Petrological study and radiometric age determination of the migmatites in the Penninic rocks of the Zillertaler Alpen (Tyrol/Austria)

Summary Migmatites are very common in the Penninic Zentralgneis series of the Western Tauern Window. Nebulitic migmatites occurring near the Berliner Hütte (Zillertaler Alpen) have been studied by petrological and geochronological methods in order to determine the conditions and time of their formation. These migmatites occur in an area in which Alpine metamorphism attained its highest grade.An Rb/Sr isochron for the migmatites yielded a Hercynian age of 283±28 m.y. This age probably corresponds to the climax of Hercynian metamorphism in the Penninic area of the Tauern Window. Rb/Sr age determinations on the phengites and biotites of these migmatites give ages of 21 and 14 m.y., respectively. These ages are the result of cooling of the rocks below 500°C and 300°C, respectively, during Alpine times.From the chemical composition of the migmatites a solidus temperature of about 670°C at 4 kb is inferred. Consideration of oxygen isotope and mineral stability data for minerals formed during high grade Alpine metamorphism indicates that these P-T conditions were not achieved during Alpine times. This also supports a pre-Alpine age for the migmatization.

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Petrologische Studie und radiometrische Altersbestimmung an penninischen Migmatiten der Zillertaler Alpen (Tirol, Österreich)

Zusammenfassung In den penninischen Zentralgneisarealen des westlichen Tauernfensters treten weit verbreitet Migmatite auf. Für die Migmatisation wurde sowohl ein prä-alpidisches als auch ein alpidisches Alter angenommen. Zur Festlegung des Alters der Migmatisation wurden die in der Nähe der Berliner Hütte auftretenden nebulitischen in-situ gebildeten Migmatite petrologisch untersucht und ihr Bildungsalter geochronologisch bestimmt. Diese Migmatite liegen in dem Gebiet höchstgradiger alpidischer Metamorphose. Eine Rb/Sr-Isochrone ergab für diese Gesteine ein herzynisches Bildungsalter von 283±28 m.y. Dieses Alter entspricht wahrscheinlich dem Höhepunkt der herzynischen Metamorphose. Rb/Sr-Altersbestimmungen an den Phengiten und Biotiten ergaben für die Abkühlung dieser Gesteine unter 500 bzw. 300°C ein alpidisches Alter von ca. 21 bzw. 14 m.y.Aus der chemischen Zusammensetzung der Migmatite und einer Druckabschätzung für die herzynische Metamorphose von ca. 4 kb ergibt sich für das Leukosom der Migmatite eine Solidustemperatur von ca. 670°C.Aus den Stabilitätsbeziehungen alpin gebildeter Minerale, den¹⁸O/¹⁶O Temperaturen und der Soliduskurve des Leukosoms der Migmatite ergibt sich, daß eine alpidische Migmati sation selbst unter den Bedingungen der höchstgradigen alpidischen Metamorphose nicht möglich ist.

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With 8 Figures     

Further analyses of radiogenic minerals from the Bidjovagge gold-copper deposit,Finnmark, Northern Norway

Summary We recently reported U/Pb and Sm/Nd dates on davidite from albitic felsites hosting the gold-copper mineralization of the Bidjovagge gold-copper deposit of northern Norway (69°17N, 22°29E). Isotopic dating of the north-south trending Proterozoic Kautokeino greenstone belt host rocks is sparse and confirmation of the dates was desirable, since the U/Pb data in particular were highly discordant and therefore somewhat uncertain.We have now supplemented the earlier measurements with U/Pb dating of uraninite from the felsites. The new uraninite data yield a well defined upper intersection with the concordia at 1837 ± 8 Ma, somewhat younger than the age of 1885 ± 18 Ma obtained on the davidites. The fact that the two minerals are apparently different in age lends support to the suggestion of a metamorphic origin of this deposit since a rather long period of cooling subsequent to metamorphism is indicated.

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Weitere Analysen von radiogenen Mineralen aus der Bidjovagge, Gold-Kupfer Lagerstätte, Finnmark, Nord-Norwegen

Zusammenfassung Wir haben erst kürzlich über U/Pb and Sm/Nd Daten von Davidit aus Albit-reichen, felsischen Gesteinen, in denen die Gold-Kupfer Mineralisation der Bidjovagge GoldKupfer Lagerstätte in Nord-Norwegen (69°17N, 22°29E) aufsitzt, berichtet. Es gibt wenige Isotopen-Datierungen der Gesteine, des N-S streichenden, proterozoischen Kautokeino Greenstone Belt. Außerdem ist eine Bestätigung der existierenden Daten wünschenswert, denn die bisherigen U/Pb Daten sind sehr widersprüchlich und unklar.Nun konnten wir die früheren Messungen mit U/Pb Daten von Uraninit aus den felsischen Gesteinen ergänzen. Die neuen Daten ergeben einen gut definierten Schnitt mit der Konkordia bei 1837 ± 8 Millionen Jahre, und sind damit etwas jünger als das von den Daviditen stammende Alter von 1885 ± 18 Millionen Jahre. Die Tatsache, daß diese beiden Minerale ein offensichtlich unterschiedliches Alter zeigen, unterstützt die Ansicht, daß die Lagerstätte metamorphen Ursprungs ist, wobei eine lange Periode der Abkühlung nach der Metamorphose zu vermuten ist.

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With 3 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.     

Granitic evolution of the Xihuashan-Dangping (Jiangxi,China) Tungsten-Bearing system

Summary Geochemical investigations have been carried out on the granites associated with the intragranitic wolframite vein type deposits of Xihuashan and Dangping (Jiangxi, China). The behaviour of major elements during evolution is identical to that of many evolved granites in orogenic provinces but trace elements and in particular REE indicate a complex magmatic and deuteric evolution. Partial melting or fractional crystallization fail to explain LREE and Eu depletions and HREE enrichments which are more likely due to volatile transfer. Sr isotopes give an age of 155±2 Ma and an initial ratio of 0.7169 excluding the involvement of wall-rock material in the generation of the granites. In addition they indicate that waters involved in the metasomatic and hydrothermal processes are not meteoric but rather magmatic. Suggestions for employment of the distinctive granite REE patterns for prospecting are given.

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Evolution der Granite im Gebiet der Wolframit-Lagerstätten von Xihuashan-Dangping (Jiangxi, China)

Zusammenfassung Die Wolframgänge von Xihuashan and Dangping (Jiangxi, China) setzen in granitischen Gesteinen auf. Die geochemische Untersuchung der Granite läßt eine Evolution der Hauptelemente erkennen, die identisch mit der von Graniten in Orogen-Provinzen ist. Die Verteilung der Spurenelemente und besonders der SEE weist jedoch auf eine komplexe magmatische und deuterische Entwicklung hin. Partielle Aufschmelzung oder fraktionierte Kristallisation können die Verarmung an LSEE und Eu und die Anreicherung an HSEE nicht erklären; letztere sind eher auf Transport in volatiler Phase zurückzuführen. Geologische Untersuchungen ergeben auf der Basis von Strontium-Isotopen ein Alter von 155±2 Mio. Jahren und ein Initialverhältnis von 0,7169; dies schließt die Beteiligung von Nebengestein bei der Granitgenese aus. Darüber hinaus zeigen diese Ergebnisse, daß die für hydrothermale und metasomatische Prozesse verantwortlichen Wässer magmatischen Ursprungs sind. Bestimmte Verteilungsmuster der SEE in Graniten lassen sich als Hilfmittel bei der Prospektion verwenden.

