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.     

Die niehtkarbonatisehen Bestandteile des Göttinger Musehelkalkes mit besonderer Berücksichtigung der Mineralneubildungen

Zusammenfassung Die mineralogische und chemische Zusammensetzung des Säurerückstandes von 32 Gesteinsproben des Göttinger Muschelkalkes wurde untersucht. Die Röntgenanalysen der feinsten Schlämm- und Zentrifugenfraktionen ergaben Illit, Quarz und geringe Mengen von Kaolinit. Für den Illit wurde durch Vergleich von mineralogischer und chemischer Analyse die Formel errechnet. Die verschiedenen Stadien der Glimmerzersetzung, die schließlich zum Illit führt, ließen sich mikroskopisch beobachten. In den Fraktionen > 2 Ø fanden sich mikroskopisch Quarz; Feldspat (Orthoklas, Mikroklin, Albit, Oligoklas) und Glimmer (Muskovit, Biotit, Zersetzungsprodukte). Quarz und Feldspat kommen als Neubildungen vor. Der authigene Kalifeldspat ist triklin und hat einen optischen Achsenwinkel von 2V = 43° gegenüber 69° für magmatischen Orthoklas Der authigene Albit hat einen Achsenwinkel von 2V = 85–90° gegenüber 77° für magmatischen Albit. Vergleichsweise wurden auch andere Vorkommen untersucht; die dieselben Resultate lieferten.Neben die Hoch- und Tief temperatur-feldspate der Effusiv- bzw. Intrusivgesteine treten demnach die Niedrigtemperaturfeldspate der kalkigen Sedimentgesteïne. Diese Feldspate entsprechen weitgehend den reinen Komponenten KAlSi₃O₈ und NaAlSi₃O₈. Die Beobachtungen lassen vermuten, daß die Albitisierung bereits vor der Sammelkristallisation und völligen Erhärtung des Gesteines stattfand, während die Kalifeldspatisierung erst während oder nach der Diagenese geschah. Der SiO₂-, Al₂O₃- und K₂O-Bedarf wurde wahrscheinlich von den Zersetzungsprodukten der Glimmer gedeckt, der Na₂O-Bedarf vom Meerwasser. Während die Leichtmineralzufuhr im Muschelkalkmeer des untersuchten Gebietes zeitlich und räumlich konstant blieb, schwankte die authigene Feldspatbildung von vorwiegender Kalifeldspatisierung im untersten und im mittleren Muschelkalk zu überwiegender Albitisierung im oberen Muschelkalk. Die eigelben Gesteine des unteren Muschelkalkes sind durch die Zersetzungsprodukte der Magnetitkörner gefärbt. Die Schwerminerale wurden nur qualitativ untersucht.     

Die Datierung geologischer Eriignisse im Altkristallin der Gleinalpe (Steiermark) mit der Rb/Sr-Methode

Zusammenfassung Die Datierung von Gneislagen einer Amphibolit-Gneis-Serie aus dem Kern der Gleinalpe, die dem Altkristallin angehört, ergibt ein Isochronenalter von 500±45 Mio. Jahre mit einem initialen Sr-Verhältnis von 0,7044±0,0012. Das geologische Erscheinungsbild weist auf vulkanische Entstehung des Ausgangsmaterials der Serie an der Wende Kambrium/ Ordoviz hin. Andere Gneistypen granitischer Zusammensetzung ergeben variszische Alter, deren Bedeutung (Bildungsalter der Granite oder Sr Homogenisierung während der variszischen Metamorphose) noch offen ist. Glimmer aus diesen Granittypen ergeben Alter von 81±9 bzw. 76±3 Mio Jahre für Muskovit bzw. Biotit und unterstreichen den starken thermischen Einfluß während der alpidischen Metamorphose in dem untersuchten Gebiet.

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Rb/Sr dating of geological events in the Altkristallin of the Gleinalpe (Steiermark)

Summary Plagioclase-quartz-gneisses from a series consisting of amphibolite and gneiss layers from the core of the Gleinalpe, which forms part of the Altkristallin, yielded a Rb-Sr isochron age of 500±45 m years, the initial Sr isotope ratio being 0.7044±0.0012. The geological state points to a volcanic origin of the series at the Cambrian/Ordovician boundary.Granitic gneisses indicate a Variscan age which might represent the time of rock formation or Sr homogenisation during metamorphism. Biotite from these granites gives an age of 76±3 and muscovite 81±9 m years. Both ages stress the strong thermal influence of the Alpine metamorphism in the area under investigation.

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Mit 3 Abbildungen     

Lamproitic rocks from Cabezo Negro de Zeneta: Brown micas as a record of magma mixing

Summary Phlogopite and biotite coexist in the ultrapotassic rocks from Cabezo Negro de Zeneta (SE Spain). The compositional range of the early crystallizing phlogopite is comparable to other Spanish lamproitic occurrences, except that it is higher in Al₂O₃, probably reflecting the higher Al₂O₃ and/or different oxygen fugacity of the Zeneta magma. Magmatic Al-rich and metamorphic Al-poor biotites also occur in these rocks. The magmatic biotite probably crystallised from intermediate to silicic peraluminous magma(s), whereas the metamorphic type comes from crustal relics of metapelitic rocks entrained and dismembered into the lamproitic melt. It is concluded that the melt of Zeneta was generated through the mixing of a Mg-rich lamproitic component, quantitatively dominant, with a crustal-derived anatectic component, both already partially crystallised before mixing. The mixed melt attained chemical homogenization as suggested by the development of late overgrowths of similar composition on the two micas.

