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     

Stratabound barite deposits in Nevada

The barite deposits in the Shoshone Range contain rhythmic layering of several types. One type includes interlayered barite and clay seams with iron oxide grains and stains, where the barite beds gradually change in thickness upwards. Top-bottom (geopetal) features are present but differ from those observed in the Arkansas Stanley Shale deposits. Chert and very fine-grained quartz are interlayered with the barite. The thickest barite beds lie where the chert and shaly layers are thinnest. These are features one would normally find in a sediment. These and other observations suggest a formation by syn-diagenetic processes.

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Zusammenfassung Die Schwerspatlagerstätten der Shoshone Range in Nevada zeigen rhythmische Lagen verschiedener Arten. So gibt es eine Wechsellagerung von Schwerspat mit Tonhäutchen, die Eisenoxidkörner und -filme enthalten. Bei diesem Typ schwankt die Schichtmächtigkeit von unten nach oben. Die Lagen sind sehr reich an Geopetalgefügen aber unterscheiden sich von denjenigen in den Schwerspatlagerstätten von Stanley Shale, Arkansas. Die rhythmischen Lagen bestehen aus Flint (Chert), feinkörnigem Quarz und Schwerspat. Dichte Schwerspat-Lagen treten da auf, wo die Flint-Lagen sehr dünn sind oder fehlen. Solche Erscheinungen treten normalerweise sehr häufig in Sedimenten auf. Diese und andere erwähnte Beobachtungen geben Anlaß zur Annahme, daß es sich hier um synsedimentäre Lagerstätten handelt.

     

Fluid migration and its role in the formation of platinum-group minerals: Evidence from the Imandrovsky and Lukkulaisvaara layered intrusions,Russia

Summary The Early Proterozoic Imandrovsky (Kola Peninsula) and Lukkulaisvaara (northern Karelia) layered intrusions host various platinum-group element (PGE) deposits. The PGE-bearing chromitite horizon is located in the Lower Zone of the Imandrovsky complex. Platinum-group minerals (PGM) are associated with rare base-metal sulfides and sulfarsenides, and predominantly present as minute (up to 25 ,um) grains enclosed by hydrosilicates and at chromite-silicate grain boundaries. The presence of Cl-bearing minerals in the vicinity of the chromitite layer is of genetic significance. Chlorapatite containing up to 100% of the chlorapatite end-member occurs in individual grains, small veinlets (25–30,m across) and rims around relatively Cl-poor apatite. Cl-bearing (0.5 wt.% Cl) allanite-(Ce) forms very small (up to 20m across) veinlets in Cl-poor apatite.The gabbroic sequence of the Lukkulaisvaara intrusion consists of sills and sill-like micro-gabbronorite bodies. A diverse PGM assemblage has been identified in the meta-anorthosite horizon located at the base of one sill. Most of PGM (>70% total PGM) are found enclosed by hydrosilicates. Chlorapatite (> 6.0 wt.% Cl) was recorded, as an intercumulus mineral only, in the lowermost Lukkulaisvaara cumulates, adjacent to a Cu-rich assemblage, which includes an unusual Cu-bearing (0.9–1.9 wt.% Cu) pyrrhotite (?), native copper, weissite and an unknown PtCu₅. Deposition of PtCu₅ alloy is interpreted as a result of interaction of a late reducing or low-oxidizing fluid with sufficiently oxidized environment.It is suggested that Cl-rich fluids affected the lower portions of both the Imandrovsky and Lukkulaisvaara intrusions similar to the Stillwater and Bushveld complexes. The PGE mineralogy of the Imandrovsky chromitite horizon was strongly influenced by Cl-rich fluids during a magmatic hydrothermal event. We suppose that the base-metal sulfide-PGM occurrences at the contacts of the sill within gabbronorite have been deposited by hydromagmatic H₂S-Cl-rich fluids migrating upwards from the lowermost cumulates in the Lukkulaisvaara intrusion. The input of a new magma, from which the micro-gabbronorite sill had crystallized, formed transport channels for fluid migration.

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Die Rolle der Fluid-Migration für die Bildung von Platingruppen-Mineralen: Neue Daten von den geschichteten Imandrovsky und Lukkulaisvaara Intrusionen, Rußland

Zusammenfassung Die frühproterozoischen geschichteten Intrusionen von Imandrovsky (Kola-Halbinsel) und Lukkulaisvaara (Nord-Karelien) führen eine Vielzahl von Lagerstätten der Platingruppenelemente (PGE). Der PGE-führende Chromitit-Horizont liegt in der unteren Zone des Imandrovsky-Komplexes. Hier sind Platingruppen-Minerale (PGM) mit seltenen Buntmetallsulphiden und Sulpharseniden assoziiert, und kommen vorzugsweise als kleine (max. 25 ,m) Körner in Hydrosilikaten und an Chromit- Silikatkorngrenzen vor. Das Vorkommen von Chlor-führenden Mineralen im Bereich der Chromitlagen ist von genetischer Bedeutung. Chlorapatit mit bis zu 100% des Chlorapatitendgliedes kommt in selbständigen Körnern, in kleinen Gängchen (25–30m Durchmesser) und Rändern um relativ Cl-armen Apatit vor. Chlor-führender (0.5 wt.% Cl) Allanit (Ce) bildet schmale (bis zu 20m Durchmesser) Gängchen in Cl-armen Apatit.Die gabbroische Abfolge der Lukkulaisvaara-Intrusion besteht aus Sills und Sill-artigen Mikrogabbronoritkörpern. Eine vielfältige PGM-Vergesellschaftung ist im Metaanorthosit-Horizont festgestellt worden, der an der Basis eines Sills liegt. Der Großteil der PGM (> 70%) kommen als Einschlüsse in Hydrosilikaten vor. Chlorapatit (> 6.0 wt.% CI) wurde nur als Intercumulus-Mineral in den tiefstgelegenen Kumulaten von Lukkulaisvaara; nachgewiesen und zwar in der Nähe einer Kupfer-reichen Mineralvergesellschaftung, welche auch seltenen Kupfer-führenden (0.9–1.9 w.t.% Cu) Magnetkies, gediegen Kupfer, Weissit und noch unbeschriebenes PtCu₅ enthält. Die Bildung der PtCu₅ Legierung wird als Ergebnis des Wechselwirkung eines späten reduzierenden oder nur im geringen Umfang oxidierenden Fluids mit einem hinreichend oxidierten Milieu interpretiert.Aus diesen Ergebnissen ist abzuleiten, daß Chlor-reiche Fluide die unteren Teile der Imandrovsky und Lukkulaisvaara-Intrusionen in ähnlicher Weise beeinflußt haben, wie dies im Stillwater und Bushveld-Komplex der Fall war. Die PGE-Mineralogie des Imandrovsky-Chromit-Horizontes war durch Cl-reiche Lösungen während eines magmatisch-hydrothermalen Ereignisses intensiv beeinflußt worden. Wir nehmen an, daß die Buntmetallsulphid-PGM-Vorkommen an den Kontakten des Sills innerhalb der Gabbronorite von hydromagmatischen H₂S-Cl-reichen Fluiden, die von den tiefstgelegenen Kumulaten in der Lukkulaisvaara-Intrusion aufgestiegen sind, abgelagert wurden. Die Zufuhr neuen Magmas aus dem der Mikrogabbronorit-Sill kristallisiert war, machte auch Zufuhrkanäle für Fluid-Migration verfügbar.

