Mineralreaktionen und Metamorphosebedingungen in Metapeliten des westlichen Schneebergerzuges und des angrenzenden Altkristallins (Ötztaler Alpen)

Zusammenfassung Der Grad der frühalpinen Metamorphose im Schneebergerzug und angrenzenden Altkristallin ist charakterisiert durch die beginnende Stabilität von posttektonisch gewachsenem Staurolith und Disthen am Nordrand des Schneebergerzuges. Das erste Auftreten von Staurolith ist durch erhöhten ZnO-Gehalt im Gestein kontrolliert, der im Staurolith mit maximal 5,6 Gew.% konzentriert ist. Erst südlich des Schneebergerzuges werden die Temperaturbedingungen der disk ontinuierlichen Mineralreaktion Granat + Chlorit + Muskovit = Staurolith + Biotit + Quarz + H₂O überschritten. Die Staurolithbildung in paragonitreichen Schiefern wird der Mineralreaktion Paragonit + Chlorit + Quarz = = Staurolith + Albit + H₂O zugeschrieben.Die häufige stabile Paragenese Paragonit + Quarz im chemisch reinen System limitiert die Maximaltemperaturen der frühalpinen Metamorphose mit einer thermodynamisch berechneten Temperatur von 570°C (5 kb). Mischkristallbildung, die im Albit stärker ist als im Paragonit und Verdünnung der Gasphase in Graphit-haltigen Gesteinen führte zur Instabilität von Paragonit und Quarz bei deutlich tieferen Temperaturen. Der Mg/Fe-Verteilungskoeffizient zwischen Granat und Biotit in bivarianten Paragenesen des Schneebergerzuges wird um einen Wert von 0,003 pro Mol.% Grossularkomponente im Granat erniedrigt.Die Verteilungskoeffizienten werden für diese Beeinflussung korrigiert und ergeben Gleichgewichtstemperaturen zwischen 548° und 577°C (5 kb). Eine weitere Erniedrigung des Verteilungskoeffizienten von Mg/Fe zwischen Granat und Biotit ist in Paragenesen mit zinkreichem Staurolith zu beobachten. Das Auftreten von Disthen läßt auf einen Mindestdruck während der frühalpinen Metamorphose von 5 kb bei 570°C schließen.

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Mineral reactions and conditions of metamorphism in metapelites of the Western Schneebergerzug and the Adjacent Altkristallin (Ötztal Alps)

Summary Conditions of metamorphism of the Schneebergerzug and adjacent Altkristallin are characterised by a posttectonic staurolite- and kyanite-microblastesis in the northernmost Schneebergerzug-rocks.Formation of staurolite is favoured by high ZnO-contents, which rise to 5.6 wt.% in staurolite. With increasing grade of metamorphism towards the south, the zone of continuous staurolite formation is limited by the reaction: garnet + chlorite + muscovite = = staurolite + biotite + quartz + H₂O in Altkristallin rocks south of the Schneebergerzug. Staurolite-formation in paragonite-rich micaschists is due to the reaction: chlorite + + paragonite + quartz = staurolite + albite + H₂O.Maximum conditions of metamorphism are limited by the occurrence of the stable assemblage paragonite + quartz with a calculated temperature of 570°C (5 kb). Breakdown of paragonite + quartz occurred at lowr temperatures due to solid solution, which is more dominant in albite than in paragonite, and a CH₄-rich fluid in graphitic schists. Mg/Fe-exchange geothermometry between garnet and biotite gives temperature between 548°C and 577°C (5 kb). Partition coefficients in divariant AFM-assemblages of the Schneebergerzug rocks are affected by–0.003 per mol.% Ca/(Ca+Mg+Fe+Mn) in garnet andK _D-values have been corrected before computing the temperatures. An additional lowering ofK _D-values is observed in mineral assemblages containing zinc-rich staurolite.Pressure conditions of 5 kb are minimum values due to the presence of kyanite in the Schneebergerzug rocks.

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Symbole G ^P,T Änderung der freien Enthalpie der Reaktion bei Druck- und Temperaturbedingungen - G ⁰ Änderung der freien Enthalpie der Reaktion bei Standardbedingungen (reine Minerale und ideale Gase bei 1 b Druck und allen Temperaturen - V _s Änderung des Volumens der festen Phasen der Reaktion - R Gaskonstante - T Temperatur - P Druck Abkürzungen der Mineralnamen Alb Albit - Bio Biotit - Chl Chlorit - Dis Disthen - Gra Granat - Mar Margarit - Mus Muskovit - Par Paragonit - Plg Plagioklas - Qua Quarz - Sta Staurolith Herkunft der Proben aufgrund der Bezeichnung LT Langtal - PL, PO Pfelderertal - PR, P, PF Pfossental - R Rotmoostal - S Schrottner - SW Seebertal - T Timmelsjoch - O Gaisbergtal Mit 9 Abbildungen     

High-pressure metamorphism in gneisses and pelitic schists in the East Rhodope zone (N. Greece)

Summary The high-alumina metapelites and the orthogneisses of the lower tectonic unit of East Rhodope underwent high P/T metamorphism followed by partial reequilibration during decompression under epidote-amphibolite/amphibolite facies to greenschist facies conditions. The high P/T mineral paragenesis in the orthogneisses is: quartz + albite + microcline + phengite (Si_max = 7 atoms p.f.u.) + biotite and in the high alumina metapelites: garnet + chloritoid + chlorite + phengite (Si_max. = 6.85 atoms p.f u.) + paragonite + quartz. Pressures between 14 and 15.5 kbar, for T_min = 550°C, are estimated for the high P/T metamorphism. During continuing uplift, staurolite + chlorite, staurolite + biotite and finally andalusite + Fe-ripidolite are grown at the expense of chloritoid in metapelites, while in the orthogneisses oligoclase, still coexisting with albite, is formed; in both rock types the Si content of white K-mica decreases considerably from almost pure phengite to pure muscovite.

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Hochdruck-Metamorphose in Gneisen und pelitischen Schiefern der östlichen RhodopeZone, Nord-Griechenland

Zusammenfassung Die Aluminium-reichen Metapelite und die Orthogneise der unteren tektonischen Einheit der östlichen Rhodope-Zone wurde unter hohen Drucken und Temperaturen metamorphosiert. Darauf folgte eine teilweise Reequilibration unter Druck-Entlastung bei Bedingungen der Epidot-Amphibolit/Amphibolit bis Grünschiefer Fazies. Die Hoch-P/T Mineral-Assoziation in den Orthogneisen besteht aus: Quarz + Albit + Mikroklin + Phengit (Si_max = 7 atoms p.f.u.) + Biotit und in den Aluminium-reichen Metapeliten: Granat + Chloritoid + Chlorit + Phengit (Si_max = 6.85 atoms p.f.u.) + Paragonit + Quarz. Drucke zwischen 14 and 15.5 kbar für T_min = 550°C wurden für die Hoch- P/T Metamorphose berechnet. Während andauernder Anhebung bildeten sich Staurolit + Chlorit, Staurolit + Biotit und schließlich Andalusit + Fe-Ripidolit auf Kosten von Chloritoid in den Metapeliten, während in den Orthogneisen Oligoklas der noch mit Albit koexistiert, gebildet wurde; in beiden Gesteinstypen nimmt der Si-Gehalt heller Kaliglimmer von fast reinem Phengit bis zu reinem Muskowit ab.