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Lamproitische Gesteine von Cabezo Negro de Zeneta: Braune Glimmer als Hinweis auf Magma-Mischung

Zusammenfassung Phlogopit und Biotit koexistieren in den ultrapotassischen Gesteinen von Cabézo Negro de Zeneta (Südost-Spanien). Die Zusammensetzung des frühkristallisierenden Phlogopits ist mit der anderer spanischer Lamproit-Lokalitäten vergleichbar, mit der einen Ausnahme, daß die Al₂O₃-Gehalte höher sind. Letzteres geht wahrscheinlich auf den höheren Al₂O₃-Gehalt, und/oder auf verschiedene Sauerstoff-Fugazität des Zeneta-Magmas zurück. Magmatische Al-reiche und metamorphe Al-arme Biotite kommen auch in diesen Gesteinen vor. Der magmatische Biotit kristallisierte wahrscheinlich aus intermediären bis sauren Al-reichen Magmen, während der metamorphe Typ auf krustale Relikte metapelitischer Gesteine in der lamproitischen Schmelze zurückgeht. So ergibt sich die SchluBfolgerung, daß die Schmelze von Zeneta durch Mischung eines Mg-reichen lamproitischen, und quantitativ dominierenden Magmas, mit einer anatektischen Komponente von Krusten-Herkunft entstanden ist. Beide dürften vor der Mischung bereits teilweise kristallisiert gewesen sein. Die gemischte Schmelze erreichte chemische Homogenisierung wie durch die Entwicklung späterer Überwachsungszonen von ähnlicher Zusammensetzung auf beiden Glimmertypen gezeigt wird.

     

Geochemical and structural evolution of micas in the Rožná and Dobrá Voda pegmatites,Czech Republic

Summary The chemistry, structural parameters, polytypism, optical properties and Rb-Sr isotopes were examined in 11 to 60 samples of biotite, muscovite and lepidolite from the pegmatites at Roná (the type locality of lepidolite; 323 ± 4Ma) and Dobrá Voda (306 ± 9Ma) in western Moravia. At both localities, early endocontact biotite is followed inwards by muscovite and lepidolite, which is concentrated in and around the core. At Roná, a 1M lepidolite follows after 2M₁ muscovite but all later generations of lepidolite are 2M₂, close to Tri₅₀ Ply₅₀ and in part associated with muscovite 2M₁. At Dobrá Voda, all lepidolite types are 1M and free of muscovite, and the late varieties approximate Tri₃₀ Ply₇₀. At both localities, a trend of increasing HF is indicated during the progress of mica crystallization, culminating in precipitation of topaz. Polytypism of lepidolite is not correlatable with any compositional or growth feature, or their combination. Throughout the mica crystallization, Rb/Cs decreases but K/Rb becomes reversed after an initial decrease. Boron is partitioned preferentially into muscovite (up to 1.10 wt.% B₂O₃) but Be, Zn, Mn and Sc are enhanced in lepidolite. A slight increase in Fe, Ba and Cl in the last generation of lepidolite might be possibly due to mixing of residual pegmatite fluids with metamorphic pore solutions.

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Geochemische und strukturelle Entwicklung der Glimmer in den Pegmatiten von Roná und Dobrá Voda, Tschechische Republik

Zusammenfassung In 11 bis 60 Proben von Biotit, Muskovit und Lepidolith aus den Pegmatiten von Roná (Typlokalität des Lepidoliths; 323 ± 9 Ma) in Westmähren wurden Chemie, Struktur-parameter, Polytypie, optische Eigenschaften und Rb-Sr-Isotopie untersucht. An beiden Lokalitäten wird früher Biotit an Endokontakten nach Innen von Muskovit und Lepidolith gefolgt, letzterer ist in und um den Kern konzentriert. In Roná folgt 1M-Lepidolith auf 2M₁-Muskovit, aber alle späteren Lepidolithgenerationen sind 2M₂, nahe Tri₅₀Ply₅₀ und zum Teil mit 2M₁-Muskovit vergesellschaftet. In Dobrá Voda sind alle Lepidolithe vom Typ 1M und frei von Muskovit, die späten Varietäten kommen Tri₅₀Ply₅₀ nahe. An beiden Lokalitäten ist während des Fortschreitens der Glimmerkristallisation eine Tendenz von steigendem HF angezeigt, die in der Ausfällung von Topas ihren Höhepunkt findet. Die Polytypie des Lepidoliths kann nicht mit irgendeiner Eigenheit der Zusammensetzung oder des Wachstums korreliert worden, auch nicht mit einer Kombination von diesen. Während der ganzen Glimmerkristallisation nimmt Rb/Cs ab, aber die Tendenz von K/Rb ändert sich nach anfänglichem Abfall. Das Bor verteilt sich bevorzugt auf den Muskovit (bis zu 1.10 Gew. -% B₂O₃), aber die Be-, Zn-, Mn- und Sc-Gehalte sind im Lepidolith erhöht. Ein leichter Ansteig von Fe, Ba und Cl in der letzten Lepidolithgeneration könnte vielleicht durch eine Mischung von pegmatitischen Restlösungen mit metamorphen Porenlösungen verursacht sein.