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With 3 Figures     

The significance of the Vredefort Dome for the thermal and structural evolution of the Witwatersrand Basin, South Africa

Summary The Vredefort Dome represents an area of significant ( 10 km) structural uplift within the central parts of the economically important Witwatersrand Basin. Its rocks experienced higher grades of metamorphism than the equivalent stratigraphic horizons exposed around the periphery of the basin. Recent studies of this medium- to high-grade metamorphism, as well as new evidence concerning the origin of the dome, have contributed to a metamorphic model for the Witwatersrand Basin as a whole. This evidence shows that the gold-bearing strata experienced at least two metamorphic events at ca. 2 Ga. The unusually high strain rate and shock deformation features exposed in the rocks of the dome rule out an endogenous origin by tectonic or diapiric processes. Recent work on these features has shown that the dome is best explained as the central uplift of a large, 250–300 km diameter, 2023±44 Ma old meteorite impact structure, the extent of which closely correlates with the present-day limits of the Witwatersrand Basin. Impact-related deformation features in the Vredefort rocks facilitate the separation of metamorphic textures developed during a pre-impact event associated with the 2.05–2.06 Ga Bushveld magmatism, and textures developed during a slightly lower-grade, post-impact, static overprint. The post-impact overprint decreases in intensity outwards from the dome. It is attributed to the massive disturbance of the thermal structure of the crust by impact-induced exhumation, and to shock heating of the rocks as a consequence of the impact event.

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Die Bedeutung des Vredefort-Domes für die thermische und strukturelle Entwicklung des Witwatersrand-Beckens, Südafrika

Zusammenfassung Der Vredefort Dom ist ein Gebiet von signifikantem (ca. 10 km), strukturellem Uplift im Zentralbereich des wirtschaftlich bedeutungsvollen Witwatersrand-Beckens. Die Ges-teine des Doms haben höhere Metamorphosebedingungen erfahren als die stratigraphisch äquivalenten Lagen, die im Randbereich des Beckens aufgeschlossen sind. Kürzlich durchgeführte Untersuchungen dieser mittel-bis hochgradigen Metamorphose und neueste Ergebnisse zur Entstehung des Domes haben einen Beitrag zu einem Metamorphose-Modell für das gesamte Witwatersrand-Becken geleistet. Diese neuen Befunde zeigen, daß die Gold-hältigen Gesteinsschichten zumindest zwei metamorphe Ereignisse vor ca. 2 Ga erfahren haben. Die ungewöhnlich hohen Beanspruchungsraten und die Stoßwellendeformationsstrukturen, die in den Gesteinen des Doms belegt sind, sprechen gegen einen endogenen Ursprung durch tektonische oder diapirische Prozesse. Neuere Arbeiten an diesen Phänomenen haben gezeigt, daß der Dom am besten als die zentrale Struktureinheit (Zentralberg) einer sehr grossen, 250–300 km weiten und 2023±4 Ma alten Meteoriteneinschlagsstruktur verstanden werden kann, deren Ausmaß eng mit den jetzigen Grenzen des Witwatersrand-Beckens übereinstimmt. Die Gegenwart von Impakt-bezogenen Deformationsstrukturen in Vredefort-Gesteinen erlaubt es, die metamorphen Texturen, die während eines hochgradigen, mit dem 2.05–2.06 Ga Bushveld Magmatismus korrelierten, metamorphen Stadiums vor dem Impaktereignis entstanden sind, von den Texturen zu trennen, die ein statisch metamorphes Ereignis von etwas geringerer Stärke, das nach dem Impakt stattfand, produzierte. Die Spuren des post-Impakt Ereignisses nehmen in ihrer Stärke zum Rand des Domes ab. Dieser Effekt wird durch eine massive Störung der thermischen Krusten-Struktur erklärt, die als Resultat einer Kombination von Impakt-induzierter Exhumierung, von Schock-Aufheizung der Krustengesteine, und von Erwärmung durch einen gewaltigen, jetzt erodierten Impaktschmelzgesteinskörper gesehen wird.

     

Grain-size variations of cumulus plagioclase in the upper critical zone of the Bushveld Complex

Summary Due to the slow equilibration rate of feldspar, its zoning pattern is likely to be of primary origin. Initial studies of zoning patterns of cumulus feldspar within the interval between the UG2 chromitite and the Merensky Reef have shown postcumulus growth to affect only the outermost rims of grains. Therefore, present-day grain sizes of plagioclase are considered to resemble the original cumulus grain sizes. A correlation between grain size of plagioclase and its composition and zoning pattern has been established: larger, complexly zoned grains correlate with more calcic compositions. It is inferred that the residence time of neutrally buoyant plagioclases within a periodically replenished host liquid determined their size and zoning pattern. Older and more calcic grains are larger and more complexly zoned, whereas finer grain sizes, which are associated with relatively primitive (Mg-rich) orthopyroxenes, are the result of partial resorption of plagioclase. Grain sizes of plagioclase, furthermore, show regional variation: grains are larger in the vicinity of Union Section than in the southeastern parts of the Western Bushveld Complex, which is interpreted as a consequence of the increasing distance from a putative feeder zone located near Union Section.

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Variationen in der Korngröße von Kumulus-Plagioklas in der Upper Critical Zone des Bushveld Komplexes

Zusammenfassung Aufgrund der hohen Reaktionsträgheit von Feldspat ist dessen Zonierung höchstwahrscheinlich primärer Natur. Einführende Untersuchungen über Zonierungsmuster in Kumulus-Plagioklas im Interval zwischen der UG2 Chromitit-Lage und dem Merensky-Reef zeigten, daß Postkumulus-Wachstum nur den äußeren Rand der einzelnen Körner kennzeichnet. Demzufolge wird angenommen, daß die hier beobachteten Korngrößen den ursprünglichen Kumulus-Korngrößen entsprechen. Eine Korrelation zwischen der Korngröße von Plagioklasen und deren Chemismus und Zonierungs-muster konnte etabliert werden: größere, komplex zonierte Plagioklase haben einen höheren Anorthit-Gehalt. Diese Beziehung erklärt sich aus der relativ niedrigen Dichte von Plagioklas, die ein gravitatives Absinken verhindert. Demzufolge wurden Korngröße und Zonierungsmuster der in Schwebe befindlichen Plagioklase von der Verweildaner innerhalb einer sich periodisch ernenernden Schmelze bestimmt. Ältere, Ca-reiche Plagioklase sind relativ groß und komplex zoniert, während feinere Korngrößen, die zusammen mit relativ primitiven (Mg-reichen) Orthopyroxenen auftreten, das Ergebnis partieller Assimilation sind. Regionale Unterschiede existieren insofern, als daß Plagioklas in der Nähe einer postulierten Magmen-Zufuhrzone im Bereich von Union Section grobkörniger ist als in den südöstlichen Bereichen des westlichen Bushveld Komplexes.

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With 9 Figures     

K-Ar dating of white micas from the Ventersdorp Contact Reef of the Witwatersrand Basin, South Africa: timing of post-depositional alteration

Summary White micas from metamorphosed and hydrothermally-altered basaltic lavas, conglomerates, quartzites and shales in and around the Ventersdorp Contact Reef of the Witwatersrand Basin, South Africa, were dated by the K-Ar method to constrain post-depositional thermal and mineralization processes. The minerals were separated into various grain sizes between < 0.4 and 10m, and characterized in terms of composition, paragenetic sequence and texture, by XRD, SEM and TEM techniques. The K-Ar isochron of all white micas in the basaltic lavas suggests an age of 1994 ± 60 Ma, and that of the smaller mica particles (< 2m) in the quartzites defines a younger age of 1917 ± 66 Ma. This range is considered to reflect the timing of long-lived hydrothermal alteration in the Ventersdorp Contact Reef. The older age is slightly younger than the intrusion of the Bushveld Complex (2060–2054 Ma) and the Vredefort catastrophism (2020 Ma), which are well-documented events that were superimposed onto the Witwatersrand Basin. The younger age may be associated with the Eburnian orogenesis along the western edge of the Kaapvaal Craton resulting in continental-scale fluid migration and hydrothermal activity that extended throughout the Griqualand Basin and even into the Witwatersrand Basin. The K-Ar ages obtained here for the white mica fractions of the Ventersdorp Contact Reef in the Witwatersrand Basin confirm that the period between 2.0 and 1.9 Ga was significant, as far as alteration, and possibly also gold mobilization, was concerned.