     

Untersuchungen zum Stabilitätsbereich von Chloritoid und Staurolith

Zusammenfassung Zur experimentellen Erfassung der natürlichen Bildungsbedingungen von Chloritoid und Staurolith wurde zunächst das Auftreten dieser beiden Minerale in der Natur untersucht. An Hand von chemischen Analysen aus Literaturangaben wurde der Zusammensetzungsbereich chloritoidführender und staurolithf ührender Gesteine ermittelt. Diese weisen im Vergleich zu tonigen und sandigen Sedimenten bzw. deren metamorphen Äquivalenten häufig folgende Unterschiede auf: geringere Alkaligehalte, geringere Ca-Gehalte, geringere Werte für das Verhältnis MgFe, höhere Al-Gehalte. Die Unterschiede sind bei chloritoidführenden Gesteinen größer als bei staurolithführenden Gesteinen. Eine Folge davon ist, daß Staurolith bei der progressiven Metamorphose nicht nur aus chloritoidführenden Paragenesen hervorgeht, sondern auch aus der Paragenese Quarz + Muskovit + Biotit + Chlorit. Die Bildung von Staurolith aus dieser Paragenese, welche in natürlichen Gesteinen der Grünschieferfazies verbreitet vorkommt, bedingt offenbar auch das häufigere Auftreten von Staurolith, verglichen mit Chloritoid.Aus den Naturbeobachtungen ergibt sich, daß chloritoidführende Gesteine überwiegend folgende Paragenese aufweisen: Chloritoid + Quarz + Muskovit + Chlorit±Akzessorien. Almandin und Disthen bzw. Andalusit treten manchmal zusätzlich auf. Einige Minerale, welche häufig bei der Metamorphose toniger und sandiger Sedimente gebildet werden, treten in chloritoidführenden Gesteinen nicht auf. Es sind dies: Stilpnomelan, Kalifeldspat und Albit. Biotit tritt im größten Teil des Stabilitätsbereiches von Chloritoid ebenfalls nicht mit diesem zusammen auf. Das Auftreten dieser Minerale in Gesteinen der Grünschieferfazies kann als Hinweis gewertet werden, daß ein für die Bildung von Chloritoid ungeeigneter Chemismus vorliegt.Staurolithführende Gesteine weisen meist folgende Paragenese auf: Staurolith + Quarz + Muskovit + Biotit + Almandin + Plagioklas±Akzessorien. Disthen, Sillimanit oder Andalusit können zusätzlich auftreten. Dagegen kann das Auftreten von Kalifeldspat und von Cordierit in muskovitführenden Gesteinen der unteren Amphibolitfazies als Hinweis gewertet werden, daß Staurolith infolge eines ungeeigneten Chemismus nicht gebildet wurde.Der Druckbereich, innerhalb dessen Chloritoid nach bisherigen Naturbeobachtungen gebildet wird, reicht von niedrigen Drucken, entsprechend der Kontaktmetamorphose, bis zu hohen Drucken, entsprechend der glaukophanitischen Grünschieferfazies der Regionalmetamorphose. Für Staurolith ist auf Grund von Naturbeobachtungen ein ähnlich großer Druckbereich anzunehmen, welcher von den entsprechenden Drucken der Kontaktmetamorphose bis zu den hohen Drucken der Regionalmetamorphose vom Barrow-Typ reicht. Der Temperaturbereich, innerhalb dessen Chloritoid in den häufigen natürlichen Paragenesen stabil ist, erstreckt sich zumindest über den Bereich der gesamten Grünschieferfazies; Staurolith ist in den häufigen natürlichen Paragenesen zumindest über den unteren Teil der Amphibolitfazies stabil. In natürlichen Gesteinen können viele Mineralreaktionen unter Beteiligung von Chloritoid oder Staurolith ablaufen, häufig dagegen dürften nur wenige von ihnen sein, und zwar: Chlorit + Kaolinit = Chloritoid + Quarz + Wasser Chloritoid + Chlorit + Quarz = Staurolith + Almandin + Wasser Chloritoid + Muskovit = Staurolith + Biotit + Almandin + Wasser Chlorit + Muskovit = Staurolith + Biotit + Quarz + Wasser Staurolith + Muskovit + Quarz = Al- Silikat + Biotit + Wasser Experimentell konnten diese oben angeführten Reaktionen noch nicht vollständig beobachtet werden; weitere Versuche dazu sind im Gange. Dagegen konnte der Ablauf einer Reaktion Chloritoid + Al-Silikat = Staurolith + Quarz + Wasser im Bereich von 4000–8000 Bar bei 545±20° C reversibel nachgewiesen werden. Diese Reaktion wird zwar infolge des Mineralbestands chloritoidführender Gesteine in der Natur relativ selten stattfinden; jedoch ist mit ihrer experimentellen Durchführung erstmalig eine Reaktion unter Beteiligung von Chloritoid und Staurolith nachgewiesen worden, welche in dem von Winkler (1965) angegebenen p, T-Bereich für die Grenze Grünschieferfazies/Amphibolitfazies abläuft. Die Phasengrenze der in der Natur häufiger ablaufenden Reaktion, wobei Staurolith + Biotit gebildet und Chlorit + Muskovit abgebaut werden, dürte nach bisherigen Ergebnissen von zur Zeit laufenden Versuchen ebenfalls in diesem p, T-Bereich liegen. Die Lage der Phasengrenzen dieser Reaktionen stimmt daher gut mit petrographischen Beobachtungen an Gesteinen des Grenzbereiches Grünschieferfazies/Amphibolitfazies überein. Eine weitere Bestätigung der experimentellen Ergebnisse lieferten Untersuchungen von Althaus (1966a, b, c) über die Stabilitätsbereiche von Andalusit, Sillimanit, Disthen und Pyrophyllit. Danach kann Chloritoid stabil zusammen mit Disthen, Andalusit oder Pyrophyllit auftreten, dagegen nicht mit Sillimanit. Diese Schlußfolgerung wird durch die natürlichen Paragenesen bestätigt.Die für die obere Stabilitätsgrenze von Staurolith angegebene Reaktion Staurolith + Quarz = Almandin + Al-Silikat + Wasser (Turner u. Verhoogen, 1960; Winkler, 1965), konnte in der eigenen Untersuchung nicht nachgewiesen werden. Nach Versuchen von Newton (schrift. Mitt., 1966) liegt diese Phasengrenze im Bereich 10000–20000 Bar um 700° C, d.h. in einem Temperaturbereich, welcher bei den eigenen Experimenten nur wenig untersucht wurde. Auf Grund von petrographischen Beobachtungen dürfte jedoch der Abbau von Staurolith in natürlichen Gesteinen meist nach einer anderen Reaktion, nämlich nach der Gleichung Staurolith + Muskovit + Quarz = Al-Silikat + Biotit + Wasser vor sich gehen. Über die Lage der Phasengrenze dieser Reaktion ist noch nichts bekannt.Aus der Untersuchung ergab sich ferner, daß entgegen der Annahme von Winkler (1965) Chloritoid kein geeigneter Indikator für die Druckbedingungen einer Metamorphose ist, da dieses Mineral nur in Gesteinen mit einem speziellen Chemismus auftritt und nach bisherigen Naturbeobachtungen über einen weiten Druckbereich hinweg gebildet werden kann. Aus den gleichen Gründen kann auch Staurolith nicht als geeigneter Druckindikator angesehen werden. Es muß vermutet werden, daß die Bereiche chemischer Gesteinszusammensetzungen innerhalb derer Chloritoid bzw. Staurolith gebildet werden können eine Abhängigkeit von Druck und Temperatur zeigen, und zwar in ähnlicher Weise wie dies nach Chinner (1962) für die Bildung von Almandin zutreffen soll. Diese Bereiche geeigneter Gesteinszusammensetzungen dürften bei relativ niedrigen Drucken beschränkter sein als bei hohen Drucken, und zwar als Folge einer stetigen Änderung des Chemismus koexistierender Minerale mit wechselnden p, T-Bedingungen.

