Magma mixing,the petrogenetic link between anorthositic suites and rapakivi granites, Åland,SW Finland

Summary The Åland, rapakivi batholith consists of several granites that differ texturally and mineralogically from quartz-porphyritic varieties to rapakivi varieties with K-feldspar ovoids (wiborgites and pyterlites) and aplitic granites. Closely associated with the batholith there is a mafc magmatic series of dolerite dykes, norites, anorthosites and monzodiorites.The earliest major intrusive phase of the Åland, rapakivi batholith consists of quartzporphyritic hornblende rapakivi. This rock contains small amoeboidal mafc enclaves, labradorite megacrysts, quartz ocelli, amphibole-mantled xenoliths and irregular clots of granophyric granite. These disequilibrium features are products of mixing between basaltic and granitic magmas. Geochemical modelling indicates that the quartzporphyritic hornblende rapakivi is a mixture of 15% hi-Fe monzodiorite (mafic endmember) and 85% quartz-feldspar porphyry (felsic end-member). The monzodiorite is derived from a norite-anorthosite-monzodiorite series. The quartz-feldspar porphyry is produced by partial melting of the country rock caused by intrusions of hot basic magma.Structural, textural and geochemical features suggest that magma mixing was an important petrogenetic process in the formation of the earliest rapakivi granite intrusions in the Åland, rapakivi batholith. Petrographic evidence of magma mixing can also be found in the major intrusion of the batholith, the wiborgite rapakivi granites. Chemically the mixing is difficult to specify in these rocks because of a high proportion of felsic component. Zircon and apatite fractionation trends, however, indicate that the wiborgite rapakivis also contain components from a mixed source.

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Magmamixing, die petrogenetische Verbindung zwischen Anorthositen und RapakiviGraniten, Åland, SW Finnland

Zusammenfassung Der Rapakivi Batholit von Åland besteht aus verschiedenen Graniten, die in ihrer Textur und Zusammensetzung das Feld von quarzporphyritischen über Rapakivigranite mit K-Feldspat-Ovoiden (Wiborgite und Pyterlite) und aplitischen Graniten abdecken. Eine mafische magmatische Serie von Dolerit-Gängen, Noriten, Anorthositen und Monzodioriten ist mit diesen Batholiten eng verbunden.Die erste größere Intrusivphase des Åland, Rapakivi Batholiten besteht aus quarzporphyritischem Hornblende Rapakivi. Dieses Gestein enhält kleine Amöboide, mafische Enklaven, Labradorit Megakristalle, Quarzocelli, Xenolithe mit Amphibolrändern und unregelmäßige Aggregate von granophyrischem Granit. Diese Produkte von Ungleichgewichts-Bedingungen gehen auf die Mischung zwischen basaltischen und granitischen Magmen zurück. Geochemische Modelle zeigen, daß der quarzporphyritische Hornblende-Rapakivi eine Mischung von 15%. eisenreichen Monzodiorit (mafisches Endglied) und 85% Quarz-Feldspatporphyr (felsisches Endglied) ist. Der Monzodiorit stammt von einer Norit-Anorthosit-Monzodiorit Serie. Der QuarzFeldspat-Porphyr entstand durch teilweise Aufschmelzung des Nebengesteines, die durch Intrusionen heißen basischen Magmas verursacht wurden.Strukturelle, texturelle und geochemische Daten zeigen, daß Magmamischung ein wichtiger petrogenetischer Prozeß der Bildung der frühesten Rapakivi-Granit-Intrusionen im Åland, Batholith waren. Petrographische Hinweise auf Magmamischung können auch in der größten Intrusion des Batholiths, dem Wiborg Rapakivi Granit, gefunden werden. Wegen des hohen Anteils felsischer Komponenten ist es schwierig, das Magmamixing in diesen Gesteinen chemisch zu quantifizieren. Zirkon- und Apatitfraktionierungs-Trends weisen jedoch darauf hin, daß auch die WiborgitRapakivis Komponenten aus einer gemischten Quelle enthalten.

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With 5 figures     

One hundred years of rapakivi granite

Summary Rapakivi granites, recently redefined as A-type granites showing rapakivi texture at least in the larger batholiths, occur on all continents and presumably represent the most voluminous continental silicic intraplate magmatism on Earth. Most of the rapakivi granites are Proterozoic (mainly 1.0 to 1.7 Ga) but also Archean (2.8 Ga) and Phanerozoic (0.05 to 0.4 Ga) are known. The magmatic association is bimodal comprising anorthosite to gabbro, diabase, minor Fe-enriched intermediate rocks, and monzonite, beside granite; mingling of silicic and mafic magmas is typical. Geochemically and otherwise, rapakivi granites show the characteristics of the Phanerozoic A-type granites, except that they encompass relatively few peralkaline rocks and that they may occur as very large (up to 40,000 km²) batholiths. Some of the rapakivi granite complexes host important Sn-polymetallic and Fe-Cu deposits.The rapakivi granites crystallized from relatively hot, restite-poor magmas at low (epizonal-subvolcanic) pressure, , and . Mineral assemblages are indicative of a multiphase crystallization history; the conspicuous mantling of the perthite ovoids with plagioclase can be explained by changes in magma composition and/or, P, T, and affecting the stabilities of feldspars. The isotopic composition of rapakivi granites is generally compatible with a lower crustal protolith. The latter could have been either a melt-depleted residue or otherwise relatively anhydrous igneous or metaigneous rock. Melting of the protolith commenced under vapor-absent conditions and was induced by heat from the contemporaneous mantle-derived mafic magmas. The widespread rapakivi granite magmatism in the Middle Proterozoic may have been related to the establishment of a major continental mass (supercontinent).

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Einhundert jahre rapakivi-granit

Zusammenfassung Rapakivi-Granite sind A-Typ Granite mit Rapakivi Texturen, die zumindest in den größeren Batholiten zu erkennen sind. Sie kommen auf alien Kontinenten vor and stellen wahrscheinlich das umfangreichste Beispiel kontinentalen sauren Intraplate-Magmatismus dar. Die meisten Rapakivi-Granite sind proterozoisch (1.0 bis 1.7 Ga), jedoch sind auch archaische (2.8 Ga) and phanerozoische (0.05 bis 0.4 Ga) Beispiele bekannt. Die magmatische Assoziation ist bimodal and umfaßt Anorthosit bis Gabbro, Diabas, in kleinerem Umfang Fe-angereicherte intermediäre Gesteine and Monzonit, zusätzlich zu Granit. Das gemeinsame Auftreten von Silizium-reichen and mafischen Magmen ist typisch. Die geochemischen Charakteristika der Rapakivi-Granite entsprechen phanerozoischen A-Typ Graniten mit der Ausnahme, daß sie relativ wenige peralkaline Gesteine umfassen and dab sie als sehr große (bis zu 40.000 km²) Batholithe vorkommen können. Einige Rapakivi-Granite führen wichtige Zinn-polymetallische and Fe-Cu Lagerstätten.Die Rapakivi Granite kristallisierten aus einem relativ heißen, Restit-armen Magma bei niedrigem (epizonalem bis subvulkanischem) Druck, and . Mineralassoziationen weisen auf eine vielphasige Kristallisationsgeschichte hin; die auffallenden Umwachsungen von Perthit-Ovoiden mit Plagioklas konnen durch Änderungen in der Magmenzusammensetzung and/oder von P, T and erklärt wurden, die die Stabilitäten der Feldspate beeinflussen. Die Isotopen-Zusammensetzung der Rapakivi Granite entspricht im allgemeinen einem tieferen Krusten-Protolith. Der letztere kann entweder ein an Schmelze verarmtes Residuum oder auch ein relativ wasserarmes, magmatisches oder metamagmatisches Gestein gewesen sein. Schmelzen des Protoliths begann in Abwesenheit von volatilen Phasen and wurde durch Wärmezufuhr von gleichaltrigen mafischen Magmen, die aus dem Mantel stammen, herbeigeführt. Der weit verbreitete Rapakivi Granit-Magmatismus im mittleren Proterozoikum dürfte mit der Bildung eines Superkontinentes in Beziehung zu setzen sein.

