Hornblende thermobarometry of granitoids from the Central Odenwald (Germany) and their implications for the geotectonic development of the Odenwald

Summary The three major units of the Bergstr?sser Odenwald (Frankenstein Complex, Flasergranitoid Zone and southern Bergstr?sser Odenwald) are, according to literature, separated by two major shear zones. The aim of the present paper is to evaluate the importance of these sutures by comparing new hornblende geothermobarometry data from five plutons of the Flasergranitoid Zone with published P-T data from the entire Bergstr?sser Odenwald. Furthermore radiometric, geochemical and structural data from the literature were also used for this purpose. Temperatures were calculated with the amphibole-plagioclase thermometer and range from 600 to 800 °C. Determinations of the intrusion depth, using the Al-in-hornblende barometer show that most plutons intruded at pressures ranging from about 4 to 6 kbar (13 to 20 km). These combined data do not allow to postulate a major suture zone between the Flasergranitoid Zone and the southern Bergstr?sser Odenwald, while comparison of similar data from the Flasergranitoid Zone and the Frankenstein Complex verify the importance of this shear zone. Moreover, our P-T data show that the high temperature – low pressure metamorphism in the Bergstr?sser Odenwald can also be interpreted as contact metamorphism and not necessarily as regional metamorphism.

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Zusammenfassung Hornblende-Thermobarometrie an Granitoiden des Mittleren Odenwaldes (Deutschland) und ihre Implikation für die geotektonische Entwicklung des Odenwaldes Die drei Haupteinheiten des Bergstr?sser Odenwaldes (Frankenstein-Komplex, Flasergranitoid-Zone und südlicher Bergstr?sser Odenwald) werden nach der Literatur durch zwei bedeutende Scherzonen voneinander getrennt. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die wirkliche Bedeutung dieser beiden Suturen herauszuarbeiten. Dazu wurden eigene, neue Hornblende-Geothermobarometrie-Daten, die an fünf Plutonen der Flasergranitoid-zone ermittelt wurden, mit bereits publizierten P-T-Date aus dem gesamten Bergstr?sser Odenwald verglichen. Zudem wurden radiometrische, geochemische und strukturgeologische Datens?tze aus der Literatur für diesen Zweck benutzt. Kristallisationstemperaturen wurden mit Hilfe des Amphibol-Plagioklas-Thermometers errechnet und liegen zwischen 600 und 800 °C. Die Bestimmung der Intrusionstiefe mit dem Al-in-Hornblende-Barometer ergab für die meisten Plutone Drücke im Bereich von 4–6 kbar (13–20 km). Diese, sowie radiometrische, geochemische und strukturgeologische Daten aus der Flasergraitoid-zone und dem südlichen Bergstr?sser Odenwald geben keinen Hinweis auf eine wichtige Suturzone zwischen diesen beiden geotektonischen Einheiten, wohingegen der Vergleich ?hnlicher Daten aus der Flasergranioid-Zone und dem Frankenstein-Komplex die Bedeutung der Scherzone zwischen diesen beiden Einheiten hervorhebt. Unsere P-T-Daten zeigen au?erdem, da? die Hochtemperatur-Niederdruck-Metamorphose im Bergstr?sser Odenwald nicht notwendigerweise eine Regionalmetamorphose sein mu?, sondern ebenso gut als Kontaktmetamorphose interpretiert werden kann.

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Received July 14, 1999; revised version accepted October 6, 2000     

Petrology and geochemistry of Paleogene tonalites from the easternmost parts of the Periadriatic Zone

Summary The Pohorje Mts. and Karavanke plutons occur in the easternmost parts of the Periadriatic Zone separating the Eastern Alps from the Southern Alps and the northwesternmost Dinarides, respectively. The plutons, which are composed largely of tonalites with subordinate granodiorites and rare diorites mainly of medium-K calc-alkaline affinity, are part of a series of mid-Tertiary intrusives emplaced over ∼700 km E-W along the Periadriatic Zone. Major and trace element data indicate that gabbrodiorites originated by fractional crystallization of a primary mafic magma, but with a significant contribution of continental crust. REE patterns are steep and characterized by LREE enrichment, and a weak Eu anomaly, suggesting fractional crystallization of primary mafic magma. ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios indicate that on the basis of Sr isotopic composition an upper mantle melt contribution cannot be recognized. The ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr vs.δ¹⁸O diagram demonstrates that all analyzed rocks plot near the centre of the Adamello pluton field. Tonalite plutonism was genetically controlled by previously subducted Mesozoic oceanic crust, metasomatized upper mantle wedge, and overlying continental crust. All analytical data obtained indicate that primary mafic magma was of olivine tholeiite affinity. Based on element modelling data it is reasonable to assume that a garnet peridotite, probably slightly metasomatized, was the source rock which was subjected to partial melting. The governing AFC processes resulted in crustal isotopic signatures due to crustal assimilation and melting which produced the most acid members of the tonalite suite.

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Zusammenfassung Petrologie und Geochemie der pal?ogenen Tonalite der ?stlichsten Periadriatischen Zone zwischen Ostalpen und nordwestlichsten Dinariden Die Plutone des Bachergebirges und der Karawanken liegen in den ?stlichsten Teilen der Periadriatischen Zone, die die Ostalpen von den Südalpen bzw. den nordwestlichsten Dinariden trennt. Es handelt sich um Tonalite, untergeordnet Granodiorite und selten Diorite mit kalk-alkalischer Affinit?t die als Teil einer Serie mittelterti?rer Intrusivk?rper entlang der Periadriatischen Zone über ca. 600–700 km intrudierten. Haupt- und Spurenelemente belegen, dass die Granodiorite durch fraktionierte Kristallisation eines mafischen Magmas unter betr?chtlicher Beteiligung kontinentaler Kruste entstanden. Die SEE sind durch Anreicherung der leichten SEE, recht steile SEE Kurven und eine schwache Eu-Anomalie gekennzeichnet, was auf die fraktionierte Kristallisation eines prim?ren mafischen Magmas hinweist. ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr-Daten k?nnen eine Mantelherkunft nicht nachweisen. Das ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr-¹⁸O Diagramm zeigt, dass alle untersuchten Gesteine im Mittelfeld des Adamello-Plutons liegen. Der tonalitische Plutonismus wurde durch die subduzierte mesozoische Ozeankruste, metasomatisiertes Mantelmaterial des Mantelkeils und darüberliegende kontinentale Kruste kontrolliert. Alle analytischen Daten zeigen, dass das prim?re mafische Magma olivintholeiitische Affinit?t hatte. Auf der Basis von Spurenelement-Modellierungen ist ein vielleicht leicht metasomatisierter Granatperidotit, der teilaufgeschmolzen wurde, als Quelle anzunehmen. Die kontrollierenden AFC Prozesse resultierten in krustaler Isotopensignatur infolge von Assimilation und Aufschmelzung von Kruste und produzierten die sauersten Glieder der Tonalitsuite.

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Received July 7, 1999; revised version accepted November 26, 1999     

The diapiric emplacement and related magmatic fabrics of the porphyritic Ludwigshöhe granite, Central Odenwald (Germany)

Summary The Ludwigsh?he pluton is a 1.5 by 2.5 km, oval-shaped, NE-SW oriented, distinct body of medium-grained porphyritic granite with large euhedral to lensoid K-feldspar phenocrysts and discoidal microdioritic enclaves. The granite shows a well developed NE-SW striking, steeply inclined foliation defined by mafic minerals, K-feldspar phenocrysts, and enclaves. All phenocrysts have an orthorhombic symmetry with respect to the foliation. Monoclinic shear sense criteria are absent. Shape orientation analysis of enclaves, K-feldspar phenocrysts, magmatic hornblende and plagioclase and strain analyses (R _f /Φ) result in uniaxial, oblate ellipsoids, plotting in the field of apparent flattening on the Flinn diagram. In thin section no penetrative ductile deformation of feldspars, hornblende and biotite can be observed. Twinning in feldspars occurs parallel to their flat faces, which are oriented parallel to the magmatic foliation. Quartz, growing in interstitial positions, shows early penetrative ductile deformation under high temperature (HT) late magmatic/early solid-state conditions and later deformation under low temperature (LT) conditions accompanied by sinistral shear. The latter is responsible for an oblique orientation of the quartz c-axes fabric. AMS studies as well as cathodoluminescence investigations and quartz c-axes textures indicate flattening processes under a NW-SE directed compressive strain regime during the magmatic stage and/or emplacement of the granites.

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Zusammenfassung Platznahmeprozesse des porphyrischen Ludwigsh?he-Granits, Mittlerer Odenwald (Deutschland) Der Ludwigsh?he-Pluton ist ein 1,5 km breiter und 2,5 km langer, ovaler, NE-SW-orientierter, mittelk?rniger Granit mit gro?en, idiomorphen bis linsenf?rmigen Kalifeldspat-Einsprenglingen und oblaten mikrodioritischen Enklaven. Der Granit zeigt eine deutliche NE-SW-streichende, steilstehende Foliation, die durch die Einregelung der mafischen Minerale, der Kalifeldspat-Einsprenglinge und der Enklaven definiert wird. Alle Einsprenglinge besitzen orthorhombische Symmetrie in Bezug zur Foliation. Monokline Schersinnindikatoren fehlen. Formregelungsanalysen an Enklaven, Kalifeldspat-Einsprenglingen, magmatischer Hornblende und Plagioklas sowie Strainanalysen (R _f /Φ) ergeben uniaxiale, oblate Ellipsoide, die im Pl?ttungsfeld des Flinn-Diagramms plotten. Im Dünnschliff kann keine durchgreifende, plastische Verformung, weder der Feldsp?te, noch von Hornblende oder Biotit, beobachtet werden. Feldsp?te sind generell parallel zu ihren Flachseiten verzwillingt und die L?ngsachsen liegen parallel zur magmatischen Foliation. Quarz w?chst im allgemeinen in Zwickelr?umen, er zeigt penetrative, plastische Verformung. Sie beginnt unter Hoch-Temperatur-Bedingungen nahe dem Solidus und endet unter Niedrig-Temperatur-Bedingungen und sinistraler Scherung. Diese Scherdeformation ist verantwortlich für die Schiefregelung des Quarz-c-Achsen Gefüges. AMS- und Kathodolumineszenz-Untersuchungen, sowie Quarz-c-Achsen-Messungen unterstützen die Interpretation, da? Pl?ttung unter einem NW-SE-gerichteten, einengenden Strainregime die gefügepr?gende Rolle w?hrend der Platznahme des Ludwigsh?he-Plutons spielte.