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Compared with the bulk chemical composition of the shales, sandstones and their metamorphic equivalents, chloritoid- and staurolite-bearing rocks have a restricted chemical composition; they are poorer in alkalies and CaO, have comparatively lower MgFe ratio and higher Al₂O₃-content than most of the metamorphic rocks devoid of these two minerals. Further, the bulk composition of the chloritoid bearing-rocks is more restricted than that of the staurolithe-bearing ones. Consequently, in course of a progressive metamorphism, staurolite is produced not only at the cost of the assemblage chloritoid+quartz+muskovite + chlorite but also at the cost of the assemblage quartz+muskovite+biotite+chlorite. This explains why staurolite is more frequent than chloritoid. From empirical petrographical observation it is known that chloritoid and staurolite are found both in contact as well as in regional metamorphic areas. This fact as well as the special bulk composition necessary for their formation make them unsuitable as indicators of pressure acting during the metamorphism.The lower stability limit of chloritoid could not be worked out by hydrothermal experimentation. However the phase transition chloritoid+Al-silicate=staurolite+quartz+water was observed around 545±20° C at pressures between 4000–8000 bars. The reversal of the reaction was also successful. The p, T conditions of this reaction, therefore, compare favourably with the greenschist/amphibolite facies boundary given by Winkler (1965). Tentative results show that another reaction, namely the formation of staurolite in the assemblage chlorite+muskovite+quartz also takes place at the same p, T conditions of that facies boundary. The upper stability limit of staurolite could not yet been established experimentally in our laboratory. Petrographic observations show that in natural assemblages, staurolite breaks down more probably through reactions with muskovite + quartz rather than through the more simple reaction staurolite + quartz to Al-silicate + almandine.

     

Untersuchungen an Paragoniten und an natriumhaltigen Muskoviten Mit einer Darauenetischen Bemerkung

Zusammenfassung Röntgenographische Untersuchungen an reinen Paragoniten zeigen, daß sich Paragonit deutlich von Muskovit an den Basisabständen unterscheiden. läßt.c ₀ wurde für Paragonit mit 19,28 metr. Å bestimmt, währendJackson undWest 20,08 metr. Å für Muskovit fanden.Durch Vollanalysen röntgenographisch reiner Paragonite und durch Alkalibestimmungen an verschiedenen Glimmern konnte gezeigt werden, daß der Einbau von Kalium in den Paragonit nur in geringem Maße der von Natrium in den Muskovit in etwas größerem Umfang möglich ist. Der Einbau von Natrium in den Muskovit bewirkt ein geringes Schrumpfen des Basisgitterabstandes.Durch Reihenuntersuchung an Glimmern verschiedener Paragenesen konnte Paragonit zusammen mit aluminiumreichen Mineralen (Korund, Disthen, Andalusit und Chiastolith) und vor allem in verschiedenen Glimmer schiefern aufge funden werden. Bei den Glimmerschiefern handelt es sich um Disthen, Staurolith, Granat oder auch glaukophanhaltigen Typen.     

Muskovit-Paragonit Phasenbeziehungen in niedriggradig metamorphen Schiefern des Venn-Stavelot Massivs,Ardennen

Zusammenfassung Die Mischkristallbildungen von Muskovit und Paragonit spiegeln in den niedriggradig metamorphen Peliten des Venn-Stavelot Massivs, Ardennen, inkonsistente Äquilibrierungstemperaturen wider. Während Paragonit weitgehend konstante chemische Zusammensetzungen aufweist, variieren die Zusammensetzungen des Muskovits in weiten Grenzen. Diese Divergenz wird auf Ungleichgewichte zwischen den beiden Glimmern zurückgeführt. Der Grad des Ungleichgewichts ist zum einen von der tektonischen Durchbewegung der Gesteine, zum anderen von der Mineralvergesellschaftung in den verschiedenen Gesteinen abhängig. Durch eine Extrapolation über den Grad des Ungleichgewichts lassen sich in grober Näherung jedoch chemische Zusammensetzungen für die Glimmer erschließen, die eine metamorphe Beanspruchung für die Gesteine beschreiben, wie sie auch durch andere petrologische Indikatoren angezeigt wird. Innerhalb der Fehlergrenzen entsprechen die Zusammensetzungen des Paragonits dieser Gleichgewichtszusammensetzung, die Muskovitzusammensetzungen weichen jedoch zum Teil stark ab. Eine Erklärung für das unterschiedliche Verhalten der Glimmer bei der Gleichgewichtseinstellung bietet möglicherweise die unterschiedlich starke Fixierung von Na und K in Schichtsilikaten.

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Muscovite-paragonite phase relations in low-grade metamorphic rocks of the venn-stavelot massif, ardennes

Summary In the low-grade metamorphic pelitic rocks of the Venn-Stavelot Massif, Ardennes, the muscovite-paragonite solid solutions reflect inconsistent temperatures of equilibration. Paragonites display suitably constant chemical compositions while the compositions of muscovites vary considerably. This behavior is attributed to disequilibria between the two phases. The degree of disequilibration depends on the tectonic shearing, which has acted on the rocks, and on the associated mineral assemblages. By a method of extrapolation from high- to low-grade disequilibria chemical compositions can be obtained for both micas, which reflect metamorphic conditions similar to those shown by other petrological indicators. The compositions of paragonite correspond to these equilibrium compositions fairly well within the limits of error. The muscovite compositions, however, deviate considerably. This may be explained by variations in the fixation of Na and K in sheet silicates.

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Mit 4 Abbildungen     

Progressive Low-Grade Metamorphism of a Black Shale Formation, Central Swiss Alps, with Special Reference to Pyrophyllite and Margarite Bearing Assemblages

The unmetamorphosed equivalents of the regionally metamorphosedclays and marls that make up the Alpine Liassic black shaleformation consist of illite, irregular mixed-layer illite/montmorillonite,chlorite, kaolinite, quartz, calcite, and dolomite, with accessoryfeldspars and organic material. At higher grade, in the anchizonalslates, pyrophyllite is present and is thought to have formedat the expense of kaolinite; paragonite and a mixed-layer paragonite/muscovitepresumably formed from the mixed-layer illite/montmorillonite.Anchimetamorphic illite is poorer in Fe and Mg than at the diageneticstage, having lost these elements during the formation of chlorite.Detrital feldspar has disappeared. In epimetamorphic phyllites, chloritoid and margarite appearby the reactions pyrophyllite + chlorite = chloritoid + quartz+ H₂O and pyrophyllite + calcite ± paragonite = margarite+ quartz + H₂O + CO₂, respectively. At the epi-mesozone transition,paragonite and chloritoid seem to become incompatible in thepresence of carbonates and yield the following breakdown products:plagioclase, margarite, clinozoisite (and minor zoisite), andbiotite. The maximum distribution of margarite is at the epizone-mesozoneboundary; at higher metamorphic grade margarite is consumedby a continuous reaction producing plagioclase. Most of the observed assemblages in the anchi-and epizone canbe treated in the two subsystems MgO (or FeO)-Na₂O–CaO–Al₂O₃–(KAl₃O₅–SiO₂–H₂O–CO₂).Chemographic analyses show that the variance of assemblagesdecreases with increasing metamorphic grade. Physical conditions are estimated from calibrated mineral reactionsand other petrographic data. The composition of the fluid phasewas low in X_CO2 throughout the metamorphic profile, whereasX_CH4 was very high, particularly in the anchizone where a_H2Owas probably as low as 0.2. P-T conditions along the metamorphicprofile are 1–2 kb/200–300 °C in the anchizone(Glarus Alps), and 5 kb/500–550 °C at the epi-mesozonetransition (Lukmanier area). Calculated geothermal gradientsdecrease from 50 °C/km in the anchimetamorphic Glarus Alpsto 30 °C/km at the epi-mesozone transition of the Lukmanierarea.     