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With 9 Figures     

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.

     

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     

Petrogenesis and geochemical composition of biotites in rare-element granitic pegmatites in the southwestern Grenville Province,Canada

Summary Field, mineralogical, and chemical determinations of biotite from late-tectonic rare-element (U, Th, Mo, Nb, REE) Grenville pegmatites are used to characterize and evaluate their petrogenesis in part of the southwestern Grenville Province. These pegmatites occur within middle to upper amphibolite facies rocks along and adjacent to shear zones and have hybridized margins because of interaction with their host rocks. Endo- and exomorphic biotite forms by the mechanical incorporation or hydrothermal replacement of pre-existing biotite, hornblende, Ca pyroxene and/or feldspar; accompanied by chemical re-equilibration, an increase in grain size, and inherit some of the chemical characteristics of the pegmatite. In general, the Fe/(Fe + Mg) ratio ranges between 0.22 and 0.86. The most highly fractionated biotites have high Fe/(Fe + Mg), Al, Mn, Rb, Nb, and Zn and low Ba. The chemical compositions of biotite from unzoned, partially-zoned, and zoned pegmatites indicate a trend of increasing chemical fractionation based on LIL enrichment.Overlap in calculated log (3.2 to 4.7) and log (1.3 to 2.8) for biotite (@ 600°C) among the different pegmatites is extensive. Commonly, magnetite and microcline coexist with biotites having an Fe/(Fe + Mg) between 0.54 to 0.65. Volatile enrichment and vapor-phase saturation are probably responsible for the development of zonation in the pegmatites. The diffusive loss of H₂ at or near H₂O vapor saturation at high H₂O/Fe²⁺ may be responsible for the oxidized nature of some pegmatites.Rare-element enrichment due to pegmatite fractionation combined with partitioning of rare-elements from the pegmatite melt into the volatile phase and subsequent interaction with the host rocks is key to the formation of these rare-element mineral deposits.

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Petrogenese und geochemische Zusammensetzung von Biotiten in seltenen Element-führenden granitischen Pegmatiten der südwestlichen Grenville Provinz, Kanada

Zusammenfassung Die Ergebnisse von Geländearbeiten, sowie von mineralogischen und geochemischen Untersuchungen an Biotit aus spättektonischen seltenen Element-Pegmatiten (U, Th, Mo, Nb, REE) von Grenville-Alter bilden die Basis einer Diskussion ihrer Petrogenese in der südwestlichen Grenville Provinz. Diese Pegmatite kommen in Gesteinen der mittleren bis oberen Amphibolit-Fazies längs und in der Nähe von Shearzonen vor und haben hybridisierte Ränder, die auf Interaktion mit ihren Wirtsgesteinen zurückgehen. Endo- und exomorphe Biotite sind durch mechanische Einschließung oder durch hydrathermale Verdrängung von Biotiten, Hornblenden, Kalziumpyroxenen und/oder Feldspäten gebildet worden. Dies wird durch chemische Reequilibrierung, eine Zunahme der Korngröße und durch Übernahme einiger chemischer Charakteristika der Pegmatite begleitet. Im allgemeinen schwanken die Fe/(Fe + Mg) Verhältnisse von 0.22 bis 0.68, die am stärksten fraktionierten Biotite haben hohe Fe/(Fe + Mg), Al, Mn, Rb, Nb und Zn Gehalte und niedrige Ba Gehalte. Die chemische Zusammensetzung von Biotit aus nicht zonierten, teilweise zonierten und zonierten Pegmatiten zeigt einen Trend mit zunehmend chemischer Fraktionierung, die auf einer Anreicherung von LIL-Elementen basiert.Beträchtliche überschneidungen in den berechneten log (3.2 bis 4.7) und log (1.3 bis 2.8) für Biotit (600°C) von verschiedenen Pegmatiten sind zu erkennen. Im allgemeinen koexistiert Magnetit und Mikroklin mit Biotiten von Fe/ (Fe + Mg) Verhältnissen zwischen 0.54 und 0.65. Anreicherung von volatilen Phasen und eine Sättigung der Dampfphase sind wahrscheinlich für die Entwicklung der Zonierung der Pegmatite verantwortlich. Der Verlust von H₂ durch Diffusion im Bereich der H₂O Dampfsättigung bei hohen H₂O/Fe²⁺ Werten dürfte für die oxidierte Natur einiger Pegmatite verantwortlich sein.Wichtigster Faktor für die Bildung dieser Lagerstätten seltener Elemente ist die Anreicherung von seltenen Elementen durch Pegmatit-Fraktionierung, wobei diese von der Pegmatit-Schmelze in die volatile Phase gehen, und die anschließende Interaktion mit den Nebengesteinen.

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With 9 Figures     

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.     