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K-Ar Datierung von Hellglimmern aus dem hentersdorp Contact Reef des Witwatersrand Beckens, Südafrika: die zeitliche Eingrenzung der nach der Sedimentablagerung erfolgten Alteration

Zusammenfassung Hellglimmer von metamorph und hydrothermal überprägtem Basalt, Konglomerat, Quarzit und Pelit aus dem Ventersdorp Contact Reef im Witwatersrand Becken, Südafrika, wurden mittels der K-Ar Methode datiert, um das Alter der postsedimentären thermischen Überprägung einzugrenzen. Mineralkörner wurden in einzelne Fraktionen zwischen < 0.4 und 10m separiert und auf deren Zusammensetzung, Paragenese und Textur mittels Röntgendiffraktometrie und Elektronenmikroskopie untersucht. Das Isochronenalter für alle Hellglimmerproben aus dem Metabasalt liegt bei 1994 ± 60 Ma, jenes für die Glimmer mit einer Korngröße < 2m im Quarzit bei 1917 ± 66 Ma. Diese Altersspanne wird als Ausdruck einer lang anhaltenden hydrothermalen Veränderung des Ventersdorp Contact Reef interpretiert. Das ältere Alter ist etwas jünger als die Intrusion des Bushveld Komplex (2060–2054 Ma) und die Vredefort Katastrophe (2020 Ma) - zwei gut dokumentierte Ereignisse, die das Witwatersrand Becken erfaßten. Das jüngere Alter könnte mit der eburnischen Orogenese entlang des Westrandes des Kaapvaal Kratons in Zusammenhang stehen, während der es zu Fluid Migration und hydrothermaler Aktivität quer über den Kontinent vom Griqualand Becken bis in das Witwatersrand Becken kam. Die neuen K-Ar Alter bestätigen somit, daß die Zeitspanne von 2.0–1.9 Ga wesentlich für die Alteration und möglicherweise auch für die Mobilisierung von Gold im Witwatersrand Becken war.

     

Tektonisches Verhalten und geologische Bedeutung von Kalksilikatfels-Lagen und -Spindeln im Damara-Orogen Südwest-Afrikas

Zusammenfassung Beschrieben wird das Verhalten von frühdiagenetisch gebildeten schichtparallelen Kalksilikatfels-Lagen, -Linsen, -Knollen und diffusen Ansammlungen während der Gesteinsdeformation in Teilen des Damara-Orogens. In Abhängigkeit von ihrer relativen Löslichkeit und/oder Kompetenz sowie vom Winkel zwischen Schichtung und Schieferung können Lagen und Linsen als solche erhalten bleiben oder in spindelförmige Körper zerlegt werden (Verkürzungsboudinage). Knollen werden zu Ellipsoiden oder Spindeln deformiert und diffuse Kalksilikatfels-Ansammlungen in eine Vielzahl von Spindeln aufgelöst. Alle im Zusammenhang mit der Anlage der Schieferung gebildeten Spindeln und Ellipsoïde sind streng in der Schieferung orientiert. Es wird deutlich, daß die Spindelform der Kalksilikatfels-Körper ein Produkt der Gesteinsdeformation ist.In Gebieten, in denen der Verdacht besteht, daß parallel zu einem deutlichen Materialwechsel eine Schieferung verläuft, kann aus der Existenz von Spindeln auf das Vorhandensein dieser Schieferung geschlossen werden.Die ungleichmäßige Verteilung von Kalksilikatfels-Körpern innerhalb der Khomas-Serie ermöglicht eine Unterteilung dieser bisher ungegliederten, bis zu 6000 m mächtigen Gesteinsfolge.

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The behaviour during rock deformation of diagenetically formed layers, lenses, nodules (concretions) and diffuse concentrations of calc-silicate rock is described from parts of the Damara belt. Depending on their relative solubility and/or competency and on the angle between bedding and cleavage planes the layers and lenses may either more or less retain their shape or be cut up into spindle-shaped bodies (boudinage due to shortening). Nodules are deformed to ellipsoides, while diffuse concentrations of calc-silicate rock are transformed into a number of spindles. All spindles and ellipsoides which are formed during the formation of the cleavage are strictly orientated parallel to the cleavage planes. It is therefore obvious that the spindleshape of these bodies is a consequence of rock deformation. Thus, in areas in which a cleavage is suspected to lie parallel to a distinct bedding, the occurrence of spindles may confirm the existence of this cleavage.The non-statistical occurrence of calc-silicate rock bodies within the Khomas Series may render possible a first subdivision of this up to 6000 m thick succession.

Diese Arbeit ist im Sonderforschungsbereich 48 Entwicklung, Bestand und Eigenschaften der Erdkruste, insbesondere der Geosynklinalräume, Göttingen, entstanden.     

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     

Dehydration-melting of solid amphibolite at 10 kbar: Textural development,liquid interconnectivity and applications to the segregation of magmas

Summary Anisotropic crystal structures and rock texture control liquid morphology and distribution during dehydration-melting at 10 kbar in solid cylinders of lineated amphibolite (mode: hornblende 70%, plagioclase 30%), sealed in gold capsules, in piston-cylinder runs ranging from 21 days at 850 °C to 4 days at 1000 °C. The shapes of most liquid pockets are crystallographically-controlled, with many corners having angles greater than 60°. Few crystal/liquid triple junctions develop the interfacial energy-controlled dihedral angles (), which form in experiments using finely-ground powders of minerals with poor cleavage. Liquid interconnectivity probably is attained at 875 °C with only 2% liquid, indicating that dihedral angles less than 60° may not be necessary to achieve interconnectivity in partially melted metamorphic rocks. The surfaces between elongated grains in lineated rocks can become pathways for the migration of liquid or the diffusion of components. By 850 °C, hornblende begins to dehydrate at internal nucleation sites, producing a texture of hornblende rims and clinopyroxene cores (generally attributed to hydration of clinopyroxene). Within the temperature interval of 850–900 °C, transient vapor generates layers of low viscosity, H₂O-saturated, granitoid liquid between hornblende and plagiocase crystal faces, potentially capable of segregation if time-temperature relationships are suitable. At higher temperatures the increased liquid fraction is H₂O-undersaturated, with viscosity too high to permit segregation. There is a prospect that segregation of initially hydrous liquids could contribute to the dehydration of low-potassium amphibolites and effectively remove incompatible trace elements during the transition from amphibolite-facies to granulite-facies. Further experiments are needed to study the effects of time and temperature on textures in anisotropic rocks, particularly lineated amphibolites.

