelder der gebildeten PtS und PdS liegen nahe beieinander, bei Eh = 400 mV und pH = 9. Diese Bedingungen sind in Übereinstimmung mit den von anderen Autoren für einige Buntmetallsulfide bestimmten Daten unter ähnlichen Temperaturen.Die gewonnenen Ergebnisse bekräftigen die Rolle von Tonmineralen beim Absatz von PGE in sedimentärem Milieu.

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With 3 Figures     

The relationship of silver and gold in the basal reef of the Witwatersrand System,South Africa

Ag/Au ratios of individual gold particles and of ore-samples obtained from the Basal Reef conglomerate horizon of the Upper Witwatersrand System in the Orange Free State Goldfield (South Africa) are discussed. The Ag/Au values of individual gold grains were found to be exceptionally constant at about 0.0812, whereas the Ag/Au ratios of the ore-samples have markedly higher values and show a large variation. These values indicate that the detrital gold has been homogenized during transportation and sedimentation and that part of the original silver content has been redistributed. It is likely that the first refining of detrital gold particles occurred in streams which eventually drained into the Witwatersrand basin. Further redistribution of the silver relative to the gold took place in the littoral zone of the basin, where the conglomerates were reworked by wave action and erosion. It is contended that supergenic enrichment of gold might also have taken place close to the original shore-line. These processes are believed to account for an increase in the Ag/Au values of ore-samples towards the northwest in the area investigated. Finally, the gold has been homogenized during the metamorphic period of the Witwatersrand System, when pseudohydrothermal transport and redeposition of certain constituents took place. It is suggested that the main portion of the silver content of the original alloy, which was redistributed during the various processes outlined above, is now present as finely dispersed silver minerals. The hypothesis of an elevation control of the Ag/Au values has been found to be improbable.

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Es werden Ag/Au Verhältnisse von Goldkörnern und von Erzproben aus dem Basal Reef-Konglomerathorizont des Oberen Witwatersrand-Systems im Oranje-Freistaat-Goldfeld mitgeteilt. Die Ag/Au-Werte der Goldkörner sind außerordentlich konstant und bewegen sich um 0,0812, während die Ag/Au-Verhältnisse der Erzproben merklich höher sind und starken Schwankungen unterliegen. Das detritische Gold muß daher während seines Transportes und während seiner Ablagerung homogenisiert worden sein und dabei einen Teil seines ursprünglichen Silbergehaltes verloren haben. Eine erste Raffinierung des Goldes geschah wahrscheinlich während des Flußtransportes der Partikel in den Sedimentationsraum. Weitere Umlagerungen von Silber relativ zu Gold fanden in der Küstenzone des Witwatersrand Beckens statt, im Bereich starker Wellenbewegung und intensiver Aufbereitung des Sedimentmaterials. Es wird zudem angenommen, daß in der Nähe der ehemaligen Küste deszendente Prozesse aktiv waren, welche Gold anreicherten. Diese Silberumlagerungen werden als Grund dafür betrachtet, daß im Untersuchungsgebiet die Ag/Au-Werte von Erzproben in der Haupttransportrichtung gegen Nordwesten hin zunehmen. Schließlich wurde das Gold im Gefolge der Metamorphose der Witwatersrand-Sedimente pseudohydrothermal über kurze Distanzen umgelagert und dabei weitgehend homogenisiert. Es wird angenommen, daß die Silbergehalte, welche bei den verschiedenen Umlagerungsprozessen freigesetzt wurden, heute größtenteils in Form fein verteilter Silbermineralien vorliegen. Eine Abnahme der Ag/Au-Werte mit zunehmender Teufe konnte nicht bestätigt werden.

     

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.

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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.

     

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

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

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

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

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With 9 Figures     

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

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

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

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

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With 6 Figures     

Tourmaline rocks associated with Stratabound Scheelite Mineralization in the Austroalpine Crystalline Complex,Austria