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With 9 Figures     

Multiple stages of phengite formation in Sanbagawa schists

Summary Basic and pelitic schists of the garnet and biotite zones in the Sanbagawa belt in Shikoku, Japan, commonly contain phengite developed at different stages of metamorphism. Textures of the phengite and associated minerals show that Al-rich phengite is a prograde product and Al-poor phengite is a retrograde product.

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Mehrfache Stadien der Phengit-Bildung in den Sanbagawa-Schiefern

Zusammenfassung Basische und pelitische Schiefer der Granat- und Biotitzonen im Sanbagawa Gürtel in Shikoku, Japan, führen Phengite, die während verschiedener Stadien der Metamorphose entstanden sind. Texturen der Phengite und assoziierter Minerale zeigen, daß Al-reicher Phengit das Produkt prograder Metamorphose ist, während Al-armer Phengit auf retrograde Metamorphose zurückgeht.

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With 5 Figures

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On leave from the Geological Survey of Slovakia, Spissa, Spisska, Nova Ves, Slovakia     

Die Bildung eines Alkaliamphibols in Metagabbros der Bernstein-Rechnitzer-Schieferinsel,Penninikum

Zusammenfassung Im Metagabbro von Redlschlag (Bernstein-Rechnitzer-Schieferinsel, Penninikum) findet sich neben einer Paragenese der Grünschieferfazies mit Aktinolith, Chlorit, Albit und Epidot eine spätere Bildung von einem Alkaliamphibol mit der Zusammensetzung zwischen Riebeckit und Magnesioriebeckit. In beiden Fällen erfolgt keine Gleichgewichtseinstellung während der Metamorphose. Die Bildung der Alkaliamphibole wird auf eine Erhöhung des Druckes zurückgeführt, Bedingungen der Glaukophanschieferfazies wurden allerdings nicht erreicht.

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The formation of an alkaliamphibole in metagabbros from the Bernstein-Rechnitzer-Schist, Pennine

Summary In addition of the paragenesis of the greenschistfacies with actinolite, chlorite, albite and epidote in the metagabbro from Redlschlag (Bernstein-Rechnitzer-schist, Pennine), there is also a later formation of a blue amphibole with a composition between riebeckite and magnesioriebeckite. In neither case an overall equilibrium was reached during metamorphism. The formation of the alkaliamphiboles is due to an increase of pressure but the conditions for glaucophane-schist facies have not been attained.

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Mit 4 Abbildungen     

Some thoughts on the pre-Alpine metamorphic history of the austridic basement of the Eastern Alps

Summary In several places of the old crystalline basement of the Eastern Alps a classification of the pre-Alpine metamorphic effects into an older, high-to intermediate-pressure metamorphism (eclogites, kyanite) and a younger, lower-pressure one (and±ky±cord) is recognizable. Some local geological situations allow a sharp chronological distinction to be made between these two events; and the available radiometric age values demonstrate the Caledonian age (500 m.y.) of the older metamorphism and the Hercynian age (320 m.y.) of the younger one. Elements exist showing that the Caledonian metamorphism, belongs to a complex cycle of geological processes which took place substantially during the Ordivician age (?) and has all the ingredients of the orogenic cycles. This evolutional picture represents a possible model for the whole of the Eastern Alps.

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Überlegungen zur Entwicklung der voralpidischen Metamorphose im Ostalpin

Zusammenfassung An mehreren Stellen im altkristallinen Grundebirge der Ostalpen ist eine Gliederung der voralpidischen metamorphen Ereignisse in eine ältere Metamorphose, die einer hoch-bis mitteldruckbetonten Faziesserie (Eklogite, Disthen) angehört und eine jüngere weniger druckbetonte Metamorphose (Andalusit±Disthen±Cordierit) erkennbar. Einzelne lokale geologische Situationen erlauben eine scharfe chronologische Trennung dieser zwei Ereignisse; das Caledonische Alter ( 500m.y.) der älteren und das Hercynische Alter ( 320 m.y.) der jüngeren Metamorphose wird durch radiometrische Altersdaten demonstriert. Es gibt Hinweise, daß die Caledonische Metamorphose zu einem komplexen geologischen Ereignis mit allen Kennzeichen eines orogenen Zyklusses gehört, das im wesentlichen während des Ordoviziums stattgefunden hat. Diese genetischen Vorstellungen scheinen als mögliches Modell für die gesamten Ostalpen annehmbar.

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With 3 Figures     

Petrogenesis of the Wadi Dib alkaline ring complex, Eastern Desert of Egypt

Summary The Wadi Dib magmatic complex is the oldest known alkaline ring complex in the Egyptian part of the Pan-African orogenic belt. Rb-Sr isotope data for seven samples suggest a Vendian age of 578±16 Ma, and a⁸⁷Sr/⁸⁶Sr initial ratio of 0.7048±0.0010. The igneous complex has a diameter of 2 km and was emplaced within granodioritic Pan-African host rocks at the intersection of two faults. It shows distinct concentric compositional zoning with several syenitic outer ring sheets, a mainly trachytic intermediate ring sheet, and a quartz syenite inner ring sheet with a granitic core; relative ages decrease from margin to core. The mineralogical and chemical features are characteristic of within-plate (A-type) magmatic complexes. Major and trace element patterns underline the co-magmatic origin of the suite but indicate three stages of evolution with several pulses of emplacement. A common feature of element distribution patterns is the small systematic change in the early lithologies, but a distinct evolution trend in the late quartz-bearing rocks.We propose that an alkali-basaltic parent magma was emplaced within deep or middle levels of the juvenile Pan-African crust. Differentiation mainly occurred by fractional crystallization of olivine, clinopyroxene, plagioclase, and apatite. During the late stages of evolution, limited assimilation of island-arc magmatic rocks may have occurred. Emplacement took place along ring fractures at a subvolcanic level and was probably related with formation of a caldera during emplacement of the trachytic lithologies. The anorogenic character of the magmatic suite indicates consolidation of the Pan-African crust of NE Africa at the time of emplacement of the alkaline body.