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Dehydrations-Schmelzen von Amphiboliten bei 10 kbar: Texturelle Entwicklung, Interkonnektivität der Schmelze und Anwendungen auf die Segregation von Magmen

Zusammenfassung Die texturelle Entwicklung von festen Zylindern von Amphibolit (Hornblende 70%, Plagioklas 30%) in Goldkapseln versiegelt, wurde w:rend Dehydrations-Schmelzen bei 10 kbar in einem Piston-Zylinder-Apparat bei Temperaturen von 850°C bis 1000°C für 21 bis 4 Tage untersucht. Die anisotropen Mineralstrukturen und die Gesteinstextur kontrollieren die Morphologie und Verteilung der Schmelze. Diese Parameter sowie der Anteil an Schmelze, bestimmen die Interkonnektivität der Schmelze. Im Gegensatz zu Experimenten, die fein gemahlene Pulver von fast isotropen Mineralen (z.B. Olivin oder Quarz) benützen, scheinen hier die Energieverhältnisse der Kristallstruktur die Energiebeziehungen zwischen den Kristall-Schmelzoberflächen während der texturellen Entwicklung der amphibolitischen Gesteine zu dominieren. Wenige Kristall-Schmelze Triple-Junetions entwickeln zwischen Flächen energie-kontrollierte dihedrale Winkel (). Die Formen der meisten Schmelzeinschlüsse sind kristallographisch kontrolliert und viele Ecken zeigen Winkel, die größer als 60° sind. Die Interkonnektivität der Schmelze wird jedoch eindeutig bei 875° C mit nur 2% Schmelze erreicht und könnte möglicherweise auch bei niedrigeren Temperaturen zustande kommen. Das Vorkommen von dihedralen Winkeln, die kleiner als 60° sind, muß nicht notwendig sein, um Interkonnektivität in teilweis aufgeschmolzenen metamorphen Gesteinen zu erzeugen. Die Oberflächen zwischen gelängten Körnern in Amphiboliten mit Lineation können Wege für die Migration von Schmelzen oder für die Diffussion von Komponenten während teilweisen Aufschmelzens werden. Bei 850° C begann die Dehydration der Hornblende an internen Nukleations-Stellen, unabhängig vom Rest des Gesteins. Zwischen 850° C und 900 °C entsteht so eine Textur von Klinopyroxenen mit Hornblenderändern. Die nicht im Gleichgewicht befindliche Dampfphase, die dabei entsteht, führt zur Bildung von Lagen von wassergesättigter granitoider Schmelze zwischen Hornblende und Plagioklasflächen, mit einer berechneten Viskosität, die gerade niedrig genug ist, um Segregation durch Kompaktion zu ermöglichen. Bei höheren Temperaturen und während längerer Zeiten, wobei mehr Schmelze entsteht, löst sich die Dampfphase in wasseruntersättigter Schmelze, mit einer Viskosität, die zu hoch ist um Segregation in geologisch realistischen Zeiten zu ermöglichen. Die Entwässerung von kalium-armen Gesteinen durch Segregation von ursprünglich wässrigen Schmelzen, die sich in dieser Weise gebildet haben, dürfte beim Amphiboht-Granulit-Übergang eine Rolle spielen.[/ p]

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With 10 Figures     

Sediment-ore-structure relations in barite and associated ores and sediments in the Upper Mississippi valley zinc-lead district near Shullsburg,Wisconsin

The deposits which have been studied include the Blackstone, Temperley, and Teasdale mines. Most of the observations were made on sediment-ore-structure relationships. The ores lie in layers and breccia near, and in sag or basin structures at the base of the Quimbys Mill Member of the Platteville formation. The structure and bedding relationships of the contorted calcite and sphalerite bearing limestone layers show that the ores were present in the sediment during deformation. Geopetal and compaction features such as sphalerite nodules in carbonaceous limestones and the bulged ore layers further indicate a sedimentary and diagenetic formation for the ores.

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Zusammenfassung Die untersuchten Lagerstätten umfassen die Blackstone, die Temperley und die Teasdale Grube. Das Gewicht der Beobachtungen liegt auf den Sediment-Erz-Struktur-Verhältnissen. Die Erze liegen in Lagen und Brekzien neben und in Senkungen oder sack- bzw. beckenartigen Strukturen in dem unteren Teil des Quimbys Mill Member, der Platteville Formation. Das Gefüge der nach unten gebogenen Kalksteinschichten mit Kalkspat und Zinkblende in den Senkungs-Strukturen zeigt, daß die Erze während der Deformation schon in den Schichten vorhanden waren. Geopetale Erscheinungen, Stylolithe und Verdichtungstexturen wie Zinkblende-Knoten in kohlehaltigen Kalksteinen und die ausgebuchteten, linsenartigen Lagen weisen weiter auf eine sedimentäre und diagenetische Genese der Erze hin.

     

Chemistry and mineralogy of podiform chromitite deposits,southern NSW,Australia: a guide to their origin and evolution

Summary Many small podiform chromitite deposits occur within two alpine-type serpentinite belts (of uncertain age) in southern NSW. Most of these deposits are enclosed in massive serpentinised chromite-rich dunite which cross-cuts primary layering within the main harzburgite body. In the western belt, the chromitites are all Cr-rich, whereas in the eastern belt there is a spectrum from Cr-rich to highly Al-rich chromitites, all of which have a fairly Complex geographic distribution. All of the chromitites are ophiolitic in character and the chemistry of both the chromitites and discrete chromite grains is reasonably Constant within a deposit, but varies widely between deposits. The REE concentrations are very low and lack any systematic geographic distribution. Most of the hromitites have an opholitic PGE signature, although some exceptions do occur and this is ascribed to localised remobilisation during serpentinisation. PIXE proton probe results show that the chromite grains are enriched, relative to the. serpentine fracture-fill, in Mn, Ni, Zn and Ga and depleted in As and Cu. Inclusions Completely enclosed within the chromite grains include Al-rich chromite, PGE-bearing nickel sulphides, palladian gold, forsteritic olivine, pargasitic amphiboles and a member of the gedrite/anthophyllite group. PGE-bearing fracture-fill phases include millerite, heazlewoodite, polydymite, chalcopyrite, trevorite, native gold, ruthenium, palladium and Ni₃Pt(?). Other fracture-fill phases include awaruite, magnetite, pentlandite, lizardite 6T, chrysotile 2M, antigorite, talc, clinochlore IIb, uvarovite garnet, diopside and ferritchromit. The chromitites were derived from a different magma than the peridotite and the present distribution of low Al, intermediate Al and high Al Chromitites reflects the spatial distribution of a progressively fractionating parental magma rather than different magmatic sources. Both the trace element and REE Chemistries of the chromitites yield little insight into the genesis of the chromitite pods and their distribution Could reflect either an inhomogeneous distribution in the parental magma or localised remobilisation during serpentinisation. During serpentinisation, PGE within the chromities and hostrock dunites and harzburgites were released, and precipitated within the crack seal breccia environment of the chromitites. Provided that the inclusions enclosed within the chromite grains formed in the presence of the same fluid as the chromite, this magmatic chromite and olivine forming liquid must have had a minor concentrated volatile-rich component. Subsequent serpentinisation of the chromitites was responsbile for the localised remobilisation of metals, PGE, S and the REE.

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Chemismus und Mineralogie von podiformen Chromitlagerstätten, Süd-NSW, Australien: Ein Schlüssel zu ihrer Entstehung und Entwicklung