Summary This contribution demonstrates, for the first time, the close genetic relationship of concordant tourmaline rocks (tourmalinites) to stratabound tungsten mineralization and their wide regional distribution within the polymetamorphic Austroalpine Crystalline Complex of the Eastern Alps. The occurrences investigated are located in parts of the Austroalpine Crystalline Complex consisting of metavolcanoclastic and metacalcareous sequences of probable Lower Paleozoic age. Tourmalinites composed of tourmaline, quartz, plagioclase, ± almandine-rich garnet, ± muscovite, ± biotite, and minor ilmenite, rutile, graphite,- ± pyrite and, rarely, scheelite are of pre- to synmetamorphic origin. Tourmalines from the tourmalinites have been identified as intermediate members of the dravite-schorl solid solution series with minor amounts of other tourmaline end members. They can be compared to tourmalines from massive sulphide and stratabound tungsten deposits. Tourmalines from pegmatoids, on the contrary, plot close to the schorl end member. Tourmalinites are interpreted as metamorphosed products of elastic sedimentary material which has reacted with boronrich solutions of probable exhalative-hydrothermal origin. These exhalative processes are genetically connected to the transport of B and W and to the formation of syngenetic/syndiagenetic tungsten mineralization. Metamorphic mobilization of these primary concentrations led, during the Variscan and the Alpine metamorphic events, to the formation of scheelite-bearing quartz-tourmaline-, quartz-plagioclase-tourmaline mobilizates and pegmatoids.

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Turmalingesteine und schichtgebundene Scheelitvererzungen im polymetamorphen Kristallin der Ostalpen, österreich

Zusammenfassung Erstmals konnte auch in den Ostalpen die enge genetische Beziehung und weite Verbreitung schichtiger Turmalingesteine (Turmalinite) zu schichtgebundenen Wolframvererzungen gezeigt werden. Die bearbeiteten Vorkommen liegen in Teilen des polymetamorphen ostalpinen Kristallins, eingeschaltet in eine bunte metavulkanoklastisch-, metakarbonatisehe Abfolge, wahrscheinlich altpaläozoischen Alters. Turmalinite setzen sich mineralogisch aus Turmalin, Quarz, Plagioklas, t almandinreichem Granat, ±Muskowit, ± Biotit, untergeordnet Ilmenit, Rutil, Graphit, ± Pyrit und selten Scheelit zusammen und sind prä- bis synmetamorph gebildet worden. Die Turmaline aus den Turmaliniten sind als intermediäre Glieder der Dravit-Schörl-Mischkristallreihe mit untergeordneter Beteiligung anderer Turmalinendglieder bestimmt worden, sie sind in ihrem Mineralchemismus vergleichbar mit Turmalinen aus massiven Sulfid-, und schichtgebundenen Wolframlagerstätten. Turmalin aus Pegmatoiden steht hingegen dem Schörlendglied nahe. Die Turmalinite werden als metamorphe Produkte klastischer Sedimente, die mit borreichen Lösungen, wahrscheinlich exhalativ-hydrothermaler Herkunft, reagiert haben, gedeutet. Diese exhalativen Prozesse stehen mit der Zufuhr von Bor und Wolfram und der Bildung syngenetischer/syndiagenetischer Wolframverer zungen in enger Verbindung. Im Zuge der variszischen und alpinen Orogenesen wurdendiese Ausgangsgesteine mehreren Metamorphosen unterworfen, während der es zur Bildung von scheelitführenden Quarz-Turmalin-, Quarz-Plagioklas-Turmalin-Mobilisaten und Pegmatoiden kam.

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With 6 Figures     

Composition and Association of Arsenian Goldfieldite from the Marian gold deposit,Northern Luzon,Philippines

Summary Arsenian goldfieldite from the Marian Gold Mine, Philippines, which is hosted by the Cordon Syenite Complex, forms a solid solution series with Zn-rich tennantite, in contrast to goldfieldite from Goldfield (Nevada), Kamchatka and Uzbekistan, which are Zn-poor and form solid solution series with tetrahedrite. Goldfieldite from Butte (Montana) and the Lower Caucasus is very similar to the Marian goldfieldite. In all deposits except those at Butte and in the Lesser Caucasus, goldfieldite is associated with native Au, altaite, and Au-Ag-tellurides. Both the Marian gold deposit and the vein systems at Butte are associated with porphyry copper mineralization.

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Zusammensetzung und Paragenese von arsenhaltigem Goldfieldit aus der Goldlagstätte Marian, Nord-Luzon, Philippinen

Zusammenfassung As-reicher Goldfieldit der Marian Gold Lagerstätte (Philippinen) bildet eine Mischkristall-Reihe mit Zn-reichem Tennantit und steht damit in Gegensatz zu Goldfieldit von Goldfield (Nevada), Kamtschatka und Uzbekistan, welche Zn-arm sind und Mischkristalle mit Tetrahedrit bilden. Goldfieldit von Butte (Montana) und aus dem Kleinen Kaukasus hat eine ähnliche Zusammensetzung wie der der Marian Vererzung. Goldfieldit ist in allen Vorkommen, ausgenommen Butte und dem Kleinen Kaukasus, mit gediegen Au, Altait und Au-Ag-Telluriden vergesellschaftet. Sowohl die Marian Vererzung als auch die vererzten Gänge von Butte sind an porphyry copper Vererzungen gebunden.

