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.

     

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     

A fluid inclusion study of the Sinceni rare-element pegmatites of Swaziland

Summary Fluid inclusions were studied from two groups of pegmatite minerals. One (schorl, garnet, quartz, beryl) represents the main stage of crystallization and the second (cassiterite, schorl-dravite, elbaite) formed in late-stage, mineralized units.Three fluid types were recognized. Type 1 fluid is aqueous and moderately saline with very low C0₂ contents. It forms secondary or pseudosecondary inclusions in the main-stage minerals and primary inclusions in late-stage elbaite, schorl-dravite and cassiterite. Type 2 fluid is carbonic, mixed H₂O-CO₂, and it forms secondary inclusions in main-stage quartz and beryl which were trapped at the solvus conditions (about 325°C), well below the pegmatite solidus. Type 3 fluid is aqueous, highly saline, and contains cubic daughter salts. It occurs as secondary or pseudosecondary inclusions in main-stage quartz.Isochore trajectories and independent P-T information show that inclusions of type 1 fluid in the main-stage minerals cannot be primary although many look to be so. Type 1 fluids were exsolved at a late stage of pegmatite consolidation, forming secondary inclusions in main-stage minerals and primary inclusions in tourmaline and cassiterite from mineralized units. Evidence is inconclusive whether type 2 and 3 fluids represent evolved type 1 fluid or are external fluids.

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Eine Untersuchung der Flüssigkeitseinschlüsse in den Seltenelementpegmatiten von Sinceni in Swaziland

Zusammenfassung Flüssigkeitseinschlüsse zweier Probengruppen wurden untersucht. Die eine Gruppe mit Quarz, Schörl, Granat and Beryll wurde bei der Hauptkristallisation der Pegmatite gebildet, die andere Gruppe mit Cassiterit, Schörl-Dravit und Elbait entstand in spätgebildeteten Mineralisationszonen.Drei Fluidarten wurden erkannt. Fluide vom Typ 1 sind wäßrig mit mittlerer Salinität und sehr kleinen Mengen an CO₂. Einschlüsse dieses Types sind sekundär oder pseudosekundär in Minerale, die bei der Hauptkristallisation gebildet wurden und primär in Minerale der Mineralisationszonen. Fluiden vom Typ 2 sind CO₂-H₂O-Gemische, die scheinbar primäre Einschlüsse in Quarz und Beryll bilden, welche aber an dem CO₂-H₂O Solvus (ca. 300°C) gebildet sein müßten und somit sekundär sind. Fluid vom Typ 3 ist hochsalinar mit kubischen Tochterkristallen. Sekundäre oder pseudosekundäre Einschlüsse dieses Typs finden sich in Quarz, der bei der Hauptkristallisation gebildet wurde.Die Lage der Isochoren und unabhängigen P-T-Abschätzungen zeigen, daß die Einschlüsse vorn Typ 1 nicht während der Hauptkristallisation gebildet worden sind, obwohl viele wie primär erscheinen. Daraus folgt, daß die Hauptkristallisation unter fluid-freien Bedingungen verlief. Das Magma entmischte Fluide vom Typ 1 in einem späten Stadium und die Fluide bildeten primäre Einschlüsse in Turmalin und Kassiterit der Mineralisationszonen. Es ist unklar, ob die Fluide der Typen 2 und 3 einer weiteren Entwicklung des Typs 1 entsprechen oder ob sie externe Fluide darstellen.

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With 4 Figures     

Significance of the pyroxene chemistry from leucite-bearing and related assemblages

Summary The mineral chemistry of the pyroxene from representative suites of leucite-bearing and related assemblages occurring in south-west Uganda, Roman Region, Australia and Antarctica is considered in terms of some serial characteristics of the host rocks. The pyroxene compositions show distinct and systematic chemical variations, which are evaluated in terms of the ratios Ti/Al and (2–Si)/Al=Td, calculated from the structural formula. Both ratios generally increase from early- to late-crystallized pyroxene compositions but the variations are typical of individual rock series and depend on the level of alkalinity of the host rocks, i.e. (Na+K)/Al and the pressure under which the pyroxene crystallized. Low Ti/Al and Td values result largely from the influence of pressure, while Ti/Al>0.5 and Td>1.0 reflect the chemistry of the host rock, particulary in terms of high (Na+K)/Al ratio. Some experimental data bearing on the genetic interpretation of the pyroxene chemistry from the above assemblages are reappraised.

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Zur Bedeutung des Pyroxen-Chemismus in Leuzit-führenden und verwandten Gesteinen

Zusammenfassung Die Mineralchemie des Pyroxens aus repräsentativen Leuzit-führenden und verwandten Gesteinen in Südwest-Uganda, in der Romana, in Australien und in der Antarktis steht in Beziehung zur Charakteristik der Muttergesteine. Die Zusammensetzungen der Pyroxene zeigen klare und systematische chemische Variationen, die auf der Basis der aus der Strukturformel berechneten Verhältniszahlen Ti/Al und (2-Si)/Al=Td bewertet werden. Beide Verhältniszahlen nehmen grundsätzlich von früh- zu spätkristallisierten Pyroxenen zu, jedoch sind diese Variationen typisch für bestimmte Gesteinsserien und abhängig vom Grad der Alkalinität des Muttergesteins, d.h. (Na+K)/Al und vom Druck unter dem der Pyroxen kristallisierte. Niedrige Ti/Al und Td-Werte resultieren vor allem aus dem Einfluß des Druckes, während Ti/Al>0,5 und Td>1,0 die chemische Zusammensetzung des Muttergesteins reflektieren, besonders im Hinblick auf hohe Na+K/Al-Verhältnisse. Einige experimentelle Daten zur genetischen Interpretation des Pyroxen-Chemismus aus den oben genannten Vorkommen werden im Lichte dieser neuen Ergebnisse betrachtet.