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With 11 figures     

Biotite from rapakivi

Summary This paper deals with the chemical composition of biotites from rapakivi granites. For this purpose, 61 chemical analyses of biotites from composite anorthosite-rapakivi plutons in the Fennoscandian and Ukranian shields were used. Figurative points of the biotite composition were plotted on diagrams designed for biotites byFoster (1960),Winchell (1949) andVelikoslavinsky (1972). Consideration of the diagrams shows that a) the biotites from rapakivi granites have exotic composition not characteristic of other biotites from other igneous rocks, b) that they belong to the annite-siderophyllite series and c) that they crystallized at low pressures and high temperatures. Model crystallization temperatures range from 760° (early intrusive phases) down to less than 435° (late intrusive phase).

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Biotit von Rapakivi

Zusammenfassung Diese Arbeit hat die chemische Zusammensetzung von Biotit aus Rapakivi Graniten zum Thema. 61 Biotitanalysen von Anorthosit-Rapakivi Plutonen aus dem fennoskandischen und ukrainischen Schild werden präsentiert. Die Zusammensetzung der Biotite wird unter Verwendung von Diagrammen, die vonFoster (1960),Winchell (1949) undVelikoslavinsky (1972) entwickelt wurden, diskutiert. Diese Diagramme zeigen, daß a) Biotite aus Rapakivi eine, im Vergleich zu Biotiten aus anderen magmatischen Gesteinen, untypische Zusammensetzung haben, b) diese Biotite der AnnitSiderophyllit Serie zuzurechnen sind und c) diese Biotite bei niedrigem Druck und hoher Temperatur kristallisierten. Die Kristallisationstemperaturen reichen von 760° in den granitischen Frühphasen bis unter 435°C in den intrusiven Spätphasen.

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With 3 figures     

The Cima di Vila (Zinsnock) intrusion,eastern alps: Evidence for crustal melting,acid-mafic magma mingling and wall-rock fluid effects

Summary The Alpine (29 Ma) stock of Cima di Vila (CdV, Zinsnock), South Tyrol/Alto Adige, Eastern Alps consists of dominant granodiorites with a few tonalites. Late granitic and aplitic dykes cut the pluton, which also contains several microgranular mafic enclaves. Major, trace element and Sr isotopic data reported for samples of various lithologies indicate that mafic, intermediate and acidic magmas in the CdV intrusion are not all strictly comagmatic. Crustal melting of lower continental crust appears to explain better the mineralogical and geochemical characteristics of granodiorites. Mingling between salic and mantle-derived mafic magmas is responsible for the genesis of tonalites, whereas granites and aplites are the products of separation of residual liquid fromin situ crystallized granodioritic magma. Studies of mafic enclaves and adjoining host rocks indicate that mafic and acidic magmas interacted extensively during the emplacement and crystallization of the granodioritic mass. This interaction produced selective enrichments of some elements (Rb, K, Ba) in the mafic magmas at the expense of the nearby acid magmas. Partial crystallization of the mafic magma and equilibration between the residual liquid and the host granodioritic magma produced a depletion of LREE contents in the enclaves. Sr isotopic data indicate that equilibrium between acidic magma and enclaves was not reached, in spite of the large chemical exchanges between mafic blobs and host granodiorites. Late stage fluids from the wall-rocks had an important role in determining Sr isotopic composition of the latest crystallized granitic and aplitic melts.

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Die Cima di Vila (Zinsnock) Intrusion, Ostalpen: Krustenaufschmelzung, sauermafische Magmenmischung und Nebengesteins-Fluideffekte

Zusammenfassung Der appidische (29 Ma) Cima di Vila (Zinsnock) Pluton (CdV) in südtirol besteht hauptsächlich aus Granodioriten and wenigen Tonaliten. Späte granitische und aplitische Gänge durchsetzen den Pluton, der auch einige mikrogranulare malische Enklaven enthält. Haupt-, Spuren- and Sr-Isotopenanalytik belegen, daß die mafischen, intermediären and sauren Magmen in der CdV Intrusion nicht alle streng comagmatisch sind. Aufschmelzung der unteren kontinentalen Kruste erklärt die mineralogischen und geochemischen Charakteristika weitaus besser. Die Tonalite werden als Mischung saurer und mafischer (Mantel-) Magmen erklärt, während die Granite und Aplite Produkte einer Separation von Restschmelzen von einemin situ kristallisierten granodioritischen Magma repräsentieren.Eine Studie der mafischen Enklaven und der Nebengesteine zeigt außerdem eine intensive Interaktion der mafischen und der sauren Magmen während der Platznahme und Kristallisation des Granodioritkörpers. Diese Interaktion hatte eine selektive Anreicherung einiger Elemente (Rb, K, Ba) in den mafischen Magmen zur Folge.Teilkristallisation des mafischen Magmas und die Interaktion der Restschmelzen mit dem granodioritischen Wirtsmagma resultierten in einer LREE-Abreicherung in den Enklaven. Sr-Isotope zeigen, daß, trotz der weitldufigen Austauschprozesse zwischen dem sauren Magma and den Enklaven, kein Gleichgewicht errreicht wurde. Späte Fluide aus den Nebengesteinen spielten eine wichtige Rolle für die Sr- Isotopenzusammensetzungen in den spät kristallisierten granitischen und aplitischen Schmelzen.

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With 7 Figures     

Petrogenesis of potassic alkaline volcanics associated with rapakivi granites in the Proterozoic rift of Beijing,China

Summay A suite of potassic alkaline volcanites is spatially and temporally associated with rapakivi granites which are related to Proterozoic (1.85 to 1.40 Ga) rifting in the Beijing area. The volcanites are spread along an EW-trending 150 km long sea basin rift and the rapakivi granites were emplaced along a major EW-fault in nn adjacent uplifted region. The alkaline magmatism is comparable to the middle Proterozoic anorogenic magmatism in North America and Fennoscandia and is related to incipient breakup of the craton they intrude. The volcanic rocks and the rapakivi granites show within plate affinities. They also have similar overall REE distribution patterns that are enriched in LREE. The rapakivi granites show larger negative Eu anomalies than the volcanites. The data suggest that the rapakivi granites were crystallised from a more evolved magma than the volcanic rocks.

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Petrogenese von K-reichen, alkalischen Vulkaniten in Assoziation mit Rapakivi-Graniten im proterozoischen Peking-Rift, China

Zusammenfassung Eine Serie von K-reichen, alkalischen Vulkaniten ist räumlich und zeitlich mit Rapakivi-Graniten, die mit dem proterozoischen (1.85 bis 1.40 Mia) Rifting in der Peking Region im Zusammenhang stehen, assoziiert. Die Vulkanite treten entlang eines E-W-streichenden, 150 km langen Riftbeckens auf, die Rapakivi-Granite kommen entlang einer EW Hauptstörung in einer angrenzenden Hebungszone vor. Der Alkali-Magmatismus ist mit dem mittelproterozoischen, anorogenen Magmatismus in Nordamerika und Fennoskandien vergleichbar und mit einem beginnenden Aufbrechen des Kratons ver bunden. Sowohl die Vulkanite, wie auch die Rapakivi-Granite zeigen Intraplatten-Affinität. Sie zeigen generell ähnliche SEE Verteilungsmuster, die an LSEE angereichert sind. Die Rapakivi-Granite zeigen weiters eine stärkere, negative Eu-Anomalie als die Vulkanite. Diese Daten weisen darauf hin, daß die Rapakivi-Granite aus einem höher entwickelten Magma als die Vulkanite entstanden sind.