Zusammenfassung Zahlreiche kleinere podiforme Chromitlagerstätten treten in zwei alpinotypen Serpinitingürteln unsicherer Altersstellung im südlichen NSW auf. Die meisten dieser Lagerstätten sind an serpentinisierte chromitreiche Dunite, die den primären Lagenbau der Harzburgitkörper durchsetzen, gebunden. Im westlichen Gürtel sind die Chromite Cr-reich, im östlichen reicht das Spektrum von Cr- bis Al-reichen Chromititen mit komplexer geographischer Verbreitung. Alle Chromitite zeigen ophiolitischen Charakter und die Zusammensetzung der Chromitite aber auch einzelner Chromitkörner ist relativ konstant innerhalb einer Lagerstätte. Sie variiert allerdings von Lagerstätte zu Lagerstätte. Die SEE Gehalte sind sehr niedrig. Eine systematische geographische Verteilung ist nicht erkennbar. Die meisten Chromitite zeigen ophiolitische PGE Verteilungsmuster, obwohl es auch Ausnahmen, die lokaler Remobilisation im Zuge der Serpentinisierung zugeschrieben werden müssen, beobachtbar sind. Ergebnisse von PIXE Protonensondenanalysen zeigen, daß die Chromitkörner im Vegleich zu den Serpentinitrißfüllungen an Mn, Ni, Zn und Ga angereichert und an As und Cu angereichert sind. Al-reiche Chromite, PGE-führende Nickelsulfide, Gold mit Palladium, Forsterit und pargasitische Amphibole, sowie Gedrit/Antophyllit sind als Einschlüsse in Chromit nachgewiesen. In PGE-führenden Rissen kommen Millerit, Heazlewoodit, Polydymit, Kupferkies, Trevorit, gedigenes Gold, Ruthenium, Palladium und Ni₃Pt(?) vor. Andere Phasen in diesen Rißfüllungen sind Awaruit, Magnetit, Pentlandit, Lizardit 6T, Chrysotil 2M, Antigorit, Talk, Klinochlor IIb, Uvarovit, Diopsid und Ferritchromit.Die Chromitite sind von einem anderen Magma als die Peridotite abzuleiten und die nunmehrige Verteilung von Al-armen bis Al-reichen Chromititen spiegelt die räumliche Verteilung eines fraktionierenden Ausgangsmagmas eher wider als unterschiedliche Magmenquellen. Spuren- und REE-Geochemie erlauben kaum Einblicke in die Genese der Chromititkörper. Ihre unregelmäßige Verteilung könnte entweder auf Inhomogenitäten des Ausgangsmagmas oder auf lokale Remobilisation im Zuge der Serpentinisierung zurückzuführen sein. Während der Serpentinisierung wurden PGEs in den Chromititen und dunitischen und harzburgitischen Nebengesteinen freigesetzt und in den ehromititischen crack-seal Brekzien wiederausgefällt. Unter der Annahme, daß sich die Einschlüsse in den Chromitkörnen in Gegenwart desselben Fluids wie die Chromite selbst gebildet haben, müssen die magmatischen Chromit- und olivinführenden Schmelzen mit einer volatilreichen Komponente koexistiert haben. Nachträgliche Serpentinisierung der Chromitite war für die lokale Remobilisation der Metalle, der PGEs, S und der REE verantwortlich.

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With 4 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.

     

Fluorine-bearing phases in lamproites

Summary The distribution of F between phlogopite, amphibole, apatite, and glass has been determined for 261amproites from Leucite Hills, Wyoming; West Kimberley, Western Australia; Smoky Butte, Montana; Prairie Creek, Arkansas; and Gaussberg, Antarctica. The F contents of these phases are inconsistent in different lamproite localities, with distinct variations, for example, between the Leucite Hills and West Kimberley lamproites. Fluorine commonly occurs in greatest abundance in phlogopite and apatite. Evolved glass in some lamproites may have no detectable F. With increasing evolution of lamproites, F tends to decrease in whole rocks, amphibole and glass. Fluorine also shows a variety of relationships with BaO in phlogopite and apatite. Based on plots of F/(F + OH) in apatite and phlogopite, apatite and amphibole, and phlogopite and amphibole, the distribution of F is variable in different lamproites and hence determination of partition coefficients is not possible. The F distribution patterns are affected by lack of mutual equilibrium between F-bearing phases, possible removal of F in a fluid phase during magma degassing, variations in physical conditions between different phases during crystallization of the magma, and other causes. This study suggests that F preferentially enters solid rather than liquid phases. Hence, on partial melting of a F-rich mantle source, the F entering melts is unlikely to be sufficient to produce high F-bearing lamproites.

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Fluor führende Phasen in Lamproiten

Zusammenfassung Die Verteilung von Fluor zwischen Phlogopit, Amphibol, Apatit und Glas wurde für 26 Lamproite aus den Leucite Hills, Wyoming; West Kimberley, West-Australien, Smokie Butte, Montana; Prairie Creek, Arkansas; und Gaussberg, Antarktis, bestimmt. Der Fluorgehalt dieser Phasen schwankt in verschiedenen Lamproitvorkommen, und besonders Kimberley. Fluor kommt im allgemeinen besonders reichlich in Phlogopit und Apatit vor. Das Glas in manchen Lamproiten führt keine nachweisbaren Fluorgehalte. Mit zunehmender Evolution von Lamproiten tendiert F in den Gesamtgesteins-analysen, wie auch in Amphibol und im Glas abzunehmen. Fluor zeigt auch Beziehungen zu den BaO Gehalten in Phlogopit und Apatit. Auf der Basis von Plots von F/(F + OH) in Apatit und Phlogopit, Apatit und Amphibol, und Phlogopit und Amphibol, läßt sich erkennen, daß die Verteilung von F in verschiedenen Lamproiten variabel ist und daher eine Bestimmung von Verteilungskoefizienten nicht möglich ist. Die F-Verteilungsmuster werden von dem Mangel an gegenseitigem Euqilibrium zwischen F-führenden Phasen, möglichem Wegtransport von F in einer fluiden Phase während MagmaEntgasung, Variationen in den physikalischen Bedingungen zwischen verschiedenen Phasen bei der Kristallisation des Magmas, und durch andere Ursachen beeinflußt. Diese Untersuchung zeigt, daß F vorzugsweise in festen und nicht in flüssigen Phasen untergebracht wird. Daher wird das Fluor, das in Schmelzen bei der teilweisen Rufschmelzung von fluor-reichen Mantelgesteinen untergebracht wird, kaum ausreichen, um fluor-reiche Lamproite zu erzeugen.

     

Textures in a poikilitic olivine gabbro cumulate: Evidence for supercooling

Summary Supercooling of repeated influxes of high-MgO ( 13.5 wt% MgO) tholeiitic magma emplaced along the floor of the Kap Edvard Holm magma chamber led to the formation of fine grained, intraplutonic quench zones that define the bases of 12 macrorhythmic units. The quench zones grade upwards into poikilitic cumulates containing olivine dendrites, suggesting supercooling by 40°C. Supercooling led to early, precumulus crystallization of metastable, non-equilibrium plagioclase, followed by co-precipitation of cumulus plagioclase and olivine. Later nucleation of clinopyroxene followed by rapid growth led to crystallization of zoned oikocrysts during the cumulus stage, followed by postcumulus overgrowth and crystallization of discrete intercumulus grains. At least four generations of plagioclase crystals appear to be preserved.

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Gefüge in einem poikilitischen Olivingabbro-Kumulat: Hinweis auf Unterkühlung

Zusammenfassung Unterkühlung von mehrmals nachströmendem MgO-reichen (ca. 13,5 Gew.% MgO), tholeiitischen Magma, das sich am Boden der Magmenkammer vom Kap Edvard Holm sammelte, führte zur Bildung von feinkbrnigen Zonen mit Abschreckungsgefüge, die jeweils die Basis von 12 makrorhythmischen Einheiten bilden. Diese Zonen gehen im Hangenden in poikilitische Kumulate über, die Olivin-Dendriten enthalten, was auf eine Unterkühlung um ca. 40°C hindeutet. Die Unterkühlung führte zu einer frühen präkumulativen Kristallisation von metastabilem, nicht im Gleichgewicht befindlichem Plagioklas, gefolgt von gleichzeitiger Präzipitation von Kumulus-Plagioklas und -Olivin. Eine spätere Keimbildung von Klinopyroxen, die von raschem Wachstum abgelöst wurde, führte während der Akkumulation zur Kristallisation von zonierten Oikokrysten. Danach folgte eine postkumulative Überwachsung und die Kristallisation von Einzelkörnern in den Zwischenräumen. Zumindest vier Generationen von Plagioklaskristallen scheinen erhalten zu sein.