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Petrogenese des alkalischen Wadi Dib ringkomplexes, Östiche Wüste Ägyptens

Zusammenfassung Der Wadi Dib-Komplex ist die älteste bekannte Ringstruktur im ägyptischen Teil des Panafrikanischen Orogengürtels. Rb-Sr Isotopendaten von sieben Proben ergeben ein vendisches Alter von 578±16 Ma and ein initiales⁸⁷Sr/⁸⁶Sr-Verhältnis von 0,7048±0,0010. Der magmatische Komplex besitzt einen Durchmesser von 2 km und hat am Schnittpunkt zweier Störungen innerhalb panafrikanischer Granodiorite Platz genommen. Er weist eine konzentrische Zonierung mit mehreren syenitischen äußeren Ringen, einem vorwiegend trachytischen mittleren Ring und einem quarzsyenitischen inneren Ring mit einem granitischen Kern auf; die relativen Alter der Gesteine nehmen vom Rand zurn Kern hin ab. Mineralogische and chemische Charakteristika sind die von Intraplatten- (A-Typ-) Komplexen. Haupt- and Spurenelementmuster weisen auf eine ko-magmatische Entstehung hin, zeigen aber eine Entwicklung in drei Stadien mit mehreren magmatischen Pulsen auf. Charakteristika der Elememverteilungen sind wenig systematische Änderung in den älteren Lithologien, aber ein gerichteter Entwicklungstrend in den späten, quarzführenden Lithologien.Wir schließen, daß ein alkali-basaltisches Magma in ein tiefes oder mittleres Niveau der jungen panafrikanischen Kruste intrudierte. Differentiation erfolgte im wesentlichen durch fraktionierte Kristallisation von Olivin, Klinopyroxen, Plagioklas und Apatit. Während später Entwicklungsstadien gab es vermutlich begrenzte Assimilation von Inselbogen-Kruste. Die Platznahme erfolgte entlang von Ringbrüchen in einem subvulkanischen Stockwerk und war vermutlich mit der Bildung einer Caldera während der Platznahme der trachytischen Lithologien verbunden. Der anorogene Charakter der magmatischen Folge zeigt an, daß die panafrikanische Kruste Nordost-Afrikas zur Zeit der Platznahme der alkalischen Intrusion bereits konsolidiert war.

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With 13 Figures     

Sm-Nd and Rb-Sr isotopic systematics of the East Antarctic Manning Massif alkaline trachybasalts and the development of the mantle beneath the Lambert-Amery rift

Summary Rb-Sr and Sm-Nd isotopic investigations have been carried out on samples forming a sequence from the bottom to the top of a suite of K-rich olivine trachybasalts from the Manning Massif in the northern Prince Charles Mountains, East Antarctica. Several separate flows, each 3.5-6.5 m thick, occur as individual small outcrops and are related to the Lambert-Amery rift. Nd-Sr isotopic features of the volcanics are similar to those for lherzolite xenoliths from the Mesozoic alkaline ultramafic rocks of the adjacent Jetty Peninsula area, but the trace element abundances and patterns are consistent with the occurrence of minor phases such as apatite, amphibole, ilmenite and perovskite in the source region. According to Nd-Sr isotopic characteristics (¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd = 0.512026-0.512269;⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = 0.707765-0.708046), the trachybasalts were generated from an enriched mantle source. These features are suggested here to result from isotopic mixing between peridotite wall-rocks similar to the Jetty Peninsula xenolith samples and melts derived from ultramafic veins in the lithosphere. A synthesis from isochron and model ages on volcanics and xenoliths indicates formation of the lithosphere at about 1.2 Ga, followed by two episodes of subsequent enrichment at 0.91.0 Ga and ca. 0.6 Ga. The¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd values for the volcanics show a wide range, but are more enriched for the bottom part of the suite, becoming more depleted towards the top. This may be explained by a steadily decreasing vein/wall-rock ratio from 35% to 10% due to progressive heating of the source region. This variation in ENd is not accompanied by a corresponding increase in⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, which constrains both vein and wall-rock characteristics quite closely: the wall-rock was an enriched peridotite, whereas the vein assemblage comprised dominantly clinopyroxene and amphibole with a lesser, but essential, amount of phlogopite. REE-rich accessory phases such as apatite and perovskite were present in the vein, but were rare, so that the vein as a whole had high Sr/Nd. Rb-Sr age determination on Manning Massif bulk rocks gives an apparent isochron age of 40±1.2 Ma (I_Sr = 0.70762), although the age is probably falsified by the mixing processes during melting.

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Sm-Nd und Rb-Sr Isotopenuntersuchungen an alkalischen Trachybasalten des ostantarktischen Manning Massivs: Entwicklung des Mantels unter dem Lambert-Amery Rift

Zusammenfassung Sm-Nd- und Rb-Sr-Isotope wurden in einer Abfolge von K-reichen OlivinTrachybasalten im Manning Massiv in den nördlichen Prince Charles Mountains, Ost-Antarktis, untersucht. Proben wurden systematisch von mehreren sich überlagernden Lavaströmen genommen, die Mächtigkeiten von 3,5 bis 6,5 m erreichen und dem Lambert-Amery Rift zugeordnet werden. Nd-Sr Isotopenzusammensetzung der Vulkanite sind ähnlich wie in Iherzolithischen Mantelxenolithen aus alkalischen Ultramafiten der Jetty Halbinsel. Allerdings deuten die Spurenelementgehalte sowie die Spurenelementverteilungen auf die Anwesenheit von Apatit, Amphibol, Ilmenit und Perowskit in der Quellenregionhin. Nd-Sr Isotope der Trachybasalte (¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd= 0.512026–0.512269;⁸⁷Sr/⁸⁶Sr = 0.707765–0.708046) weisen auf eine angereicherte Mantelzusammensetzung hin. Für die hier gefundenen Werte wird ein Mischungsmodell zwischen einem Peridotit-Nebengestein ähnlich wie in den Jetty Halbinsel Xenolithen und einer Schmelze vorgeschlagen, die aus ultramafischen Gängen innerhalb der Lithosphäre stammte. Die Kombination aus Isochronenalter und Modellalter der Vulkanite und der Xenolithe zeigt, daß nach der Bildung vor 1.2 Ga die Lithosphäre zwei Anreicherungsereignisse vor 0.9-1.0 Ga und 0.6 Ga erfahren hatte. Trotz der hohen Variation der¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd Verhältnisse ergeben sich für die unteren Lavaströme höhere Werte, während die oberen Bereiche an¹⁴³Nd verarmt sind. Dies kann auf eine stetige Abnahme des Gang/Peridotit Verhältnisses von 35% auf 10% zurückgeführt werden, das auf eine fortschreitende Aufheizung der Quellenregion hinweist. Die Variation im¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd System wird aber nicht von einem Anstieg des⁸⁷Sr/⁸⁶Sr Verhältnisses begleitet, was mit ähnlichen Werten sowohl für die Gänge als auch für den angrenzenden Peridotit erklärt werden kann: das Nebengestein bestand aus einem angereicherten Peridotit, während die Gänge hauptsächlich aus Klinopyroxen und Amphibol zusammengesetzt waren. SEE-reiche Phasen wie Apatit und Perowskit kamen in so geringen Mengen vor, daß die Gesamtzusammensetzung der Gänge hohe Sr/Nd-Verhältnisse hatte. Rb-Sr Altersbestimmungen an Gesamtgesteinen der Manning Massiv-Vulkanite ergeben eine scheinbare Isochrone von 40±1.2 Ma (I_Sr = 0.70762), obwohl diese Altersinformation vermutlich durch die Mischungsprozesse während des partiellen Schmelzens verfälscht ist.