     

Proterozoic anorogenic magmatism in the Central Amazonian Province,amazonian araton: Geochronological,petrological and geochemical aspects

Summary In the Central Amazonian Province, the anorogenic granites are older in the eastern block (1.88 Ga, U-Pb; 1.8 - 1.6 Ga Rb-Sr and K-Ar) and in the central block (1.75 -1.7 Ga, Rb-Sr) than in the western one (1.55 Ga, U-Pb). The country rocks are of Archaean age in the eastern block, and in the western block they are of Lower Proterozoic age (Trans-Amazonian Event). There is a minimum difference of 200 Ma between the last metamorphic event and the formation of the anorogenic granites. Metaluminous to peraluminous subsolvus granites are largely dominant but hypersolvus granites, sometimes peralkaline, as well as syenites and quartz-syenites also occur. Wiborgites and pyterlites are found only in the western block but rapakivi-like textures are described in the province as a whole. Mineralizations include large deposits of Sn, as well as small occurrences of F, Zr, REE, Y, and W. The granites are generally rich in Si, K, Fe, Zr, Ga, Nb, Y, and REE and show very high K/Na, Fe/(Fe + Mg) and Ga/Al₂O₃ ratios. They are geochemically similar to A-type and within-plate granites and more particularly to the Proterozoic rapakivi granites of the Fennoscandian shield and the metaluminous granites of the North American anorogenic province. Petrographic, geochemical and Sr isotopic data indicate crustal sources for the granite magmas. Differences in the sources should explain the contrast observed in some of the granites. The model of crustal anatexis induced by underplating or intrusion of mantle-derived basic magmas is preferred to explain the generation of the crustal granitic magmas.

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Proterozoischer, anorogener Magmatismus in der zentralen Amazonas-Provinz, Amazonas Kraton: Geochronologie, petrologische und geochemische Aspekte

Zusammenfassung In der zentralen Amazonas-Provinz sind die anorogenen Granite im östlichen (1.88 Mia, U-Pb; 1.8-1.6 Mia, Rb-Sr und K-Ar) und im zentralen Block (1.75-1.7 Mia,Rb-Sr) älter als im westlichen Block (1.55 Mia, U-Pb). Die Nebengesteine sind im östlichen Block archaiischen Alters, während sie im westlichen Block im unteren Proterozoikum (Transamazonas Event) gebildet worden sind. Dies ergibt eine minimale Altersdifferenz von 200 Mio zwischen dem letzten metamorphen Ereignis und der Intrusion der anorogenen Granite. Es dominieren metaluminöse bis peraluminöse Subsolvus-Granite, jedoch treten auch Hypersolvus-Granite, stellenweise Peralkaline, wie auch Syenite und Quarz-Syenite auf. Wiborgite und Pyterlite kommen lediglich im westlichen Block vor, Rapakivi-ähnliche Texturen werden jedoch aus der gesamten Provinz beschrieben. An Mineralisationen treten große Sn-Lagerstätten und kleinere Vorkommen von F, Zr, SEE, Y und W auf. Die Granite sind generell reich an Si, K, Fe, Ga, Nb, Y und SEE und zeigen sehr hohe K/Na, Fe/(Fe + Mg) und Ga/Al₂O₃ Verhältnisse. Sie zeigen geochemische Ähnlichkeiten mit A-Typ und Intraplatten-Graniten, besonders jedoch mit den proterozoischen Rapakivi Graniten des fennoskandischen Schildes und mit den metaluminösen Graniten der nordamerikanischen anorogenen Provinz. Petrographische, geochemische und Sr-Isotopendaten deuten krustale Ausgangsgesteine der granitischen Magmen an. Unterschiede im Ausgangsmaterial sollen die verschiedenen Granittypen erklären. Als Modell für die Entstehung krustaler granitischer Magmen wird krustale Anatexis, hervorgerufen durch underplating oder Intrusion von aus dem Mantel stammenden, basischen Magmen angenommen.

     

The role of fluorine in the evolution of ultrapotassic magmas

Summary The distribution of F and, to a lesser extent, Cl between phlogopite, amphibole, apatite, and glass in kamafugites from the West Eifel, Germany, and South-West Uganda, and from lamprophyres (minettes) from Hopi-Navajo, Arizona has been determined. In addition, these elements have been analyzed in the same phases from mantle-derived xenoliths from the kamafugitic rocks. All halogen determinations were made using a JEOL 8600 electron microprobe. The F contents and trends in the minerals and glass in the kamafugites and lamprophyres are very similar to those reported for lamproites (Edgar and Charbonneau, 1991). The results indicate that F in the minerals of ultrapotassic magmas is much greater then that found in the xenoliths that are believed to represent likely source regions for such magmas. Chlorine is present in much lower amounts and in the same phases. The discrepancy between F in the xenoliths and in the lavas, and the preference for F to be incorporated in solid phases suggest that F is insufficient to account for the F found in ultrapotassic magmas or to provide for the reduced fluid conditions proposed by Foley (1988) for the genesis of such magmas. Based on these results, the genesis of ultrapotassic magmas may occur if they are partial melts of a mantle source that has been further enriched in F by repeated partial melting of mantle-derived xenoliths such as those of southwest Uganda. Alternatively the slightly higher Cl in the minerals of the xenoliths relative to the magmas suggests that Cl has been lost during degassing of the ascending magma. This may enrich the magmas in F by a dilution effect that may take place prior to the formation of phenocrystal F-rich phlogopites that are often present in ultrapotassic magmas.

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Die Rolle von fluor in der evolution ultrapotassischer magmen

Zusammenfassung Die Verteilung von Fluor and untergeordnet von Chlor zwischen Phlogopit, Amphibol, Apatit and Glas wurde an Kamafugiten aus der westlichen Eifel, Deutschland and aus Südwest-Uganda sowie an Lamprophyren (Minetten) aus Hopi-Navajo, Arizona bestimmt. Außerdem wurde der Gehalt an diesen Elementen in den gleichen Mineralphasen von Mantel-Xenolithen aus kamafugitischen Gesteinen analysiert. Die Halogenbestimmungen wurden an einer JEOL 8600 Mikrosonde durchgeführt. Die Gehalte und Verteilungstrends von Fluor in den Mineralphasen und im Glas der Kamafugite und Lamprophyre sind vergleichbar mit jenen aus Lamproiten (Edgar und Charbonneau, 1991). Die Resultate deuten an, daß der Fluorgehalt in Mineralen ultrapotassischer Magmen viel höher ist als in Xenolithen, die als Repräsentanten der Herkunftsregion derartiger Magmen gelten. Chlor tritt in den selben Mineralphasen in viel geringeren Mengen auf. Das unterschiedliche Auftreten von Fluor in den Xenolithen und in den Laven sowie der bevorzugte Einbau von Fluor in feste Mineralphasen lassen vermuten, daß dieser Gehalt an Fluor nicht ausreicht, um den hohen Fluorgehalt in ultrapotassischen Magmen und die reduzierenden Fluida-Bedingungen, wie sie von Foley (1988) für die Genese von solchen Magmen angenommen worden sind, zu erklären. Auf der Basis dieser Ergebnisse können ultrapotassische Magmen nur dann entstehen, wenn das Mantelmaterial als Herkunft für die partielle Schmelze zum Beispiel durch wiederholtes Teilaufschmelzen von Mantelxenolithen wie jenen aus Südwest-Uganda an Fluor angereichert worden ist. Als Alternative wird angenommen, daß die leicht höheren Chlorgehalte in den Mineralen der Xenolithe verglichen mit dem der Magmen durch Chlorverlust während Entgasung beim Aufstieg des Magmas zustande gekommen sind. Dadurch kam es zu einem Verdünnungseffekt, der zu einer Anreicherung von Fluor führt, vor der Bildung von F-reichem Phlogopit als Phenokristall, Kristalle, die häufig in ultrapotassischen Magmen auftreten.