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With 2 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     

Mikrothermometrische Untersuchungen an ostalpinen Lagerstätten

Zusammenfassung Aus dem Bereich alpiner Kluftparagenesen des Tauernfensters, der Niederen Tauern, des variszischen Altkristallins der östlichen Ostalpen und einigen Lagerstätten außerhalb des metamorphen Bereiches werden mikrothermometrische Untersuchungen an Flüssigkeitseinschlüssen in Quarzen durchgeführt. Dabei wird die Arbeitsmethodik erläutert und die Meßergebnisse interpretiert. Nach diesen bestehen die Einschlüsse im wesentlichen aus wäßrigen Lösungen mit wechselnden Gehalten an Natriumchlorid, aus gasförmigem und flüssigem CO₂, selten mit Gehalten an Kohlenwasserstoffen sowie festen Phasen, im wesentlichen NaCl. Das Verhältnis CO₂/H₂O, H₂O/NaCl sowie die Homogenisierungstemperaturen von flüssigen und gasförmigen Phasen geben Hinweise auf dieP/T-Bedingungen zur Zeit des Kristallwachstums.

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Microthermometrical investigations on mineral deposits of the eastern alps

Summary Fluid inclusions in quartz from Alpine mineral veins in the Tauern Window, in the Niedere Tauern, in Variscian metamorphic complexes and from deposits in nonmetamorphic environments have been investigated. Inclusions carry aqueous solutions with varying NaCl-content, as well as CO₂ as vapour and liquid. Rarely, hydrocarbons and solid NaCl have been recorded. The ratios CO₂/H₂O and H₂O/NaCl, and homogenisation temperatures of fluid and vapour phases facilitate the determination ofP/T-conditions during crystal growth.

     

Cummingtonite in the amphibolites of the South-Alpine basement complex (upper Lake Como region,Italy): Its relationships with hornblende

Summary Cummingtonite and hornblende occur together in metamorphosed basic rocks interlayered with lower-amphibolite facies sillimanite-muscovite-bearing schists and gneisses in the upper Lake Como region, South-Alpine basement complex of the Alps. Textural, chemical and spectroscopic studies indicate that they do not represent equilibrium pairs, but that hornblende was overgrown by cummingtonite during a late stage of either temperature increase or, more likely, of isothermal pressure release, by a continuous reaction which also produced the reverse zoning of plagioclase.

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Cummingtonit in den Amphiboliten des südalpinen Grundgebirges (oberes Comosee-Gebiet, Italien): seine Beziehungen mit Hornblende

Zusammenfassung Im Gebiet des oberen Como-Sees, im südalpinen Basement-Komplex, kommen Cummingtonit und Hornblende zusammen in metamorphen, basischen Gesteinen mit Zwischenlagen von Sillimanit-Muskovit-führenden Schiefern und Gneisen der unteren Amphibolit-Fazies vor. Untersuchung der Texturen, der chemischen Zusammensetzung und Infrarot-Spektroskopie zeigen, daß diese nicht Gleichgewichts-Paare darstellen, sondern daß Hornblende während eines späten Stadiums, entweder bei zunehmender Temperatur, oder eher während isothermalen Druck-Nachlasses durch eine kontinuierliche Reaktion von Cummingtonit überwachsen wurde, die auch für die reverse Zonierung der Plagioklase verantwortlich ist.

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With 5 Figures     

On distinguishing quartz of hydrothermal or metamorphogenic origin in different monomineralic veins in the eastern part of Germany

Summary Investigations were made on quartz veins in rocks of the crystalline basement of the German regions Sachsen, Thüringen and Harz Mountains in the former GDR characterizing them genetically for industrial purposes. Fluid inclusions show differences in frequency, size, shape and filling degree between hydrothermal and metamorphic quartz. Homogenization temperatures range from 200 to more than 300°C for metamorphic quartz and from about 100 to more than 250°C for hydrothermal quartz. Pressure corrected homogenization temperatures of metamorphic quartz fluid inclusions exceed 500°C but are available only for this type. Pressures determined for metamorphic quartzes range from 120 to more than 300 MPa. Cryometrically analysed salinity varies from relatively low values (about 10 equiv.-% NaCl) for metamorphic quartz to widely scattered values (8 to 26 equiv.-% NaCl) for the hydrothermal type. The results agree well with the composition of the occluded solutions determined by chemical analysis which range from 20 to 160 g/l for metamorphic quartz, and from 50 and more than 300 g/l for hydrothermal quartz. Chemistry of the metamorphic quartz inclusions is dominated by Na, Cl and HCO₃ ions, whereas Ca ions prevail in hydrothermal quartz. Some of the properties found are important for the melting behaviour of quartz in glass production.