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With 5 Figures     

The use of plagioclase composition as an indicator of magmatic processes in the Upper Zone of the Bushveld Complex

Summary Analytical data on the composition of plagioclase from the lower part of the Upper Zone in the eastern Bushveld Complex is presented. Detailed electron microprobe investigations failed to establish any cyclic variation through that sequence but revealed similar variations in An content, potassium and iron concentrations below and above magnetite layers. These findings can be attributed to the heterogeneous nature of the plagioclase both within individual grains and within a given sample, which would mask any possible trends of cryptic variation. The Sr concentration and Sr/Al₂O₃ ratio of plagioclase, determined by XRF on plagioclase separates, however change slightly at the level of the Main Magnetite Layer, which can possibly be related to the breakdown of density stratified liquid layers within the resident magma. Analyses of plagioclase separates are thus considered to be more suitable to indicate magmatic processes than plagioclase compositions determined by electron microprobe.

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Plagioklaszusammensetzung als Indikator für magmatische Prozesse in der Upper Zone des Bushveld Komplexes

Zusammenfassung Analytische Daten von Plagioklasen aus dem unteren Teil der Upper Zone im östlichen Bushveld Komplex werden präsentiert. Detaillierte Untersuchungen mittels Elektronen-strahl-Mikrosonde ergaben keine Hinweise auf eine zyklische Variation in dieser Abfolge, zeigten aber eine dänliche Variation des An-Gehaltes, Bowie der Kalium- und Eisengehalte im Liegenden und Hangenden von Magnetitlagen. Dies läßt sich mit der heterogenen Natur der Plagioklase, sowohl in Einzelkörnern, als auch innerhalb einer Probe erklären, die jeden möglichen verborgenen Variationstrend verdecken würden. Der mittels XRF Analytik an separierten Plagioklasen bestimmte Gehalt an Sr und das Sr/Al₂O₃ Verhältnis dndern sich allerdings geringfügig im Bereich des Main Magnetite Layer. Dies wird möglicherweise mit derv Zusammenbruch von dichtegeschichteten Schmelzlagen im Magma in Beziehung gebracht. Die Analyse von Plagioklaskonzentraten scheint daher geeigneter zu sein magmatische Prozesse anzuzeigen als Mikrosondenuntersuchungen.

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With 6 Figures     

MinIdent: An application to the identification and classification of amphiboles

Summary Amphibole data in the MinIdent database (Smith andLeibovitz, 1986) were initially entered using species names quoted in the original source. The database has been updated by reclassifying these early data using the program AMPHTAB supplied by N. M. S. Rock and by adding supplemental data from the more recent literature, with the species names again checked using AMPHTAB. Associated MinIdent mineral identification software was utilized to determine which minerals in the database most closely resemble a series of unknown specimens chemically, as expressed in the Chemical Matching Index, CM, a relative figure-of-merit. Chemical data fromMogessie and Tessadri (1982) and Hawthorne (1983) were used to check the agreement between MinIdent and AMPHTAB for the classification of 221 unknown amphiboles.With 450 amphibole analyses entered and compiled in MinIdent, the name assigned by AMPHTAB showed the highest value of CM in MinIdent for 127 of the 221 unknown amphiboles (57.5°/x) and the second highest value for another 32 (14.5%). A chemically adjacent amphibole field had the highest value of CM for 59 of the 221 unknowns (26.7%), where chemically adjacent refers to a change in one chemical parameter. The greatest discrepancy between the two programs occurred in the hornblendes, with an agreement of just 20%, although for 58% of the unknowns the species with the highest CM in MinIdent was in a chemical field adjacent to the species name assigned by AMPHTAB. In many cases the disagreement between MinIdent and AMPHTAB could be ascribed to a lack of data in MinIdent.A comparison of the two programs suggests that the assignment of a single name to an unknown amphibole by AMPHTAB with no direct indication of its reliability may be; misleading. Standard analytical errors are frequently sufficient to overlap the arbitrary boundaries between amphibole species fields. In such cases it may be preferable to use a program such as MinIdent which, rather than assigning an arbitrary amphibole name, presents a list of 20 amphiboles with the degree of similarity between them and the unknown amphibole indicated. MinIdent offers the additional benefit of allowing input of other than chemical data and bases the match between unknown and standard data upon all input data. This will become more of an advantage as instruments such as automated refractometers become available for routine use.

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Zusammenfassung Ausgangspunkt war das Amphibol-Datenmaterial (Smith und Leibovitz, 1986) mit den dort verwendeten Artnamen. Diese Basisdaten wurden vervollständigt und erneuert durch Reklassifizierung mittels des AMPHTAB Programms, ergänzt durch N. M. S. Rock, und durch Hinzufügung weiterer Daten aus der neuesten Literatur, deren Speciesnamen wiederum mit AMPHTAB überprüft wurden. Außerdem wurde eine MinIdent Mineralidentifizierungs-Software verwendet, um die Minerale zu bestimmen, die in ihrem Chemismus am ehesten einer Serie von unbekannten Amphibol-Species entsprechen, wie sie im Chemical Matching Index (CM) aufscheinen. Zur Klassifikation von 221 unbekannten Amphibolen wurden chemische Daten von Mogessie und Tessadri (1982) verwendet um die Übereinstimmung zwischen MinIdent und AMPHTAB zu überprüfen.Unter den 450 in MinIdent zusammengestellten und eingegebenen Amphibolanalysen zeigen die bei AMPHTAB angegebenen die höchsten CM Werte, nämlich 127 von 221 unbekannten Amphibolen (57,5%) und weitere 32 (14,5%) die zweithöchsten Werte. Innerhalb eines chemisch benachbarten Amphibolfeldes hatten 59 der 221 unbekannten Amphibole (26,7%) die höchsten CM Werte, wobei unter achemisch benachbart die Änderung eines chemischen Parameters zu verstehen ist. Die größten Unterschiede zwischen den beiden Programmen traten bei den Hornblenden auf. Die Übereinstimmung lag bei nur 20%, obwohl bei 58% der unbekannten Amphibole die Species mit dem höchsten CM Wert in MinIdent in ein chemisches Feld zu liegen kamen, welches zu den bei AMPHTAB angegebenen Speciesnamen eine benachbarte Position einnimmt. Die Unterschiede zwischen MinIdent und AMPHTAB könnten in vielen Fällen auf ein Fehlen von Daten in MinIdent zurükzuführen sein.Ein Vergleich beider Programme deutet an, daß die Angabe eines Einzelnamens für ein unbekanntes Amphibol im AMPHTAB Programm ohne Angaben über die Zuverlässigkeit zu Mißverständnissen führen kann. Normale analytische Fehler können bereits dazu führen, daß die Grenzen zweier willkürlicher Amphibolfelder überlappen. In derartigen Fällen emphiehlt sich die Anwendung des MinIdent Programmes, welches eben nicht einen willkürlichen Amphibolnamen angibt, sondern eine Liste von 20 Amphibolen mit dem Grad ihrer Ähnlichkeit, und einem Hinweis auf den unbekannten Amphibol. MinIdent bietet den zusätzlichen Vorteil, daß man außer chemischen auch andere Daten eingeben kann, und stellt dann sämtliche Daten des unbekannten Amphibols den Standard Daten gegenüber. Dieser Klassifizierungsvorgang wird mit der zunehmenden Routineanwendung von automatischen Refraktometern verstärkte Anwendung finden.