     

Compositional variation in pyrochlores from the Mt Weld carbonatite laterite,Western Australia

Summary Pyrochlore is present as a residual mineral within a Mesozoic-Cainozoic laterite overlying and derived from a Proterozoic carbonatite intrusion. Leaching of the A-site ions Na and Ca from the pyrochlore structure occurred during weathering and the vacant sites were subsequently occupied by Sr and Ce. In addition, leaching of strongly-bonded Nb led to B-site vacancies, which were subsequently filled by Fe³⁺. The pyrochlore mineral chemistry changes markedly with depth in the weathering profile and the sequence: Na-Ca pyrochlore, strontian pyrochlore, strontiopyrochlore, ceriopyrochlore, cerian strontiopyrochlore and strontian ceriopyrochlore occurs between the fresh carbonatite/laterite interface and the top of the profile. This vertical zonation in pyrochlore mineral chemistry is the result of leaching and reprecipitation processes and the associated fractionation and differential mobility of individual elements during weathering.

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Variierende Zusammensetzungen in Pyrochlor in Lateriten des Mt Weld Karbonatits, West-Australien

Zusammenfassung Pyrochlor befindet sich in einem mesozoischen-känozoischen Laterit, der sich durch Verwitterung einer proterozoischen Karbonatitintrusion bildete. Das Lösen von A-Ionen, Na and Ca, aus der Pyrochlor-Struktur erfolgte während der Verwitterung; die freien Stellen wurden von Sr und Ce besetzt. Der Verlust von stark gebundenem Nb führte zu freien Stellen in der B-Position, die von F³⁺-Ionen besetzt wurden. Die Pyrochlor Zusammensetzung ändert sich deutlich mit der Verwitterungstiefe und entwickelt sich von der Karbonatit/Laterit-Grenze zum obersten Teil des Lateritprofils wie folgt: Na - Ca-Pyrochlor, strontian Pyrochlor, Strontiopyroehlor, Ceriopyrochlor, cerian Strontiopyrochlor bzw. strontian Ceriopyrochlor. Diese vertikale Zonierung in der Pyrochlorchemie ist das Resultat der Auslaugungs- und Wiederausfällungsprozesse während der Verwitterung und der damit verbundenen Fraktionierung und unter-schiedlichen Mobilität von einzelnen Elementen.

     

Mineralogie und Petrologie ostalpiner Tonschiefer

Zusammenfassung Sechs bisher als Tonschiefer bezeichnete Gesteine wurden chemisch, röntgenographisch, optisch und mit dem Elektronenmikroskop in Hinblick auf ihre Färbung, ihren quantitativen Mineralbestand sowie ihren Metamorphosegrad untersucht. Diese Untersuchungen zeigten, daß zwei dieser Proben keine reinen Tonschiefer sind, sondern als Chlorit-Talk-Schiefer bzw. als dolomitischer Tonschiefer zu bezeichnen sind.Die Färbung in den Tonschiefern wird durch feinstverteiltes Pigment (grau bis schwarz), Hämatitschuppen (rot) und Chlorit (grün) hervorgerufen.Der quantitative Mineralbestand wurde unter Zuhilfenahme der Dichtebestimmung sowie optischer und röntgenographischer Daten aus den chemischen Analysen errechnet. Muskovit (25 bis 45 Vol.-%), Chlorit (15 bis 25 Vol.-%), Quarz (18 bis 30 Vol.-%) und Albit (2 bis 6 Vol.-%) bilden die Hauptgemengteile; Hämatit, Dolomit und Talk treten als Nebengemengteile auf, wobei Hämatit bis zu 11 Vol.-%, Dolomit bis zu 42 Vol.-% und Talk bis zu 40 Vol.-% erreichen und Übergemengteile bilden können, während sich die Akzessorien aus Pyrit, röntgenamorphem Kohlenstoff, Apatit, Erz, Zirkon und Rutil zusammensetzen.Petrologisch sind diese Gesteine der niedrigsten Stufe der Grünschieferfazies mit der unteren Grenze bei etwa 300°C und etwa 3 Kb zuzuordnen. Die phyllitähnliche Fältelung der Tonschiefer ist Zeugnis für die Durchbewegung während der Metamorphose.

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Mineralogy and petrology of east-alpine clay schists

Summary Six rocks, so far called slates, were examined by x-ray, chemical and optical methods to determine the cause of colouring, the quantitative mineralogical composition and the degree of metamorphism. Two of these so-called slates are chlorite-talc-schists and dolomitic slates.The colouring of the slates is due to pigment (gray to black), hematite (red) and chlorite (green).The quantitative mineralogical composition of these rocks is calculated from the chemical analyses. These data are controled by the density and by optical and x-ray results. The mineral assemblages are dominated by muscovite (25–45%), chlorite (15–25%), quartz (18–30%) and albite (2–6%) while hematite, dolomite, pyrite, apatite, ore, zircon, rutile and amorphous carbon are accessory, but in some rocks hematite (11%), dolomite (42%) and talc (40%) are also dominant.The slates belong to the lowest metamorphic part of the greenschist-facies with the lower limit at 300°C and 3 Kb. The phyllitic structure is the result of deformation synchronous with metamorphism.

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Mit 1 Abbildung     

A comparison of fluids causing post-depositional hydrothermal alteration in Archaean basement granitoids and the Witwatersrand Basin

Summary Some Archaean granitoids occurring along the north-western and western edge of what is classically known as the Witwatersrand Basin have been hydrothermally altered in two different styles. Both styles - pervasive and vein-controlled alteration - are characterised by sulphide mineralisation as well as by thorium-, uranium-, gold- and REE-rich nodules of carbonaceous material (fly-speck carbon). All of the granitoids displaying these characteristic alteration styles are associated with secondary moderate-to high-salinity, Ca-rich fluid inclusions with low homogenisation temperatures in magmatic quartz and quartz veins. C-isotopes of the fly-speck carbon and the fluid composition of the associated fluid inclusions are typical of modified basin brines. Similar types of Ca-rich fluid inclusions were found in authigenic quartz and hydrothermal quartz veins from gold-bearing, hydrothermally altered sediments of the Witwatersrand Basin, although the salinities of the fluids in the basement granitiods are somewhat higher. The moderate- to high salinity of this inclusion fluid and its present composition is considered to be the result of modifications by fluid-rock interaction during transport and subsequent metamorphism within the Witwatersrand Basin. Available age data on the hydrothermally derived minerals in these granitoids range between 2.7 and 2.0 Ga indicating several fluid pulses, with fluids repeatedly expelled during the dewatering of the Witwatersrand Basin. These data are consistent with the conclusion that major parts of the alteration are the result of sediment dewatering which affected both the granitoids and the gold-bearing strata within the Witwatersrand Basin.