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Received July 10, 1999; revised version accepted October 4, 2000     

Structural-metamorphic evolution of the Southern Yenisey Range of Eastern Siberia: implications for the emplacement of the Kanskiy granulite Complex

Summary ?The Southern Yenisey Range of Eastern Siberia consists of the granulite facies Kanskiy Complex bordered in the west by the lower-grade Yeniseyskiy and Yukseevskiy Complexes. Three deformational events were recognized in each of the three complexes along the Yenisey River cross-section: a D1 fabric forming event, a D2 shear and folding event, and a D3 shear event. Thrust kinematics across the Southern Yenisey Range suggest that during the D2 event the Kanskiy Complex was thrusted along a regional ductile shear zone onto the lower-grade complexes. This resulted in shearing and folding as well as the development of a dynamic metamorphic zonation. In the low-grade greenstone belt part of the cross section (Yukseevskiy complex) D2 shearing is associated with peak prograde (T ∼ 660 °C and P ∼ 5.8 kbar) metamorphism. The retrograde P-T path of the Yukseevskiy Complex coincides with minimum T of the near-isobaric cooling P-T paths for the adjacent granulites of the Kanskiy Complex (Perchuk et al., 1989). The metamorphism can therefore be attributed to deformation and heat transfer caused by exhumation of the Kanskiy Complex in the time period 2000–1800 Ma which also defines the most significant tectono-thermal event in the Southern Yenisey Range. The tectono-metamorphic pattern and evolution of the low- to high-grade metamorphic complexes of the Southern Yenisey Range is very similar to that described for the ∼ 2600 Ma Limpopo Complex of Southern Africa and the ∼ 1900 Ma Lapland Complex of the Kola Peninsula. Similar geodynamic processes were therefore possibly responsible for the formation of these high-grade terrains suggesting that their formation is linked to a general geodynamic model.

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Zusammenfassung ?Strukturelle und metamorphe Entwicklung des südlichen Jenissei-Gebirges in Ost-Sibirien: Bedeutung für die Platznahme des Kanskiy Granulit-Komplexes Das südliche Jenissei-Gebirge in Ost-Sibirien besteht aus dem granulit-faziellen Kanskiy Komplex, der im Westen durch die niedrig-gradigen Jenisseiski und Jukseevski-Komplexe begrenzt wird. Drei Deformations-Phasen k?nnen in jedem der drei Komplexe l?ngs eines Profiles am Jenissei-Fluss beobachtet werden: Eine Phase, die zur Entwicklung des D1 Gefüges führte, eine Phase D2 mit Scher- und Faltvorg?ngen und eine D3 Scher-Phase. Die Kinematik von überschiebungen über das südliche Jenissei-Gebirge deuten an, dass w?hrend der D2-Phase der Kanskiy-Komplex l?ngs einer regionalen duktilen Scherzone auf die niedriggradigeren Komplexe überschoben wurde. Dies führte zu Scherung und Faltung, sowie zur Entwicklung einer dynamischen metamorphen Zonierung. In dem niedriggradigen Grünsteingürtel innerhalb des Profils (Jukseevski-Komplex) ist D2-Scherung mit dem H?hepunkt der prograden Metamorphose (T ≈ 660 °C und P ≈ 5,8 kbar) zusammengefallen. Der retrograde P-T-Pfad des Jukseevski-Komplexes f?llt mit der Minimum-Temperatur der fast isobaren Abkühlung der P-T-Pfade für die benachbarten Granulite des Kanskiy-Komplexes zusammen (Perchuk et al., 1989). Die Metamorphose kann deshalb auf Deformation und W?rmefluss zurückgeführt werden, die durch die Freilegung des Kanskiy-Komplexes zwischen 2.00 und 1.80 Ma verursacht wurde; letztere f?llt auch mit der wichtigsten tektono-thermalen Phase im südlichen Jenissei-Gebirge zusammen. Das tektono-metamorphe Muster und die Entwicklung von niedrig- zu hochgradigen metamorphen Komplexen des südlichen Jenissei-Gebirges ?hnelt in vielf?ltiger Weise dem ungef?hr 2.600 Ma alten Limpopo-Komplex im südlichen Afrika und dem 1.900 Ma alten Lappland-Komplex der Kola-Halbinsel. ?hnliche geodynamische Prozesse waren deshalb m?glicherweise für die Entstehung dieser hochgradig metamorphen Terrains verantwortlich; dies wiederum weist darauf hin, dass ihre Entstehung einem allgemeinen geodynamischen Modell entspricht.

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Received April 27, 1999;/revised version accepted July 14, 1999     

Zoned Calc-Alkaline Plutons in Northeastern Kamchatka,Russia: Implications for the crustal growth in magmatic arcs

Summary The Upper Cretaceous oceanic and island-arc terranes of Northeastern Kamchatka (Russia) are intruded by numerous ultramafic and mafic to intermediate plutons. Ultramafic plutons north of Epilchik Lake show a concentric structure: dunites in the core pass progressively outwards into wehrlites and pyroxenites and into gabbros along the rim which are occasionally phlogopite- and amphibole-bearing. Compositional layering and mineral orientations marked by spinel clusters in the dunites and by acicular amphiboles in the marginal gabbros are parallel to the contacts. The mafic to intermediate plutons studied in the Machevna area show similar concentric structure with a dioritic core and a gabbroic rim. Magmatic flow lines are near-vertical in the central part of the plutons. These internal structures and general geometry of the plutons suggest vertical magma intrusion into mega-tension gashes developed initially at a high angle to the subduction zone.Olivine, pyroxenes, and plagioclase have primitive compositions. Al-rich, highpressure amphiboles are followed by Al-poor, low-pressure hornblendes. A two stage model of pluton crystallization and emplacement is proposed: initial crystallization and seggregation at the Moho level below the intraoceanic island are (approximately 22–25 km depth) and final emplacement followed by partial recycling of primary ultramafic cumulates and solidification at upper crustal levels (approximately 8–10 km depth). Emplacement of the arc plutons was accompanied by epidote amphibolite-facies contact metamorphism of host volcanic and pyroclastic rocks.Major- and trace-element analyses of plutonic rocks indicate calc-alkaline affinities and emplacement in a primitive arc setting. The tectonic setting, age, and emplacement structures suggest that these plutons mark the change of geodynamic conditions from arc-related compression to local extension probably related to the initial stages of opening of the proto-Komandorsky basin. A two stage model for the crustal growth in magmatic arcs is proposed based on northeastern Kamchatka plutons. During stage I, primitive basaltic melts were emplaced along the crust-mantle boundary below the arc. Continuous fractionation and accumulation of olivine-rich cumulate rocks at the base of the growing island-arc crust resulted in production of evolved melt which was further emplaced in the upper arc crust. Crystal fractionation of a shallow, stage II magmatic reservoir below the active arc volcanoes resulted in formation of a significant amount of plutonic rocks and eruption of mafic to intermediate calc-alkaline lavas at the surface.

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Zonierte kalk-alkalische Plutone im nardöstlichen Kamchatka, Russland: Hinweise auf Krusten Wachstum inmagmatischen Bögen

Zusammenfassung Zahlreiche ultramafische, Bowie mafische bis intermediäre Plutone intrudieren die oberkretazischen ozeanischen und Inselbogen-Terrains in Nordost-Kamchatka (Russland). Ultramafische Plutone nördlich des Epilchik Lake zeigen eine konzentrische Struktur: Dunite im Kern gehen graduell in Wehrlite und Pyroxenite, und schließlich am Rand in Gabbros über, die gelegentlich Phlogopit und Amphibol führen. Lagenbau und Orientierung von Mineralkörnern sind durch Spinell-Kluster in den Duniten und durch nadelige Amphibole in den randlichen Gabbros gekennzeichnet und liegen parallel zu den Kontakten. Die mafischen bis intermediären Plutone in dem Machevna-Gebiet zeigen ähnliche konzentrische Strukturen mit einem dioritischen Kern und einem gabbroischen Rand. Magmatische Flußlinien Bind fast vertikal in den zentralen Teilen der Plutone. Diese internen Strukturen und die allgemeine Geometrie der Plutone legen es nahe, daß es sich hier um vertikale Magmen-Intrusion in Mega-Strukturen handelt, die sich ursprünglich in einem hohen Winkel zur Subduktionszone gebildet haben.Olivine, Pyroxene und Plagioklase haben primitive Zusammensetzungen. Auf Alreiche Hochdruck-Amphibole folgen Al-arme Tiefdruck-Hornblenden. Ein Modell, das zwei Stadien der Pluton-Kristallisation und Platznahme vorsieht, wird vorgeschlagen: Ursprüngliche Kristallisation und Segregation im Moho-Niveau zwischen dem intraozeanischen Inselbogen (ungefähr 22–25 km Tiefe) und schließliche Platznahme gefolgt von teilweise Recycling primärer ultramafischer Kumulate und Verfestigung in oberen Krustenniveaus (ungefähr 8–10 km Tiefe). Die Platznahme der Bogen-Plutone war von Epidot-Amphibolit-Fazies Kontaktmetamorphose der intrudierten Vulkanite und Pyroklastite begleitet.Haupt- und Spurenelement-Analysen der plutonischen Gesteine weisen auf kalkalkalischen Charakter und eine Platznahme in einem primitiven Insenbogensetting hin. Die tektonische Situation, das Alter und die Strukturen der Platznahme lassen erkennen, daß these Plutone den Wechsel in geodynamischen Bedingungen von Inselbogenbezogener Kompression zu lokaler Extension repräsentieren, Vorgänge die mit den initialen Stadien der Öffnung des proto-Komandorsky Beckens zusammenhängen. Auf der Basis der Plutone des nordöstlichen Kamchatka wird ein Modell des Krustenwachstums in magmatischen Bögen vorgeschlagen, das auf zwei Stadien beruht. Während des ersten Stadiums werden primitive basaltische Schmelzen längs der Kruste-MantelGrenze unter dem Bogen intrudiert. Andauernde Fraktionicrung und Akkumulation Olivin-reicher Kumulatgesteine an der Basis der wachsenden Inselbogenkruste resultiert dann in der Produktion einer entwickelten Schmelze die spdter in der Kruste des oberen Bogens Platz genommen hat. Kristallfraktionierung eines seichten magmatischen Reservoirs des zweiten Stadiums unter den aktiven Vulkanen des Bogens führte dann zur Bildung signifikanter Mengen plutonischer Gesteine und zur Eruption von mafischen bis intermediären kalk-alkalischen Laven an der Oberfläche.