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     

The shoshonite porphyry Cu-Au association in the Goonumbla District,N.S.W., Australia

Summary The Goonumbla porphyry copper-gold deposit in N.S.W., Australia, is hosted by late Ordovician (439.2 ± 1.2 Ma)shoshonitic igneous rocks. In terms of their petrography, the rocks vary from andesitic to dacitic lavas and tuffs which are partly intruded by monzonite stocks; they are characterized by high and variable Al₂O₃ (13.4–19.9 wt%), very high K₂O values (up to 6.8 wt%), and high K₂O/Na₂O ratios (0.58–1.48), which are typical for the shoshonite association. The rocks also have enriched LILE concentrations (Ba up to 1200 ppm, Sr up to 1350 ppm), low HFSE (TiO₂ < 0.67 wt%, Zr < 125 ppm, Nb < 10 ppm, Hf < 3.4 ppm), and very low LREE (La < 22.4 ppm, Ce < 31 ppm), which are typical for potassic volcanic rocks formed in alate oceanic-arc setting.Mineral chemistry of selected magmatic mica and apatite phenocrysts from host rocks reveals relatively high SrO and BaO contents (micas: 0.15 wt% and up to 0.28 wt%, respectively; apatites: up to 0.28 wt% and 0.19 wt%, respectively) and very high halogen concentrations. Micas are characterized by up to 3.9 wt% F and 0.14 wt% Cl, whereas apatites have up to 3.6 wt% F and 0.68 wt% Cl. These very high halogen contents compared to those from barren intrusions imply that the shoshonitic magmatism was the source of mineralization.Copper-gold mineralization consists mainly of bornite, chalcopyrite, chalcocite and minor pyrite and tetrahedrite. Native gold occurs mainly as minute grains within silicates of the host rocks, and more rarely as fine inclusions in the sulphides. Mineralization is accompanied by wallrock alteration comprising a spatially restricted potassic type and a regional propylitic alteration type.Thus, the porphyry copper-gold deposit in the Goonumbla district can be viewed as an additional example of a worldwide association between potassic/shoshonitic magmatism and base- and precious-metal mineralization. More specifically, it appears to be the oldest recorded example of a shoshontie-associated porphyry Cu-Au deposit from a late oceanic-arc setting, a possible modern analogue being Ladolam at Lihir Island, Papua New Guinea

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Die Shoshonit Porphyry Cu-Au Assoziation im Goonumbla Distrikt, N.S.W., Australien

Zusammenfassung Die Porphyry Cu-Au Vererzung im Goonumbla Distrikt in New South Wales, Australien, sitzt in oberordovizischen (ca. 439.2 ± 1.2 Ma) Shoshoniten auf. Das petrographische Spektrum dieser Gesteine reicht von andesitischen bis dazitischen Laven und Tuffen, die lokal von Monzonit-Stöcken intrudiert werden; die Gesteine besitzen hohe, aber variable Al₂O₃ Gehalte (13.4–19.9 Gew%), sehr hohe K₂O Gehalte (bis zu 6.8 Gew%) und hohe K₂O/Na₂O Verhältnisse (0.58–1.48), die typisch sind für Shoshonite. Außerdem weisen sie hohe Konzentrationen an LILE Elementen (Ba bis 1200 ppm, Sr bis 1350 ppm) auf und geringe Konzentrationen an HFSE (TiO₂ < 0.67 Gew%, Zr < 125 ppm, Nb < 10 ppm, Hf < 3.4 ppm) sowie an LREE (La < 22.4 ppm, Ce < 31 ppm), die als typisch gelten für potassische Vulkanite von ozeanischen Plattengrenzen.Die Mineralchemie von repräsentativen Glimmer- und Apatit-Phänokristallen ist charakterisiert durch hohe SrO und BaO Gehalte (Glimmer: 0.15 Gew%, bzw. bis 0.28 Gew%; Apatite: bis 0.28 Gew%, bzw. 0.19 Gew%). Sie enthalten ferner sehr hohe Halogen-Konzentrationen. Die Glimmer enthalten beispielsweise bis zu 3.9 Gew% F und 0.14 Gew% Cl, während Apatite bis zu 3.6 Gew% F und 0.68 Gew% Ci aufweisen. Dies erscheint nicht ungewöhnlich, weil Glimmer und Apatite von vererzten Mag matiten zumeist deutlich höhere Halogengehalte besitzen, als solche von unvererzten Magmatiten. Die hohen Halogen-Gehalte in Phänokristallen aus den Shoshoniten legen nahe, die Vulkanite als den Ursprung der Vererzung zu interpretieren.Die Cu-Au Vererzung besteht überwiegend aus den Sulfiden Bornit, Kupferkies, Kupferglanz und vereinzelt auftretendem Pyrit und Tetrahedrit. Gediegen Gold wird in der Regel nur als kleine Partikel innerhalb von Silikaten der shoshonitischen Wirtsgesteine und seltener als feine Einschlüsse in Sulfiden gefunden.Die Vererzung wird von hydrothermaler Alteration der Wirtsgesteine begleitet und zwei Alterationsarten lassen sich unterscheiden: eine potassische sowie eine regional zu beobachtende propylitische Alteration.Die Porphyry Cu-Au Lagerstätte im Goonumbla Gebiet ist ein Beispiel für die weltweit beobachtete Assoziation von Bunt- und Edelmetallvererzungen und potassisch/shoshonitischem Magmatismus. Der Goonumbla Distrikt stellt die älteste bisher bekannte Porphyry Cu-Au Lagerstätte aus einerspätgenetischen ozeanischen Plattengrenze dar. Einmodernes Beispiel für eine Cu-Au Lagerstätte vergleichbaren Typs ist Ladolam auf Lihir Island, Papua New Guinea.