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Ein Vergleich zwischen Formationswässern in archaischen Granitoiden und dem Witwatersrand Becken

Zusammenfassung Einige archaische Granitoide, die am nordwestlichen und westlichen Rand des Witwatersrand Beckens vorkommen, zeigen zwei Arten von hydrothermaler Überprägung. Beide Arten, pervasiv und gangförmig, sind mit einer Sulfidmineralisation und Thorium-, Uran-, Gold-, und SEE-reichen Knollen aus kohliger Substanz assoziiert. Alle Granitoide, die sich durch diese spezielle hydrothermale Überprägung auszeichnen, besitzen sekundäre moderat- bis hochsalinare, Ca-reiche Fluideinschlüsse mit niedrigen Homogenisierungstemperaturen in magmatischen und hydrothermalen Quarzen. Diese Fluide werden als modifizierte Beckenwässer gedeutet. Ähnliche Ca-reiche Fluideinschlüsse wurden in authigenen und hydrothermalen Quarzen in goldführenden, hydrothermal veränderten Sedimenten des Witwatersrand Beckens beobachtet, obwohl die Salinitäten der wässrigen Fluide in den Granitoiden noch höher sind. Die moderate bis hohe Salinität und die derzeitige Zusammensetzung der Einschlußfluide wird als eine Konsequenz aus der Fluid-Gesteinswechselwirkung, die während des Transportes im Becken stattfand, und der nachfolgenden Metamorphose angesehen. Vorläufige Altersdaten von den hydrothermal gebildeten Mineralen weisen auf mehrere hydrothermale Ereignisse während einer Zeitspanne zwischen 2.7 und 2.0 Ga hin. Während dieser Zeitspanne kam es durch Beckenentwässerung zu wiederholten Fluidschüben aus dem Becken in die Granitoide aufgrund lokaler tektonischer Ereignisse. Diese Daten deuten an, daß ein großer Teil der hydrothermalen Überprägung sowohl der Granitoide als auch der goldführenden Sedimente durch Formationswässer aus dem Witwatersrand Becken gebildet worden ist.

     

Glimmer der regionalmetamorphen Skarne Westmährens

Zusammenfassung Es wurden 28 Glimmerproben und 6 Proben anderer mit ihnen assoziierter Minerale aus westmährischen Skarnen chemisch untersucht. Die Glimmerproben stammten aus Skarngesteinen (Mg-Skarne, Amphibol-Biotit-und Cummingtonit-Biotit-Skarne, Almandin-Biotit-Schiefer der Randzonen der Skarnkörper) sowie aus Gneisen der Skarnhüllen und aus Pegmatiten, die die Skarne durchsetzen. Die Mg-Skarne enthalten Phlogopit, die anderen untersuchten Gesteine vorwiegend Siderophyllit-Eastonit. Almandinarme Assoziationen, wie Mg-Skarne und Cummingtonit-Skarne, enthalten aluminiumarme Glimmer, während sich die mit Al übersättigten Gesteine (mit Sillimanit oder Spinell) durch aluminiumreiche Glimmer auszeichnen. Der empfindlichste Indikator, der auf die Assoziation, aus welcher der Glimmer stammt, schließen läßt, ist Titan. Die größte Variabilität unter den Hauptkomponenten der Glimmer weist Fluor auf, und zwar sogar in Glimmern aus derselben Assoziation. Die wichtigste Assoziation mit Biotitführung in westmährischen präkambrischen Skarnen, nämlich die Almandin-Biotit-Schiefer der Ränder der Skarnkörper, entstand durch Austauschreaktionen während der Regionalmetamorphose aus Glimmerschiefern und tonerdereichen glimmerschieferähnlichen Gesteinen, unter Zufuhr von Fe, Mg und Mn aus den Skarnen. Die Glimmer westmährischer Skarngesteine werden mit Skarnglimmern anderer präkambrischer Gebiete der Welt verglichen.

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Micas of the metamorphic skarns in Western Moravia

Summary The author has investigated 28 mica specimens and 6 specimens of minerals associated with micas which were all recovered from West-Moravian Precambrian skarns, from their host rocks as well as from pegmatites which intersect the skarns. The magnesium skarns contain phlogopite, whereas the other skarn types, such as amphibole-biotite skarns, cummingtonite-biotite skarns, and almandite-biotite schists, as well as gneisses and pegmatites, contain siderophyllites-eastonites. The constituent micas of assemblages poor in aluminium, such as the magnesium skarns and cummingtonite skarns, are low in aluminium, whereas those associated in rocks with sillimanite and spinel are, on the other hand, rich in aluminium. Titanium is among all the main mica components most sensitive to the character of the assemblage, from which the mica was recovered. Fluorine, again, displays a relatively very broad range of concentrations, even in mica samples originating from the same assemblage. The most important assemblage containing micas are the almandite-biotite schists bordering those skarn bodies, which are situated in aluminium-rich mica schists. They developed in the course of regional metamorphism at the expense of mica schists by the action of iron, magnesium and manganese imported from the skarn. The micas of the West-Moravian skarns are compared with the micas of other Precambrian regions of the world.

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Mit 11 Abbildungen     

Amphiboles and biotites of the hornblende gneisses in an area to the North-East of the fjord Qagssit,Frederikshåb district,South-West Greenland

Summary The chemical characteristics of coexisting biotites and hornblendes and host rocks are examined and discussed. The field data indicate that biotite derives from hornblende at decreasing metamorphism. A chemical equilibrium has been reached for Fe²⁺, Mg and Mn and approached, but not reached, for tetrahedral ions, Fe³⁺, Al^vi and Ti. The disequilibrium is mainly dependent on biotite and is tentatively ascribed to the oxidizing conditions of the environment, at the time of biotite crystallization. The composition of biotite is thus partly related to that of hornblende and partly to the environment, while intracrystalline variations of hornblende are related to the chemical composition of the host rock and to varying metamorphic grade.

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Amphibole und Biotite der Hornblendegneise in einem Gebiet nordöstlich des Qagssit-Fjordes, Frederikshåb-Distrikt, Südwest-Grönland

Zusammenfassung Der Chemismus koexistierender Biotite und Hornblenden sowie von deren Muttergesteinen wird untersucht und diskutiert. Die Felddaten weisen darauf hin, daß der Biotit aus Hornblende bei abnehmender Metamorphose entsteht. Ein chemisches Gleichgewicht wurde für Fe²⁺, Mg und Mn erreicht; für die tetraedrisch koordinierten Ionen sowie Fe³⁺, Al^vi und Ti fand eine Annäherung in seine Richtung statt, es wurde aber nicht erreicht. Das Ungleichgewicht hängt im wesentlichen mit dem Biotitgehalt zusammen, und es wird versuchsweise den Oxidationsbedingungen der Umgebung bei der Biotitkristallisation zugeschrieben. Die Zusammensetzung des Biotits hängt folglich teilweise mit jener der Hornblende und teilweise mit der Umgebung zusammen, während die intrakristallinen Variationen der Hornblende von der chemischen Zusammensetzung des Muttergesteins und dem variierenden Metamorphosegrad abhängen.