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Zusammenfassung An Quarzgängen in Gesteinen des kristallinen Fundamentes Sachsens, Thüringens und des Harzes in der ehemaligen DDR wurden Untersuchungen zur genetischen Charakterisierung im Zusammenhang mit einer industriellen Nutzung durchgeführt. Mit Hilfe der Methoden der EinschluBforschung und ergänzender Spurenelement- und isotopengeochemischer Analysen war es möglich, Unterscheidungsmerkmale abzuleiten. Bereits mikroskopische Beobachtungen an Einschlüssen in den beiden Quarztypen zeigen Unterschiede in Häufigkeit, Größe, Form und Füllungsgrad. Die Homogenisierungs-temperaturen schwanken zwischen 200 und über 300°C für die metamorphogenen und von 100 bis über 250°C für die hydrothermalen. Druckkorrigierte Homogenisierungs-temperaturen übersteigen 500 °C bei den metamorphogen gebildeten Einschlüssen, sind aber nur für diese erhältlich. Die an den metamorphogenen Quarzen bestimmten Drücke nehmen Werte zwischen 120 bis über 300 MPa an. Die kryometrisch bestimmten Salinitäten bewegen sich zwischen niedrigen Konzentrationen (etwa 10 NaCl-Äquiv.-%) für metamorphogene und stark schwankenden (8 bis 26 NaCI Äquiv.-%) für die hydrothermalen. Diese Ergebnisse stimmen gut mit den chemischen Zusammensetzungen der eingeschlossenen Lösungen überein, die Werte zwischen 20 und 160 g/l für die metamorphogenen Quarze sowie 50 bis über 300 g/l für hydrothermale ergeben. Der Chemismus der Lösungen in metamorphogenen Quarzen zeigt dominante Na-, Cl- und HCO₃-Ionen, während in den hydrothermalen Ca-Ionen überwiegen. Einige der festgestellten Eigenschaften sind für das Einschmelzverhalten der Quarze bei der Herstellung von Silicaglas von Bedeutung.

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With 8 Figures     

Geochemistry of Mesozoic intracontinental basalts from Yunnan, southern China: Implications for geochemical evolution of the subcontinental lithosphere

Summary Southwestern Yunnan, comprising the Yangtze and Shan-Thai microcontinents and the Simao block, has successively undergone subduction of an oceanic plate, followed by a collision of the microcontinents and intracontinental rifting associated with basaltic volcanism during Late Paleozoic to Mesozoic.The Triassic Nanjian basalts, erupted on the Yangtze microcontinent, have more enriched isotopic ratios and higher LREE/HFSE and LREE/HREE ratios. This suggests the existence of an enriched subcontinental lithosphere under the Yangtze microcontinent which stabilized over long periods of the earth's history (> 2Ga).The Middle Jurassic Simao basalts have more depleted geochemical features and also have element enrichments characteristic of a subduction zone environment, although the basalts were erupted in an intracontinental graben. It may be inferred that the lithospheric mantle of the Simao block was modified by subduction processes during Latest Carboniferous to Late Triassic prior to the onset of the Middle Jurassic continental rifting. The lack of correlation between depletion of HFSE, Y and HREE, and relative enriched Nd isotopic ratios suggests that the source depletion of the Simao basalts is not an old feature and has been contemporaneous with the subduction-related enrichment through mantle metasomatism shortly before the basalts were produced.The Middle Jurassic Baoshan basalts which erupted during the continental rifting on the Shan-Thai microcontinent have an Sr-Nd isotopic composition similar to the bulk earth and higher concentrations of incompatible trace elements. These features suggest that the subcontinental lithosphere under the Shan-Thai microcontinent underwent mantle metasomatism just prior to eruption of the Baoshan basalt.

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Geochemie mesozoischer interkontinentaler Basalte aus Jünnan, Südchina: Hinweise auf die geochemische Entwicklung der subkontinentalen Lithosphäre

Zusammenfassung Südwestjünnan umfaßt den Jangtse und den Shan-Thai Mikrokontinent und den Simao Block. Das Gebiet wurde von aufeinander folgenden Subduktionsphasen einer ozeanischen Platte betroffen, auf die Kollision der Mikrokontinente und interkontinentales Rifting folgte. Dieses war mit basaltischem Vulkanismus während des späten Paläozoikums bis ins Mesozoikum assoziiert.Die triassischen Nanjian-Basalte, die auf dem Jangtse Mikrokontinent eruptierten, haben mehr angereicherte Isotopenverhältnisse und höhere LREE/HFSE und LREE/HREE Verhältnisse. Dieses weist auf eine angereicherte subkontinentale Lithosphäre unter dem Jangtse Mikrokontinent hin, die sich während langer Perioden der Erdgeschichte stabilisierte (>2Ga).Die mittel jurassischen Simao-Basalte haben eine mehr verarmte geochemische Signatur aber auch Elementanreicherungen, die für ein Subduktionszonen-Milieu charakteristisch sind, obwohl die Basalte in einem interkontinentalen Graben ausgetreten sind. Man kann daraus schließen, daß der lithosphärische Mantel des Simao-Blockes durch Subduktionsprozesse während des jüngsten Karbons bis in die späte Trias vor dem Beginn des mittel-jurassischen kontinentalen Riftings modifiziert worden war. Das Fehlen einer Korrelation zwischen der Anreicherung von HFSE, Y und HREE und relativ angereicherter Nd-Isotopenverhältnisse weist darauf hin, daß die Verarmung der Quelle der Simaobasalte nicht weit zurückreicht. Sie dürfte viel eher gleichaltrig mit der subduktions-bedingten Anreicherung durch Mantel-Metasomatose kurz vor der Entstehung der Basalte sein.Die mittel-jurassischen Baoshan-Basalte, die während des kontinentalen Riftings auf den Shan-Thai Mikrokontintent eruptierten, haben eine Sr-Nd-Isotopensignatur, die ähnlich der Gesamterde ist, jedoch höhere Konzentrationen inkompatibler Spurenelemente zeigt. All dies legt nahe, daß die subkontinentale Lithosphäre unter dem Shan-Thai-Mikrokontinent kurz vor der Eruption der Baoshan-Basalte von Mantel-Metasomatose betroffen worden ist.