     

PGE mineralization in the western sector of the eastern Bushveld Complex

Summary Unusual facies of the Merensky Reef, the UG-2 and the UG-1 chromitite layers are developed in the western sector of the eastern Bushveld Complex. Within the basal pyroxenite of the Merensky unit, mineralization can be developed at up to four levels. Some of these contain significant mineralization with an increase in the Pt/Pd ratio upward in the succession.The UG-2 chromitite layer consists of a lower, sulphide-rich layer and an upper, sulphide-poor layer. Although these two layers are separated by a pyroxenite parting in places, both contain high platinum-group element (PGE) values. Textural features such as inclusions of base metal sulphides in chromite grains, and the moulding of sintered chromite grains around sulphides, indicates that immiscible sulphide liquid separated prior to or simultaneously with chromite crystallization. The presence of platinum minerals within the sulphides of the inclusions and enclosed in all the base metal sulphides interstitial to chromite, indicates that the PGE were extracted from the magma by the sulphide liquid.Textural and compositional evidence suggests that the sulphide enrichment in the UG-1 chromitite layer is also of magmatic origin, but that these sulphides underwent remobilization at high temperatures.Magma mixing processes are considered to have produced the chromitite layers. The high sulphide content associated with the chromitite layers in the upper critical zone in this sector is ascribed to favourable compositions and proportions of the magmas involved in the mixing process.

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PGE-Vererzung im westlichen Sektor des östlichen Bushveld-Komplexes

Zusammenfassung Ungewöhnliche Fazies des Merensky-Reefes sowie der UG-2 und der UG-1 Chromitite kommen im westlichen Sektor des östlichen Bushveld Komplexes vor. In den basalen Pyroxeniten der Merensky-Einheit liegt Vererzung in bis zu vier verschiedenen Niveaus vor. Einige von diesen enthalten signifikante Metallgehalte, wobei das Pt/Pd Verhältnis gegen das Hangende hin zunimmt.Der UG-2 Chromitit besteht aus einer unteren, Sulfid-reichen, und einer oberen, Sulfid-armen Lage. Obwohl diese beiden Lagen stellenweise durch eine pyroxenitische Zwischenschicht getrennt sind, enthalten beide hohe Platin-Gruppen-Elementgehalte (PGE). Texturen wie z.B. Einschlüsse von Buntmetallsulfiden in Chromitkörnern, und die Anordnung von gesinterten Chromitkörnern um Sulfide herum weisen darauf hin, daß eine unmischbare Sulfidschmelze vor oder gleichzeitig mit der Chromitkristallisation abgetrennt wurde. Das Vorkommen von Platin-Mineralen in den Sulfiden der Einschlüsse, und in allen Buntmetallsulfiden die zwischen Chromitkörnern vorkommen, zeigen, daß die PGE durch eine Sulfidschmelze aus dem Magma entfernt worden sind.Texturelle und chemische Parameter zeigen, daß die Sulfidanreicherung in den UG-1 Chromititen auch einen magmatischen Ursprung hat, jedoch waren diese Sulfide später von einer Hochtemperatur-Mobilisation betroffen.Die Chromitit-Lagen werden durch Magmen-Mischung, der hohe Sulfid-Gehalt in den Chromitit-Lagen der oberen Kritischen Zone in diesem Sektor durch günstige Zusammensetzungen und Verhältnisse der Magmen, die an diesem Mischungsprozess teilgenommen haben erklärt.

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With 7 Figures     

Understanding Vesuvius magmatic processes: evidence from primitive silicate-melt inclusions in medieval scoria clinopyroxenes (Terzigno Formation)

Summary Microthermometric investigations of silicate-melt inclusions and electron microprobe analyses were conducted on experimentally homogenized silicate-melt inclusions and on the host clinopyroxenes from 4 scoria samples of different layers from the Mt. Somma-Vesuvius medieval eruption (Formazione di Terzigno, 893 A.D.). The temperature of homogenization, considered the minimum trapping temperature, ranges from 1190 to 1260 ± 5 °C for all clinopyroxene-hosted silicate melt inclusions.The major and minor-element compositional trends shown by Terzigno scoria and matrix glass chemical analysis are largely compatible with fractional crystallization of clinopyroxene and Fe-Ti oxides. Sulfur contents of the homogenized silicate-melt inclusions in clinopyroxene phenocrysts compared with that in the host scoria show that S has been significantly degassed in the erupted products; whereas, Cl has about the same abundance in the inclusions and in host scoria. Fluorine is low (infrequently up to 800 ppm) in the silicate-melt inclusions compared to 2400 ppm in the bulk scoria.Electron microprobe analyses of silicate-melt inclusions show that they have primitive magma compositions (Mg# = 75-91). The composition of the host clinopyroxene phenocrysts varies from typical plinian-related (Mg#85) to non plinian related (Mg#85). The mixed source of the host clinopyroxenes and primitive nature of the silicate-melt inclusions implies that these phenocrysts, in part, may be residual and/or have a polygenetic origin. The similar variation trends of major and minor-elements between homogenized silicate-melt inclusions from the Terzigno scoria, and silicate-melt inclusions in olivine and diopside phenocrysts from plinian eruptions (Marianelli et al., 1995) suggest that the trapped inclusions represent melts similar to those that supplied the plinian and sub-plinian magma chambers. These geochemical characteristics suggest that the Vesuvius magmatic system retained a vestige of the most recent plinian event.

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Primitive Silikatschmelz-Einschlüsse in Klinopyroxenen aus mittelalterlichen Schlaken der Terzigno Formation — Ein Beitrag zum besseren Verständnis der magmatischen Prozesse des Vesuvs

Zusammenfassung Mikrothermometrische Untersuchungen von Silikatschmelz-Einschlussen und EMS Analysen wurden an experimentell homogenisierten Silikatschmelz-Einschlussen und an Klinopyroxenen von vier Schlackenproben durchgeführt. Die Proben stammen aus verschiedenen Lagen der mittelalterlichen Mt. Somma-Vesuv Eruption (Terzigno Formation, 893 n. chr.). Die Homogenisierungstemperaturen, sie werden als die minimalen Einschlußtemperaturen interpretiert, reichen von 1190–1260±5 °C.Die Trends der Haupt- and Spurenelemente der Terzigno Schlacken and des MatrixGlases sind weitgehend mit fraktionierter Kristallisation von Klinopyroxen und Fe-TiOxiden kompatibel. Der Vergleich der Schwefel-Gehalte der homogenisierten Einschlüsse in den Klinopyroxen-Phdnokristallen mit denen der Schlacken zeigt, daß beträchtliche Mengen an Schwefel in den Eruptionsprodukten durch Entgasung verlorengingen. Chlor hingegen zeigt in etwa die gleiche Verteilung in den Einschlüssen und in der Wirtsschlacke. Die Fluorgehalte in den Einschlüssen (selten bis zu 800 ppm) Bind im Vergleich zu den Schlacken (2400 ppm) niedrig.EMS-Analysen der Silikatschmelz-Einschlüsse belegen eine primitive Schmelzzusammensetzung (#Mg = 75–91). Die Zusammensetzung der Klinopyroxen-Phänokristalle variiert zwischen plinianischen Typen (#Mg 85) und nicht-plinianischen (#Mg85). Die heterogene Quelle der Klinpyroxene and die primitive Natur der Einschlüsse lassen vermuten, daß die Phänokristalle residualen und/oder polygenetischen Ursprungs sind. Ähnliche Haupt- und Spurenelementtrends der untersuchten Einschlüsse mit jenen von Einschlüssen in Olivin- und Diopsid-Phänokristallen aus plinianischen Eruptionen (Marianelli et al., 1995) legen die Vermutung nahe, daß die Einschlüsse ähnliche Schmelzen repräsentieren, wie jene, die die plinianischen und die sub-plinianischen Magmenkammern versorgt haben. Diese geochemischen Charakteristika belegen, daß das magmatische System des Vesuvs eine Spur des jüngsten plinianischen Ereignisses bewahrt hat.