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With 7 Figures     

Witwatersrand iron-formations and their significance for gold genesis and the composition limits of orthoamphibole

Summary In the West Rand Group of the 3.07–2.71 Ga old Witwatersrand Supergroup, South Africa, a series of banded iron-formations occur. They are of chemical origin and were deposited in an offshore shelf environment. The coarser-grained, in places pyrite-bearing, and partly auriferous metasedimentary rocks forming the bulk of the Witwatersrand Supergroup are regressive. The iron-formations, however, were deposited during transgression. The presence of allogenic pyrite in the fluviatile metaconglomerates and that of magnetite and, in places, haematite in the marine iron-formations suggests a lower pH and higher sulfur activity for the Archaean meteoric environment than for recent hydrothermal fluids on the ocean floor. Post-depositional alteration of the Witwatersrand rocks includes burial metamorphism at temperatures between 300 and 350 °C and pressures around 2.5 kbar, and multiple hydrothermal inflitration events at slightly lower temperatures, coeval with the brittle deformation of the basin fill during the deposition of the Transvaal Supergroup and the Bushveld Vredefort events.Additional thermal metamorphic overprint of the iron-formations around the Vredefort Dome caused the growth of orthoamphiboles. They show a wide range of compositions between ferro-anthophyllite and ferrous alumino-gedrite, suggesting that the crest of the solvus curve for Fe-rich orthoamphiboles is below 500 °C.Chlorite and amphibole compositions, and the presence of Fe-oxide-bearing horizons between pyrite-bearing ones indicate that the fluid composition during post-depositional alteration was largely controlled by the bulk rock composition of the infiltrated stratigraphic horizons and not by some external source.

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Zusammenfassung Die West Rand Group innerhalb der 3.07–2.71 Milliarden Jahre alten Witwatersrand Supergroup, Südafrika, führt eine Reihe von Magnetit- und Hämatit-haltigen Eisenformationen. Diese sind chemischen Ursprungs und wurden in einem flachmarinen Schelfmilieu abgelagert. Der überwiegende Teil der Witwatersrand Abfolge, bestehend aus klastischen, verschiedentlich Pyrit-führenden und teilweise goldhaltigen Metasedimentgesteinen, kann regressiven Phasen zugeschrieben werden. Die Eisenformationen wurden hingegen während transgressiven Phasen abgelagert. Aufgrund des Auftretens allogener Pyrite in den fluviatilen Konglomeratlagen und von Magnetit und Hämatit in den marinen Eisenformationen lassen sich für den meteorischen Bereich im Archaikum niedrigere pH-Werte und höhere Schwefelfugazität ableiten als für rezente submarine hydrothermale Fluide. Post-diagenetische Alterationsprozesse sind der Versenkungsmetamorphose mit Temperaturen zwischen 300 und 350 °C und Drucken um 2.5 kbar sowie etwas niedriger temperierten hydrothermalen Fluiden zuzuschreiben, die als Folge der inkompetenten Deformation der Beckenfüllung in diese während mehrer Stadien infiltrierten. Infiltration hydrothermaler Fluide während der Ablagerung der Transvaal Supergroup (2.55 Ga) und während des Bildung der Vredefort Struktur (2.0 Ga) sind durch Altersdaten belegt.Zusätzliche thermische Metamorphose der Fe-reichen Pelite und Eisenformationen im Bereich der Vredefort Struktur führte zur Bildung von Orthoamphibolen, deren Zusammensetzung von Anthophyllit bis zu Fe-reichem Alumino-Gedrit reicht. Dies läßt darauf schließen, daß die Solvuskurve für Fe-reiche Orthoamphibole unterhalb von 500 °C liegt.Die Zusammensetzung der Chlorite und Amphibole sowie das Auftreten von Fe-Oxid-führenden Horizonten in den generall Pyrit-reichen Metasedimentgesteinen gestatten die Annahme, daß die post-diagenetische Fluidzusammensetzung hauptsächlich durch die jeweilige Zusammensetzung der infiltrierten Gesteinshorizonte und nicht durch eine externe Quelle bestimmt wurde.

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With 8 Figures     

Platinum-group minerals in the chromitites from the Great Serpentinite Belt,NSW, Australia

Summary Occurrences of platinum-group minerals (PGM) from chromitites of the Great Serpentinite Belt of New South Wales are reported for the first time in this study. On the basis of their major components, these minerals are classified into various groups, including sulphides, sulpharsenides, arsenides, antimonides, amalgams, and alloys of Os-Ir-Ru-(Fe Ni), Pd Cu Sn, Ni-Fe-Pt-Pd, Pd-Pb-Cu, and Rh-Sn-Cu. They are present: (i) as inclusions within chromite, (ii) in interstitial silicates, (iii) in ferritchromite and (iv) along fractures in chromite. Ir-subgroup (Ir, Os, Ru) minerals (IPGM) dominate podiform chromitites hosted by upper mantle serpentinised harzburgite, whereas Pdsubgroup (Pd, Pt, Rh) minerals (PPGM) characterise banded chromitites in cumulates of the overlying magmatic series. A highly brecciated podiform chromitite, however, is distinguished by abundant disseminated PPGM containing Sb ± Cu. Primary magmatic PGM in podiform chromitite comprise IPGM sulphides, sulpharsenides, and alloys, whereas hydrothermal PGM are characterised by PPGM alloys with Hg, Sb, and Cu. Dominantly hydrothermal PGM in the banded chromitites formed by remobilisation of primary magmatic PGM during serpentinisation. The contrast in PGM association is related to the crystallisation of the host chromitites; IPGM crystallised early from the parental magma along with podiform chromitite, but PPGM formed later at lower temperatures during crystallisation of banded chromitite.[

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Platingruppen-Minerale in den Chromititen aus dem Great Serpentinite Belt, NSW, Australien

Zusammenfassung In dieser Studie wird zum ersten Mal über das Vorkommen von PlatingruppenMineralen (PGM) in Chromititen der Great Serpentinite Belt berichtet. Die auftretenden Mineralphasen umfassen Sulfide, Sulfarsenide, Arsenide, Antimonide, Amalgam und Legierungen von Os-Ir-(Fe-Ni), Pd-Cu-Sn, Ni-Fe-Pt-Pd, Pd-Pb-Cu and Rh-Sn-Cu. Sie treten als i) Einschlüsse im Chromit, ii) in Silikaten der Grundmasse, iii) Im Ferritchromit und iv) in Frakturen des Chromit auf. Mineralphasen der Ir-Untergruppe (IPGM = Ir, Os, Ru) dominieren in podiformen Chromititen, die in serpentinisierten Harzburgiten des oberen Mantels auftreten. Minerale der Pd-Untergruppe (PPGM = Pd, Pt, Rh) charakterisieren gebänderte Chromitite, die innerhalb der über der Mantelsequenz liegenden Kumulatabfolge vorkommen. Ein deutlich brekzierter podiformer Chromitit unterscheidet sich von den übrigen podiformen Chromititen durch häufiges Auftreten von disseminierten PPGM, die auch Sb ± Cu führen. Primär magmatisch gebildete PGM in podiformen Chromititen umfassen IPGM in Form von Sulfide, Sulfarsenide und Legierungen, während PPGM als Legierungen mit Hg, Sb und Cu hydrothermale Phasen darstellen. Die hydrothermalen PGM in den gebänderten Chromititen wurden überwiegend durch Remobilisation aus primär magmatischen PGM während der Serpentinisierung gebildet. Der markante Unterschied in den während der Serpentinisierung gebildet. Der markante nterschied in den PGM-Assoziationen steht mit der Kristallisation des jeweiligen Chromitit in Verbindung: Während IPGM früh aus dem Magma zusammen mit den podiformen Chromititen kristallisierten, wurden PPGM später unter niedrigeren Temperaturen während der Kristallisation der gebänderten Chromitite gebildet.[