Mikrosondenuntersuchungen von Saussuriten in Abhängigkeit vom Metamorphosegrad und vom geochemischen Milieu

Zusammenfassung In einem Profil ansteigender Metamorphose werden im Stavanger-Gebiet/SW-Norwegen zwei Gesteinstypen, repräsentiert durch 17 Meta-Arkosen und Quarz-Feldspat-Gneise, sowie 19 metamorphe Tuffe und Tuffite, modellhaft auf ihre Saussuritparagenesen hin analysiert.Mikroskopische und mikroanalytische Untersuchungen zeigen eine weitestgehende Eduktabhängigkeit der Saussuritparagenesen. In calcitarmen granitoiden Edukten bilden sich schon im sehr schwach-metamorphen Stadium folgende mit Ab-reichem Plagioklas koexistierende Saussuritmineralien: 4 An-reicher Plagioklas+K-Feldspat+4 Eisenhydroxid + H₂O 2 Fe(III)Al₂-Epidot+Muskovit+Hämatit+2 Quarz. In calcitführenden Meta-Arkosen gewinnt die Mineralreaktion: An-Plagioklas+K-Feldspat+2 Eisenhydroxid+CO₂Calcit+Muskovit+ Hämatit+Quarz an Bedeutung. Im reduzierenden geochemischen Milieu der Meta-Tuffe und -Tuffite tritt in diesem metamorphen Bereich als charakteristische Neubildung Biotit neben Muskovit auf. Auch in den calcitreichen tuffitischen Proben koexistieren die Saussuritkomponenten Calcit, Muskovit, Hämatit, Quarz und Biotit.Die mikroanalytisch untersuchten Saussuritmineralien Plagioklas und Epidot zeigen anhand von annähernd 800 chemischen Vollanalysen in der Entwicklung ihrer Chemismen während der Metamorphose für beide Sedimente gleiche Trends. Im niedrigtemperierten Bildungsstadium der Saussurite können die An-Gehalte der Feldspäte in Abhängigkeit vom Edukt und aufgrund unterschiedlich intensiver Rekristallisation der Sedimente relativ stark schwanken. Die Epidote sind je nach primärem Fe(III)-Angebot mehr oder weniger eisenreich. In Richtung ansteigender Metamorphose stellen sich in den Epidoten beim Übergang zu oligoklasführenden Paragenesen maximale Fe(III)-Gehalte ein, die in Form eines rhythmischen Zonarbaus die wechselnden -Bedingungen im Verlauf der Metamorphose widerspiegeln. Bereits hier setzt der retrograde Saussuritisierungsprozeß ein: es reagieren Fe(III)Al₂-Epidot, Muskovit, Quarz, Hämatit und Albit/Oligoklas zu anorthitreicherem Plagioklas, Biotit und Wasser. Zusätzlich bildet sich durch die Zersetzung des Al-reichen Epidots Mikroklin.Die Untersuchung zur Wechselbeziehung zwischen dem Eisengehalt des Eduktes und dem der Epidote ergibt, daß die Fe(III)-Einbaurate der Epidote in keiner Weise von den Fe(III)-Konzentrationen der Meta-Sedimente beeinflußt wird, vielmehr können eduktspezifische Intervalle für die Eisenanreicherung der Epidote nachgewiesen werden.

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Electron microprobe investigations of saussurites dependent on metamorphic stage and geochemical environment

In a profile of ascending metamorphism, the saussuritic parageneses of two characteristic rock types, 17 acid meta-arkoses and 19 basic meta-tuffs and meta-tuffites, were investigated by microscopical and microanalytical methods.Microscopic studies reveal that the specific saussurite mineral association is dependent on the petrographic substratum. In very low stage metamorphism, granitic rocks show the following saussurite minerals coexisting with albite-rich plagioclase: 4 An-rich plagioclase+K-feldspar +4 ironhydroxide+H₂O2 Fe (III) Al₂-epidote + muscovite + hematite + 2 quartz. Phyllitic and calciferous meta-arkoses exhibit predominantly the following saussurite reaction: An-plagioclase + K-feldspar + 2 ironhydroxide + CO₂ calcite + muscovite + hematite + quartz. In the reducing environment of the meta-tuffs and meta-tuffites, biotite is formed in addition to muscovite.The changing chemical composition of the saussurite minerals (plagioclase and epidote) at different stages of metamorphism was determined by 800 quantitative electron microprobe analyses. The changes found in both rock types are nearly the same. During low metamorphic stage, the An-content of the plagioclases depends on the substratum and the variable intensity of recrystallization. The Fe-content of the epidotes is dependent on the amount of iron available.The epidotes are enriched in Fe toward the transition to oligoclase-bearing parageneses. These Fe-contents cause rhythmical zoning, representing varying conditions during metamorphism. With increasing metamorphic grade the retrograde process of saussuritization is initiated. The reactants are Fe (III) Al₂-epidote, muscovite, quartz, hematite, and albite/ oligoclase. The decomposition of these minerals leads to An-rich plagioclase, biotite, microcline, and H₂O.

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Herrn Prof. Dr. G. Müller, Clausthal, danke ich für viele anregende Diskussionen sowie für die kritische Durchsicht des Manuskriptes.

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Mein Dank gilt auch Herrn Dr. A. Schneider, Geochemisches Institut der Universität Göttingen, der mir freundlicherweise das Rucklidge-Korrekturprogramm für Silikatanalysen zur Verfügung stellte. Zu danken habe ich auch Herrn Dr. F. Wurm, Geologisches Landesamt Baden-Württemberg, für sein großzügiges Entgegenkommen und die tatkräftige Unterstützung bei der ergänzenden Probennahme im Gebiet der nordwestlichen Inseln des Boknfjords.

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Der Deutschen Forschungsgemeinschaft schulde ich Dank für die finanzielle Unterstützung dieser Arbeit.     

The mineral composition of the Napolitan yellow tuff

Zusammenfassung Der gelbe neapolitanische Tuff scheidet sich auffallend von den übrigen Formationen der mächtigen quartären, vulkanischen Lagerfolge von Campanien durch die Art der Umwandlung, die die Glassubstanz des Tuffs erlitten hat. Diese Umwandlung ist durch folgende Merkmale charakterisiert: 1. nur das vulkanische Glas ist dabei angegriffen worden; 2. starke Anreicherung und Oxydation des Eisens und 3. starke Zeolithbildung.Die Hauptminerale der Tonfraktion sind Herschelit, Montmorillonit und ein dem Hydrobiotit nahestehendes Tonmineral. Die Bildungsweise scheint prinzipiell ähnlicher Art wie die Palagonitisierung der Sideromelane gewesen zu sein, d. h. Zersetzung von glühheißem vulkanischem Glas durch hydrochemische Reaktionen.     

Genese und Paragenese der Minerale Chloritoid und Staurolith in den Ostalpen

Zusammenfassung Die Bildung der Paragenesen von Chloritoid und Staurolith ist nicht nur von den Druck-und Temperaturbedingungen bei der Metamorphose abhängig, sondern auch weitgehend vom Chemismus der Ausgangsgesteine. Es werden die Vorkommen dieser Paragenesen im österreichischen Anteil der Ostalpen beschrieben und ihr Mineral bestand und Chemismus angegeben. Das chemisch bedingte Bildungsfeld des Stauroliths ist weiter ausgedehnt als das des Chloritoids; das erklärt die relativ größere Häufigkeit des Stauroliths. Wenn Biotit nicht vorhanden ist, kann angenommen werden, daß die betrachtete Paragenese im Gleichgewicht gebildet wurde, bei Vorhandensein von Biotit handelt es sich um rückschreitende Metamorphose. Die Ausbildung der Umwandlung von Spinell in Chloritoid konnte bewiesen werden.

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Genesis and paragenesis of the minerals chloritoid and staurolite in the Eastern Alps

Summary The formation of the paragenesis of chloritoid and staurolite depends not only on pressure and temperature during metamorphism, but also on the chemical composition of the parent rocks. The occurrences in the Austrian parts of the Eastern Alps are described. Their mineralogical and chemical composition is given. The chemical influenced field of formation of staurolite is bigger than that one of chloritoid. This proves that staurolite bearing rocks are more frequent than chloritoid bearing rocks. If biotite is not present in the rock, one may assume, that the paragenesis was built in equilibrum. If biotite is present, retrograd metamorphism may be assumed. Formation of the paragenesis of spinel and chloritoid is described.

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Mit 4 Abbildungen     

Illite Crystallinity Mapping of Very Low Grade Metamorphism of Triassic Metapelites in the Zoigê Area, Western China

X-ray diffraction methods for estimating the metamorphic grade of diagenetic, anchizone and epizone in metapelites are reviewed and applied to samples from a 7000?m+ borehole in western China and surface samples from the surrounding Zoigê area. Kübler’s illite crystallinity (IC) measurements provide more consistent results than calculated values of percentage of illite in the I/S mixed layers and percentage of I/S mixed layers. Down-borehole IC values display a typical burial metamorphic relationship between stratigraphic level and IC. A method for preparing very low grade metamorphic maps is described, and isograds plotted on a regional geological map at selected values of IC, delineating a high temperature diagenetic zone, an anchizone, and an epizone. The map shows that IC values are controlled by stratigraphic level in the north of the study area (i.e. burial metamorphism), and proximity to an igneous intrusive body in the south (i.e. contact metamorphism).     