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With 8 Figures

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Visiting Fellow, Geology Department, Australian National University, Australia     

Chemical and morphological features of arsenopyrite, concerning its use as a geothermometer

Summary Chemical sector zoning is an almost universal feature in arsenopyrite. The present study reveals distinct relations between different crystal area compositions on both the qualitative and quantitative levels. Composition-morphology dependencies are also established. As far as these features reflect environmental conditions during crystal growth, they are considered in the context of the problems of the arsenopyrite geothermometer. The main results of this investigation are: (1) As/S ratio can be used as a unique parameter characterising the composition at a single point; (2) Linear or almost linear relations link the compositions of the different sectors, hence the compositions of all the crystal areas can be derived from the composition of only one sector; (3) Along with kinetic phenomena, zoning may reflect significant environmental changes during growth, hence anatomic investigation should always precede geothermometry; (4) The morphology of arsenopyrite can be used as an approach to its composition, so it can serve as an approximate alternative geothermometric tool in the field.

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Chemische und morphologische Eigenschaften von Arsenopyrit und ihre geothermometrische Anwendung

Zusammenfassung Chemischer Sektorzonenbau ist eine verbreitete Eigenschaft bei Arsenkies. Diese Arbeit zeigt qualitative und quantitative Zusammenhänge zwischen den Zusam mensetzungen verschiedener Kristallbereiche und Abhängigkeiten zwischen der Zusammensetzung und der Morphologie auf. Insoweit diese Eigenschaften die Umgebungsbedingungen während des Kristallwachstums widerspiegeln, werden sie in Beziehung zur Problematik des Arsenkies-Geothermometers diskutiert. Die Hauptergebnisse dieser Studie sind: 1. Das Verhältnis As/S kann als einzigartiger Parameter, der die Zusammensetzung eines gesonderten Punktes kennzeichnet, genutzt werden; 2. Es bestehen lineare, oder fast lineare Abhängigkeiten der Zusammensetzungen einzelner Sektoren. Folglich sind die Zusammensetzungen sämtlicher Kristallbereiche aus der Zusammensetzung eines Sektors ableitbar; 3. Gemeinsam mit kinetischen Phänomenen kann der Zonenbau auch bedeutende Änderungen während des Wachstums widerspiegeln. Daher sollte eine anatomische Untersuchung immer der geothermometrischen vorangehen; 4. Die Morphologie des Arsenkieses kann als ein Indiz für eine Zusammensetzung dienen. Sie kann somit als ein vorläufiges alternatives auch im Felde nutzbares Geothermometer verwendet werden.

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With 6 Figures     

Laminated olivine spinifex textures in the Mount Ayliff intrusion,South Africa

Summary A thin layer of spinifex troctolite occurs in the middle of the lherzolite unit of the Mount Ayliff Intrusion, South Africa. Olivine crystals reach 1 cm in length, have an aspect ratio up to 20, and lie parallel to the contact. This layer is considered to be intrusiveinto a pre-existing package of cumulates rather than to represent a layer which formed at the liquid-crystal interface of the magma chamber. The crystals define a planar, not linear, fabric, which is interpreted to indicate that the elongated crystals grewin situ and were not concentrated by flow differentiation as this would produce a linear fabric. It is suggested that this texture formed as a result of crystallization under conditions of relatively slow cooling and minimal supercooling. Under these conditions growth rate is high, whilst nucleation rate is low, producing few large crystals. Perpendicular growth is inhibited under these conditions by the absence of a supercooled zone within the boundary layer.Low concentrations of incompatible lements in this rock indicate that chemically it is a cumulate. This composition was produced as a result of migration of the residual liquid away from the olivine-plagioclase crystal mush, rather than by mechanical accumulation of the olivine and plagioclase.

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Laminierte Olivin-Spinifexstrukturen in der Mount Ayliff-Intrusion, Südafrika