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With 9 Figures     

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     

Mafic inclusions in the silica-rich rocks of the Tolfa-Ceriti-Manziana volcanic district (Tuscan Province,Central Italy): Chemistry and mineralogy

Summary A chemical and mineralogical study of magmatic inclusions in the silica-rich rocks of the Tolfa-Ceriti-Manziana sector (Tuscan Province, Central Italy) shows that they can be grouped according to their degree of alkalinity. We distinguish: TCM latites (TCML) with an alkaline-potassic affinity; Ceriti latites (CL) with calc-alkaline affinity; and Manziana shoshonites and latites (MS-ML) with an affinity intermediate between alkaline and subalkaline. The latter are hybrid rocks originating from the mixing of two magmas with slightly different geochemical affinities.These magmas may represent liquids derived by partial melting of a heterogeneous mantle, metasomatized by a crustal source. The most alkaline magmas (TCML) are associated with the largest degree of metasomatism which, if more pronounced, could lead to the production of the potassic magmas of the Roman Province.

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Mafische Einschlüsse in den Si-reichen Gesteinen des vulkanischen Distriktes von Tolfa-Ceriti-Manziana (Toskanische Provinz, Zentralitalien): chemie und mineralogie

Zusammenfassung Eine chemische und mineralogische Untersuchung der magmatischen Einschlüsse in den sauren Gesteinen des Tolfa-Ceriti-Manziana Sektors (Toskanische Provinz, Zentralitalien) zeigt, daß sie nach dem Grad der Alkalinitdt unterteilt werden können. Wir unterscheiden TCM latite (TCML) mit einer Alkali-Kalium Affinität; Ceriti Latite (CL) mit einer kalkalkalischen Affinität und Manziana Shoshonite und Latite (MS-ML) mit einer Affinität die zwischen alkalisch und subalkalisch liegt. Die Letztgenannten sind Mischgesteine, die durch die Mischung zweier Magmen mit verschiedenen geochemischen Affinitäten entstanden sind.Diese Magmen, die genetisch nicht mit den Wirtsgesteinen in Beziehung stehen, dürften Schmelzen repräsentieren, die auf teilweise Aufschmelzung eines heterogenen Mantels, der durch eine krustale Quelle metasomatisiert wurde, zurückgehen. Die am meisten alkalischen Magmen (TCML) sind mit dem höchsten Grad der Metasomatose assoziiert, der wiederum, wenn noch stärker entwickelt, zur Entstehung der kalireichen Magmen der römischen Provinz führen könnte.

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With 9 Figures     

Migration of trace elements during contact metamorphism in the santa rosa range,nevada, and its bearing on the origin of ore deposits associated with granitic intrusions

Eighty-two samples from eight granodioritic stocks and adjacent metasedimentary rocks were analysed spectrochemically for B, Li, Sn, Pb, Cu, Zn, Ni, Mn, Cr, V and Ti, to detect changes in element distribution during hornblende hornfels facies metamorphism. Results show that B, Li, Sn, Pb and in some instances Cu and Zn diffused from the country rocks into the magmas, suggesting that such a process may enhance the potential of a magma as a source of epigenetic ore deposits.

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Zusammenfassung 82 Proben von acht Granodiorit-Stöcken und metasedimentärem Rahmengestein der Hornblende-Hornfels Fazies sind spektrochemisch auf B, Li, Sn, Pb, Cu, Zn, Ni, Mn, Cr, V und Ti analysiert worden. Es wird gezeigt, daß B, Li, Sn, Pb, und gelegentlich auch Cu und Zn, während der Kontaktmetamorphose aus dem Rahmengestein in die Magmen diffundiert sind. Verwandte Prozesse könnten das Potential von Magmen für die Bildung epigenetischer Erzlagerstätten erheblich verstärken.

     

Petrology of clinopyroxenite ejecta from Somma-Vesuvius and their genetic implications

Summary A suite of clinopyroxenite nodules, megacrysis and associated lavas from Somma-Vesuvius, Italy, has been investigated to establish its possible genetic relationships with the leucitebearing lavas of the Roman Region. The clinopyroxenites are essentially composed of clinopyroxene + mica and subordinate olivine, plagioclase, spinels, apatite and glass. The megacrysts are clinopyroxene fragments. The associated lavas are leucite-tephrites and a tephritic leucitite.The mineralogy of the clinopyroxenites is distinctive but gradational to that of the Somma-Vesuvius lavas and reflects subvolcanic crystallization of a silica-undersaturated, mafic magma. The megacrystic clinopyroxene is probably related to the clinopyroxenites.The chemical composition of the clinopyroxenites shows strong affinites to that of the Somma-Vesuvius lavas and corresponds to leucite basanite compositions. Interstitial glass in the clinopyroxenites represents a residual liquid from clinopyroxenite crystallization. This glass approaches the chemical composition of the Somma tephrites.The experimental melting of two clinopyroxenites at 1 atm demonstrates that the essential assemblage of the Somma-Vesuvius lava, leucite + clinopyroxene, may develop from basanite compositions where olivine disappears by reaction with the liquid to form clinopyroxene. It is concluded that the clinopyroxenites represent basanitic magma crystallized at depth and that the Somma-Vesuvius leucite-bearing lavas are potential derivatives of this magma.

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Petrologie von Klinopyroxenit-Auswürflingen von Somma-Vesuv und ihre genetische Bedeutung

Zusammenfassung Leucit-Tephrite und tephritische Leucitite der Romana enthalten Klinopyroxenit-Einschlüsse sowie Kristalle von Klinopyroxen, Glimmer, und untergeordnet Olivin, Plagioklas, Spinell, Apatit und Glas. Die genetischen Beziehungen zwischen Laven und Einschlüssen wurden an Hand der Ergebnisse petrologischer und geochemischer Untersuchungen überprüft.Die Mineralogie der Klinopyroxenite kann mit der der Somma-Vesuv-Laven korreliert werden und weist auf subvulkanische Kristallisation eines Si-untersättigten, mafischen Magmas hin.Die chemische Zusammensetzung der Klinopyroxenite zeigt deutliche Beziehungen zu den Laven von Somma-Vesuv und entspricht einem leucit-basanitischen Typ. Restschmelze der Klinopyroxenit-Kristallisation ist als Glas auf der Intergranulare erhalten. Die Zusammensetzung dieser Gläser ähnelt der von Somma-Tephriten.Schmelzversuche an zwei Klinopyroxeniten bei 1 atm zeigen, daß die wichtigste Mineralassoziation der Somma-Vesuv-Laven, Leucit und Klinopyroxen, aus einer basanitischen Zusammensetzung abzuleiten sind. Olivin verschwindet dabei durch Reaktion mit der Schmelze und Klinopyroxen wird gebildet. Die Untersuchungen lassen erkennen, daß die Klinopyroxenite Kristallisationsprodukte in der Tiefe erstarrter basanitischer Magmen sind, und daß die leucitführenden Magmen von Somma-Vesuv als mögliche Abkömmlinge dieser Magmen zu sehen sind.