     

Das Paläozoikum von Malaga als tektonische Leitzone im alpidischen Andalusien

Zusammenfassung Vom Campo de Gibraltar bis zur Huerta de Murcia, auf eine Erstreckung von ca. 450 km, ist die paläozoisch-kristalline Schichtserie von Malaga — das Betikum von Malaga — verfolgbar. Ihre Hauptentfaltung liegt in Übereinstimmung mit tektonisch tiefer Lage des Gebirges im westlichen Sektor (Provinz Malaga). Der paläozoische Schichtanteil des Betikums, sich entwickelnd aus einer mächtigen Serie kristalliner Schiefer, enthält erst in seinem Dache die einigermaßen stratigraphisch genauer festlegbare Stufe, die Serie der sog. Calizas alabeadass; darin zeigen die sporadisch eingelagerten Orthocerenkalke das obere Silur (Gotlandium) an.Vom Endstück des betischen Körpers nördlich dem Campo de Gibraltar bis zum Unterbruch durch das Becken von Granada bleibt stets eine nordwärts gerichtete Überschiebungstendenz in der paläozoischen Randzone bestehen; deren tiefere Bedeutung (Größenausmaß der Überschiebung) ergibt sich insbesondere durch das Aufkommen der Schichtserie der alpin ausgebildeten Trias — die Rondaïden — in ihrem Liegenden.Bekannt ist die alpin entwickelte Trias der Sierra Nevadaumrandung; sie gilt als ein Deckenpaket, die Alpujarriden; diese Einheit sinkt, gleichartig den Rondaïden, unter den betischen Komplex Malagas ab, dadurch dessen deckenförmige Auflagerung bedingend.Neue Beobachtungen, wozu die Erkennung des betisch-malagensischen Paläozoikums das Leitmotiv abgibt, erlauben eine analoge Bauanlage auf große Abstände weiter nach Osten zu verfolgen; dies gilt vorerst für die Provinz Granada; eine gleiche Überlagerung des Malagapaläozoikums auf die Schichtglieder der Alpujarriden kann trotz des weiten Unterbruches durch miozäne Beckenfüllung auch in den Provinzen Almeria (Nordteil) und Murcia wiedererkannt werden.Als Bautypus kann das Querprofil von Velez Rubio gelten; die silurischen Calizas alabeadas überlagern daselbst die Phyllite (Trias) der tieferen Einheit; jüngere miozäne Zusammenstauung hat die regionale Deckenschichtung wieder faltig verbogen. Weiter ostwärts, mit Absinkungstendenz der betischen Einheit, setzt der paläozoische Kern aus und eine stark anwachsende Trias (Lorcatrias) übernimmt die Rolle der Deckenbasis.Aus den verfolgten Lagerungsverhältnissen, insbesondere aus der Position des Malagapaläozoikums ist eine andere Interpretation als die Annahme des Vorhandenseins großzügigen Deckenbaues für die betischen Cordilleren nicht gerechtfertigt; sie bestätigt die seit Jahren durch R.Staub, P.Fallot, A. H.Brouwer und seine Schüler und den Verfasser vorgebrachte Auffassung.     

Age and origin of the Böllsteiner Odenwald

Summary The granitoid protoliths of the gneisses of the B?llsteiner Odenwald, a part of the Mid German Crystalline Rise, intruded at 405 ± 3 Ma. This age was obtained by single zircon ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb evaporation measurements. It is supported by an upper discordia intercept age of 410 ± 11 Ma from single zircon U/Pb data. These granitoids were derived from hybrid magmas according to their geochemical characteristics. Inherited zircon grains with apparent ages of 882 and 1138 Ma further constrain the source heterogeneity. The isotope data with Nd model ages for the granitoid gneisses between 1.3 and 1.7 Ga also underline the involvement of Proterozoic material into the magma sources. Since the geochemical data indicate a subduction zone environment we suggest that the B?llsteiner Odenwald was formed as part of a Silurian/Early Devonian magmatic arc in an active continental margin. The age data imply that the B?llsteiner Odenwald is closely related to the Spessart and Ruhla Crystalline Complexes but not to the Bergstr?sser Odenwald. Therefore the Otzberg zone is considered to be a Variscan suture zone.

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Zusammenfassung Alter und Ursprung des B?llsteiner Odenwalds Die granitoiden Protolithe der Gneise des B?llsteiner Odenwaldes, eines Teils der Mitteldeutschen Kristallinschwelle, intrudierten vor 405 ± 3 Ma. Dieses Alter wurde mit Hilfe der Pb/Pb-Evaporationsmethode an Einzelzirkonen bestimmt und durch U/Pb Analysen an Einzelzirkonen untermauert, die im Concordia-Diagramm ein Oberes-Schnittpunkt-Alter von 410 ± 11 Ma ergaben. Aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung sind die Granitoide von hybriden Magmen abzuleiten. Die ererbten Zirkone mit Altern von 882 und 1138 Ma best?tigen die Heterogenit?t des Ausgangsgesteins. Die Isotopendaten mit Modellaltern von 1.3 bis 1.7 Ga unterstreichen die Beteiligung von proterozoischem Material. Da die geochemischen Daten auf eine Subduktionszone hindeuten, folgern wir, da? der B?llsteiner Odenwald als Teil eines silurisch/unterdevonischen magmatischen Bogens an einem aktiven Kontinentalrand gebildet wurde. Die Altersstellung des B?llsteiner Odenwaldes korreliert mit dem Spessart und dem Ruhla Kristallin, aber nicht mit dem Bergstr?sser Odenwald. Wir interpretieren die Otzberg Zone deshalb als eine variskische Suturzone.

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Received July 10, 1999; revised version accepted November 15, 1999     

The petrology of the Ditrau alkaline complex, Eastern Carpathians

Summary ?The Ditrau complex in eastern Transsylvania, Romania is a large (ca. 18 km diameter) Mesozoic alkaline igneous complex generated in an extensional environment associated with a rifted continental margin. It comprises an eccentric arcuate suite of intrusions in which there was a generalised migration of focus from west to east. Whereas most of the complex consists of salic rocks (syenites, nepheline syenites and alkali granites) a spectrum of intermediate rock types (monzonites, monzodiorites and alkali diorites) grades to alkali gabbros. Isolated masses of ultramafic rocks may represent autoliths derived from early cumulates. The earliest components appear to be the ultramafic, gabbroic and dioritic rocks of the north-west whereas the large area of nepheline syenites in the east of the complex represents the youngest large-scale intrusive event. An interval of dyke intrusion and widespread hydrothermal alteration marked the end of activity. Rocks of contrasted composition commonly show intricate and complex geometric relationships. Those between mafic (especially alkali gabbroic and dioritic) facies and salic (syenite and quartz syenite) facies display pillowy forms suggesting synchronous emplacement of mafic and salic magmas with the former intruded into, and chilled against, the latter. Mixing, mingling and hybridisation in these pillowed associations has been widespread. Olivine is confined to some of the ultramafic rocks. The basic rocks contain diopsidic pyroxene and amphibole ranging from kaersutite through ferroan pargasite to hastingsite although edenitic and actinolitic varieties occur. Titanite is ubiquitous and is a major component in some facies of the basic rocks. The syenites consist of sodic plagioclase, alkali feldspar and hastingsite whereas the nepheline syenites comprise alkali feldspar, nepheline and aegirine-augite with accessory cancrinite, scapolite and sodalite. The complex is deduced to have been generated from primitive basanitic magmas, formed as small-fraction asthenospheric melts, with progressive evolution through to phonolitic residues. Fractional crystallisation is inferred to have involved olivine and spinel in the early stages, followed by the incoming of clinopyroxene and amphibole (with loss of olivine in increasingly hydrous residual melts). A generalised increase in Nb/Ta from basic to nepheline syenite compositions is ascribed to titanite fractionation. The divergence towards silica oversaturated products is attributed to crustal assimilation and concomitant fractional crystallisation of the basic magmas at a relatively early stage in the development of the complex. An overall rise in δ¹⁸O with increasing SiO₂ supports this conclusion. Evidence from the broad metamorphic aureole around the complex, the importance of amphiboles and extensive late-stage alteration of many of the rocks (with formation of e.g. scapolite, sodalite and cancrinite), suggests that the Ditrau magmas were notably volatile-rich. Factors responsible for the upwardly concave (chondrite-normalised) REE patterns exhibited by the salic rocks may include fractionation of minerals (kaersuite, titanite, apatite) preferentially removing MREE, accumulation of HREE-rich phases (zircon) and interaction with late-stage fluids enriched in HREE. The intrusive sequence and the inter-relationships of the basic and salic rocks suggest that stratified magma bodies may have been generated, with salic melts overlying denser basaltic melts. Mixing is inferred to have taken place during subsequent emplacement.