Zusammenfassung In der Mitte der Lherzolith-Einheit der Mount Ayliff-Intrusion, Südafrika tritt eine dünne Lage aus Spinifex-Troktolith auf. Olivin-Kristalle erreichen eine Länge von 1 cm, haben ein Seitenverhältnis bis zu 20 und liegen parallel zum Kontakt. Diese Lage wird eher als Intrusion in ein bereits bestehendes Paket aus Kumulaten interpretiert als eine Lage, die sich an der Grenze zwischen Schmelze und Kristallen in der Magmakammer bildete. Die Kristalle bilden ein planares, nicht lineares Gefüge, von dem angenommen wird, daß es ein Wachstum der elongierten Kristallein situ anzeigt, nicht jedoch eine Konzentration der Kristalle durch Fliess differentiation, welche ein lineares Gefüge bewirken würde. Diese Struktur dürfte auf Kristallisation bei relativ langsamer Abkühlung und minimaler Unterkühlung zurückgehen. Unter solchen Bedingungen ist die Wachstumsrate hoch, während die Keimbildungsrate niedrig ist, was zu wenigen, aber großen Kristallen führt. Senkrechtes Wachstum wird unter diesen Bedingungen durch das Fehlen einer unterkühlten Zone innerhalb der Grenzfläche verhindert.Die niedrigen Konzentrationen inkompatibler Elemente in diesem Gestein weisen dieses als Kumulat aus. Diese Zusammensetzung resultiert aus der Migration der Restschmelze weg vom Olivin-Plagioklas-Kristallbrei, anstatt aus mechanischer Akkumulation von Olivin und Plagioklas.

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With 5 Figures     

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     

Spinels in Harzburgite and Lherzolite inclusions from the San Giovanni Ilarione Quarry,Lessini Mountains,Veneto Region,Italy

Summary Chrome-bearing spinels in 21 ultramafic nodules contained in a basanite from San Giovanni Ilarione (SGI), Veneto Region, Italy, have been grouped from a textural and chemical standpoint into five types: (1) Interstitial, surrounded by silicates, homogeneous, with a Cr/(Cr + Al) ratio averaging 0.11; (2) Within alteration pods and veinlets, in contact with either silicates or alteration products, showing zonation with Mg/(Mg + Fe²⁺), Cr, and Ti increasing and Al decreasing from core to rim; (3) In contact with the basalt or surrounded by basalt but distinct from ground-mass grains. The former are strongly zoned while the latter, referred to as xenocrysts, are relatively homogeneous. Both belong to a trend distinct from that of (2); (4) Symplectic, intergrown with pyroxenes and homogeneous, or in contact with plagioclase and/or reaction products and showing more variable composition than the former. Both are generally richer in Cr than all other spinet types and define a trend parallel to and with higher Cr/(Cr + Al) and Cr values than that of (3); and (5) groundmass grains within the host basalt, showing lower Mg/(Mg + Fe²⁺) and Cr/(Cr + Al), and higher Fe values than for all other, types.Group 1 spinels and the cores of group 2 and group 3 spinets display very similar compositions, suggesting a common origin, modified by later events such as partial melting, solid-liquid reactions, and subsolidus reactions which occurred prior to, during, and subsequent to interaction with the host basalt. Group 2 and 3 spinels define trends diverging from a common composition—i.e., the same origin. Group 4 spinels are probably due to exsolution which occurred after formation of the original spinels, while group 5 spinels are not directly related to types 1–4.

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Spinelle in Harzbugit- und Lherzolitheinschlüssen vom Steinbruch San Giovanni Ilarione, Lessini-Berge, Region Veneto, Italien

Zusammenfassung Chromhaltige Spinelle 21 ultramafischer Knollen aus einem Basanit von San Giovanni Ilarione (SGI), Region Veneto, Italien, wurden nach texturellen und chemischen Gesichtspunkten in fünf Gruppen eingeteilt: 1. Interstitiell, von Silikaten umgeben, mit einem durchschnittlichen Cr/(Cr + Al)-Verhältnis von 0,11.2. In Umwandlungstaschen und -gängchen, in Kontakt entweder mit Silikaten oder mit Umwandlungsprodukten, zoniert mit Mg/(Mg + Fe²⁺), Cr und Ti vom Kern zum Rand zunehmend, Al aber abnehmend. 3. Im Kontakt zum Basalt oder vom Basalt umgeben, aber von den Körnern der Grundmasse verschieden. Die ersteren sind stark zonar, während die Letzteren, die als Xenokrysten angesehen werden, relativ homogen sind. Beide gehören zu einem Trend, welcher von jenem der Gruppe 2 verschieden ist. 4. Simplektitisch, mit Pyroxenen verwachen und homogen, oder im Kontakt zu Plagioklas und/oder Reaktionsprodukten und von variablerer Zusammensetzung ab die ersteren. Beide sind allgemein reicher an Cr als alle anderen Spinelltypen und sie definieren einen Trend parallel zu und mit höheren Cr/(Cr + Al)- und Cr- Werten als jene von Gruppe 3. 5. Körner der Grundmasse des Wirtsbasaltes, die niedrigere Mg/(Mg + Fe²⁺)- und Cr/(Cr + Al)- Werte und höhere Fe-Werte zeigen als alle anderen Typen.Die Spinelle der Gruppe 1 und die Kerne der Spinelle der Gruppen 2 und 3 zeigen sehr ähnliche Zusammensetzungen, die auf einen gemeinsamen Ursprung hinweisen, der später modifiziert wurde durch Ereignisse wie partielles Schmelzen, fest-flüssig-Reaktionen und subsolidus-Reaktionen, die vor, wärend und nach der Wechselwirkung mit dem Wirtsbasalt stattfanden. Die Spinelle der Gruppen 2 und 3 definieren Trends, die von einer gemeinsamen Zusammensetzung und damit von einem gemeinsamen Ursprung her auseinanderlaufen Spinelle der Gruppe 4 entstanden wahrscheinlich durch Entmischung, die nach Bildung der Ursprungsspinele eintrat, während die Spinelle der Gruppe 5 zu denen der Gruppen 1 bis 4 in keiner direkten Beziehung stehen.