Metamorphic zones of the Vrbno and Rejvíz series,the Hrubý Jeseník Mountains,Czechoslovakia

Summary The Devonian eugeosynclinal volcano-sedimentary complex (the Vrbno and Rejvíz series) building the envelope unit of the Desná Dome in the Hrubý Jeseník Mts. was regionally metamorphosed during the polyphase Variscan metamorphism. In it, five zones have been distinguished: the chlorite, biotite, garnet, staurolite and sillimanite ones. The metamorphism was of progressive character and its intensity (temperature) increased in the Vrbno series from S to N, and in the Rejvíz series from SE to NW. The mineral assemblages of rocks correspond to medium-pressure metamorphism in the greenschist, albite-epidote-amphibolite and the amphibolite facies. The earlier metamorphic phase (I) attained at maximum the staurolite zone. The later metamorphic phase (II) was a medium-pressure, too (5.5 kb at a temperature of 670° to 700°C), but it attained a higher temperature. It is represented by the sillimanite zone in which staurolite is unstable and is replaced by muscovite. Almandine does not change. In this paper, among others, the mutual relationships between sillimanite, biotite, staurolite and muscovite, existing in proximity of the sillimanite isograd, are discussed.

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Metamorphe Zonen in der Vrbno- und in der Rejvíz-Serie des Hrubý Jeseník-(Altvater-) Gebirges, Tschechoslowakei

Zusammenfassung Der devonische, eugeosynklinale, vulkanisch-sedimentäre Komplex (die Vrbno-und die Rejvíz Serie), der die Hülle der Desná-Aufwölbung im Hrubý-Jenseník-(Altvater-)Gebirge aufbaut, wurde während der polyphasen variszischen Metamorphose regional metamorphisiert. Es können darin fünf Zonen unterschieden werden: die Chlorit-, die Biotit-, die Granat-, die Staurolith-und die Sillimanit-Zone. Die Metamorphose war von aufsteigendem Charakter und nahm in der Vrbno-Serie von S nach N zu, in der Rejvíz-Serie von SE nach NW. Die Mineralparagenesen der Gesteine entsprechen Metamorphosen mittlerer Drücke in Grünschiefer-, Albit-Epidot-Amphibolit-und Amphibolit-Fazies. Die ältere metamorphe Phase (I) erreichte am Höhepunkt die Staurolith-Zone. Die spätere metamorphe Phase (II) war ebenfalls von mittlerem Druck (5,5 kb bei einer Temperatur von 670–700°C), erreichte aber höhere Temperaturen. Sie wird durch die Sillimanit-Zone, in welcher Staurolith instabil ist und durch Muskovit ersetzt wird, repräsentiert. Almandin ändert sich nicht. In der Arbeit werden unter anderem die gegenseitigen Bezjehungen zwischen Sillimanit, Biotit, Staurolith und Muskovit diskutiert, die nahe der Sillimanit-Isograden existieren.

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With 10 Figures     

Talc-chlorite-amphibole felses of the KTB pilot hole,Oberpfalz, Bavaria: Protolith characteristics and phase relationships

Summary The metagabbro-amphibolite sequences in the KTB pilot hole contain intercalations of talc-chlorite-amphibole felses (or hosbachites), which show transitional contacts to the adjacent metagabbros. The hosbachites are characterized by relics of a primary igneous texture and still contain igneous minerals like clinopyroxene, biotite and pseudomorphs after olivine, while brown Ca-amphibole was presumably formed in a late-magmatic stage. The geological, textural, mineralogical and geochemical evidence indicates that the hösbachites were derived from ultramafic cumulates, differentiated from a basaltic magma, either in the inner parts of dolerite sills or in small gabbro intrusions. A pervasive metamorphic overprint under medium-pressure, amphibolite-facies conditions which was accompanied by penetrative deformation led to assemblages with green Ca-amphibole ± anthophyllite ± cummingtonite ± tremolite/actinolite + clinochlore + talc + olivine + ilmenite ± Cr-bearing spinel + sulfides. Phase relationships are consistent with a prograde P-T path leading to the formation of anthophyllite from olivine + talc at peak metamorphic temperatures of 640–700°C, at assumed pressures of 8-10 kbar, similar to those derived from mineral assemblages in the adjacent metabasites and metasediments. High-pressure relics locally present in coronitic metagabbros and retrograded eclogites of the KTB pilot hole were not recognized in the hosbachites. A retrograde overprint under greenschist-facies conditions led to the total replacement of igneous or metamorphic olivine by aggregates of antigorite + magnetite, chloritization of biotite and the formation of late tremolite/ actinolite.

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Zusammenfassung Talk- Chlorit-Amphibol-Felse der KTB-Vorbohrung, Oberpfalz: Eduktcharakteristik und Phasenbeziehungen Die Metagabbro-Amphibolit-Folge in der KTB-Vorbohrung enthält Einschaltungen von Talk-Chlorit-Amphibol-Felsen (Hosbachite), die graduelle Übergänge zu den benachbarten Metagabbros aufweisen. Die Hosbachite sind durch Relikte von primären magmatischen Gefügen gekennzeichnet and führen noch magmatische Mineralrelikte wie Klinopyroxen, Biotit and Pseudomorphosen nach Olivin, während brauner CaAmphibol wahrscheinlich spdtmagmatisch gebildet wurde. Verbandsverhältnisse, Reliktgefüge und Reliktminerale sowie Haupt- und Spurenelement-Geochemie sprechen dafür, daß die Hosbachite auf ultramafische Kumulate zurückgehen, die aus einem basischen Magma differenziert wurden, and zwar entweder im Innern von doleritischen Lagergängen oder in kleinen Gabbro-Intrusionen.Eine durchgreifende metamorphe Überprägung unter Bedingungen der Mitteldruck Amphibolitfazies, die von einer penetrativen Deformation begleitet war, fuhrte zu Mineralparagenesen mit grünern Ca-Amphibol ± Anthophyllit ± Cummingtonit + Tremolit/Aktinolith + Klinochlor + Talk + Olivin + Ilmenit + Cr-haltigem Spinell + Sulfiden.Die Phasenbeziehungen weisen darauf hin, daß sich im Zuge eines prograden P-TPfades Anthophyllit aus der Paragenese Olivin + Talk bildete. Als P-T-Bedingungen beim Hbhepunkt der Metamorphose können Temperaturen von 640–700°C in einem angenommenen Druckbereich von 8-10 kbar abgeschätzt wurden, ähnlich wie sie auch aus den Mineralparagenesen in den angrenzenden Metabasiten and Metasedimenten der KTB-Vorbohrung ableitbar sind. Hochdruckrelikte, die gelegentlich in koronitischen Metagabbros and retrograd überprägten Eklogiten der KTB-Vorbohrung auftreten, wurden in den Hösbachiten nicht gefunden. Eine retrograde Überprägung unter grünschieferfaziellen Bedingungen führte zu einer vollständigen Verdrängung von magmatischem und metamorphem Olivin durch Aggregate von Antigorit + Magnetit, zur Chloritisierung von Biotit und zur Bildung einer späten Generation von Tremolit/ Aktinolith.

     

A ferrotantalite-ferrotapiolite intergrowth from Spittal a.d. Drau,Carinthia, Austria

Summary Intimate intergrowths of ferrotantalite and ferrotapiolite occur in a pegmatite in Spittal a.d. Drau, Carinthia. They are associated with muscovite, albite, smoky quartz, cassiterite, and microscopic uranmicrolite, zircon and uraninite. An assemblage of secondary uranium minerals is also present, generated by extensive alteration and leaching of the uranmicrolite and zircon. Textures of the ferrotantalite-ferrotapiolite intergrowths suggest considerable recrystallization that obliterated most of their primary features; neither coprecipitation nor exsolution can be recognized with certainty. Despite intersecting tielines indicating disequilibrium, the ferrotantalite and ferrotapiolite compositions show very restricted ranges (Mn/(Mn + Fe) 0.08–0.11, Ta/(Ta + Nb) 0.53–0.57 for ferrotantalite, and 0.01–0.04, 0.84–0.89 for ferrotapiolite, respectively), particularly in comparison with compositions from other localities featuring primary textures. A degree of compositional equilibration could have been attained during recrystallization. This process may also explain the high level of structural order characterizing both minerals; they are considerably disordered in other localities. Extensive deformation typical of pegmatites in the southern Ostalpen in general, and specifically of the Spittal pegmatite, is probably responsible for the recrystallization phenomena in the Ta, Nb, Sn-bearing mineral assemblage.