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Zusammenfassung ?Petrologie des Alkali-Komplexes von Ditrau in den Ost-Karpaten Der Ditrau-Komplex im ?stlichen Transsylvanien, Rum?nien, ist ein gro?er (ca. 18 km Durchmesser) mesozoischer Alkali-Komplex, der in einem extensionalen Umfeld im Zusammenhang mit dem Aufbrechen eines Kontinentalrandes entstanden ist. Es liegt eine bogenf?rmige, exzentrische Gruppe von Intrusionen vor, innerhalb derer der Fokus von West nach Ost gewandert ist. W?hrend der Gro?teil des Komplexes aus salischen Gesteinen (Syeniten, Nephelin-Syeniten und Alkali Graniten) besteht, liegen auch intermedi?re Gesteine (Monzonite, Monzodiorite und Alkali Diorite) vor, die in Alkaligabbros übergehen. Isolierte Massen von ultramafischen Gesteinen k?nnten Autolithe, die aus frühen Kumulaten abstammen, darstellen. Die ?ltesten Komponenten scheinen die ultramafischen, gabbroischen und dioritischen Gesteine des Nordwestens zu sein, w?hrend das gro?e Gebiet von Nephelin-Syeniten im Osten des Komplexes das jüngste Intrusionsstadium darstellt. Ein Intervall mit Gang-Intrusion und verbreiteter hydrothermaler Umwandlung markiert das Ende dieser Aktivit?t. Gesteine von gegens?tzlicher Zusammensetzung zeigen h?ufig komplizierte geometrische Beziehungen. Diejenigen zwischen mafischen (besondern alkaligabbroischen und dioritischen) Typen und salischen (Syeniten und Quarz-Syeniten) zeigen polsterartige Formen, die auf m?glicherweise gleichzeitige Platznahme von mafischen und salischen Magmen hinweisen; dabei dürften die ersteren die letzteren intrudiert haben. Mischung, Mingling und Hybridisation ist in diesen polsterf?rmigen Assoziationen weit verbreitet. Olivin ist auf einige der ultramafischen Gesteine beschr?nkt. Die basischen Gesteine enthalten diopsidischen Pyroxen und Amphibole, die von Kaersutit über “ferroan” Pargasit zu Hastingsit übergehen, obwohl auch edenitische und aktinolitische Variet?ten vorkommen. Titanit ist weit verbreitet und eine Hauptkomponente in einigen Typen der basischen Gesteine. Die Syenite bestehen aus sodischem Plagioklas, Alkali-Feldspat und Hastingsit, w?hrend Nephelin-Syenite, Alkali-Feldspat, Nephelin und Aeginin-Augit mit akzessorischem Cancrinit, Skapolith und Sodalit umfassen. Der Ditrau-Komplex dürfte aus primitiven basanitischen Magmen entstanden sein, die sich als “small-fraction” asthenosph?rischer Schmelzen bildeten, mit progressiver Evolution bis hin zu phonolitischen Residuen. Fraktionierte Kristallisation dürfte Olivin und Spinell in den Frühstadien betroffen haben, gefolgt vom Auftreten des Klinopyroxen und Amphibol (wobei Olivin in den zunehmend wasserreichen Restschmelzen verlorengeht). Eine allgemeine Zunahme in Nb/Ta von basischen zu nephelinsyenitischen Zusammensetzungen wird auf Titanit-Fraktionierung zurückgeführt. Die Entwicklung in Richtung Silika-übers?ttigter Produkte geht auf krustale Assimilation und fraktionelle Kristallisation des basischen Magmas in einem relativ frühen Stadium der Entwicklung des Komplexes zurück. Ein allgemeiner Anstieg in δ¹⁸O mit zunehmendem SiO₂ unterstützt diese Schlu?folgerung. Daten aus der breiten metamorphen Aureole des Komplexes, die Bedeutung der Amphibole und extensive Alteration im Sp?tstadium der Entwicklung vieler Gesteine (mit Bildung von Skapolith, Soldalit und Cancrinit) weist darauf hin, dass die Ditrau-Magmen sehr reich an volatilen Phasen waren. Die nach oben zu konkaven (Chondrit-normalisierten) SEE-Verteilungsmuster in den salischen Gesteinen dürften auf Mineralfraktionierung (Kaersuit, Titanit, Apatit) die vorzugsweise MSEE entfernt hat, Ansammlung von HSEE-reichen Phasen (Zirkon) und Wechselwirkungen mit sp?ten Fluiden, die an HSEE angereichert waren, zurückgehen. Die intrusive Abfolge und die Wechselbeziehungen zwischen den basischen und salischen Gesteinen legt nahe, dass geschichtete Magmenk?rper entstanden sind, wobei salische Schmelzen die dichteren basaltischen Schmelzen überlagert haben. W?hrend der darauf folgenden Platznahme dürfte Magmamixing stattgefunden haben.

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Received October 20, 1998;/revised version accepted July 16, 1999     

Inverse modeling approach for obtaining kinetic parameters of diffusion-controlled metamorphic reactions in the Kharlovo Contact Aureole (South Siberia, Russia)

Summary A new approach for deriving kinetic parameters of diffusion-controlled metamorphic reactions is described. It is based on comparison of models of temperature field evolution near a cylindrical intrusion and observable chemical changes in biotite at the contact aureole of the Kharlovo massif. Unlike other methods used to construct quantitative models of reactions which produce distinctly expressed zoned microtextures, the proposed approach allows better understanding of the processes occurring in texture-homogeneous rocks, where complete consumption of some reactant mineral phases prevent accurate reconstruction of the metamorphic process. The calculations yielded estimates of the effective rates of metamorphic reactions (10⁻¹² s⁻¹) and the effective diffusion coefficient (5.29 × 10⁻¹⁶ cm² s⁻¹). These values are consistent with experimentally and theoretically derived estimates of solid-state diffusion, including grain-boundary diffusion.

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Zusammenfassung Inverse Modellierung zur Bestimmung kinetischer Parameter diffusionskontrollierter metamorpher Reaktionen in der Kontaktaureole von Kharlovo (Südsibirien, Ru?land) Ein neuer Ansatz zur Herleitung kinetischer Parameter diffusionskontrollierter metamorpher Reaktionen wird beschrieben. Er basiert auf einem Vergleich der Modelle für die Temperaturentwicklung um eine zylindrische Intrusion mit beobachtbaren ?nderungen im Chemismus von Biotit in der Kontaktaureole des Kharlovo Massivs. Im Unterschied zu anderen Methoden, die quantitative Modelle von Reaktionen mit deutlich zonierten Mikrotexturen verwenden, erlaubt dieser Ansatz ein besseres Verst?ndnis der Prozesse in texturell homogenen Gesteinen, in denen die vollst?ndige Reaktion einiger Reaktanden (Mineralphasen) sonst die Rekonstruktion des Metamorphoseprozesses verhindert. Die Berechnungen erlauben eine Absch?tzung der metamorphen Reaktionsraten und des effektiven Diffusionskoeffizienten . Diese Werte sind mit experimentell und theoretisch ermittelten Werten der Diffusion in Festk?rpern, einschlie?lich der Diffusion entlang von Korngrenzen, konsistent.

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Received July 14, 1998; revised version accepted June 28, 2000     

Der Intrusionsmechanismus der Grossen Karroo-Plutone in Südwestafrika

Zusammenfassung Die großen Vulkano-Plutone in Südwest-Afrika verdanken ihre eigenartige Natur dem Zusammenspiel von Caldera-Einbrüchen und Magmenaufstieg. Die beiden Erscheinungen werden durch die Bildung von Ringspalten ausgelöst und gehen Hand in Hand. Die durch die Spalten losgetrennten Blöcke sinken unter dem Einfluß der Schwere in die Magmakammer. Einbrechend folgen ihnen von oben die Deckschichten nach, während gleichzeitig das Magma in der Tiefe verdrängt und hydrostatisch auf den Spalten in die Höhe gepreßt wird. Dabei kann das Magma die sich aufblätternden Deckschichten aufs intensivste durchtränken und poröse oder stark geklüftete Lagen selbst völlig assimilieren oder umwandeln.Es darf vielleicht angenommen werden, daß auch manche heutige Caldera in der Tiefe dem Brandberg- oder Messum-Pluton gleicht.Die behandelten Plutone zeigen verschiedene Möglichkeiten der Caldera-Bildung. Erongo: Eine wenig entwickelte Caldera in einem großen Schildvulkan. Brandberg: Eine große, sehr regelmäßige Caldera ohne nennenswerte effusive vulkanische Tätigkeit. Messum: Zweimaliger Einbruch und starke vulkanische Tätigkeit. Eine recht repräsentative Vertretung der heutigen Caldera-Typen.Im großen scheinen die Vulkano-Plutone auf die Scheitelregion des alten Damara-Gebirges beschränkt zu sein. Eine Zone, die seit dem Algonkium eine Sonderstellung behauptet hat. Die Anordnung der zahlreichen Dolerit-Gänge, die etwas älter sind als die Plutone, läßt vermuten, daß dieses Gebiet vor und während der Pluton-Bildung eine homogene Dehnung erfuhr.Dr.Charlotte Korn war dankenswerterweise bei der Herstellung des Manuskriptes und der Zeichnungen behilflich.     