     

Fluid inclusions related to Variscan and Alpine metamorphism in the Austroalpine Ötztal Basement, Eastern Alps

Summary The Austroalpine Ötztal Basement (AOB) was affected by three metamorphic events during the Caledonian (ca. 450 Ma), Variscan (ca. 320 Ma) and Eo-Alpine (ca. 90 Ma) orogeny. The Variscan and Alpine events are clearly distinguished in terms of pressure and temperature evolution. Significant differences were observed between textures and densities of fluid inclusions of Variscan and Alpine age. Microthermometric and Raman spectroscopic investigations were done on fluid inclusions entrapped in garnet, apatite and quartz. Apatite hosts fluid inclusions of Variscan age which re-equilibrated during the Alpine overprint. Variscan garnets from metasedimentary rocks contain fluid inclusions, which were entrapped during isothermal decompression after the Variscan amphibolite facies temperature peak. The crystallinity of graphite coatings on the walls of fluid inclusions in Variscan garnets from orthogneisses as determined by Raman spectrosocopy indicates formation temperatures in excess of 550 °C. Superdense CO₂ inclusions in quartz indicate isobaric cooling after the Alpine metamorphic temperature peak. The textures and the high density of late aqueous inclusions suggest their entrappment during the Alpine event. Raman spectra from hydrohalite and antarcticite support the presence of Na and Ca in the Variscan metamorphic fluid. Metasomatic reactions involving feldspars lead to the enrichment of these two elements in the fluid phase. The similarities of the chemical compositions of the metamorphic fluids within Variscan and Alpine inclusions suggest minor compositional changes with time and corroborate efficient rock buffering of the fluids. The combination of data from fluid inclusions, petrographic observations and published geothermobarometric data yields an improved and more detailed picture of the Variscan and Alpine metamorphic P-T evolution.

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Flüssigkeitseinschlüsse im Zusammenhang mit variszischer und alpidischer Metamorphose im Ötztalkristallin (Ostalpen)

Zusammenfassung Das Ötztalkristallin wurde von drei Metamorphoseereignissen während der kaledonischen (ca. 450 Ma), variszischen (ca. 320 Ma) und alpidischen (ca. 90 Ma) Gebirgsbildung Beeinflußt. Die variszischen und alpidischen Ereignisse sind in Bezug auf ihre Druck- und Temperaturentwicklung eindeutig unterscheidbar. Deutliche Unterschiede wurden in den Texturen und den Dichte variszischer und alpidischer Flüssigkeitseinschlüsse beobachtet. Mikrothermometrische und Raman-spektroskopische Untersuchungen wurden an in Granat, Apatit und Quarz eingeschlossenen Flüssigkeitseinschlüssen durchgeführt. Apatit führt variszische Flüssigkeitseinschlüsse, die während der alpidischen Überprägung reequilibrierten. Varizischer Granat aus metasedimentären Gesteinen enthält Flüssigkeitseinschlüsse, die während der isothermalen Druckentlastung nach dem variszischen amphibolitfaziellen Temperaturhö-hepunkt eingefangen wurden. Die Kristallinität von Graphitausfdllungen an den Wänden von Flüssigkeitseinschlussen in variszischen Orthogneis-Granaten wurde mit Raman Spektroskopie bestimmt und zeigt Bildungstemperaturen über 550°C an. Hochdichte CO₂-Einschlfisse in Quarz zeigen isobares Abkühlen nach dem alpidischen Metamorphosehöhepunkt an. Die Texturen und die hohe Dichte von späten wässrigen Einschlussen legen deren Einfangen während des alpidischen Ereignisses nahe. RamanSpektren von Hydrohalit und Antarcticit unterstützen das Vorhandensein von Na und Ca im variszisch metamorphen Fluid. Metasomatische Reaktionen unter Beteiligung von Feldspat führten zur Anreicherung dieser beiden Elemente in der fluiden Phase. Die Ähnlichkeiten den chemischen Zusammensetzung des metamorphen Fluides in variszischen und alpidischen Einschlussen legt eine geringe zeitliche Änderung der Zusammensetzung nape und bestätigt eine effiziente Bufferung den Fluide durch das Gestein. Die Kombination von Flüssigkeitseinschlußdaten, petrographischer Beobachtung und Geothermobarometrie aus der Literatur liefert ein verbessertes und detailiertes Bild der variszischen und alpidischen metamorphen P-T Entwicklung.

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With 8 Figures     

The metamorphic and alteration history of West Rand Group shales from distal portions of the Witwatersrand Basin

Summary The maximum metamorphic grade in West Rand Group shales from three boreholes to the east and south of the Vredefort Dome is lower greenschist facies. In most samples the peak metamorphic assemblage consists of quartz + muscovite + chlorite, with the phyllosilicates defining a tectonic cleavage. In many of the samples more coarsely crystalline alteration zones that clearly crosscut both bedding and the tectonic cleavage overprint this assemblage. The alteration zones are localized around minor faults and shears where fluid ingress has occurred. Muscovite was not observed in these zones and the cleaved matrix assemblages has been replaced by assemblages consisting of pyrite + quartz ± chlorite ± stilpnomelane ± calcite ± carbonaceous matter ± Mn-garnet ± epidote ± chalcopyrite. In some of the alteration zones stilpnomelane is a very common product and appears to arise through the breakdown of chlorite + muscovite. K and Fe metasomatism are indicated during this reaction, as well as the obvious mobility of S, Cu and C. Assays on small samples indicate gold introduction into the shales during the alteration event. Chlorite thermometry was used to estimate the equilibration temperature of chlorite from the cleaved matrix and the alteration zones. Temperatures close to 300°C are indicated for both chlorite varieties, and for all three boreholes. These results, and the petrographic data, imply that fluid influx post-dated the formation of the tectonic cleavage, but occurred close to the peak of metamorphism. Comparison between the chlorite thermometry data from this study with those from similar studies in the goldfields indicates very similar peak metamorphic grades in both areas, suggesting that these metamorphic conditions may be typical of almost the entire basin. The one exception is obviously the amphibolite facies metamorphism exposed in the northwestern sector of the collar of the Vredefort Dome. Several recent studies have suggested that this metamorphism is representative of a widespread zone of higher grade metamorphism within the central portions of the basin. The results of this study indicate that this is unlikely to be the case and suggest that these amphibolite facies rocks are probably unique to the northern portions of the dome.