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With 3 Figures     

Geochemistry of newly discovered quaternary Shiribeshi Volcano,Northeast Japan Sea

Summary Shiribeshi Seamount is located to the east of the Okushiri Ridge, in the northeast Japan Sea. Whole rock K-Ar age of olivine-augite andesite dredged from the Seamount was determined to be 0.9 ± 0.2 Ma (Tsuchiya et al., 1989), indicating that Shiribeshi Seamount is a Quaternary volcano in the back-arc region off the junction of the Northeast Japan and Kurile arcs. Shiribeshi volcano is composed of basalt to rhyolite, which show a typical island arc calc-alkaline nature on the basis of petrographical characteristics of 95 samples dredged from four sites. Abundances of incompatible elements including K, Rb, Sr, Nb, P, Ti, Y and Zr in 16 representative rocks are discussed, together with those in the Quaternary volcanic rocks from the NE Japan and Kurile arcs in terms of compositional variation across the arcs. The estimated composition of the primary magma of Shiribeshi volcano is characterized by higher incompatible element contents and a higher Zr/Y ratio than primary magmas in the volcanic front side. Based on HFS element concentrations the degree of partial melting for three primary magmas of Oshima-Oshima, Shiribeshi and Rishiri volcanoes in the northeast Japan Sea may decrease gradually with increasing distance from the volcanic front. However, LIL element contents, especially K and Rb are lower in the primary magma of Rishiri volcano located far from the volcanic front than in the remaining two primary magmas, which would imply that LIL/HFS ratios (or degree of contribution of LIL elements originating from the subducted oceanic crust) become minimal at Rishiri volcano. One basalt and three andesites from Shiribeshi volcano have the restricted range of low⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios of 0.70297–0.70300, which indicates that the magma source for Shiribeshi volcano may be slightly more enriched in Sr isotopic compositions than theN-type MORB source.

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Geochemie des neuentdeckten quartären submarinen Vulkans Shiribeshi im Nordöstlichen Japanischen Meer

Zusammenfassung Der Shiribeshi Seamount liegt östlich des Okushiri Rückens im nordöstlichen Japanischen Meer. Gesamtgesteins K-Ar Alter von Olivin-Augit-Andesiten von diesem Seamount ergeben Werte von 0,9 ± 0,2 Ma (Tsuchiya et al., 1989), und weisen darauf hin, daß Shiribeshi ein quartärer Vulkan im back-arc Bereich nahe dem Kreuzungspunkt des nordostjapanischen und des Kurilen-Inselbogens ist. Er besteht aus Gesteinen, deren Zusammensetzung von Basalt bis Rhyolit reicht. Petrographische Daten von 25 Proben, die von vier submarinen Lokationen durch Dredging aufgesammelt wurden, weisen auf eine typische kalk-alkalische Inselbogenzusammensetzung hin. Die Verbreitung von inkompatiblen Elementen, die unter anderem K, Rb, Sr, Nb, P, Ti, Y und Zr umfassen, in 16 representativen Proben wird zusammen mit denen von quartären vulkanischen Gesteinen aus dem nordöstlichen Japanischen und den Kurilen-Inselbogen diskutiert; dabei wird Variationen der Zusammensetzung über die Bögen hinweg besondere Beachtung geschenkt. Die so ermittelte Zusammensetzung des primären Magmas des Shiribeshi Vulkans wird durch höhere inkompatible Elementgehalte und höhere Zr/Y Verhältnisse charakterisiert, wenn man sie mit primären Magmen an der vulkanischen Stirn des Inselbogens vergleicht. HFS Element-Konzentrationen lassen erkennen, daß der Grad teilweiser Aufschmelzung für drei primäre Magmen von Oshima-Oshima, Shiribeshi und Rishiri im nordöstlichen Japanischen Meer graduell mit zunehmender Entfernung von der vulkanischen Stirm abnimmt. Die Gehalte an LIL Elementen und besonders an K und Rb sind in dem primären Magma des Rishiri Vulkans, der weit von der vulkanischen Front entfernt liegt, höher als in den zwei anderen primären Magmen. Dies weist darauf hin, daß LIL/HFS Verhältnisse (oder der Beitrag von LIL Elementen, die aus subduzierter ozeanischer Kruste stammen) am Rishiri Vulkan ein Minimum erreichen. Ein Basalt und drei Andesite von Shiribeshi zeigen⁸⁷Sr/⁸⁶Sr Verhältnisse von 0,70297 bis 0,70300; dies läßt erkennen, daß die Quelle des Magmas für Shiribeshi etwas mehr an⁸⁷Sr angereichert war, als dieN-Typ Quelle.

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With 7 Figures     

Geology,geochemistry and age of a Cu-Mo-bearing granite at Kabeliai,southern Lithuania

Summary A Cu-Mo-bearing granitoid belonging to the concealed Precambrian crystalline basement of Lithuania has been dated by the U-Pb zircon method and investigated geochemically. chemically. The granitoid is located at Kabeliai in southernmost Lithuania and forms part of a granitoid complex recognized as the Marcinkonys batholith. The Kabeliai granite is composed of quartz, plagioclase, microcline and biotite and shows a granitic to adamellitic peralummous/metaluminous composition with dominantly I-type chemistry. U-Pb dating of zircon yields an age of 1505 ± 11 Ma, which is considered to reflect the crystallization age of the granite.The Kabeliai granite displays several similarities in terms of geological setting, chemistry and age with certain granitoids in northeastern Poland (Mazury complex) and northwestern Belorussia (Mostovsky, Kamensky and Vydgodsky plutons), which are considered rapakivi-like in the literature. It is, however, uncertain whether proper rapakivi granites really exist in these areas as none of these granitoids displays the common characteristics of rapakivi granites (A-type chemistry, wiborgitic textures, associated Sn-Be-Pb-Zn-Cu mineralizations). We speculate that the 1.4-1.5 Ga granites southeast of the Baltic Sea rather might be correlated with granites of comparable age and geochemical character in southwestern Sweden. Another possible alternative is that the granitoids in Lithuania may not be correlated with any part of the Fennoscandian Shield.Zusammenfassung Ein Cu-Mo-führender Granitoid, der zum präkambrischen, kristallinen Grundgebirge Litauens gehört, wurde mittels der U-Pb Methode an Zirkonen datiert und geochemisch untersucht. Der Granit repräsentiert einen Teil des Marcinkonys Batholithes, und tritt in Kabeliai, im südlichsten Litauen auf. Der Kabeliai Granit besteht aus Quarz, Plagioklas, Mikroklin und Biotit und zeigt adamellitische, peraluminöse/metaluminöse Zusammensetzung mit vorwiegend 1-Typ Charakter auf. U-Pb Datierung der Zirkone ergibt ein Alter von 1505 ± 11 Mio Jahren, das als Kristallisationsalter anzusehen ist.In seinem geologischen mit Granitoiden im nordöstlichen Polen (Mazury Komplex) und Grant Ånlichkeiten mit Granitoiden im nordöstlichen Polen (Mazury Komplex) und Grant Ånlichkeiten mit Granitoiden im nordöstlichen Polen (Mazury Komplex) und im nordwestlichen Weißrussland (Mostovsky, Kamensky und Vydgodsky Plutone), die in der Literatur als Rapakivi-ähnlich angesehen werden. Es ist jedoch unischer ob echte Rapakivi-Granite in diesen Regionen existieren. Keiner dieser Granite zeigt nämlich die für Rapakivi-Granite typischen Kennzeichen (A-Typ Chemie, Wiborgit Texturen, assoziierte Sn-Be-Pb-Zn-Cu-Mineralisationen). Wir vermuten, daß die 1.4 1.5 Mia Jahren alten Granite südöstlich der Ostsee eher mit Graniten ähnlichen Alters und von ähnlichem geochemischen Charakter im südwestlichen Schweden zu vergleichen sind. Eine weitere Alternative wäre, daß die Granitoide Litauens mit keinem Granit im Fennoskandischen Schild korreliert werden können.