A model of Earth’s deep interior basedon mineralogical data

Summary ?We describe here a model of formation of the core and the early history of Earth based on recent experimental mineralogical data. In a nebular setting, where differentiated planetesimals with their iron cores were plentiful, hot condensing solids mixed with the planetesimal irons and formed the solid proto-core (Fe-Ni-S-C). FeO from unmixing in magnesiowustite and from a dissociation of perovskite in the newly accreted mantle concentrated at the core-mantle interface and reacted with the nascent core. The interface grew to form the liquid core (Fe-Ni-O-S-C) at the expense of the solid proto-core and the formation of much of the outer core was complete within the first 500 million years. The model is consistent with geochemical data and has important implications for the dynamics of the inner core.

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Zusammenfassung ?Das Innere der Erde: Ein Modell basierend auf mineralogischen Daten Wir pr?sentieren ein Modell zur Bildung des Erdkerns und der frühen Geschichte der Erde, das auf neuen experimentellen mineralogischen Daten basiert. In einem nebularen System, in dem differenzierte Planetesimals mit Eisenkernen sehr h?ufig waren, mischten sich kondensierte Festk?rper mit dem Eisen der Planetesimals, um einen festen Protokern (Fe-Ni-S-C) zu formen. FeO, das aus Magnesiowüstit entmischte und durch Dissoziation aus Perovskit im Mantel entstand, konzentrierte sich in der Kern – Mantel – Grenzzone und reagierte mit dem neugebildeten Kern. Diese Grenzzone wuchs und es entstand ein flüssiger (Fe-Mi-O-S-C) Kern auf Kosten des festen Protokerns. Die Bildung des ?u?eren Kerns war innerhalb der ersten 500 Millionen Jahre abgeschlossen. Dieses Modell ist mit geochemischen Daten konsistent und hat wichtige Auswirkungen auf die Dynamik des inneren Kerns.

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Received February 9, 1999;/revised version accepted April 9, 1999     

Geochemistry and geodynamics of a Late Cretaceous bimodal volcanic association from the southern part of the Pannonian Basin in Slavonija (Northern Croatia)

Summary ?In this paper we present petrological and geochemical information on a bimodal basalt-rhyolite suite associated with A-type granites of Late Cretaceous age from the South Pannonian Basin in Slavonija (Croatia). Basalts and alkali-feldspar rhyolites, associated in some places with ignimbrites, occur in volcanic bodies that are interlayered with pyroclastic and fossiliferous Upper Cretaceus sedimentary rocks. The petrology and geochemistry of the basalts and alkali-feldspar rhyolites are constrained by microprobe analyses, major and trace element analyses including REE, and radiogenic and stable isotope data. Basalts that are mostly transformed into metabasalts (mainly spilites), are alkalic to subalkalic and their geochemical signatures, particularly trace element and REE patterns, are similar to recent back-arc basalts. Alkali-feldspar rhyolites have similar geochemical features to the associated cogenetic A-type granites, as shown by their large variation of Na₂O and K₂O (total 8–9%), very low MgO and CaO, and very high Zr contents ranging between 710 and 149 ppm. Geochemical data indicate an amphibole lherzolite source within a metasomatized upper mantle wedge, with the influence of upper mantle diapir with MORB signatures and continental crust contamination. Sr incorporated in the primary basalt melt had an initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio of 0.7039 indicating an upper mantle origin, whereas the ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio for the alkali-feldspar rhyolites and associated A-type granites is 0.7073 indicating an apparent continental crust origin. However, some other geochemical data favour the idea that they might have mainly originated by fractionation of primary mafic melt coupled with contamination of continental crust. Only one rhyolite sample appears to be the product of melting of continental crust. Geological and geodynamic data indicate that the basalt-rhyolite association was probably related to Alpine subduction processes in the Dinaridic Tethys which can be correlated with recent back-arc basins. The difference in geological and isotope ages between the bimodal basalt-rhyolite volcanism with A-type granite plutonism (72 Ma) and the final synkinematic S-type granite plutonism (48 Ma) can be taken as a lifetime of the presumed BARB system of the Dinaridic Tethys. Remnants of this presumed subduction zone can be traced for 300 km along the surrounding northernmost Dinarides.

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Zusammenfassung ?Zur Geochemie und Geodynamik einer sp?tkretazischen bimodalen Vulkanit-Assoziation aus dem südlichen Pannonischen Becken, Slavoníen (Nordkroatien) In dieser Arbeit pr?sentieren wir petrologische und geochemische Daten einer bimodalen Basalt – Rhyolithsuite aus dem südlichen Pannonischen Becken in Slavonien (Kroatien), die mit A-Typ Graniten kretazischen Alters assoziiert ist. Die Basalte und Alkalifeldspat-Rhyolithe – sie sind stellenweise mit Ignimbriten vergesellschaftet – treten in vulkanischen K?rpern auf, die mit pyroklastischen und fossilführenden Sedimentgesteinen der Oberen Kreide wechsellagern. Die Petrologie und Geochemie der Basalte und Alkalifeldspat-Rhyolithe wird durch Mikrosondenuntersuchungen, Haupt- und Spurenelementgeochemie, inklusive der SEE, sowie durch radiogene und stabile Isotope eingegrenzt. Die Basalte, die gro?teils in Metabasalte (haupts?chlich Spilite) umgewandelt wurden, sind alkalisch bis subalkalisch und ihre geochemischen Charakteristika, haupts?chlich die Spurenelement- und die SEE- Patterns, sind ?hnlich rezenten Back-Arc Basalten. Die Alkalifeldspat-Rhyolithe zeigen geochemische Auml;hnlichkeiten mit den assoziierten cogenetischen A-Typ Graniten, was sich in der gro?en Variation der Na₂O und K₂O-Gehalte (in Summe 8–9%), in niedrigen MgO- und CaO- und in sehr hohen Zr- Gehalten, die zwischen 149 und 710 ppm liegen, widerspiegelt. Die geochemischen Daten zeigen eine Amphibolit-Lherzolithquelle innerhalb eines metasomatisierten Mantelkeils mit Einflüssen eines Diapirs des oberen Mantels mit MORB-Signatur und kontinentaler Krustenkontamination an. Sr der prim?ren Basalte hatte ein ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr Initial von 0.7039, was eine Herkunft aus dem oberen Mantel anzeigt. Das ⁸⁷/⁸⁶Sr Verh?ltnis der Alkalifeldspat-Rhyolithe und der assoziierten A-Typ Granite von 0.7073 weist auf eine krustale Herkunft hin. Andere geochemische Daten allerdings favorisieren die Idee, da? diese durch Fraktionierung prim?rer mafischer Schmelzen, gekoppelt mit Kontamination durch kontinentale Kruste, entstanden. Nur eine Rhyolithprobe scheint ein tats?chliches Aufschmelzungsprodukt der kontinentalen Kruste zu sein. Die geologischen und geodynamischen Daten belegen, dass die Basalt–Rhyolithabfolge wahrscheinlich mit der alpidischen Subduktion in der Thetys der Dinariden, die mit rezenten Back-Arc Becken korreliert werden kann, in Beziehung zu setzen ist. Die Unterschiede zwischen den geologischen und Isotopenaltern des bimodalen Vulkanismus, mit A-Typ Granit-Plutonismus (72 Ma) und finalem synkinematischen S-Typ Granit-Plutonismus (48 Ma), repr?sentiert sehr wahrscheinlich die Dauer des vermuteten BARB Systems in der Thetys der Dinariden. Relikte der vermuteten Subduktionszone lassen sich über 300 km entlang der umgebenden n?rdlichsten Dinariden verfolgen.

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Received March 7, 1997;/revised version accepted May 18, 1999     

Geochemistry, tectonic setting and geodynamic significance of late orogenic dikes in the Melibocus Massif, Bergsträsser Odenwald

Summary The Melibocus Massif forms a tonalite pluton in the W’ Bergstr?sser Odenwald, which is interpreted as part of a magmatic arc of Devonian to Carboniferous age. Dikes of various compositions intrude frequently this tonalite. Different dike-lithologies are associated with different strike directions. Most dikes show evidence of high-temperature shearing. A probable maximum paleostress direction of ca. 060° can be estimated, i.e. nearly parallel to the known Variscan subduction zone in the Northwest. Due to their ductile deformation under conditions around the Ar-closing temperature of amphibole, intrusion likely occurred during the Carboniferous (Mississippian). The gabbroic to dioritic dikes (malchites) have calc-alkaline composition. Comparison with modern analogues suggests subduction-related arc magmatism. Rare earth element distributions indicate more than 5% partial melting of the mantle source with limited amounts of residual garnet. In contrast to the tonalite pluton the granitoid dikes (alsbachites) are of S-type origin, as indicated by primary muscovite and chemical composition. This requires involvement of continental material in the dike’s source rather than in the tonalite host rock’s source. The trace element chemistry of these dikes indicates magma formation in a convergent plate tectonic situation, i.e. a magmatic arc regime. Therefore, the dikes are probably the late part of the same subduction-related magmatism, which produced the tonalitic and other plutons of the Bergstr?sser Odenwald. In contrast to the large pluton-forming magmas, formation of the dikes during late or post-collisional extension or transtension followed by a phase of compression or transpression is probable.