     

Platinum-group minerals in chromitites from the ojen lherzolite massif (Serrania de Ronda,Betic Cordillera,Southern Spain)

Summary Chromitites (Cr ores) of the Ojen lherzolite massif (Serranía de Ronda, Betic Cordillera, Southern Spain) were found to contain platinum-group minerals (PGM) as discrete inclusions in the chromite and in the associated silicates. The PGM mineralogy consists of sulfides [laurite, erlichmanite, malanite, unnamed (Ni-Fe-Cu)₂ (Ir, Rh) S₃, unidentified Pd-S], sulfarsenides (irarsite, hollingworthite, ruarsite, and osarsite), arsenides [sperrylite, unidentified (Pd, Ni)-As], one unidentified Pd-Bi compound, and native platinum group elements (PGE) consisting of Ru and Pt-Fe alloys. Textural considerations suggest that the PGE chalcogenides with S and As were formed in the high-temperature magmatic stages, as part of the chromite precipitation event (primary PGM), in contrast with the native PGE, which originated during the low-temperature serpentinization of the ultramafic host of the chromitites (secondary PGM).The primary PGM inclusions in the Ojen chromite are unusual compared with PGM inclusions in chromitites from tectonitic upper-mantle of ophiolites and other alpine-type complexes in that i) they display a great variety of mineral species sulfides, sulfarsenides and arsenides, and ii) comprise specific phases of all six PGE. The singularity of the primary PGM mineralization probably reflects high activities of both S and As during chromite precipitation at Serrania de Ronda to be related with particular physico-chemical conditions during uplifting of sub-continental, astenospheric mantle.The nature, composition, and paragenetic association of secondary PGM at Ojen confirm the relatively-high mobility of the PGE at low temperature, and indicate that remobilization can be selective under appropriate redox conditions causing separation and redistribution of the PGE in the rocks as a result of the alteration process.

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Platingruppen-Minerale in chromititen aus dem ojen-lherzolithmassiv (Serranía de Ronda, Betische Kordillere, Süd-Spanien)

Zusammenfassung Platingruppen-Minerale in Chromititen aus dem Ojen-Lherzolithmassiv (Serranía de Ronda, Betische Kordillere, Süd-Spanien) In den Chromititen (Cr-Erzen) aus dem Ojen-Lherzolithmassiv (Serranía de Ronda, Betische Kordillere, Süd-Spanien) warden Platingruppen-Minerale (PGM) als einzelne Einschlüsse im Chromit and in den begleitenden Silikaten gefunden. Die Mineralogie der PGM setzt sich aus Sulfiden [Laurit, Erlichmanit, Malanit, einem unbenannten (Ni-Fe-Cu)₂ (Ir, Rh)S₃ und einem nicht identifizierten Pd-S], Sulfarseniden (Irarsit, Hollingworthit, Ruarsit und Osarsit), Arseniden [Sperrylit, einem nicht identifizierten (Pd, Ni)-As], einer nicht identifizierten Pd-Bi-Verbindung sowie gediegenen Platingruppen-Elementen (PGE) bestchend aus Ru and Pt-Fe-Legierungen, zusammen. Texturelle Untersuchungen haben ergeben, daß die PGE-Chalkogenide mit S und As im Zuge der Chromitfällung (primäre PGM) in den hochtemperierten, magmatischen Stadien gebildet warden, während die gediegenen PGE während der niedriggradigen Serpentini sierung des ultramafischen Nebengesteins der Chromitite (sekundäre PGM) gebildet warden.Die primären PGM-Einschlüsse in den Ojen-Chromiten sind im Vergleich zu PGM-Einschlüssen in Chromititen aus dem tektonisierten oberen Mantel in Ophiolithen und anderen alpinotypen Komplexen ungewöhnlich: i) Einerseits zeigen sie eine große Vielfalt an Mineralarten aus der Gruppe der Sulfide, Sulfarsenide und Arsenide. ii) Andererseits enthalten sie spezifische Phasen aller sechs PGE. Die Einzigartigkeit der primären PGM-Mineralisation könnte hohe Aktivitäten von S and As während der Chromit-Fällung in Serranía de Ronda widerspiegeln, die mit besonderen physiko-chemischen Bedingungen während der Hebung des subkontinentalen, asthenosphärischen Mantels zusammenhängen.Die Art, die Zusammensetzung and die paragenetische Vergesellschaftung von sekundären PGM in Ojen bestätigen die relativ hohe Mobilität der PGE bei niedriger Temperatur und zeigen, daß die Remobilisierung unter geeigneten Redox-Bedingungen selektiv wirken kann, wodurch eine Trennung und Neuverteilung der PGE in den Gesteinen als Ergebnis des Alterationsprozesses bewirkt wird.