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Geologie, Geochemie und Alter des Cu-Mo führenden granites von Kabeliai, südliches Litauen

     

Magma mingling in late-Delamerian A-type granites at Mannum,South Australia

Summary The Mannum granite forms part of the Padthaway A-type granite suite, which intruded the Adelaide fold belt along with the Black Hill gabbroic complex just after the cessation of the Delamerian Orogeny. Included within the granite are microgranite blocks, inferred to be stoped pieces of a contaminated margin facies, and numerous mafic enclaves. These enclaves display a variety of globular and tear-drop shapes, are fine-grained, lack chilled margins and enclose and react with quartz and feldspar phenocrysts from the granite, suggesting they represent contemporaneous mafic magma that was mingling with the granite magma during intrusion. Modelled temperature-viscosity relationships show that, in order for these enclaves to behave in a plastic manner, the granite magma must have had a temperature in excess of 930 °C after thermal equilibration was achieved. The contemporaneity of mafic magmas resolves any thermal budget problems arising out of the formation of these high-temperature granites, and a considerable mantle flux is implied during their genesis, consistent with gravity data and the presence of the Black Hill gabbros.The enclave compositions range from dolerite and quartz-diorite to leucocratic varieties, and, together with the Mannum granite, the other Padthaway granites and rocks from the Black Hill gabbroic complex, define a tholeiite-granophyre series (SiO₂ 49–74%). Although the composition of the enclaves has been modified by diffusion and hybridism; the coherency of this array augments thermal arguments for a genetic relationship between the mafic and felsic magmas. Nd and Sr isotope data on the host granite and enclaves (⁸⁷Sr/⁸⁶ Sri 0.7041–0.7060;Nd_i + 4 to –2) do not favour a crustal origin for any of the rocks. Rather, incompatible element plots indicate the A-type granites crystallized from highly fractionated magmas, consistent with rapid decreases in Eu/Eu* at relatively constantNd_i The high Eu/Eu*, highNd_i end of this trend projects into the array for the associated mafic rocks. This suggests the A-type granites of the Padthaway suite may have resulted from segregation of evolved residual interstitial liquids which form chemically and isotopically similar granophyre in the Black Hill gabbroic plutons.

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Magma-Mischung in spät-Delamerischen A-Typ Graniten in Mannum, Süd-Australien

Zusammenfassung Der Mannum-Granit bildet einen Teil der Padthaway Suite von A-Typ Graniten, die zusammen mit dem Black Hill Gabbro-Komplex unmittelbar nach dem Ende der Delamerischen Orogenese in den Adelaide-Fold Belt intrudiert wurden. Im Granit kommen Blöcke von Mikrogranit die als aus dem Dach stammende Teile einer kontaminierten Randfazies interpretiert werden, sowie zahlreiche mafische Enklaven vor. Letztere zeigen eine Vielfalt von rundlichen und wassertropfenförmigen Formen, sind feinkörnig, zeigen keine abgeschrägten Ränder und enthalten, und reagieren mit, Quarz und Feldspatkristallen aus dem Granit. Dies legt nahe, daß sie gleichzeitigem mafischem Magma zuzuordnen sind, das mit dem granitischen Magma während der Intrusion gemischt wurde. Modellierte Temperatur-Viskositätsbeziehungen zeigen, daß das granitische Magma eine Temperatur von mehr als 930 °C gehabt haben muß, nachdem thermisches Gleichgewicht erreicht war — sonst hätten die Enklaven sich nicht plastisch verhalten können. Die Gleichzeitigkeit der mafischen Magmen macht es möglich, Probleme des thermischen Budgets zu lösen, die sich aus der Bildung dieser Hochtemperatur-Granite ergeben. Ein beträchtlicher Mantel-Flux muß während ihrer Entstehung geherrscht haben. Dies steht in Übereinstimmung mit Schweredaten und mit dem Vorkommen der Black Hill Gabbros.Die Zusammensetzungen der Enklaven variieren von Dolerit und Quarz-Diorit bis zu leukokratischen Varietäten. Zusammen mit dem Mannum-Granit und mit den anderen Padthaway Graniten und Gesteinen aus dem Black Hill Gabbro Komplex definieren sie eine Tholeiit-Granophyr-Serie (SiO₂ 49–74%). Obwohl die Zusammensetzung der Enklaven durch Diffusion und Hybridisierung modifiziert wurde, treten thermale Argumente für eine genetische Beziehung zwischen dem mafischen und dem felsischen Magma in den Vordergrund. Nd und Sr Isotopen-Daten des Wirt-Granites und der Enklaven (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_i 0.7041–0.7060; Nd₁ + 4 to –2) sprechen nicht für eine krustale Herkunft dieser Gesteine. Die Verteilungsmuster inkompatibler Elemente zeigen, daß die A-Typ Granite aus einem stark fraktionierten Magma kristallisierten, und dies stimmt mit rascher Abnahme von Eu/Eu* bei relativ konstantem Nd_i überein. Die hohen Eu/Eu* und die Nd-werte dieses Trends fallen in den Bereich der assoziierten mafischen Gesteine. Dies zeigt, daß die A-Typ Granite der Padthaway-Gruppe auf die Segregation entwickelter residualer Schmelzen zurückgehen, die chemisch und isotopisch ähnlichen Granophyr in den Black Hill Gabbro-Plutonen bilden.

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With 10 Figures     

Phenocryst/matrix trace-element partition coefficients for hawaiite-trachyte lavas from the Ellittico volcanic sequence (Mt. Etna, Sicily, Italy)

Summary A set of phenocryst/matrix partition coefficients was obtained for up to 29 trace elements (ICP-MS analyses) in hawaiite to trachyte lavas from the Ellittico volcanic sequence (Mt. Etna system, Sicily). Partition coefficients were determined for plagioclase, clinopyroxene, olivine, kaersutite and Ti-magnetite. These phases, along with apatite (not analysed in this work), constitute the common fractionating solid assemblage of alkaline magmas feeding Mt. Etna volcanic system. The obtained data set forms the first attempt to characterise the solid/melt trace-element partitioning for Etnean magmas, and can be usefully applied in other sites of alkaline volcanism. The partition coefficients are here used to define the scale of incompatibility of 29 trace elements and to asses the extent of differentiation processes and the prevailing oxygen fugacity of Ellittico magmas.

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Verteilungs-Koeffizienten von Spurenelementen zwischen Phänokristallen und Matrix in Hawaiit-Trachyt Laven der vulkanischen Abfolge von Ellittico (Ätna, Sizilien, Italien)

Zusammenfassung Ein Satz von Phänokristall/Matrix Verteilungs-Koeffizienten für bis zu 29 Spurenelemente wurde mittels ICP-MS Analytik in hawaiitischen bis trachytischen Laven der Ellittico Abfolge (Ätna-System, Sizilien) erhalten. Die Verteilungs-Koeffizienten wurden für Plagioklas, Klinopyroxen, Olivin, Kaersutit und Ti-Magnetit bestimmt. Diese Phasen, zusammen mit Apatit (in dieser Arbeit nicht analysiert), stellen die fraktionierende Assoziation von festen Bestandteilen in alkalischen Magmen, die das vulkanische System des Ätna versorgen, dar. Der Datensatz ist ein erster Versuch die Verteilung von Spurenelementen zwischen Festphasen und Schmelze für Magmen des Ätna zu charakterisieren und kann ebenso nutzbringend auf andere Gebiete mit alkalischem Vulkanismus angewandt werden. Die Verteilungs-Koeffizienten werden hier benützt, um das Ausmaß der Inkompatibilität von 29 Spurenelementen zu erfassen, und das Ausmaß der Differentiationsprozesse und der vorherrschenden SauerstoffFugazität der Ellittico-Magmen zu bestimmen.