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Zusammenfassung Geochemie, tektonische Stellung und geodynamische Signifikanz sp?torogener G?nge im Melibocus Massiv, Bergstr?sser Odenwald Der Melibokus Tonalit-Pluton geh?rt zum Bergstr?sser Odenwald, der als Teil eines devonisch-karbonischen magmatischen Bogens interpretiert wird. In diesem Pluton treten sehr h?ufig magmatische G?nge unterschiedlicher Zusammensetzung auf. Die Arbeit zeigt, dass die G?nge unterschiedlicher Zusammensetzung unterschiedliche Streichrichtungen haben. Die meisten der untersuchten G?nge zeigen Hochtemperatur-Schergefüge. Aus der Lage der zerscherten G?nge l?sst sich eine Pal?ostressrichtung mit 060° für Sigma 1 ableiten. Diese Richtung weicht nur unwesentlich von der bekannten variskischen Subduktionszone im Nordwesten ab. Aufgrund ihrer Hochtemperatur-Gefüge, die im Bereich der Schlie?ungstemperatur von Ar in Hornblenden gebildet wurden, ist das Alter der G?nge wahrscheinlich ebenfalls als Karbon (Mississippian) einzustufen. Die gabbroiden bis dioritischen G?nge (Malchite) haben eine kalkalkaline Zusammensetzung. Der Vergleich mit rezenten Magmatiten deutet auf eine Entstehung in einem magmatischen Bogen (Kontinentalrand) hin. Die Seltenerdelementverteilung der G?nge zeigt einen wahrscheinlichen Aufschmelzungsgrad der Mantelquellregion von über 5% bei einem geringen Anteil von residualem Granat an. Im Gegensatz zu den tonalitischen Nebengesteinen zeigen die granitoiden G?nge anhand ihrer modalen (Muskovit) als auch chemischen Zusammensetzung S-Typ-Charakter. Dies bedeutet eine h?here Beteiligung krustaler Komponente in der Magmenquelle als dies für den Tonalit angenommen werden darf. Die Spurenelementchemie der granitoiden G?nge zeigt ebenfalls eine Bildung in einem konvergenten plattentektonischen Regime, d.h. innerhalb eines magmatischen Bogens. Die G?nge stellen somit vermutlich das Produkt eines sp?ten Abschnittes des subduktionsbezogenen Magmatismus, der auch die Tonalite und andere Plutone im zentralen Bergstr?sser Odenwald geschaffen hat, dar. Im Gegensatz zu dem Magmatismus der die Plutone erzeugt hat, sind die G?nge wahrscheinlich gegen Ende der Kollision oder nachfolgend auf diese in eine sich dehnende Kruste intrudiert und in einem nachfolgenden kompressiven Regime deformiert worden.

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Received August 31, 1999; revised version accepted October 9, 2000     

Early to Middle Carboniferous hornblende 40Ar/39Ar ages of amphibolites and gabbros from the Bergsträsser Odenwald

Summary Pre- to Early Variscan metamorphic rocks and intrusive calc-alkaline rocks are constituting the Odenwald accretionary complex. The predominant regional metamorphic formation of the amphibolite is postdated by the intrusion of the Frankenstein gabbro complex in the NW Odenwald at about 362 Ma. Thus indications of older metamorphic events might be preserved in the amphibolites. However, for the central and southern Odenwald zircon data revealed a thermal peak of regional metamorphism at about 336 Ma. Nine amphibole separates from two gabbroic intrusives and from seven amphibolites were dated by the K-Ar method, mainly using the ⁴⁰Ar/³⁹Ar technique. The two gabbro amphibole separates yielded ages of 335 and 329 Ma; i.e. they are about 30 Ma younger than the Frankenstein gabbro. The total argon ages of the amphibolite hornblendes are at about 359 Ma in the north and about 330 to 320 Ma in the south (early and late stages of the Early Carboniferous). The ages of the three metamorphic amphiboles from the north are in the age range of the Frankenstein gabbro intrusion, however, the four from the south slightly postdate the regional metamorphic climax. Two of the older amphibole separates of the north and two of the younger ones from the south yielded plateau ages slightly older than the total argon ages (about 358 Ma and 329 Ma, respectively). The southernmost amphibolite with a total argon age of 320 Ma shows an irregular spectrum with a maximum age step for 40% of its argon corresponding to an age of 344 Ma. It possibly has partly preserved an older argon component during the younger phase of regional metamorphism. Together with published data the results show that hornblende of amphibolites from the Odenwald offer the chance to unravel the metamorphic veil of the Mid-Carboniferous regional metamorphism.

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Zusammenfassung Früh- bis mittel-karbonische ⁴⁰ Ar/ ³⁹ Ar-Alter an Amphibolit- und Gabbro-Hornblenden des Bergstr?sser Odenwaldes Der Odenwald, als ehemaliger akkretion?rer Komplex, besteht aus pr?- bis frühvariskischen metamorphen, sowie kalk-alkalischen Intrusivgesteinen. Die Bildung der regionalmetamorphen Gesteine erfolgte vor der Intrusion des Frankenstein-Gabbro-Komplexes im NW-Odenwald um 362 Ma. Ihre Amphibol-führenden Vertreter bieten die Chance, mittels Hornblende-Datierungen nach zeitlichen Anzeichen dieser Metamorphose zu suchen. Im zentralen und südlichen Odenwald sprechen andererseits Zirkon-Daten für einen Peak der Regionalmetamorphose um ca. 336 Ma. Aus sieben Amphiboliten und zwei Gabbros der drei strukturellen Einheiten des Bergstr?sser Odenwaldes wurden neun Hornblende-Pr?parate unter strenger Beachtung m?glicher Kontaminationen und Umbildungen hergestellt und nach der K-Ar-Methode datiert, wobei sowohl konventionelle als auch ⁴⁰Ar/³⁹Ar-Technik eingesetzt wurde. Die Gabbro-Hornblenden ergaben mit 335 und 329 Ma um ca. 30 Ma jüngere Werte als die Alter des Frankenstein-Gabbros. Die Totalargon-Alter der Hornblenden aus den Amphiboliten im Norden und Süden unterscheiden sich deutlich und geh?ren mit ca. 359 Ma bzw. 330 Ma dem frühen und sp?ten Unterkarbon an. Die Alter der drei untersuchten metamorphen Hornblenden aus dem Norden fallen in den Altersbereich der Frankenstein-Intrusion. Die Alter der drei ungest?rten Hornblenden aus dem Süden sind etwas jünger als der Zeitraum der sp?ten Regionalmetamorphose. Zwei Hornblenden aus dem Norden und zwei aus dem Süden zeigen Plateau-Alter, die geringfügig über den Totalargon-Altern liegen (ca. 358 und 329 Ma). Die südlichste Probe mit einem Total-Argonalter von 320 Ma hat ein irregul?res Spektrum mit einem Altersmaximum (für ca. 40% des Argons) bei 344 Ma. M?glicherweise rührt es von einer Hornblendekomponente her, welche durch die sp?tere Regionalmetamorphose nicht verjüngt worden ist. Zusammen mit wenigen Literaturdaten best?tigen die gewonnenen Hornblende-Daten aus dem Norden, da? Hornblenden aus Amphiboliten potentiell geeignet sind, Ereignisse vor der mittelkarbonen Metamorphose- und Intrusionsphase isotopisch zu datieren.

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Received August 5, 1999; revised version accepted August 7, 2000     

Paleostress-tensor analysis of late deformation events in the Odenwald Crystalline Complex and comparison with other units of the Mid-German Crystalline Rise, Germany

Summary Geometric data of fault planes and fault plane lineations, together with the observed sense of shear on the slip planes, were used to calculate paleostress tensors and fields responsible for the post metamorphic peak D3 and D4 deformation events in the four Odenwald units sensu Krohe (1991). The paleostress fields were calculated using the method of Will and Powell (1991). As inferred from the paleostress analysis, the D3 strike-slip deformation west of the Otzberg fault zone was caused by a, ± N-S directed, compressional regional stress field, with shallowly plunging σ₁ axes and σ₃ directions that plunge at shallow to moderate angles to the E or W; the calculated mean orientations are: σ₁ 06 → 350, σ₂ 77 → 234 and σ₃ 12 → 085. The B?llsteiner Odenwald east of the Otzberg fault zone was not affected by this stress field. This implies that the Bergstr?sser and B?llsteiner Odenwald were spatially separated and formed independent crustal blocks during D3. The D4 faulting event is recognised in all areas investigated, even though most prominently in units III and IV, and juxtaposed the Bergstr?sser and B?llsteiner Odenwald. This faulting episode was caused by a paleostress field with a steeply westerly plunging σ₁ axis and a shallowly southsoutheasterly plunging σ₃ axis. The orientations of the principal stresses are: σ₁ 52 → 270, σ₂ 38 → 085 and σ₃ 06 → 174. With continued deformation from D3 to D4, there was a progressive change in the orientation of the stress field indicating a change from a N-S compressional to extensional stress field, accompanied by the progressive development of strike-slip faults and late normal faults. Paleostress field orientations in the Pfalz Forest, SW of the Odenwald, determined by Fl?ttmann and Oncken (1992) are very similar to those obtained for the Odenwald region and indicate a regionally consistent stress pattern in the southwestern part of the Mid-German Crystalline Rise (MGCR) during strike-slip and normal faulting deformations.