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Die Metamorphose- und Alterationsgeschichte von Peliten der West Rand Group im distalen Bereich des Witwatersrand Beckens

Zusammenfassung Dieser Artikel dokumentiert die Metamorphose und Alteration einiger Tonschiefer der West Rand Group, welche in drei Bohrkernen östlich und südlich des Vredefort Domes aufgeschlossen sind. In allen untersuchten Proben entspricht der maximale Metamorphosegrad der unteren Grünschiefer Fazies. Die maximalen metamorphen Bedingungen sind häufig durch die Mineralparagenese Quarz + Muscovit + Chlorit charakterisiert, wobei die Schichtsilikate eine ausgeprägte Schieferung definieren. Viele der Proben zeichnen sich durch gröber kristalline Bereiche intensiver Alteration aus, die sowohl die Schieferung als auch die Schichtung deutlich schneiden und in denen die metamorphe Mineralparagenese überprägt ist. Diese Alterationszonen befinden sich im Bereich von kleineren Störungen und Scherzonen, entlang derer Fluide eingedrungen sind. Muscovit fehlt in diesen Bereichen und die Matrixminerale sind durch die Paragenese Pyrit ± Quarz ± Chlorit ± Stilpnomelan ± Kalzit ± Kohlenstoff-haltiges Material ± Mn-Granat ± Epidot ± Kupferkies verdrängt worden. In einigen Alterationszonen findet man häufig Stilpnomelan, welcher möglicherweise auf Kosten von Muscovit und Chlorit gewachsen ist. Versuche, diese Reaktion mit Hilfe von gemessenen Mineralzusammensetzungen unter Annahme eines isochemischen Systems auszugleichen, scheiterten. Dies ist wahrscheinlich auf die Mobilität von K und Fe, sowie S, Cu and C zurückzuführen. Untersuchungen an kleinen Proben deuten darauf hin, daß die Alteration mit einer Goldanreicherung verbunden war. Die Abschätzung der Gleichgewichtstemperaturen von Chlorit der geschieferten Matrix sowie der Alterationszone mit Hilfe von Chlorit-Thermometrie ergab Temperaturen um 300°C für beide Chlorit-Varietäten aus allen drei Bohrkernen, Diese thermometrischen und petrographischen Daten sprechen dafür, daß die Fluidinfiltration nach Anlegung der Schieferung nahe dem Metamorphosehöhepunkt erfolgte. Ein Vergleich der Daten aus der Chlorit-Thermometrie dieser Studie mit den Ergebnissen ähnlicher Studien in den Goldfeldern ergibt sehr ähnliche metamporphe Bedingungen, was möglicherweise dafür spricht, daß diese Bedingungen typisch für das ganze Becken sind. Die einzige Ausnahme bildet offensichtlich die amphibolitfazielle Metamorphose in den nordwestlichen Randbereichen des Vredefort Domes. Einige neuere Studien spekulieren, daß diese Metamorphose eventuell für eine breite Zone höhergradiger Metamorphose im zentralen Teil des Beckens repräsentativ ist. Unsere Resultate deuten jedoch eher darauf hin, daß diese amphibolitfaziellen Gesteine auf den nördlichen Teil des Domes beschränkt sind.

     

Petrographische Untersuchungen an Paragneisen des polymetamorphen Silvrettakristallins

Zusammenfassung Die Untersuchung der regionalen Verteilung der Minerale Staurolith, Disthen, Andalusit und Sillimanit im österreichischen Anteil des Silvrettakristallins ergab mehrere Mineralzonen, die sich zum Teil diskordant überlagern.Der gesamte in einem Dünnschliff feststellbare Mineralbestand würde in vielen Fällen kein Gleichgewicht darstellen. Es zeigte sich jedoch, daß die Minerale, die unmittelbar aneinander grenzen, in den meisten Fällen stabile Paragenesen bilden.Gefügekundliche Beobachtungen ergeben eine Unterteilung in prä- bis synkinematisch und in postkinematisch kristallisierte Minerale. Die Bildung dieser Minerale wird verschiedenen Metamorphosen zugeordnet. Der Vergleich mit radiogenen Altersbestimmungen aus dem Schweizer Anteil des Silvrettakristallins erlaubt die Einstufung der verschiedenen Metamorphosen in eine ältere, kaledonische und in eine jüngere variszische Metamorphose. Die Disthenzone wird als Relikt der kaledonischen, druckbetonten Metamorphose gedeutet. Die Ausbildung der Sillimanitzone wird dagegen der variszischen Metamorphose zugeschrieben.

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On the petrogenesis of the polymetamorphic rocks of the Silvretta

Summary The investigation of the regional distribution of the minerals staurolite, kyanite, andalusite and sillimanite in the Austrian part of the Silvretta-Alps indicates several mineral zones which are in part discordant.Very often the mineral assemblages as observed within one thin section constitute a disequilibrium association. However adjacent mineral pairs seem to form stable parageneses in most cases.Pre- to synkinematic and postkinematic porphyroblasts can be distinguished. The kormation of these minerals was caused by different metamorphic cycles. The kyanite-zone is interpreted as being of Calendonian- and the sillimanite-zone as being of Varistic age, on the basis of a comparsion with the Rb–Sr and U–Pb age determinations as carried out in the Swiss part of the Silvretta-Alps.

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Mit 12 Abbildungen     

Sr metasomatism,and partition of Sr between the mineral phases of a meta-eclogite from Bjørkedalen,West Norway

Summary Meta-eclogites within the Bjørkedalen peridotite situated in the Western Gneiss Region of Norway exhibit anomalous Sr concentrations with a maximum of 2.4% SrO in the whole rock analyses. Maximum Sr concentrations in the minerals present in the metaeclogites are — plagioclase 9.6% SrO, epidote 8.5%, zoisite 7.4%, clinozoisite 4.7%, thomsonite 6.65%, apatite 1.5%, prehnite 0.5%, sphene 0.3%, hornblende 0.2% and Sr-feldspar 22.6%. The Sr-anomaly is formed by introduction of Sr during amphibolitization of the eclogites. The source of the introduced Sr is probably a neighbouring amphibolite and the time for introduction late Caledonian. Crystal-chemical considerations show that the Sr distribution between the mineral phases largely could have been predicted on the basis of existing knowledge of crystal chemistry and trace element distribution.

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Sr-Metasomatose und die Strontiumverteilung innerhalb der Mineralphasen eines Metaeklogits von Bjørkedalen, West-Norwegen

Zusammenfassung Metaeklogite innerhalb des Bjørkedalen Peridotits der westlichen Gneis-Region Südnorwegens zeigen anomale Sr-Konzentrationen mit einem Maximum von 2,4% SrO in chemischen Gesamtsteinanalysen. Die höchsten Sr-Konzentrationen der Minerale sind — Plagioklas: 9,6% SrO, Epidot: 8,5%, Zoisit 7,4%, Klinozoisit: 4,7%, Thomsonit: 6,65%, Apatit: 1,5% Prehnit: 0,5%, Titanit: 0,3%, Hornblende: 0,2% und Strontiumfeldspat: 22,6%. Die Strontiumanomalie wurde durch die Zufuhr von Sr während der retrograden Metamorphose der Eklogite verursacht. Das zugeführte Sr stammt wahrscheinlich von einem benachbarten Amphibolit. Die Zufuhr fand spät in der kaledonischen Ära statt. Kristallchemische Erwägungen zeigen, daß die Sr-Verteilung innerhalb der Mineralphasen weitgehend den Erwartungen aufgrund des bisherigen Kenntnisstandes entspricht.

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With 7 Figures