     

Chemical and crystallographic study of cronstedtite in the matrix of the Cochabamba (CM2) carbonaceous chondrite

Summary The principal mineral component in the matrix of the Cochabamba carbonaceous chondrite is a phyllosilicate, which is identified as cronstedtite mainly on the basis of its chemical composition. Its approximate idealized formula is given by M₆ Fe _0.7 ³⁺ Al_0.5Si_2.7O₁₀ (OH)₈ with M=Fe²⁺, Fe³⁺, and Mg in somewhat variable amounts. TEM studies reveal the presence of three polytypes, and show a high degree of stacking disorder parallel to (001) with the displacement vector ±b/3 or ±2b . Crumpled amorphous masses in the matrix may contain structural building blocks of phyllosilicates. They, rather than the anhydrous minerals, seem to be the most likely progenitors of cronstedtite. Some constraints on its origin are reviewed. In addition to cronstedtite, observations on some other matrix phases are also reported.

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Chemische und kristallographische Untersuchung von Cronstedtit in der Matrix des kohligen Chondrits (CM2) Cochabamba

Zusammenfassung Der Hauptbestandteil der Matrix im kohligen Chondrit Cochabamba ist ein Schichtsilikat, das hauptsächlich aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung als Cronstedtit identifiziert wurde. Die idealisierte Formel entspricht ungefähr M₆Fe _0.7 ⁺³ Al_0.5Si_2.7O₁₀(OH)₈ mit M=Fe²⁺, Fe³⁺ und Mg in wechselnden Mengen. TEM-Untersuchungen zeigen das Vorkommen von drei Modifikationen, sowie einen hohen Grad von Versetzungsfehlern parallel zu (001), mit dem Versetzungsfaktor ±b/3 oder ±2b/3. Deformierte amorphe Aggregate in der Matrix scheinen primitive Bausteine der Schichtsilikate zu sein. Sie (und nicht die wasserfreien Mineralien) dürften das Material darstellen, aus dem Cronstedtit gebildet wurde. Die Bildungsbedingungen von Cronstedtit werden diskutiert. Außerdem wird über Beobachtungen an anderen Matrixmineralien berichtet.

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With 4 Figures     

Rb-Sr isotope systematics of muscovite from Pan-African granitic pegmatites of Western and Northeastern Africa

Summary Rb-Sr investigations have been carried out on early-formed muscovite from three pegmatite fields of the late Proterozoic to early Phanerozoic Pan-African Belt. The individual mineral ages obtained are highly discordant for each pegmatite field. Using Best Isochron Diagrams, isochron construction of selected muscovite samples yielded geologically realistic ages of pegmatite formation: around 670 Ma for the Bayuda Desert pegmatites of northern Sudan, around 550 Ma for the Wamba pegmatites of central Nigeria, and around 465 Ma for the Majayahan pegmatites of northeastern Somalia. Initial Sr ratios obtained from isochron calculations have unrealistic values and cannot be used for petrogenetic interpretations.The geologically unrealistic young model ages of some of the muscovite samples are most probably attributed to open-system behaviour and post-crystallization loss of⁸⁷Sr^* from the respective minerals. The amounts of⁸⁷Sr^* losses have been approximated from the discrepancies between isotopically measured and theoretically calculated (from decay of Rb)⁸⁷Sr^* concentrations. The loss of⁸⁷Sr^* from the micas is variable in each pegmatite field. In none of the three cases can this unsystematic, post-emplacement, open-system behaviour be directly related to a particular, temporally confined, geologic event.

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Rb-Sr Isotopen-Systematik von Muskovit aus panafrikanischen Granit-Pegmatiten West-und Nordost-Afrikas

Zusammenfassung Rb-Sr Isotopen-Untersuchungen wurden an frühgebildetem Muskovit dreier Pegmatitfelder der spätproterozoischen bis frühphanerozoischen, panafrikanischen Mobilzone durchgeführt. Die jeweilig erhaltenen Muskovit-Modellalter sind für jedes Pegmatitfeld stark diskordant. Unter Benutzung von Best Isochron Diagrams ergaben Isochronen ausgesuchter Muskovit-Proben jedoch geologisch relevante Pegmatit-Bildungsalter: um 670 Ma für die Pegmatite der Bayuda Wüste im Nord-Sudan, um 550 Ma für die Pegmatite von Wamba in Zentral-Nigeria, und um 465 Ma für die Pegmatite von Majayahan in Nordost-Somalia. Die aufgrund der Isochronen-Berechnungen erhaltenen Sr-Initialverhältnisse haben allerdings unrealistische Werte und können nicht für petrogenetische Interpretationen herangezogen werden.Die geologisch ebenfalls unrealistischen, jungen Alter einiger der Muskovit-Proben sind sehr wahrscheinlich in offenen System-Verhältnissen und Verlust von⁸⁷Sr^* nach der Kristallisation der jeweiligen Minerale bedingt. Die Menge des Verlustes an⁸⁷Sr^* wurde annäherungsweise aufgrund der Unterschiede zwischen isotopisch gemessenen und anhand des Rb-Zerfalls theoretisch errechneten Gehalten an⁸⁷Sr^* bestimmt. Der Verlust der Glimmer an⁸⁷Sr^* ist innerhalb eines jeden Pegmatitfeldes variabel. Dieses unsystematische Vorkommen von post-kristallinen, offenen System-Verhältnissen kann in keinem der drei Fälle in direkte Beziehung gesetzt werden zu einem bestimmten, zeitlich begrenzten, geologischen Ereignis.