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Eine Ferrotantalit-Ferrotapiolit Verwachsung von Spittal a.d. Drau, Kärnten, österreich

Zusammenfassung In einem Pegmatit von Spittal a.d. Drau, Kärnten, treten enge Verwachsungen von Ferrotantalit und Ferrotapiolit auf. Diese werden von Muskovit, Albit, Rauchquarz, Zinnstein sowie-in mikroskopischem Masstab-von Uranmikrolith und Zirkon begleitet. Die Textur der Verwachsungen lässt Rekristallisation erheblichen Ausmasses erkennen, die die primären Merkmale weitgehend auslöscht. Weder eine gemeinsame Auskristallisation der beiden Mineralphasen noch eine Bildung durch Entmischung kann mit Sicherheit erkannt werden. Trotz einander kreuzender Verbindungslinien, die einen Hinweis auf Ungleichgewicht darstellen, zeigen die Zusammensetzungen des Ferrotantalits und des Ferrotapiolits lediglich geringe Schwankungsbreiten: Mn/(Mn + Fe) 0,08–0,11, Ta/(Ta + Nb) 0,53–0,57 für den Ferrotantalit beziehungsweise 0,01–0,04 und 0,84–0,89 für den Ferrotapiolit. Dies gilt insbesondere für den Vergleich mit Zusammensetzungen solcher Mineralphasen mit jenen von Fundarten, die primäre Verwachsungstrukturen aufweisen. Bis zu einem gewissen Ausmass ist diese homogene Zusammensetzung möglicherweise auf die Rekristallisation zurück zuführen. Diese Rekristallisation könnte auch den hohen strukturellen Ordnungsgrad der beiden Mineralphasen erklären. An anderen Fundorten zeigen diese Minerale strukturell merklich geringeren Ordnungsgrad. Intensive metamorphe überprägung, wie sie für die Pegmatite in den südlichen Ostalpen und insbesondere für jenen von Spittal typisch sind, kann wahrscheinlich als Ursache der Rekristallisationsphänomene der Ta-Nb-Sn Mineralparagenese angenommen werden.

     

Spinels in Harzburgite and Lherzolite inclusions from the San Giovanni Ilarione Quarry,Lessini Mountains,Veneto Region,Italy

Summary Chrome-bearing spinels in 21 ultramafic nodules contained in a basanite from San Giovanni Ilarione (SGI), Veneto Region, Italy, have been grouped from a textural and chemical standpoint into five types: (1) Interstitial, surrounded by silicates, homogeneous, with a Cr/(Cr + Al) ratio averaging 0.11; (2) Within alteration pods and veinlets, in contact with either silicates or alteration products, showing zonation with Mg/(Mg + Fe²⁺), Cr, and Ti increasing and Al decreasing from core to rim; (3) In contact with the basalt or surrounded by basalt but distinct from ground-mass grains. The former are strongly zoned while the latter, referred to as xenocrysts, are relatively homogeneous. Both belong to a trend distinct from that of (2); (4) Symplectic, intergrown with pyroxenes and homogeneous, or in contact with plagioclase and/or reaction products and showing more variable composition than the former. Both are generally richer in Cr than all other spinet types and define a trend parallel to and with higher Cr/(Cr + Al) and Cr values than that of (3); and (5) groundmass grains within the host basalt, showing lower Mg/(Mg + Fe²⁺) and Cr/(Cr + Al), and higher Fe values than for all other, types.Group 1 spinels and the cores of group 2 and group 3 spinets display very similar compositions, suggesting a common origin, modified by later events such as partial melting, solid-liquid reactions, and subsolidus reactions which occurred prior to, during, and subsequent to interaction with the host basalt. Group 2 and 3 spinels define trends diverging from a common composition—i.e., the same origin. Group 4 spinels are probably due to exsolution which occurred after formation of the original spinels, while group 5 spinels are not directly related to types 1–4.

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Spinelle in Harzbugit- und Lherzolitheinschlüssen vom Steinbruch San Giovanni Ilarione, Lessini-Berge, Region Veneto, Italien

Zusammenfassung Chromhaltige Spinelle 21 ultramafischer Knollen aus einem Basanit von San Giovanni Ilarione (SGI), Region Veneto, Italien, wurden nach texturellen und chemischen Gesichtspunkten in fünf Gruppen eingeteilt: 1. Interstitiell, von Silikaten umgeben, mit einem durchschnittlichen Cr/(Cr + Al)-Verhältnis von 0,11.2. In Umwandlungstaschen und -gängchen, in Kontakt entweder mit Silikaten oder mit Umwandlungsprodukten, zoniert mit Mg/(Mg + Fe²⁺), Cr und Ti vom Kern zum Rand zunehmend, Al aber abnehmend. 3. Im Kontakt zum Basalt oder vom Basalt umgeben, aber von den Körnern der Grundmasse verschieden. Die ersteren sind stark zonar, während die Letzteren, die als Xenokrysten angesehen werden, relativ homogen sind. Beide gehören zu einem Trend, welcher von jenem der Gruppe 2 verschieden ist. 4. Simplektitisch, mit Pyroxenen verwachen und homogen, oder im Kontakt zu Plagioklas und/oder Reaktionsprodukten und von variablerer Zusammensetzung ab die ersteren. Beide sind allgemein reicher an Cr als alle anderen Spinelltypen und sie definieren einen Trend parallel zu und mit höheren Cr/(Cr + Al)- und Cr- Werten als jene von Gruppe 3. 5. Körner der Grundmasse des Wirtsbasaltes, die niedrigere Mg/(Mg + Fe²⁺)- und Cr/(Cr + Al)- Werte und höhere Fe-Werte zeigen als alle anderen Typen.Die Spinelle der Gruppe 1 und die Kerne der Spinelle der Gruppen 2 und 3 zeigen sehr ähnliche Zusammensetzungen, die auf einen gemeinsamen Ursprung hinweisen, der später modifiziert wurde durch Ereignisse wie partielles Schmelzen, fest-flüssig-Reaktionen und subsolidus-Reaktionen, die vor, wärend und nach der Wechselwirkung mit dem Wirtsbasalt stattfanden. Die Spinelle der Gruppen 2 und 3 definieren Trends, die von einer gemeinsamen Zusammensetzung und damit von einem gemeinsamen Ursprung her auseinanderlaufen Spinelle der Gruppe 4 entstanden wahrscheinlich durch Entmischung, die nach Bildung der Ursprungsspinele eintrat, während die Spinelle der Gruppe 5 zu denen der Gruppen 1 bis 4 in keiner direkten Beziehung stehen.

     

Amphiboles from Dalradian metasedimentary rocks of NE Scotland: environmental inferences and distinction from amphiboles of meta-igneous amphibolites

Summary Several formations within the lower part of the Dalradian Appin Group are characterised by calcareous and calc-silicate lithologies. Amphibole occurs in these metasedimentary units in a variety of habits, from fine-grained disseminated crystals, through radiating aggregates permeating the whole rock, to dark green layers consisting of over 90% amphibole. Electron microprobe analyses of these amphiboles exhibit simple compositional trends from tremolite, through tremolitic hornblende to magnesio-hornblende. The only significant substitutions are from tremolite towards alumino-tschermakite [MgSi Al^viAl^iv] and from tremolite towards ferri-tschermakite [MgSi Fe^viAl^iv].This is in marked contrast to amphiboles from nearby suites of metavolcanic rocks and intrusive metadolerites which exhibit four coupled substitutions, leading from tremolite towards the ferro-actinolite, edenite, alumino-tschermakite and ferritschermakite end-members. These distinctive compositional trends may aid the distinction between para- and ortho-amphibolites elsewhere.Tremolitic amphibole commonly constitutes a high proportion of the calc-silicate rocks, the only other phases present being quartz ± phlogopite. Carbonate minerals are notably absent. This suggests that the sedimentary protolith was high in Mg, such as a dolomitic marl, possibly containing some magnesite. Sedimentological considerations suggest deposition in tropical latitudes in restricted coastal lagoons forming part of an extensive stable shelf bordering a mature landscape.