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With 6 Figures     

Geology and geochemistry of the Degana pluton—A proterozoic rapakivi granite in Rajasthan,India

Summary The Degana pluton hosts one of the few known tungsten deposits in India It is an epizonal, moderately high silica pluton emplaced during the Proterozoic in a posttectonic setting. Though homogeneous in composition, it displays textural heterogeneity from coarse-grained hypidiomorphic to fine-grained porphyritic to hypabyssal granite porphyry. Genetically related rhyolites are also present. Coherency of geochemical and mineralogical attributes in the Degana pluton can be explained by fractional crystallisation. Complex variety of hydrothermal and pneumatolytic features is also present. At shallow depths, emanation differentiation has led to progressive enrichment of Li, Rb, and W. Both the plutonic and volcanic phases of the magma show development of rapakivi texture and other diagnostic characteristics of the rapakivi granites.The Degana granite is a specialised granite and classified as an A-type intraplate anorogenic granite of mantle plume origin. The mineralogy and chemistry of the Degana pluton compares well with the various rapakivi granites of south-eastern Fennoscandia. Chemical and textural characteristics of the Degana pluton provide a constraint on the formation of the rapakivi texture when interpreted in terms of experimentally determined phase equilibria. The mantling process is interpreted as a result of pressure fluctuations due to escape and recharging of volatiles (e.g., H2O and F) accompanying the emplacement of the magma.

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Geologie und Geochemie des Degana-Plutons—ein proterozoischer Rapakivi Granite in Rajasthan, Indien

Zusammenfassung Der Degana Pluton enhält eine der wenigen in Indien bekannten Wolfram-Lagerstätten. Es handelt sich hier um einen epizonalen Pluton mit höheren Si-Gehalten, der während des Proterozoikums in ein posttektonisches Setting intrudiert wurde. Obwohl er in seiner Zusammensetzung homogen ist, zeigt er Heterogenität auf dem texturellen Bereich, die von grobkörnig hypidiomorph bis feinkörnig porphyritisch und schließlich bis zu hypabyssischen Granitporphyren reicht. Genetisch verwandte Rhyolite kommen im Untersuchungsgebiet auch vor. Übereinstimmende geochemische und mineralogische Parameter können auf fraktionierte Kristallisation zurückgeführt werden. Eine komplexe Vielfalt von hydrothermalen und pneumotolytischen Erscheinungen ist bemerkenswert. In geringen Tiefen hat die Emanations-Differentiation zu einer progressiven Anreicherung von Li, Rb und W geführt. Sowohl die plutonischen als auch die vulkanischen Erstarrungsprodukte des Magmas zeigen die Entwicklung von Rapakivi-Texturen und anderen diagnostischen Eigenschaften der Rapakivi-Granite.Der Degana-Granit ist ein spezialisierter Granit und ist als ein anorogener Intraplattengranit des A-Typs zu klassifizieren, der auf einen mantle plume zurückgeführt wird. Die Mineralogie und Chemie des Degana-Plutons läßt sich gut mit der verschiedener Rapakivi Granite im südöstlichen Fennoskandien vergleichen. Chemische und texturelle Eigenheiten des Degana Plutons ermöglichen eine Eingrenzung der Bildung von Rapakivi Texturen, sofern sie im Sinne experimentell bestimmter Phasen-Gleichgewichte interpretiert werden. Die Entstehung von Überwachsungen einzelner Kristalle wird als Resultat von Druckschwankungen interpretiert, die auf das Entweichen und die Neuzufuhr von volatilen Phasen (i.e. H₂O und F) im Gefolge der Platz nahme des Magmas zurückzuführen sind.

     

Zusammenhänge zwischen Lagerstättenbildung,Magmatismus und Geotektonik

Zusammenfassung Aufbauend auf der Gliederung der Erdkruste nach petrologischen und geophysikalischen Gesichtspunkten wird die Konzeption von H.Stille ausgebaut, daß der sialische orogene und subsequente Magmatismus palingener Entstehung ist, dabei aber nur ein sialisches Intermezzo bedeutet innerhalb des juvenilen simatischen Magmatismus, welcher initial und final auftritt und mit basaltischem Chemismus in über 60 km Erdkrustentiefe beheimatet ist. — Weiterhin werden die Zusammenhänge der wichtigsten Lagerstättentypen in Verknüpfung mit juvenil-basaltischem Magmatismus einerseits und mit sialisch-palingenen Aufschmelzungsprodukten andererseits gekennzeichnet. Die geotektonischen Konsequenzen für das Auftreten beider Arten von Magmatismus werden einführend und am Schluß eingehender erörtert. Tiefreichende Zerrungszonen führen zum Aufstieg basaltischer Magmen. Tiefversenkung von Sial unter mehr als 20–25 km Krustentiefe führt zur Mobilisation palingener Magmen, die meist rückwärtig aufsteigen. Die Magma-Schmierung solcher Aufstiegsbahnen ermöglicht in der geosynklinalen Oberkruste den Paroxysmus der Faltung. Sialwurzeln der Gebirge können nicht existieren. Dagegen bedingen die sauren Restschmelzen basaltischer Magmen während jeder Orogenese eine wesentliche Zufuhr von Sial in der Oberkruste.     

Plagioclase of Hawaiian tholeiitic and alkalic magma parentages: distinctions based on REE, Sr, Ba, Hf, and Ta

Summary ?To enhance the ability to distinguish tholeiitic from alkalic magma parentages by mineral compositions, I determined trace-element abundances in plagioclase separated from xenolithic gabbros of Mauna Kea volcano. These gabbros have origins in tholeiitic and alkalic magmas of the Hamakua postshield stage of Mauna Kea volcanism. Chondrite-normalized rare-earth element (REE) patterns for plagioclase show that highly calcic plagioclase, ≥ An₇₈, from alkalic magma has greater light-REE/heavy-REE (LREE/HREE) ratios than less calcic plagioclase, An_64–75, from tholeiitic magma (ratios, 22–33 vs < 20), suggesting that higher LREE/HREE ratios are inherent to plagioclase of alkalic magmas. However, with compositional evolution (i.e., to lower An), plagioclase REE patterns are of limited use for distinguishing tholeiitic from alkalic parentage because LREE/HREE ratios within each group increase and overlap in the range of ∼ 20–90. Sr, Ba, Hf, and Ta can also discern parentages as their abundances in plagioclase largely reflect abundances inherent to their parental magmas. The best expressions for identifying parentage use Sr abundances (Sr vs An; vs Ce/Yb; vs Sr/Ce), although Hf, Ba, and Ta abundances vs An and vs Ce/Yb are also useful – the distinctions due to tholeiitic plagioclase having relatively low Sr (∼ 500–1000 ppm), Ba (< 100 ppm), Hf (< 0.10 ppm), and Ta (< 0.05 ppm). These relationships help to distinguish between the effects of differentiation on trace-element abundances in plagioclase and their abundances owed to intrinsic concentrations in their magmas. They create compositional fields for tholeiitic and alkalic parentages that remain graphically separated even though differentiation may have enriched the plagioclase in incompatible elements.