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With 6 Figures     

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.     

The relation between c dimension and exchange components in micas

Summary A number of micas of varying compositions and polytypism have been selected from the literature for multiple linear regression analysis. The c dimension in micas is found to depend on the sizes of the interlayer cation, d_i, and tetrahedral cation, d_t, as well as on the hydroxyl content, [OH]. The regression equation obtained: c_r = 5.415 + 0.071[OH] + 2.098d_i + 2.335d_t with R² = 90.5%, shows that the three variables affect the c-axis dimension in the order d_t > d_i [OH]. Addition of 2- and 3-layer polytypes to the regression analysis reduces R² to 87.2%. Application of the regression analysis to synthetic Al-rich biotites from the literature shows that the amount of [A1^IVA1^VI]_1Y[Fe²⁺, MgSi]_–1y in solid solution is limited and always less than [A1^VIO]_1z[Fe²⁺, MgOH]_–1z (i.e. 0.35 > y z). The maximum value of the vector y in solution is slightly higher than that reported for natural Al-rich biotites.

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Die Beziehung zwischen der Gitterkonstante c und den Austauschkomponenten in Glimmern

Zusammenfassung Eine Anzahl von Glimmern unterschiedlicher Zusammensetzung und Polytypie wurde aus der Literatur für eine multiple lineare Regressionsanalyse ausgewählt. Es stellte sich heraus, dass in Glimmern die Gitterkonstante c von den Grössen des Zwischenschicht-Kations d_i und des tetraedrischen Kations d_t abhängt, ferner vorn Hydroxylgehalt, [OH]. Die erhaltene Regressionsgleichung c_r = 5,415 + 0,071 [OH] + 2,098d_i + 2,335d_t mit R² = 90,5% zeigt, dass die drei Variablen die Grösse der c-Achse in der Reihenfolge d_t > d_i [OH] beeinflussen. Der Einschluss von 2- und 3-Schicht Polytypen in die Regressionsanalysen verkleinert R² auf 87,2%. Die Anwendung der Regressionsanalysen auf synthetische Al-reiche Biotite aus der Literatur zeigt, der Betrag von [A1^IVA1^VI]_1y[Fe²⁺, MgSi]_–1y beschränkt und immer kleiner als [A1^VIO]_1z[Fe²⁺, MgOH]_–1z (mit 0,35 < y z) ist. Der Maximalwert des Vektors y in Lösung ist etwas grösser als jener, der für natürliche Al-reiche Biotite angegeben wurde.

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With 1 Figure     

Phlogopite in calc-alkaline lamprophyres of Northern England

Summary Phlogopite mica is the major unaltered phase in minette and kersantite dikes in the Cross Fell and Taythes inliers in northwestern England. The compositional zonation trend in the micas from Mg-rich, Cr-bearing cores to Fe, Ti, Ba-rich, low Cr margins, or rims, is similar to that reported for micas from minettes and kersantites worldwide. Complex mantling and zoning trends suggest that the phenocrystal mica assemblage is a hybrid one formed by the mixing of magmas of broadly similar composition which have undergone different amounts of fractional crystallization. The magmas are considered to have beeen produced in a continuously replenished fractionating magma chamber. The lamprophyres have a common source and were probably derived by the extensive fractionation of a basic mantle-derived magma.

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Phlogopit in kalk-alkalischen lamprophyren von Nord-England

Zusammenfassung Phlogopit ist die wichtigste, unveränderte Phase in Minetten und kersantitischen Gängen in den Cross Fell and Taythes Gebieten von Nordwest-England. Die Zonierung der Zusammensetzung in den Glimmern von Mg-reichen, Cr-führenden Kernen zu Fe, Ti, Ba-reichen Rändern mit niedrigen Cr-Gehalten ist ähnlich der, die von Glimmern in Minetten und Kersantiten weltweit ermittelt wurde. Komplexe Ummantelung und Zonierung weisen darauf hin, daß die Glimmer-Vergesellschaftung, die weithin idiomorph ist, durch die Mischung von Magmen weithin ähnlicher Zusammensetzung entstanden ist, welche in verschiedenem Ausmaß von Kristallisationsfraktionierung betroffen waren. Die Magmen dürften in einer kontinuierlich aufgefüllten, fraktionierten Magmenkammer entstanden sein. Die Lamprophyre haben einen gemeinsamen Ursprung und gehen wahrscheinlich auf die extensive Fraktionierung eines basischen Magmas von Mantel-Herkunft zurück.

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With 5 Figures     

Ein Rechenprogramm zur Umrechnung von Glimmeranalysen in Strukturformeln

Zusammenfassung Die theoretische Grundlage der für die Vergleichbarkeit von Glimmeranalysen untereinander wichtigen Umrechnung in Strukturformeln ist nicht eindeutig, da die Menge des im Mineral vorhandenen Sauerstoffs analytisch nicht unabhängig erfaßt werden kann. Von zwei hypothetischen Annahmen, O+OH+F = 12 und Summe der Kationenvalenzen = 22, wird die letztere für die Programmierung einer elektronischen Rechenmaschine ausgewählt. Strukturformeln von Glimmern haben mehr normativen Charakter, d.h., sie müssen nicht in allen Fällen die wirkliche Verteilung der einzelnen Atome auf die Positionen der Struktur wiedergeben.