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Zusammenfassung Paleostress-Tensor Analyse sp?ter Deformationsereignisse im Odenwald-Kristallin und ein Vergleich mit anderen Einheiten der Mitteldeutschen Kristallinzone, Deutschland Für die vier Odenwald-Einheiten im Sinne von Krohe (1991) wurden Pal?ostressfelder für die Blattverschiebungs- und Abschiebungsereignisse D3 und D4 mit der Methode von Will und Powell (1991) berechnet. Die Analyse ergibt, da? das regionale Spannungsfeld, das westlich der Otzberg-Zone im Bergstr?sser Odenwald zum D3-Ereignis führte, ein ± N-S gerichtetes kompressives Stresssfeld war. Die σ₁-Achse f?llt flach nach N bzw. S ein, die σ₃-Achse mit kleinen bis moderaten Winkeln nach E bzw. W; die berechneten Orientierungen der Hauptspannungsrichtungen sind: σ₁ 08 → 350, σ₂ 77 → 234 and σ₃ 12 → 085. Der B?llsteiner Odenwald, ?stlich der Otzberg-Zone, wurde von diesem Spannungsfeld nicht erfa?t. Dies impliziert, da? Bergstr?sser und B?llsteiner Odenwald w?hrend des D3-Ereignisses voneinander getrennt waren und separate Krusteneinheiten darstellten. Auswirkungen der D4-Deformation k?nnen im gesamten Untersuchungsgebiet erkannt werden, am st?rksten jedoch in den Einheiten III und IV. Dieses Ereignis wurde von einem Pal?ostressfeld mit einer steil nach W einfallenden σ₁- und einer flach nach SSE einfallenden σ₃-Achse verursacht und führte zum Zusammenschlu? von Bergstr?sser und B?llsteiner Odenwald. Die berechneten Orientierungen der Hauptspannungsrichtungen sind: σ₁ 52 → 270, σ₂ 38 → 085 und σ₃ 06 → 174. Die Rotation der Hauptspannungsrichtungen war mit einer ?nderung von einem kompressionalen N-S gerichteten (D3) hin zu einem extensionalen (D4) Stressfeld verbunden. Die erzielten Ergebnisse sind sehr ?hnlich mit Resultaten, die Fl?ttmann und Oncken (1992) im Pf?lzer Wald ermittelten. Dies weist auf ein regional übereinstimmendes Spannungsfeld im SW-Teil der Mitteldeutschen Kristallinzone hin.

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Received July 8, 1999; revised version accepted March 28, 2000     

P-T paths and tectonic evolution of shear zones separating high-grade terrains from cratons: examples from Kola Peninsula (Russia) and Limpopo Region (South Africa)

Summary ?The petrology and P-T evolution of mica schists from two regional scale tectonic (shear) zones that separate high grade terrains (“mobile belts”) from cratons are described. These are the 2.4–1.9 Ga Tanaelv Belt, a suture zone that separates the Lapland granulite complex from the Karelian craton (Kola Peninsula–Fennoscandia), and the 2.69 Ga Hout River Shear Zone that separates the > 2.9 Ga Kaapvaal craton from the 2.69 Ga South Marginal Zone of the Limpopo high-grade terrain (South Africa). Two metamorphic zones are identified in strongly deformed mica schists from the 1.9 Ga Korva Tundra Group of the Tanaelv belt: (1) a chlorite-staurolite zone tectonically overlaying gneisses of the Karelian craton, and (2) a kyanite-biotite zone tectonically underlying garnet amphibolites of the Tanaelv Belt, which are in tectonic contact with the Lapland granulite complex. The prograde reaction Chl+St+Ms ↠ Ky+Bt+Qtz+H₂O clearly defines a boundary between zones (1) and (2). Rotated garnet porphyroblasts from zone (1) contain numerous inclusions (Otz, Chl, Ms), and show clear Mg/Fe chemical zoning, suggesting garnet growth during prograde metamorphism. The metamorphic peak, T = 650°C and P = 7.5 kbar, is recorded in the kyanite-biotite zone and characterized by unzoned snowball garnet. In many samples of mica schists euhedral garnet porphyroblasts of the retrograde stage are completely devoid of mineral inclusions while N _Mg decreases from core to rim, indicating a decrease in P-T from 650°C, 7.5 kbar to 530°C, 5 kbar. The Hout River Shear Zone (South Africa) shows metamorphic zonation from greenschists through epidote amphibolites to garnet amphibolites. Rare strongly deformed mica schists (Chl+Grt+Pl+Ms+Bt+Qtz) occur as thin layers among epidote-amphibolites only. Garnet porphyroblasts in the schists are similar to that of the Tanaelv Belt recording a prograde P-T path with peak conditions of T = 600°C and P∼ 5.5 kbar. The retrograde stage is documented by the continuous reaction Prp+2Ms+Phl ↠ 6Qtz+3East recording a minimum T = 520°C and P ∼ 3.3 kbar. Similar narrow clock-wise P-T loops recorded in mica schists from both studied shear zones suggest similarities in the geodynamic history of both shear zones under consideration.

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Zusammenfassung ?P-T Pfade und tektonische Entwicklung von Scherzonen, die hochgradige Terranes von Kratonen trennen: Zwei Beispiele von der Halbinsel Kola (Russland) und der Limpopo-Region (Südafrika) Die Petrologie und P-T Entwicklung von Glimmerschiefern aus zwei regionalen tektonischen Scherzonen, die hochgradige Terranes (“mobile belts”) von Kratonen trennen, werden beschrieben. Diese sind der 2.4−1.9 Ga Tanaev Belt, eine Suturzone, die die Lappland Granulite vom karelischen Pluton (Halbinsel Kola - Fennoskandien) trennt, sowie die 2.69 Ga Hout River Shear Zone, die den > 2.9 Ga Kaapvaal Kraton von der 2.69 Ga South Marginal Zone des hochgradigen Limpopo Terranes (Südafrika) trennt. Zwei metamorphe Zonen sind in stark deformierten Glimmerschiefern der 1.9 Ga Korva Tundra Group zu unterscheiden: (1) eine Chlorit-Staurolith-Zone, die den Gneisen des karelischen Kratons auflagert, und (2) eine Kyanit-Biotit-Zone, die die Granatamphibolite des Tanaev Belt unterlagert und in tektonischem Kontakt mit dem Lappland Granulitkomplex steht. Die prograde Reaktion Chl+St+Ms ↠ Ky+Bt+Qtz+H₂O trennt die beiden Zonen. Rotierte Granatporphyroblasten aus der Zone (1) enthalten zahlreiche Einschlüsse (Qtz, Chl, Ms) und zeigen eine Mg/Fe Zonierung, die Granatwachstum w?hrend des prograden Metamorphosestadiums nahelegen. Der Metamorphoseh?hepunkt (650°C, 7.5 kbar) wurde in der Kyanit-Biotit-Zone erreicht und ist durch nicht zonierte Schneeballgranate charakterisiert. In vielen Glimmerschieferproben sind die euhedralen Granatporphyroblasten des retrograden Stadiums vollkommen einschlu?frei und N _Mg nimmt vom Kern zum Rand hin ab. Das zeigt eine Abnahme der P-T Bedingungen von 650°C, 7.5 kbar auf 530°C, 5 kbar an. Die Hout River Shear Zone in Südafrika zeigt eine metamorphe Zonierung von Grünschiefern, über Epidotamphibolite zu Granatamphiboliten. Selten kommen stark deformierte Glimmerschiefer (Chl+Grt+Pl+Ms+Bt+Qtz) als dünne Lagen zwischen den Epidotamphiboliten vor. Die Granatporphyroblasten sind ?hnlich wie die aus dem Tanaev Belt und belegen eine prograde P-T Entwicklung mit Peak-Bedingungen von 600°C und ≈ 5.5 kbar. Das retrograde Stadium ist durch die kontinuierliche Reaktion Prp+2Ms+Phl ↠ 6Qtz+3East mit minimal 530°C und ≈ 3.3 kbar dokumentiert. Die sehr ?hnlichen P-T Pfade der Glimmerschiefer belegen ?hnlichkeiten in der geodynamischen Geschichte der beiden bearbeiteten Scherzonen.

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Received January 29, 1999;/revised version accepted August 10, 1999     

A muscovite age of a contact metamorphic gneiss from the SW Bergsträsser Odenwald/Germany

Summary The oldest rocks of the Bergstr?sser Odenwald are Variscan paragneisses. Most of them contain biotite and hornblende, but occasionally also muscovite-bearing varieties occur. Published K-Ar hornblende and biotite ages for these paragneisses are between 370 and 330 Ma. Muscovite from a sillimanite-muscovite gneiss (formerly called metamorphic schist) within the Heidelberg intrusive complex close to Weinheim was dated by the ⁴⁰Ar/³⁹Ar step degassing technique and yielded well-developed age plateaus. The total-argon ages of 327.5 ± 1.6 Ma correspond with the K-Ar biotite age of the neighbouring Heidelberg granite and other magmatic rocks of the southwestern Bergstr?sser Odenwald. No influence from the nearby Early Permian volcanism (Wachenberg rhyolite) is visible in the ⁴⁰Ar/³⁹Ar spectra. The dating results do not constrain the early regional metamorphism but indicate Late-Early Carboniferous contact-metamorphism by the granite intrusions.

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Zusammenfassung Das Muskovit- ⁴⁰ Ar/ ³⁹ Ar-Alter eines kontaktmetamorphen Gneises im Südwesten des Bergstr?sser Odenwaldes Die ?ltesten Gesteine des Bergstr?sser Odenwaldes sind variszische Paragneise, normalerweise metamorphe Schiefer genannt. Sie treten im ganzen Bergstr?sser Odenwald auf, überwiegend mit Biotit und Hornblende, gelegentlich aber auch mit Muskovit. An Hornblende und Biotit solcher Paragesteine sind früher K-Ar-Altersdaten zwischen 370 und 330 Ma ermittelt worden. Muskovit aus einem Muskovit-Sillimanit-Gneis im Heidelberger Intrusiv-Komplex unweit von Weinheim wurde nach der ⁴⁰Ar/³⁹Ar-Stufentechnik datiert. Es ergaben sich ungest?rte Plateauspektren und Totalargonalter von 327.5 ± 1.6 Ma. Letztere sind identisch mit dem K-Ar-Biotit-Alter des benachbarten Heidelberger Granits und anderen Magmatiten im südwestlichen Odenwald. Die Spektren ergeben keine Hinweise auf thermische Beeinflussung durch den unmittelbar benachbarten frühpermischen Vulkanismus (Wachenberg-Rhyolith). Das ermittelte Alter zeigt nicht die frühe Regionalmetamorphose, sondern die sp?tere kontaktmetamorphe überpr?gung des Gesteins zur Zeit der magmatischen Intrusionen an.