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Amphibole in Metasedimenten der Dalradians, NE Schottland: Rückschlüsse auf prämetamorphe Ablagerungsbedingungen und Unterscheidung von Amphibolen aus orthomagmatischen Amphiboliten

Zusammenfassung Mehrere Formationen im unteren Teil der Appin Gruppe der Dalradians sind durch karbonatische und kalk-silikatische Lithologien gekennzeichnet. Amphibole treten in diesen metasedimentären Einheiten in verschiedener Ausbildung auf, als feinkörnige, disseminierte Kristalle, als radialstrahlige, die Gesteine durchwachsende Aggregate und in dunkelgrünen, zu mehr als 90% aus Amphibolen bestehenden Lagen. Elektronenstrahl-Mikrosondenuntersuchungen belegen einfache mineralchemische Zusammensetzungen, die Tremolite, tremolitische Hornblende und Magnesio-Hornblende umfassen. Die einzige bedeutende Substitution ist die zwischen Tremolit und Alumino-Tschermakit [MgSi Al^viAl^iv] und zwischen Tremolit und Ferri-Tschermakit [MgSi = Fe^viAl^iv].Im Gegensatz dazu zeigen Amphibole aus den nahegelegenen Metavulkaniten und intrusiven Metadoleriten vier Substitutionstrends von Tremolit zu Ferro-Aktinolith, Edenit, Alumino-Tschermakit und Ferri-Tschermakit. Diese unterschiedlichen Trends könnten auch anderswo bei der Unterscheidung zwischen Para- und Orthoamphiboliten behilflich sein. Tremolitische Amphibole machen normalerweise einen Großteil der kalk-silikatischen Gesteine aus, in denen ansonsten nur Quarz ± Phlogopit auftritt. Karbonate fehlen bemerkenswerterweise. Dies weist auf Mg-reiche sedimentäre Protolithe, wie dolomitische Mergel mit möglicherweise etwas Magnesit, hin. Sedimentologische Überlegungen lassen die Ablagerung in abgeschnürten Küstenlagunen tropischer Breiten, die Teil eines weiträumigen stabilen Schelfes waren, vermuten.

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The Managing Editor regrets that the complete text of this paper has already been published in Mineral Petrol 49: 45–62 (1993)     

Zur Gefügeisotypie von Hämatit,Korund, Kalzit und Quarz

Inhalt Zunächst werden die bisher aus der Literatur bekannten und durch eigene Untersuchungen gewonnenen Gefügetypen der vier untersuchten Mineralarten untereinander hinsichtlich der Gefügeisotypie verglichen. Die quantitativen, mathematischen Zusammenhänge, die bei der Verformung von Hämatit, Korund, Kalzit und Quarz eine Rolle spielen, zeigen, weshalb im Falle von Kalzit ein Rhomboeder und im Falle von Hämatit und Korund die Basis in oder in der Nähec des Gefüges eingeregelt isl; dort liegen nämlich die Werte für größte Orientierungs- und Längenänderungen.Mit 1 Textabbildung     

Polymetamorphic normal-, reverse-zoned,and unzoned garnets from the Darakht-Bid aureole,Mashhad, Iran

Summary Thermal metamorphism and later retrogression of low metamorphic grade garnet-bearing pelites has produced diverse patterns of garnet zoning. In the narrow thermal aureole, fibrolite, staurolite and biotite are present and commonly are retrogressed to assemblages containing sericite, chlorite and chloritoid. In the thermal aureole, garnet contains inclusions of quartz, biotite, fibrolite, ilmenite, chlorite and muscovite and underwent relatively rapid growth from pre-existing low to medium grade regionally metamorphosed rocks. Garnet was armoured from breakdown reactions by fibrolite which nucleated on garnet. The grain size of poikiloblastic garnet, the volume of zones of inclusions in the garnet and the size of the inclusions all decrease with increasing distance from the contact. In the thermal aureole, normal compositional zoning is common and rare reversezoned garnets probably result from the partitioning of Mn from ilmenite during thermal metamorphism. Garnet grains in the thermal aureole have a peripheral enrichment in Mn in the outermost 200 m as a result of diffusion of Fe from garnet into the matrix during incipient retrogression. Coarse retrograde garnet in schists is unzoned and richer in Fe than the normal- and reverse-zoned prograde garnet in hornfelses suggesting that relatively large scale local diffusion in retrograde schists was operative during retrogression but not effective enough to completely remove the relic prograde zoned garnets in the hornfelses.

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Polymetamorphe normal-, invers- und nicht-zonierte Granate aus dem Kontakthof von Darakhd-Bid, Mashhad, Iran

Zusammenfassung Thermometamorphose und spätere retrograde Metamorphose bei niederen P/T-Bedingungen hat eine Vielfalt von Zonar-Texturen in Granaten pelitischer Gesteine erzeugt. In dem schmalen Kontakthof kommen Fibrolit, Staurolit und Biotit vor, die häufig retrograd zu Paragenesen mit Serizit, Chlorit, und Chloritoid umgewandelt wurden. Granate in der Aureole enthalten Einschlüsse von Quarz, Biotit, Fibrolit, Ilmenit, Chlorit und Muskovit; sie sind durch relativ rasches Wachstum in präexistierenden niedrig- bis mittelgradigen Metamorphiten charakterisiert. Fibrolit-Ränder schützten den Granat vor Zerfallsreaktionen. Die Korngröße poikiloblastischer Granate, das Volumen einschlußreicher Zonen im Granat und die Größe der Einschlüsse nehmen mit zunehmender Entfernung vom Kontakt ab. Im Bereich des Kontakthofes ist normaler Zonenbau in Granaten verbreitet; seltene invers-zonierte Granate gehen wahrscheinlich auf das Freiwerden von Mn aus Ilmenit während der Metamorphose zurück. Granatkörner im Kontakthof zeigen randliche Mangananreicherungen in den äußeren 200 m als Resultat der Diffusion von Fe aus Granat in die Matrix während beginnender retrograder Metamorphose. Grobkörniger retrograder Granat in den Schiefern ist nicht zoniert und enthält höhere Eisengehalte als die normalen und invers-zonierten prograden Granate in Hornfelsen. Dies weist darauf hin, daß in den retrograder Metamorphose ausgesetzten Schiefern Diffusion in relativ großem Ausmaße stattgefunden hat; diese war jedoch nicht ausreichend, um sämtliche prograden zonierten Relikt-Granate in den Hornfelsen zu entfernen.

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With 9 Figures

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Text of paper presented at the 26th International Geological Congress, Paris, July 1980.     