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With 11 Figures     

Alpine-type gabbros within the Krivaja-Konjuh ultramafic massif in the ophiolite zone of the Dinarides,Yugoslavia

Summary Gabbros of two kinds, one related to dolerite and the other related to peridotite, are widespread in the Dinaride ophiolite zone. Gabbros within the Krivaja-Konjuh peridotite massif, along the Gostovii River and near Romanovac Mountain, exemplify the second kind. The gabbroic rocks range from feldspathic wehrlite and feldspathic dunite through troctolite and olivine gabbro to olivine-free gabbro, all of which are more or less serpentinized or uralitized.The gabbro is characterized by foliation and layering in which cumulus textures are well shown. Peridotite and gabbro intergrade and are interlayered, but in places feldspar seems to have been introduced metasomatically into peridotite along gabbro dikes. The gabbro masses, like their internal structures, parallel layering in the surrounding peridotite. Intrusive relations, however, are indicated by gabbro dikes in peridotite, and xenoliths of peridotite in gabbro. Absence of gabbro dikes in the surrounding Jurassic rocks shows that the gabbro was intruded into peridotite before both were emplaced tectonically.Chemically, the gabbros are typically alpine, with high ratios of CaO: Na₂O, high MgO: FeO ratios, and low K₂O and TiO₂. Plots of chemical composition suggest a close affinity between gabbro and olivine tholeiite and olivine basalt.It is proposed that a primary magma of olivine tholeiite composition was produced by partial melting of the upper mantle material below an ancient Jurassic(?) Mid-oceanic ridge at a depth of 35 to 70 km. The melt was moved to higher levels and it was intruded into the peridotites moving upwards and crystallization began at a depth below 30 km. The trends of differentiation processes have been disscused in detail.

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Alpinotype Gabbros innerhalb des Ultramafit-Massivs von Krivaja-Konjuh in der Ophiolith-Zone der Dinariden, Jugoslawien

Zusammenfassung In der Ophiolith-Zone der Dinariden kommen verbreitet Gabbros zweierlei Art vor: die eine steht zu Doleriten in Beziehung, die andere zu Peridotiten. Gabbros innerhalb des Peridotit-Massivs von Krivaja-Konjuh, längs des Flusses Gostoviéi und nahe dem Berg Romanovac sind Beispiele für die zweite Art. Die gabbroiden Gesteine variieren von Feldspat-führenden Wehrliten und Feldspat-führenden Duniten über Troktolithe und Olivin-Gabbros bis zu Olivin-freiem Gabbro; sie sind alle mehr oder weniger serpentinisiert oder uralitisiert.Der Gabbro ist durch Faltung und Bänderung, in der Cumulus-Texturen gut erkennbar sind, charakterisiert. Peridotit und Gabbro gehen ineinander über und zeigen Wechsellagerung, aber an manchen Stellen scheint der Feldspat längs Gabbrogängen metasomatisch in den Peridotit eingedrungen zu sein. Die Gabbromassen liegen ebenso wie ihre internen Strukturen parallel zur Schichtung der umgebenden Periodotite. Gabbrogänge in Peridotit und Xenolithe von Peridotit in Gabbro zeigen indessen intrusive Beziehungen an. Die Abwesenheit von Gabbrogängen in den umgebenden jurassischen Gesteinen zeigt, daß der Gabbro in den Peridotit vor deren gemeinsamen tektonischen Platznahme intrudierte.Vom chemischen Standpunkt aus sind die Gabbros typisch alpin, mit großen (CaO: Na₂O)- und (MgO: FeO)-Verhältnissen und kleinen TiO₂-und K₂O-Werten.Es wird vorgeschlagen, daß ein primäres Magma von olivintholeiitischer Zusammensetzung durch partielle Aufschmelzung von Material des Oberen Mantels unterhalb einer alten jurassischen(?) mittelozeanischen Schwelle in einer Tiefe von 35–70 km entstand. Die Schmelze wurde in höhere Niveaus bewegt und in die sich aufwärts bewegenden Peridotite intrudiert; die Kristallisation begann in einer Tiefe von unter 30 km. Die Tendenzen der Differentiationsprozesse werden im Detail diskutiert.

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With 7 Figures     

Plutonic inclusions and olivines in high-K volcanics from Ulreung island,Korea

Summary Major and trace element data are presented for four alkali gabbroic inclusions, two monzonitic inclusions, and nine syenitic inclusions from Ulreung island, Korea. Analytical results are also given for the mineral constituents. Although the major element chemistry suggests that the plutonic inclusions are comagmatic with the associated volcanic rocks, the trace element data demonstrate that they do not represent a simple liquid line of descent. In addition, the mineralogical data indicate that they are not likely to represent cumulates on the floor of the magma chamber from which the observed volcanic rocks have been derived. Titanbiotite crystallization preceded kaersutite crystallization in the plutonic rocks but that order was inverse in the volcanic rocks. The trachytic-phonolitic rocks contain Fe-rich olivine phenocrysts, whereas the plutonic inclusions do not. These discrepancies can be accounted for by the assumption that the investigated plutonic rocks represent some cumulus parts of intrusive bodies solidified at shallower depth than the magma reservoir beneath the island. Petrographic features of the gabbroic inclusions are suggestive that olivine was probably in a reaction relationship with liquid to form titanbiotite. Comparison with petrological data of the volcanic rocks also implies that olivine was in a reaction relationship with an intermediate alkalic magma in both the intruded magmas at shallow depth and in the magma chamber at great depth. This is the cause of the olivine compositional gap in the high-K volcanic suite. Titanbiotite is a major reaction product.

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Plutonische Einschlüsse und Olivine in Kalium-reichen Vulkaniten von Ulreung Island, Korea

Zusammenfassung Haupt- und Spurenelementdaten von vier alkalischen gabbroiden, zwei monzonitische Haupt- und Spurenelementdaten von vier alkalischen gabbroiden, zwei monzonitische und neun syenitischen Einschlüssen von Ulreung Island, Korea, sowie analytische Daten der Mineralkomponenten werden vorgelegt. Obwohl der Hauptelementchemismus andeutet, daß die plutonischen Intrusionen und die vergesellschafteten vulkanischen Gesteine comagmatisch sind, zeigen die Spurenelementdaten, daß diese nicht eine einfache Magmenlinie darstellen. Außerdem zeigen die mineralogischen Daten an, daß die Gesteine wahrscheinlich keine Kumulate vom Boden der Magmenkammer sind, von welcher die beobachteten vulkanischen Gesteine herstammen. In den plutonischen Gesteinen kristallisierte Titan-Biotit früher als der Kaersutit. In den vulkanischen Gesteinen ist diese Reihenfolge jedoch umgekehrt. Die trachitischen/phonolitischen Gesteine enthalten im Gegensatz zu den plutonischen Einschlüssen Fe-reiche Olivin-Phenokrysten. Diese Unterschiede können durch die Annahme erklärt werden, daß die untersuchten plutonischen Gesteine bestimmte Kumulate eines intrusiven Körpers sind, der in geringerer Tiefe als das Magmenreservoir unterhalb der Inseln erstarrte. Petrographische Kennzeichen von gabbroischen Einschlüssen deuten darauf hin, daß der Olivin wahrscheinlich mit der Schmelze reagiert hat und Titan-Biotit bildete. Ein Vergleich der petrographischen Daten der vulkanischen Gesteine Vergleich der petrographischen Daten der vulkanischen Gesteine läßt ebenfalls den Schluß zu, daß Olivin mit einem intermediären alkalischen Magma in beiden, dem intrudierten Magma in geringer Tiefe und der Magmakammer in großer Tiefe, reagierte. Dies ist der Grund für die Lücke in der Olivinzusammensetzung in der Kalium-reichen vulkanischen Suite. Titan-Biotit ist ein Hauptreaktionsprodukt.

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With 9 Figures