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Received August 27, 1999; revised version accepted June 21, 2000     

Plagioclase morphologies in assimilation experiments. Implications for disequilibrium melting in the generation of granodiorite rocks

Summary Assimilation experiments have been performed using a crustal contaminant and several basaltic compositions in order to study the morphologies of plagioclase crystals produced in the course of the assimilation reactions. A Crd-Bt anatectic gneiss was used as a crustal contaminant. Both a synthetic basaltic glass, with the composition of a high-Al ocean tholeiite, and a natural Hb gabbro were used as basaltic compositions. Experiments were carried out at temperatures in the range 900–1100 °C and at pressures of 4, 5 and 10 kbar. Plagioclase crystals with skeletal and honeycomb morphologies are produced in the assimilation experiments. These morphologies result from destabilisation of the crystal-melt interface caused by the disequilibrium production of a Ca-rich melt. The production of the Ca-rich metastable melt is the result of reaction between two compositionally dissimilar systems, pelite and basalt. This interpretation, based on the kinetics of plagioclase and melt production, may be applied to granodiorite rocks characterised by plagioclase with Ca-rich, skeletal cores.

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Zusammenfassung Plagioklas-Morphologie und Assimilations-Experimente: Die Bedeutung von Ungleichgewichts-Schmelzvorg?ngen bei der Entstehung von Granodioriten Assimilations-Experimente mit einer krustalen Komponente und verschiedenen basaltischen Zusammensetzungen wurden durchgeführt, um die Morphologien von Plagioklas-Kristallen, die im Laufe von Assimilations-Reaktionen entstehen, zu studieren. Ein CRD-PT anatektischer Gneis wurde als krustale Beimengung benützt. Ein synthetisches basaltisches Glas mit der Zusammensetzung eines Al-reichen ozeanischen Tholeiites und ein natürlicher Hb-Gabbro wurden als basaltische Zusammensetzungen verwendet. Die Experimente wurden bei Temperaturen zwischen 900 und 1.100° und bei Drucken von 4, 5 und 10 kb durchgeführt. Plagioklas-Kristalle mit skelettartigen und Bienenwaben-f?rmigen Morphologien entstehen bei den Assimilations-Experimenten. Diese Morphologien sind das Ergebnis der Destabilisation der Kristall-Schmelze-Kontaktfl?che, die durch die Entstehung einer im Ungleichgewicht befindlichen Ca-reichen Schmelze gef?rdert wird. Die Entstehung von Ca-reichen metastabilen Schmelzen geht auf die Reaktion zwischen zwei in der Zusammensetzung verschiedenen Systemen, Pelit und Basalt, zurück. Diese Interpretation, die auf der Kinetik von Plagioklas und Schmelz-Entstehung basiert, kann auf granodioritische Gesteine angewendet werden, die durch Plagioklasse mit Ca-reichen, skelettf?rmigen Kernen gekennzeichnet sind.

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Received December 7, 1999; revised version accepted April 14, 2000     

Compositional variations in ferrotapiolite + tantalite pairs from the beryl-columbite pegmatite at Moravanynad Váhom, Slovakia

Summary ?Three texturally and compositionally distinct pairs of ferrotapiolite + tantalite, all spatially related to a cleavelandite unit, were distinguished in the zoned beryl-columbite pegmatite at Moravany nad Váhom, Považsky Inovec Mts., Slovakia. (1) Inclusions of ferrotapiolite I (∼200 μm) in zoned ferrotantalite I exhibit crosscutting tielines of coexisting compositions in the columbite-tantalite quadrilateral. (2) Large ferrotapiolite II grains and adjacent, compositionaly variable grains of ferro- to manganotantalite II (∼100 μm) display remarkably diverse tielines, not yet observed in a single sample or locality. (3) Sn-depleted and slightly Mn,Ta-enriched narrow rims (∼20 μm) of ferrotapiolite III with small inclusions of manganotantalite III (≤ 5 μm) are located along a late, hydrothermal, fracture-filling microlite vein cross-cutting ferrotapiolite II. Changes in fO₂ derived from calculated Fe₂O₃ as well as variations in Ti, Sn, W concentrations through the ferrotapiolite + tantalite pairs I to III are negligible. Consequently, it seems plausible to explain the broadening of the two-phase field and the enrichment of ferrotapiolite and tantalite in Mn and Ta particularly by decreasing temperature. A disequilibrium crystallization from highly evolved residual melt and/or fluids is suggested for all textural types.

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Zusammenfassung ?Zusammensetzung von Ferrotapiolit-Tantalit-Paaren im Beryll-Columbit Pegmatit von Moravany nad Váhom (Považsky Inovec Mts., Slowakei) Drei Ferrotapiolit-Tantalit-Paare k?nnen in dem zonierten Beryll-Columbit-Pagmatit von Moravany nad Váhom, Povazsky Inovec Mts., Slowakei, auf der Basis detaillierter textureller und chemischer Untersuchungen unterschieden werden. Sie wurden in verschiedenen Stadien der Pegmatit-Kristallisation gebildet und sind r?mlich in Beziehung zu der Cleavelandit-Einheit (1). Einschlüsse von Ferrotapiolit I (∼200 μm) in zoniertem Ferrotantalit I zeigen sich kreuzende Konoden im Columbit-Tantalit Quadrilateral, die koexistierende K?rner beider Minerale miteinander verbinden. Dies legt nahe, dass Ferrotapiolit ein Produkt prim?rer (magmatischer) Disequilibrium-Kristallisation ist, und gleichzeitig mit den assoziierten Mineralen der Columbit-Gruppe gebildet wurde (2). Gro?e Ferrotapiolit II K?rner und K?rner von angrenzenden Ferro- bis Manganotantalit II (∼100 μm) zeigen Konoden mit bemerkenswerter Verschiedenheit, die bisher nicht in einer einzigen Probe beobachtet wurden. Eine sehr betonte Disequilibrium-Kristallisation aus stark fraktionierter Restschmelze dürfte hierfür verantwortlich sein (3). An Zinn verarmte und etwas an Mn, Ta angereicherter Ferrotapiolit III bildet dünne R?nder (∼20 μm) mit schmalen Einschlüssen von Manganotantalit III (≤5 μm) l?ngs einer Mikrolit-Ader. Erhat sich w?hrend hydrothermaler Subsolidus Verdr?ngung von Ferrotapiolit II durch Sprünge füllenden Microlit gebildet. Schwankungen in fO₂, berechnet aus Fe₂O₃ und die Gehalten an Ti, Sn und W k?nnen in den Ferrotapiolit-Tantalit-Paaren (1) bis (3) vernachl?ssigt werden. Dementsprechend erscheint es naheliegend, die Erweiterung des Zweiphasenfeldes und die Anreicherung von Ferrotapiolit und Tantalit an Mn und Ta durch Temperaturabnahme zu erkl?ren.

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Received May 4, 1999;/revised version accepted January 5, 2000     

Phase relations in garnet-bearing metabasites of prehnite-pumpellyite facies from the Darbut-Sartuohai ophiolite, Western Junggar of Xinjiang, China

Summary Previous petrogenetic grids for very low grade metamorphism do not apply to garnet-bearing prehnite-pumpellyite facies rocks. Garnet-bearing metabasites with Act – absent of prehnite-pumpellyite facies have been found in the Darbut-Sartuohai ophiolite, Xinjiang, China. Results of thermodynamic calculation in the CMASH system using the internally consistent mineral thermodynamic database of Berman (1988) show that equilibria reactions among the end-member species in mineral paragenesis of Pmp-Prh-Grs-Zo-Chl-Qtz intersect at a pressure of 4.75 kbar and temperature of 350 °C. The association of grossular-rich garnet and pumpellyite occurs at pressures and temperatures similar to the Pmp-Act facies. Based on the petrogenetic grid derived in this study, peak metamorphic conditions for metabasites from the Darbut-Sartuohai ophiolite are 310 to 330 °C, and 3.0 to 4.0 kbar, which are affected by the substitution of Fe³⁺Al₋₁. This study shows that grossular-rich garnet can appear in metabasites of the prehnite-pumpellyite facies, but it depends on the substitution between Fe³⁺ and Al in the CMASH+Fe³⁺ system.

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Zusammenfassung Phasenbeziehungen in Grandit-führenden Metabasiten (Prehnit-Pumpelleyit Fazies) vom Darbut-Sartuohai Ophiolit, westliches Junggar (Xinjiang, China) Bereits existierende petrogenetische Netze für niedrig-gradige Metamorphose k?nnen nicht auf Grandit-führende Metabasite angewendet werden. Solche Metabasite der Prehnit-Pumpellyit Fazies wurden in Darbut-Sartuohai Ophiolit gefunden. Thermodynamische Berechnungen mit dem Datensatz von Berman (1988) zeigen, dass die Endglieder der Mineralparagenese Pmp-Prh-Grs-Zo-Chl-Qtz einen invarianten Punkt bei 4.75 kbar und 350 °C bilden. Daher kommen Grossular-reicher Grandit und Pumpellyit unter ?hnlichen PT-Bedingungen der Pmp-Act Fazies vor. Anhand des petrogenetischen Netzes, das in der hier vorliegenden Arbeit berechet worden ist, konnten die Peak-metamorphen Bedingungen für den Darbut-Sartuohai Ophiolit mit 310–330 °C und 3.0–4.0 kbar ermittelt werden. Diese Bedingungen sind vom Fe³⁺Al₋₁ Austausch abh?ngig. Diese Arbeit zeigt, dass Grossular-reiche Granate im CAMSH-System in der Prehnit-Pumpellyit Fazies selbst bei Anwesenheit von Chlorit stabil sind.

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Received September 25, 1999; revised version accepted July 3, 2000