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With 7 Figures     

Olivine phenocrysts in some Cameroonian Basalts—implications for primary magma composition

Summary The chemical composition of olivine phenocrysts was determined for 13 basaltic samples taken from the central part of the Cameroon Volcanic line to estimate the compositions of the primary olivine phenocrysts and the primary magmas. The Mg/(Mg + Fe) ratios of the olivines attain 0.91, though many of the magnesian olivines are identified on a textural basis as xenocrysts from peridotite inclusions. Most magnesian olivine phenocrysts have Mg/(Mg + Fe) ratios of 0.87–0.88 and NiO contents of 0.32–0.35 wt %. The NiO versus Mg/(Mg + Fe) ratios of the olivines can be used to estimate the compositions of the primary phenocrysts in a range of Mg/(Mg + Fe) = 0.88–0.90. Assuming the Fe(3)/(total Fe) ratios of the magmas are 0.17–0.25, which is estimated from the Fe-Mg partitioning between plagioclase and groundmass, the compositions of the primary magmas were obtained from the Fe²⁺-Mg partition equilibrium with the primary olivine phenocrysts. The primary magmas of the Cameroonian basalts have 13.5 ± 4.0 wt MgO, which is similar to the compositions of basalts with highest MgO contents reported so far from the Cameroon volcanic line.

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Olivin Kristalle in einigen Basalten aus Kamerun: Hinweise auf die Zusammensetzung des primitiven Magmas

Zusammenfassung Die chemische Zusammensetzung von Olivin Phenokristallen wurde in 13 Basalt-Proben, die vom Zentralteil .des Kamerun-Vulkangürtels stammen, bestimmt, um Hinweise auf die Zusammensetzung der primären Olivineinsprenglinge and des primären Magmas zu erlangen. Die Mg/(Mg + Fe) Verhältnisse der Olivine reichen bis 0.91, obwohl viefle dieser Mg-Olivine auf Grund textureller Kriterien als aus Peridotit-Einschlüssen stammende Xenokristalle zu identifizieren sind. Die Mg/(Mg + Fe) Verhältnsse der Hauptmasse der Olivin-Phenokristalle liegen im Bereich von 0.87 bis 0.88, die Ni0 Gehalte zwischen 0.32 und 0.35 Gew %. Die Ni0 gegen Mg/(Mg + Fe) Verhältnisse eignen sich zur Abschätzung der Zusammensetzung der primären Phenokristalle, solange die Mg/(Mg + Fe) Verhältnisse im Bereich von 0.88 bis 0.90 liegen. Die Zusammensetzung des Primärmagmas wurde mittels der Fe²⁺-Mg-Verteilung zwischen dem Magma und den sich mit dem Magma im Gleichgewicht befindlichen primären Olivinkristallen unter der Annahme eines Fe³⁺/Fe total Verhältnisses von 0.17–0.25, welches sich aus der Mg-Fe Verteilung zwischen Plagioklas und Grundmasse ergibt, bestimmt. Demnach ergibt sich für das primäre Magma der Kamerun Basalte ein MgO Gehalt von 13.5 + 4.0 Gew%. Dieser Wert ist mit der Zusammensetzung von Basalten mit höchsten MgO-Gehalten, wie sie bisher vom Kamerun-Vulkangürtel berichtet worden sind, vergleichbar.

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With 6 Figures     

Platinum-group minerals from the Troodos ophiolite,Cyprus

Summary Platinum-group minerals have been identified in chromitites from the Troodos ophiolitic complex of Cyprus. The host chromitites occur as podiform bodies within the basal harzburgite of the ophiolite, as occasional discontinuous layers in the dunites at the base of the overlying cumulate sequence and rarely as minor schlieren in clinopyroxene dunites at higher levels. Podiform chromitites are generally highly deformed and frequently brecciated while those from the cumulate sequence are well-preserved and display cumulate textures. Chromite grains from bodies at all levels host a broad and mineralogically complex assemblage of inclusions including silicates, platinum-group minerals, base metal sulphides and fluid inclusions, all of which have been studied in detail. The platinum-group minerals (PGM) and base metal sulphides (BMS), which are described here, are modally much less abundant than the silicate inclusions and generally small in size (< 50 µm). PGM comprise sulphides and alloys and are dominated by laurite (RuS₂). Other sulphides are Ru-poor. Alloys include iridosmine, osmian ruthenium and Ru-Fe alloys. Two generations of PGM are believed to be present, the first having been trapped during chromite formation, the second (including most of the alloys) having been formed during serpentinization. The base metal sulphides include common small Ni-Fe sulphides, sometimes associated with silicate inclusions, and larger Cu-rich inclusions, some of which are almost pure chalcopyrite. The origin of the latter is of genetic significance.

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Minerale der Platin-Gruppe aus denn Troodos-Ophiolith, Zypern

Zusammenfassung Minerale der Platin-Gruppe wurden in verschiedenen Chromititen des Troodos Ophiolithes, Zypern, nachgewiesen. Die Chromitite kommen als podiforme Körper in den basalen Harzburgiten, als gelegentlich unregelmäßige Lagen in den Duniten an der Basis der Kumulat-Abfolge, und selten als Schlieren in den Klinopyroxen-Duniten in höheren Bereichen vor. Podiforme Chromitite sind im allgemeinen intensiv deformiert und häufig brekziiert, während jene aus der Kumulat-Abfolge gut erhalten sind und Kumulat-Texturen zeigen. In Chromiten aus allen Niveaus des Ophiolithes kommt eine umfangreiche, und mineralogisch komplexe Assoziation von Einschlüssen vor; diese umfassen Silikate, Platingruppen-Minerale, Buntmetallsulfide und FlüssigkeitsEinschlüsse. Die Platingruppen-Minerale (PGM) und Buntmetallsulfide (BMS) die hier beschrieben werden, sind modal weniger verbreitet als die Silikateinschlüsse, und sind meist sehr feinkörnig ( < 50 µm). Die PGM umfassen Sulfide, einerseits dominiert von Laurit (RuS₂), aber auch Ruthenium-arme Sulfide, und Legierungen, bestehend aus Iridosmin, Osmium-führendes Ruthenium und Ruthenium-Eisenlegierungen. Die PGM können zwei Generationen zugeordnet werden. Die erste wurde während der Bildung der Chromite eingeschlossen, die zweite (und hierzu gehören die meisten Legierungen) wurden während der Serpentinisierung gebildet. Die Buntmetallsulfide unfassen die bekannten Nickel-Eisen-Sulfide, die manchmal mit Silikateinschlüssen vergesellschaftet sind, und größere Kupfer-reiche Einschlüsse, die zum Teil reiner Kupferkies sind. Die Entstehung dieser Einschlüsse ist von Bedeutung für die Genese.