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The theoretical basis of the calculation of mica analyses to structural formulas is not unequivocal because the amount of oxygen present in the mineral cannot be determined independently by present analytical methods. From two hypothetical assumptions, i.e. O+OH+F = 12 and sum of cationic valencies = 22, the latter one is selected for programming of a digital computer. The structural formulas of micas thus obtained from the chemical analyses have a normative character, i.e. they do not strictly represent in every case the actual distribution of the individual atoms in the various positions within the structure.

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Die vorliegende Arbeit wurde durch wertvolle Diskussionsbeiträge von Herrn Prof. Dr. W. Schreyer, Bochum, und Herrn Doz. Dr. G. Müller, Kiel, unterstützt. Beiden möchte ich an dieser Stelle meinen herzlichen Dank sagen.     

Pb-Nd-Sr isotopic and geochemical constraints on the origin of the 1.54–1.56 Ga Salmi rapakivi granite—Anorthosite batholith (Karelia,Russia)

Summary The Salmi batholith is situated on the eastern edge of the EW-trending anorthositerapakivi granite belt of the Fennoscandian shield, at the contact between Proterozoic and Archean crustal domains. The tectonic setting and high K, Rb, Nb, Y, Zr, REE (except Eu), F, Sn, Be, and Li contents of.the Salmi batholith indicate that it represents typical subalkaline A-type and within plate granites. Gabbro-anorthosites of the batholith demonstrate a concordant U-Pb apatite age of 1563 ± 9 (2) Ma and a Sm-Nd internal isochron age of 1552 ± 69 Ma. Zircons from amphibole-biotite granites have an upper concordia intercept U-Pb age of 1543 ± 8 Ma. An older inherited zircon component with elevated Th/U ratio is found in zircons separated from K-feldspar ovoids. Rb-Sr internal errorchron for the granites yields an age of 1455 ± 17 Ma, probably the time of completion of postmagmatic processes within the batholith. The gabbro-anorthosites and granites show similar initial Nd, Sr, and feldspar Pb isotope compositions ( _Nd = - 6.5 to - 8.2; ₂ = 8.6 to 8.9; ₂ = 3.9 to 4.0; I_Sr = 0.7052 to 0.7057 for the basic rocks, and _Nd = -6.2 to -8.9; ₂ = 8.1 to 9.2; ₂ = 4.0 to 4.4; I_Sr = 0.7050 to 0.7072 for the granites). Two-stage neodymium T_DM model ages for both assemblages range from 2.60 to 2.80 Ga. Old LREE-enriched sources with low time-integrated U/Pb and Rb/Sr and elevated Th/U ratios were involved in the formation of both the gabbroanorthosites and the granites. Bulk contamination with crustal materials cannot explain the data for the basic rocks. Selective incorporation of Pb, Sr, and Nd from Archean lower crust is needed, or else, the gabbro-anorthosites may have been derived from an isotopically anomalous subcontinental mantle source. The ascent of a mantle diapir resulted in anatexis of the lower crust and formation of the parent magma for the rapakivi granites.

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Pb-Nd-Sr Isotope, und geochemische Daten: Bedeutung für die Entstehung des 1,54–1,56 Salmi Rapakivi Granit-ANorthosit-Batholithen (Karelia, Rußland)

Zusammenfassung Der Salmi-Batholith ist am östlichen Rand des Ost-West streichenden Anorthosit Rapakivi-Granitgürtels des fennoskandischen Schildes am Kontakt zwischen proterozoischen und archaischen Krustenbereichen gelegen. Die tektonische Position und hohe K, Rb, Nb, Y, Zr, REE (mit Ausnahme von Eu), F, Sn, Be und Li-Gehalte des Salmi-Batholithen weisen darauf hin, daß es sich hier um einen typischen subalkalischen A-Typ und within plate Granit handelt. Gabbro-Anorthosite des Batholithen zeigen ein konkordantes U-Pb Apatit alter von 1563 ± 9 (2) Ma und ein internes Sm-Nd Isochronenalter von 1552 ± 69 Ma. Zirkone aus den Amphibolit-Biotitgraniten haben ein oberes Concordia U-Pb Alter von 1543 ± Ma. Ein ältere, ererbte Zirkonkom ponente mit erhöhtem Th/U Verhältnis kommt in Zirkonen, die von K-Feldspat Ovoi den abgetrennt wurden, vor. Eine interne Rb-Sr Errorchrone für die Granite ergibtein Alter von 1455 ± 7 Ma. Dies repräsentiert wahrscheinlich die Zeit des Abschlusses postmagmatischer Prozesse innerhalb des Batholithen. Die Gabbro-Anorthosite und Granite zeigen ähnliche Nd, Sr und Feldspat Pb Isotopenzusammensetzungen ( _Nd = –6.5 to 8.2; ₂ = 8.6 to 8.9; K₂ = 3.9 to 4.0; I_Sr = 0.7052 to 0.7057 für die mafischen Gesteine, und _Nd = –6.2 to -8.9; ₂ = 8.1 to 9.2; K₂ = 4.0 to 4.4; I_Sr = 0.7050 to 0.7072 für die Granite). Zweistufige Neodymium T_DM Modellalter für beide Assoziationen liegen zwischen 2.60 und 2.80 Ga. Alte LREE-angereicherte Quellen mit niedrigen, zeitintegrierten U/Pb und Rb/Sr und erhöhten Th/U Verhältnissen waren bei der Bildung der Gabbro-Anorthosite und Granite involviert. Kontamination mit Krus tenmaterial kann die Daten für die basischen Gesteine nicht erklären. Entwederist dazu eine selektive Inkorporation von Pb, Sr und Nd aus der tieferen archaischen Kruste erforderlich oder man muß annehmen, daß die Gabbro-Anorthosite von einer isotopisch anomalen subkontinentalen Mantelquelle stammen. Der Aufstieg eines Mantel-Diapirs führt zu Anatexis der tieferen Kruste und zur Bildung der Ausgangsmagmen für die Rapakivi Granite.