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Zusammenfassung ?Plagioklas aus tholeitischen und alkalischen Magmen von Hawaii: Unterscheidung aufgrund von REE, Sr, Ba, Hf und Ta Um die M?glichkeit der Unterscheidung tholeitischer von alkalischer Magmaherkunft durch Mineralzusammensetzungen zu verbessern, habe ich die Spurenelementverteilung in Plagioklasen, die von xenolithischen Gabbros des Mauna Kea Vulkans abgetrennt wurden, untersucht, Diese Gabbros entstammen tholeitischen und alkalischen Magmen des Hamakua “Post-Schild” Stadiums des Mauna Kea Vulkanismus. Chondritisch normalisierte Seltene Erd (SEE) Verteilungs-Muster für Plagioklase zeigen, dass stark kalzische Plagioklase, > An₇₈, aus alkalischen Magmen h?here leichte SEE/schwere SEE (LSEE/HSEE) Verh?ltnisse zeigen, als weniger kalzische Plagioklase, An_64–75 aus tholeitischem Magma (Verh?ltniszahlen 22–33 gegenüber < 20). Dies weist darauf hin, dass h?here LSEE/HSEE-Verh?ltnisse typisch für Plagioklase aus alkalischen Magmen sind. Im Zuge der Evolution der Zusammensetzungen (d.h. zu niedrigeren An-Werten hin), sind die SEE Verteilungsmuster von Plagioklasen weniger hilfreich um tholeitische von alkalischer Herkunft zu unterscheiden. Dies ist deshalb so, weil die Verh?ltniszahlen innerhalb jeder Gruppe zunehmen und im Bereich von 20–90 überlappen. Sr, Ba, Hf und Ta k?nnen auch dazu dienen, um die Herkunft der Plagioklase zu definieren, da ihre H?ufigkeit gro?teils auf H?ufigkeiten, die für die Ursprungsmagmen typisch sind, zurückgehen. Die besten Herkunft-Parameter sind die Sr H?ufigkeiten (Sr vs An; vs Ce/Yb; vs Sr/Ce), obwohl die H?ufigkeit von Hf, Ba und Ta gegen An und gegen Ce/Yb auch nützlich sind. Diese Unterscheidungen gehen darauf zurück, dass tholeitische Plagioklase relativ niedrige Sr (∼ 500–1000 ppm), Ba (< 500 ppm) Hf (< 0.10 ppm) und Ta (< 0.5 ppm) führen. Diese Beziehungen erleichtern die Unterscheidung zwischen den Auswirkungen der Differenzierung auf die Spurenelement-Verteilungsmuster in Plagioklasen und auf ihre H?ufigkeiten, die auf die intrisischen Konzentrationen in den Ursprungsmagmen zurückgehen. Sie definieren charakteristische Felder für tholeitische und für alkalische Herkunft, die graphisch separiert bleiben, auch wenn die Gehalte der Plagioklase an inkompatiblen Elementen durch Differenzierung zugenommen haben mag.

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Received July 22, 1999;revised version accepted December 7, 1999     

On the origin and constitution of the upper part of the earth's mantle

Summary The author proves that theDirac-Gilbert equation serving as a basis for the expansion theory has the consequence that the Earth's mantle must be, excepting the uppermost 200 kilometres, similar in constitution to a magma of intermediary composition rich in volatiles. A basic or ultrabasic composition characterizes exclusively the volatile-poor shells situated immediately beneath the acidic crust.Density does not increase monotonously with depth: on the contrary, after a local maximum between 50 and 100 kilometres, it has a slight local minimum. Consequently, theGutenberg-channel is due to changes in material composition rather than to thermal effects. The hydrosphere and most of the atmosphere must have come to exist simultaneously with the crust, in the first phases of the Earth's life. The evolution of the surface of the Moon is in a close parallelism with the evolution of the Earth's mantle.

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Zusammenfassung Verfasser weist nach, daß dieDirac-Gilbertsche Gleichung, die die physikalische Grundlage der Erdexpansionstheorie bildet, betreffs der stofflichen Zusammensetzung des Erdmantels die Folge hat, daß diese, von der obersten etwa 200 km mächtigen Schicht abgesehen, einem intermediären Magma von hohem Leichtflüchtigengehalt nahestehen muß. Durch eine basische oder ultrabasische Zusammensetzung werden lediglich die an Leichtflüchtigen armen Schalen unmittelbar unter der sauren Kruste gekennzeichnet.Die Dichte nimmt mit der Tiefe nicht monoton zu, sondern besitzt zwischen 50 und 100 km Tiefe ein lokales Maximum, wonach sie ein schwaches lokales Minimum aufweist. DerGutenbergsche Kanal wird folglich nicht durch thermische Effekte, sondern durch Unterschiede der stofflichen Zusammensetzung bedingt. Die Hydrosphäre und der größte Teil der Atmosphäre muß zugleich mit der Kruste in den ersten Phasen der Erdentwicklung entstanden sein. Die Entwicklung der Mondoberfläche weist eine enge Parallelität mit der Entwicklung des Erdmantels auf.

     

Mineralogical evidence for the derivation of metaluminous,potassic rocks from peralkaline precursors: The Cordon Syenite Complex (Philippines)

Summary Rocks from the Cordon Syenite Complex, located in the Philippine island arc, correspond to miaskitic (metaluminous) potassic lavas from the Roman Region and the Indonesian arc in terms of bulk rock chemistry. However, the mineral chemistry indicates a complex history of multiple equilibrations with liquids of different nature. T-site (Si + Al) occupancy in some clinopyroxenes and Ca contents of alkali feldspar phenocrysts indicate that these phases crystallized under the temperature-pressure subvolcanic regime from host liquids with progressively decreasing (Na + K)/Al ratio. In contrast to current views on the genesis of potassic rocks, it is suggested that differentiated leucite tephrite suites may be derived from peralkaline liquids by alkali loss. Magmas with affinities to lamproites may occur in the Philippine island arc, but a direct genetic relationship between subduction and alkaline/peralkaline magmatism remains questionable.

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Mineralogische Hinweise auf die Entstehung subalkalischer, K-reicher gesteine aus, peralkalischen Vorläufern: Der Syenit Komplex von Cordon (Philippinen)

Zusammenfassung Die Magmatite des im philippinischen Inselbogen gelegenen Syenitkomplexes von Cordon entsprechen in ihrem Gesamtgesteinschemismus den miaskitischen, K-reichen Vul kaniten der Romanischen Provinz und des indonesischen Inselbogens. Die chemische Zusammensetzung einzelner Mineralphasen deutet auf eine komplexere Genese unter Beteiligung von Magmen unterschiedlicher Alkalinität hin. Die Variation in der Besetzung der T-Position (Si + Al) in Klinopyroxenen und der Ca-Gehalte in Alkalifeldspäten wird dahingehend interpretiert, daß diese Phasen unter subvulkanischen Bedingungen aus Schmelzen mit abnehmenden (Na + K)/Al-Verhältnissen kristallisierten. Im Gegensatz zu gängigen Auffassungen wird daher angenommen, daß differenzierte Leucit-Tephrite aus mild-peralkalischen Magman hervorgehen können. Obwohl die K-reichen Magmatite des Syenitkomplexes von Cordon in einem Inselbogen gebildet wurden, ist ein direkter Zusammenhang mit Anreicherungsvorgängen im Bereich der Subduktionszone fraglich.

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Paper presented at the General Assembly of the International Association of Volcanology and Chemistry of the Earth Interior, Santa Fe, New Mexico, 1989.

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With 6 Figures