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With 13 Figures     

Corundum- and zoisite-bearing marbles in the Rhodope Zone,Xanthi Area (N. Greece): Estimation of the fluid phase pomposition

Summary In the area of Xanthi, N. Greece, regionally metamorphosed marbles which belong to the Upper Tectonic Unit of the Rhodope Zone occur as intercalations within gneisses and amphibolites. In one marble horizon abundant Al-rich minerals like corundum (ruby), spinel, Al-rich pargasite, zoisite, and anorthite were found. In some cases, spinel occurs as a rim around corundum and was formed as a reaction product of corundum + dolomite. Zoisite often coexists in equilibrium with anorthite and calcite. These relationships permit the calculation of the fluid phase composition which is found to be relatively poor in CO₂, thus indicating that abundant water was available-at least on a local scale-during the last, Barrow-type metamorphism. This water was probably supplied from the metapelites by dehydration reactions during the amphibolite facies overprint and invaded the rocks through fractures and shear zones and along the contacts between different rock types.

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Korund- und zoisit führende Marmore der Rhodope-Zone, Xanthi Gebiet (N-Griechenland): bestimmung der zusammensetzung der fluiden phase

Zusammenfassung Regionalmetamorphe Marmore, die zur oberen tektonischen Einheit der Rhodope-Zone gehören, kommen in der Xanthi-Region (N-Griechenland) als Einschaltungen in Gneisen und Amphiboliten vor. In einem dieser Marmorhorizonte konnten Al-reiche Minerale, wie Korund (Rubin), Spinell, Al-reicher Pargasit, Zoisit und Anorthit, gefunden werden. Spinell tritt bisweilen als Rand um den Korund auf, was auf eine Entstehung als Reaktionsprodukt von Korund + Dolomit hinweist. Zoisit koexistiert meist mit Anorthit und Calcit. Diese Paragenesen erlauben eine Abschätzung der Zusammensetzung der fluiden Phase: sie ist relativ arm an CO₂. Dies weist darauf hin, daß, zumindest lokal, während der Barrow-Metamorphose genügend Wasser verfügbar gewesen ist. Das Wasser stammt vermutlich aus Metapeliten, aus denen es durch Dehydrationsreaktionen während der amphibolitfaziellen Überpr:agung ausgepreßt wurde. Entlang von Bruch- und Scherzonen, bzw. an Kontakten unterschiedlicher Gesteinstypen, ist das Wasser in die betreffenden Gesteine eingewandert.

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With 3 Figures     

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     

Composition of hydrous melts in equilibrium with quartz eclogites

Summary Compositions of the hydrous melts in equilibrium with garnet, omphacitic clinopyroxene and quartz have been investigated experimentally at 28.5 and 35 kbar. They are represented by silica-rich liquids (> 70% SiO₂) with low MgO, FeO and CaO contents. The removal of ca 10–15% of the magma of this composition may be sufficient to convert quartz eclogite formed after subduction of altered MORB into a quartz-free bimineralic eclogite assemblage, which is a common type of xenoliths in kimberlites.At 28.5 kbar the solidus temperature is between 700 and 750° C in the system quartz eclogite—water, and the high pressure amphibole-out boundary lies at ca 25 kbar in accord with the previous studies.

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Die Zusammensetzung wasserhältiger Schmelzen im Gleichgewicht mit Quarz-Eklogiten

Zusammenfassung Um Prozesse zu simulieren, die bei der Subduktion von Ozeanbodenbasalten durch partielle Anatexis im Stabilitätsfeld von Eklogiten ablaufen, wurde die Zusammensetzung wasserhältiger Schmelzen in Gleichgewicht mit Granat, Omphacit und Quarz bei 28.5 und 35 Kbar experimentell untersucht. Diese Schmelzen sind reich an SiO₂ (> 70 Gew%) und arm an Mg0, Fe0 and CaO. Die Extraktion von ca. 10–15% derartiger Schmelzen würde genügen, um quarzführende Eklogite, die durch die Subduktion von alteriertem MORB Material entstanden sind, in quarzfreie bimineralische Eklogite umzuwandeln wie sie häufig als Xenolithe in Kimberliten beobachtet werden.Im System Quarz-Eklogit-Wasser liegt die Solidustemperatur bei 28.5 Kbar zwischen 700 und 750°C. Die obere Stabilitätsgrenze von Amphibol liegt in diesem Temperaturbereich bei ca. 25 Kbar.

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With 1 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