Petrogenesis of rare-element pegmatites in the Olary Block, South Australia, part 1. Mineralogy and chemical evolution

Summary Rare-element pegmatites within the Proterozoic Olary Block are of the berylcolumbite-phosphate type and probably related to the crystallisation of syn- to posttectonic peraluminous, S-type granitoids. The pegmatites are typically zoned and possess an inner quartz core, or a series of cores, an asymmetrical intermediate zone of coarse-grained muscovite, quartz, microcline and minor plagioclase, and an outer border zone of fine- to medium-grained microcline, quartz, plagioclase and muscovite. The zones contain abundant beryl and F-apatite, with additional species such as tourmaline, ferrocolumbite, samarskite, Nb-rutile and triplite-zwieselite nodules. These rare-element minerals occur preferentially at the contact between the intermediate zone and the quartz core. Hydrothermal alteration of triplite-zwieselite led to the development of secondary, microcrystalline bermanite, leucophosphite and phosphoferrite-kryzhanovskite. Paragenetic relationships of these phosphates suggest a sequence of hydrothermal transformations in an oxidising, low-temperature environment (< 250°C). A prominent feature of this succession is the decrease in Mg and Ca, and an increase in Fe³⁺/Fe²⁺, Mn³⁺/Mn²⁺, and H₂O. High a_HF, low pH and Al mobility occurred during the development of the secondary phosphates as shown by associated fluorite, sellaite and thomsenolite/pachnolite. Increasing Ca activities at a late hydrothermal stage led to the replacement of prexisting triplitezwieselite by additional F-apatite. Finally, weathering-related cyrilovite, lipscombite and crandallite-group minerals were formed by percolating meteoric waters under increasing f_{o 2}

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Petrogenese von Seltenelementpegmatiten im Olary Block, Südaustralien, Teil 1. Mineralogie und chemische Entwicklung

Zusammenfassung Seltenelementpegmatite im Proterozoischen Olary Block sind vom Beryl-Columbit-Phosphat Typ und stehen wahrscheinlich mit der Kristallisation von syn- bis spättektonischen, peraluminen, S-Typ Graniten in Verbindung. Die Pegmatite sind zoniert und besitzen einen inneren Quarzkern, oder eine Reihe von Kernen, eine asymmetrische Zwischenzone aus grobkörnigem Muskovit, Quarz, Mikroklin und Plagioklas, und eine äussere Randzone aus fein- bis mittelkörnigem Mikroklin, Quarz, Plagioklas und Muskovit. Die Zonen enthalten häufig Beryll, Fluorapatit, Turmalin, Ferrocolumbit, Samarskit, Niobrutil und Triplit-Zwieselit Nester. Diese Seltenelement Minerale finden sich überweigend am Kontakt der Zwischenzone und dem Quarzkern. Hydrothermale Alteration des Triplit-Zwieselit führte zu der Bildung von sekundärem, mikrokristallinen Bermanit, Leukophosphit und Phosphoferrit-Kryzhanovskit. Paragenetische Beziehungen dieser Phosphate weisen auf eine Abfolge von hydrothermalen Umwandlungen in einem oxidierenden, niedrig-Temperatur Milieu hin. Ein wesentlicher Bestandteil dieser Abfolge ist eine Abnahme von Mg und Ca und eine Zunahme von Fe³⁺/Fe²⁺, Mn³⁺/Mn²⁺ und H₂O. Die Assoziation mit Fluorit, Sellait und Thomsenolit/Pachnolit zeigt hohen a_HF, geringen pH and Al Mobilität während der Bildung der sekundären Phosphate an. Während des hydrothermalen Endstadiums führten erhöhte Ca Aktivitäten zu der Verdrängung von bereits vorhandenem TriplitZwieselit durch zusätzlichen Fluorapatit. Schliesslich wurden während der Verwitterung Cyrilovit, Lipscombit und Crandallit-Minerale durch meteorische Wässer unter erhöhtem f_{O 2} gebildet.

     

Sedimentpetrologische Untersuchungen an den jungtertiären Tonmergelserien der Molassezone Oberösterreichs

Zusammenfassung Die Oligozänen und Miozänen Tonmergel der Molassezone Oberösterreichs sind flachmarine und limnisch-fluviatile Feinkornsedimente. Als überwiegend alpine Abtragungsprodukte wurden sie vornehmlich in der Sedimentationshauptphase der Molasse abgesetzt, die mit dem marinen Schichtkomplex der Tonmergelstufe im Rupel ihren Anfang nimmt und über die tektonisch stärker beeinflußten Ablagerungen im Chatt und Aquitan bis ins Helvet andauert, wo sie mit den pelitischen Sedimenten der Innviertler Serie einen Abschluß findet.Die Tonmergel sind Silten nahestehend: Ihre Mittelwerte im Bereich von Mittel- und Feinsilten, die durchwegs schlechte Sortierung und überwiegend positive Schiefen in Verbindung mit den Einstufungen nach der CM-Norm sind Hinweise auf flachmeerische Sedimentationsbedingungen und den bewegten Uferfernbereich, in dem Ablagerungen aus gleichförmig zusammengesetzten Suspensionen überwiegen.Der Mineralbestand der Proben umfaßt an Tonmineralien bevorzugt Muskovit (Illit), dann Chlorit, Montmorillonit und Kaolinit, die mit untergeordneten mixed-layer-Phasen in Abhängigkeit von der Position im Molassebecken und den lokalen Überlagerungsmächtigkeiten verbreitet sind. Dazu kommen an Karbonaten Calcit und Dolomit in wechselnden Anteilen, sowie Quarz, Faldspäte und der Schwermineralbestand, die insgesamt auf das alpine Orogen als Einzugsbereich der Sedimente verweisen und mit dem Verlauf der Erosionstätigkeit im Alpenraum in Übereinstimmung stehen.Eine Betrachtung zur Verbreitung von Seltenen Elementen in den Tonmergeln wurde den Untersuchungen angeschlossen.

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Sedimentological investigations of the tertiary shale complex of the Molasse zone, upper Austria

Summary The shales of the Upper Austrian Molasse, Oligocene and Miocene in age, represent fine-grained sediments of shallow marine and limnic-fluviatile environments. As products of Alpine erosion they have largely been deposited during the main sedimentary process of the Molasse. This main process was initiated by the deposition of the Rupelian shales and went through Chattian and Aquitanian, both characterized by tectonically influenced sediments, and lasted until the Helvetian deposition of pelitic sediments of the Innviertel formation.The shales are close to silts: their mean sizes lie in the range of medium—to fine-grained silts. The constantly bad sorting, as well as the predominantly positive skewness in connection with a classification according to the CM-standard are indications of the conditions of sedimentation in shallow marine environment, where sediments of uniform suspensions prevail.The mineral content of muscovite (illite), chlorite, montmorillonite and kaolinite, with subordinate mixed-layers is dependant upon the position within the Molasse basin and on the local superimposition. In addition there are calcite, dolomite in varying ratios, quartz, felspars and heavy minerals which shed light upon the area of Alpine erosion.The distribution of minor elements within the shales is discussed.

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Mit 11 Abbildungen     

Chlorite crystallinity: an empirical approach and correlation with illite crystallinity, coal rank and mineral facies as exemplified by Palaeozoic and Mesozoic rocks of northeast Hungary

Abstract Fairly strong (r= 0.75–0.85) positive linear correlations were found between crystallinity indices (peak widths) measured on the first two basal reflections of chlorite and those of illite–muscovite in <2-μm fractions of a representative shale–slate–phyllite series from Palaeozoic and Mesozoic formations of northeast Hungary. The metamorphic grade ranges from late or deep diagenesis through anchizone to epizone conditions. Chlorite crystallinity values measured on air-dried and ethylene-glycol-solvated samples suggest that the effects of expandable interlayers are negligable, especially in the higher grade (～temperature) part of the series. However, the greater scattering of crystallinity values for the chlorite 001 reflection compared to those of the 002 reflection may be related to the effects of minor amounts of interlayered and/or discrete smectite and/or vermiculite. With increasing metamorphic grade and advancing equilibrium recrystallization, the chlorite compositions in different samples become more homogenous. No correlation exists between crystallinity and changes in chlorite composition as estimated from the intensity ratios of basal reflections. Hence an increase of domain size and a decrease of lattice distortion with increasing grade (～temperature) may be decisive factors affecting chlorite crystallinity. Chlorite crystallinity can be applied as a reliable regional, statistical technique complementary with, or instead of, the illite crystallinity method. The illite and chlorite crystallinity scales used here are related to Kübler's epi-, anchi- and diagenetic zones and correlated with coal rank, conodont colour alteration and mineral facies data. As the effects of the detrital white mica can be observed even in the <2-μm fractions of anchizonal metapelites, the anchizone boundaries determined solely on the base of ‘fixed’illite crystallinity values may vary with amounts of detrital and newly formed muscovite–illite. Hence a complex approach utilizing more than one method for determination of grade is preferred for petrogenetic purposes, even if relationships between crystallinity scales, coal rank and mineral facies also vary strongly in different tectonic settings and lithologies.