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With 3 Figures     

Mineralogical and chemical composition of some carbonate minerals from the Zillerthal Alps,Tyrol (Austria)

Summary 32 carbonate samples from a series of metamorphic rocks of greenschist to almandine-amphibolite facies in the Zillerthal Alps were investigated by optical and chemical methods, X-ray diffractometry, and the scanning electron microscope.The carbonates consist mainly of calcite which contains up to 11 mole % (MgCO₃+FeCO₃). Some of the calcites are characterized by skeleton-like dolomitic exsolutions of rhombohedral shape that are orientated on rhombohedron planes of the calcite matrix.The relations between metamorphic grade and calcite composition will be discussed. The (FeCO₃+MgCO₃)-content of calcite depends on the temperature of formation, CO₂ pressure, and the Fe and Mg concentrations of the carbonate-forming solutions.

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Mineralogische und chemische Zusammensetzung von Karbonaten aus den Zillertaler Alpen, Tirol (Österreich)

Zusammenfassung 32 Karbonatproben aus den Zillertaler Alpen (Tirol, Österreich) wurden mit optischen und röntgendiffraktometrischen Methoden sowie mit dem Elektronenrastermikroskop untersucht.Die Karbonate sind Calcite, die bis zu 11 Mol% (MgCO₃+FeCO₃) enthalten. Die Calcitkristalle zeichnen sich durch skelettartige Dolomitentmischungen aus, die parallel zu Rhomboederflächen des Calcites orientiert sind.Die Karbonate stammen aus einer Serie metamorpher Gesteine der Grünschiefer- bis Almandin-Amphibolitfazies. Es werden die Beziehungen zwischen der Calcitzusammensetzung und dem Metamorphosegrad diskutiert. Der (FeCO₃+MgCO₃)-Gehalt der Calcite hängt von der Bildungstemperatur, vom CO₂-Druck und vom Fe- und Mg-Gehalt der Lösungen ab, aus denen sich die Karbonate gebildet haben.

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With 10 Figures     

Über die Entstehung und die Natur radioaktiver Quellen

Zusammenfassung Es wird gezeigt, da\ radioaktive Quellen, insbesondere solche von bedeutender Aktivität, stets an saure Eruptivgesteine und an ausgeprägte Spalten- und Kluftsysteme gebunden sind. Dies gilt sowohl für radiumemanationshaltige wie auch für radiumsalzhaltige Quellen.Die Genesis radioaktiver Quellen ist durchaus nicht einheitlich. Die Entstehung der Quellen von Brambach i. Vogtl. wird auf die Vereinigung von auf Gasspalten zirkulierender emanationshaltiger Kohlensäure mit wasserführenden Spalten zurückgeführt, wobei als emanationslieferndes Gestein der normale Brambacher Granit in Frage kommt. Die Wässer von Oberschlema verdanken ihre hohe Aktivität einem, unter der Wirkung gering sulfathaltiger Wässer zustandekommenden, hochaktiven Belag der Spalten- und Kluftwände. Beim Durchflie\en des Wassers durch die Spalten nimmt das Wasser die von dem hochaktiven Belag abgegebene Emanation in Lösung. Genetisch sehr nahe stehen den Oberschlemaer Wässern die Quellen im Bereiche des Eibenstocker Granitmassivs. Der aktive emanationsspendende Spaltenbelag wird hier durch sekundäre Uranmineralien, insbesondere Uranglimmer, gebildet. Für den Radiumsalzgehalt der Heidelberger Therme wird angenommen, da\ das radiumsalzhaltige Wasser auf Spalten aus dem tiefliegenden Granit hochsteigt und sich dann erst mit der thermalen Sole vereinigt. Für die dem Heidelberger Thermalwasser sehr nahe stehenden Wässer von Kreuznach kommt eine ähnliche Entstehung in Frage. Das saure Gestein ist hier die Ergu\form des granitischen Magmas, ein Quarzporphyr. Beim Aufstieg in den Spalten nimmt das radiumsalzhaltige Wasser aber weiterhin die von den Spaltenwänden abgegebenen wesentlichen Emanationsmengen in Lösung.Auf geologisch-chemischer und radiologischer Grundlage wird schlie\lich noch eine übersicht und natürliche Einteilung der radioaktiven Wässer gegeben.