     

Beitrag zur Petrographie desmittleren Muschelkalkes Süddeutschlands

Zusammenfassung Der primare klastische Anteil des mittleren Muschelkalks besitzt ein Maximum in den Korngrößen von 6–20, Ø , das über weite Strecken konstant bleibt. Der Mineralgehalt besteht aus Quarz, Feldspat, Glimmer und vielleieht Kaolinit.Bei der Diagenese warden Quarz und Feldspat teils korrodiert, teils wurden Quarz und Albit neu gebildet. In Randgebieten entstand Glaukonit vermutlich aus Glimmern.Durch Grundwassereinwirkung bildete rich ein zweites Maximum zwischen 0–2 Ø aus. Dabei ist in diesen Korngrößen eine Zunahme an Illit und Kaolinit und das Neuauftreten von Montmorillonit zu verzeichnen.Bei der Verwitterung verschwand das Maximum zwischen 6–20 Ø zugunsten eines Maximums zwischen 0–2 Ø . Damit verschwand auch der primäre Mineralgehalt fast völlig. Die Fraktionen unter 2 Ø setzen sich aus einem illitähnlichen Mineral zusammen.Durch Grundwassertätigkeit und Oberflächenverwitterung wurde also nicht nur der lösliche Anteil des mm ausgelaugt, sondern es sind auch deutliche Veränderungen des klastischen Anteils wahrzunehmen.Herrn Professor Dr.Carl W. Correns zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Ongonite from Ongon Khairkhan,Mongolia

Summary Albite-topaz kerotophyres, termed ongonites, were discovered byV. I. Kovalenko and coworkers at Ongon Khairkhan in Mongolia in 1970. The type area was revisited, described, resampled, the new data is compared with the earlier data and that from similar rocks elsewhere (Beauvoir and Cinovec granites; Macusani glass).Ongonites are fluorine-rich peraluminous sodic two feldspar granitoids with orthoclase and albite phenocrysts, high modal and normative albite content and the presence of topaz as common accessory mineral. They contain variable amounts of lithium micas or muscovite. Chemically, ongonite is similar to highly fractionated S-type or ilmenite series granitoids. In the type area, F-rich water-poor ongonite melts have intruded to a high crustal level.Ongonite displays a long history of subsolidus reactions and hydrothermal alteration. The hydrothermal alteration may be linked to a spatially associated quartz-wolframite stockwork not genetically related to ongonite. Ongonite has a low W content and an elevated Sn content despite a lack of association with Sn deposits.

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Ongonite von Ongon Khairkhan, Mongolei

Zusammenfassung Albit-Topas-Keratophyre, auch als Ongonite bezeichnet, wurden 1970 von V. E. Kowalenko und Mitarbeitern bei Ongon Khairkhan in der Mongolei entdeckt. Die TypLokalität wurde beschrieben und beprobt und die neuen Daten werden mit den früher erhaltenen, und denen von ähnlichen Gesteinen in anderen Bereichen (die Granite von Beauvoir und Cinovec, das Glas von Macusani) verglichen.Ongonite sind Fluor- und Aluminiumreiche (Peraluminous), zwei-Feldspat-Natriumgranitoide mit idiomorphen Orthoklasen und Albit, hohem modalem und normativem Albitgehalt, und Topas als verbreitetem Nebenmineral. Sie führen wechselnde Gehalte von Lithiumglimmern oder Muskovit. Chemisch sind Ongonite stark fraktionierten S-Typ Granitoiden vergleichbar oder auch Granitoiden der Ilmenit-Serie. Im Gebiet der Typlokalität sind fluorreiche wasserarme Ongonit-Schmelzen in ein hohes Krustenniveau intrudiert worden.Ongonite zeigen eine lange Geschichte von Subsolidusreaktionen und hydrothermaler Umwandlung. Die hydrothermale Umwandlung kann mit einem räumlich assoziiertem Quarz-Wolframit Stockwerk in Beziehung gesetzt werden, das genetisch nicht mit den Ongoniten zusammenhängt. Ongonit hat einen niedrigen Wolframgehalt und einen erhöhten Zinngehalt, obwohl keine Assoziation mit Zinnlagerstätten zu beobachten ist.