Shoshonitic and alkaline lamprophyres with elevated Au and PGE concentrations from the Kreuzeck Mountains,Eastern Alps,Austria

Summary Amphibole and mica lamprophyres and related dykes of Tertiary age from the Kreuzeck Mountains, Central Alps, Austria, have been investigated petrographically and geochemically. They intrude a sequence of early Palaeozoic metapelites, greenstones and amphibolites to the north of the Cretaceous Periadriatic Lineament, a major suture zone of 700 km E-W extent. The dykes are spatially associated with Sb, W, Hg, and Cu-Ag-Au deposits.Most lamprophyres are characterized by primitive chemistry (mg-numbers > 60 and Cr > 200 ppm) and have high contents of LIL elements (K, Rb, Sr and Ba). Geochemically, five different subgroups of calcalkaline/shoshonitic to alkaline affinity can be distinguished. These are: Group 1, amphibole-bearing shoshonitic lamprophyres (0.5–1.0 wt% Ti0₂, Zr < 150 ppm, Nb < 13 ppm, Ba/Rb < 10); Group 2, mica-bearing shoshonitic lamprophyres (1–1.5 wt% TiO₂, Zr 180 ppm, Nb < 17 ppm, Ba/Rb > 20); Group 3, alkaline lamprophyres (1.5–2.1 wt% TiO₂, Zr > 250 ppm, Nb > 30 ppm, Ba/Rb 10–25); Group 4, low-MgO alkaline lamprophyres ( 2.5 wt% TiO₂, mg-number < 57, Nb 20 ppm, Ba/Rb 20); Group 5, calc-alkaline basaltic dykes ( 2.2 wt% TiO₂, mg-number <55, Nb < 10 ppm, Ba/Rb < 10). Group 2,3 and 4 dykes have NE-SW orientations and are of Oligocene age (K-Ar age 27–32 Ma); Group 1 and 5 dykes are of Lower Oligocene age (K-Ar age 36 Ma) but have mostly E-W orientations.The Kreuzeck lamprophyres were generated in post-collisional magmatic events, which were probably linked to extensional tectonics following oblique continent-continent collision between the African and Eurasian Plates during the Eocene. Group 1, 2 and 5 dyke rocks have typical calc-alkaline geochemical signatures indicating that they represent partial melting products of subduction-modified lithosphere. Group 3 and 4 alkaline lamprophyres have geochemical features transitional between calc-alkaline and within-plate alkaline igneous rocks (e.g. Ba/Nb 30–70) indicating that their mantle source-region includes both subduction-modified lithospheric and OIB-type asthenospheric components.There is no apparent relationship between mineralization in the Kreuzeck region, thought to be of Ordovician-Devonian age, and much later lamprophyre intrusion. Alteration of the dykes by late-magmatic fluids has resulted in the formation of secondary minerals, and has occasionally led to increased Au and PGE values in the 10–35 ppb range particularly in close proximity to Cu-Ag-Au deposits.

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Shoshonitische und alkalische Lamprophyre mit erhöhten Au- und PGE-Gehalten aus der Kreuzeckgruppe, Ostalpen, Österreich

Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit untersucht die Petrographie und Geochemie tertiärer Lamprophyre und genetisch verwandter Ganggesteine aus der zentralalpinen Kreuzeckgruppe, nördlich des Periadriatischen Lineamentes, in Kärnten, Österreich. Die Ganggesteine durchschlagen die altpaläozoischen Metapelite, Grünsteine und Amphibolite des Altkristallins diskordant und stehen in räumlichem Zusammenhang mit Sb, W, Hg und Cu-Ag-Au Lagerstätten, die bereits seit dem Mittelalter abgebaut wurden.Die meisten Lamprophyre zeigen primitiven Charakter (Mg-Zahlen >60 und Cr > 200 ppm) und besitzen hohe Gehalte an LILE (K, Rb, Sr und Ba). Geochemisch lassen sich fünf verschiedeneGruppen mit kalkalkalisch/shoshonitischem bis alkalischem Charakter unterscheiden: Gruppe 1, Amphibol-führende shoshonitische Lamprophyre (0.5–1.0 Gew% TiO₂, Zr < 150 ppm, Nb < 13 ppm, Ba/Rb < 10);Gruppe 2, Glimmer-führende shoshonitische Lamprophyre (1–1.5 Gew% TiO₂, Zr 180 ppm, Nb < 17 ppm, Ba/Rb > 20); Gruppe 3, alkalische Lamprophyre (1.5–2.1 Gew% TiO₂, Zr > 250 ppm, Nb > 30ppm, Ba/Rb 10–25); Gruppe 4, alkalische Lamprophyre mit geringen MgO-Anteil ( 2.5 Gew% TiO₂, Mg-Zahl < 57, Nb 20 ppm, Ba/Rb 20); Gruppe 5, kalkalkalisch basaltische Ganggesteine ( 2.2 Gew% TiO₂, Mg-Zahl < 55, Nb < 10 ppm, Ba/Rb < 10). Die Lamprophyre der Gruppen 2, 3 und 4 zeigen nordöstliches Streichen und oligozänes Intrusionsalter (K-Ar Alter 27–32 Ma), während die Ganggesteine der Gruppen 1 und 5 überwiegend östliches Streichen und UnterOligozänes Intrusionsalter (K-Ar Alter 36 Ma) aufweisen.Die Intrusionen erfolgten während einer tektonischen Dilatationsphaseim Oligozän nach der Kontinent-Kontinent Kollision zwischen derAfrikanischen und der Eurasischen Platte im unteren Eozän. Ganggesteine der Gruppen 1, 2 und 5 besitzen typisch kalkalkalischen Charakter und stellen vermutlich Produktevon aufgeschmolzener, subduzierter Lithosphäre dar. Die Geochemie der alkalischen Lamprophyre derGruppen 3 und 4 (e.g. Ba/Nb 30–70) deutet auf ihre genetische Zwischenstellung zwischen subduction-related und within-plate regime.Zwischen den tertiären Gangintrusionen und den vermutlich paläozoischen Vererzungen der Kreuzeckgruppe besteht kein genetischer Zusammenhang. Die Alteration der Ganggesteine durch postmagmatische Lösungen hat jedoch zur Bildung von sekundären Mineralen und teilweise zu überdurchschnittlich erhöhten Au und PGE Gehalten von bis zu 35 ppb geführt.

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With 6 Figures     

Nickel und Kobalt in Gesteinen des Nördlinger Ries

Zusammenfassung Von Glasbomben aus dem Suevit und kristallinen Gesteinen verschiedener Auswurfbreccien des Rieskraters wurden die Nickel- und Kobaltgehalte bestimmt. Die Gläser enthalten 10,0–51,5 ppm Ni (Mittel von 70 Analysen: 30,1 ppmNi) und 4,8–15,8 ppm Co (Mittel von 50 Analysen: 12,1 ppm Co). Die höchsten Nickel- und Kobaltgehalte finden sich in den nicht rekristallisierten und chemisch unveränderten Bomben des Typ I. Die kristallinen Gesteine des Grundgebirges enthalten 2,5–140 ppm Ni (22 Analysen) und 2,2–29,8 ppm Co (22 Analysen).Die Kobaltgehalte der nicht rekristallisierten Gläser sind ziemlich einheitlich (10,7–15,8 ppm) und ebenso hoch wie diejenigen der kristallinen Gesteine ähnlicher Gehalte an MgO, MgO+FeO+Fe₂O₃ und SiO₂. Die Nickelgehalte der nicht rekristallisierten Gläser dagegen streuen inhomogen über einen größeren Bereich (30,0–51,5 ppm). Sie sind im Mittel höher als die der kristallinen Gesteine mit ähnlichen Gehalten an MgO, MgO+FeO+Fe₂O₃ und SiO₂. Der maximale Unterschied beträgt 25 ppm Ni.

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Ni and Co in rocks from the Nördlinger Ries

Ni and Co have been determined in glass bombs from the suevite and crystalline rocks from different breccia outcrops in the Ries crater. The glasses contain 10.0–51.5 ppm Ni (average of 70 analyses: 30.1 ppm Ni) and 4.8–15.8 ppm Co (average of 50 analyses: 12.1 ppm Co). Highest contents of Ni and Co are to be found in non-recrystallized and chemically unchanged bombs of type I. Crystalline rocks from the basement contain 2.5–140 ppm Ni (22 analyses) and 2.2–29.8 ppm Co (22 analyses).The Co-contents of non-recrystallized glasses are rather uniform (10.7–15.8 ppm) and as high as those of crystalline rocks of similar content of MgO, MgO+FeO+Fe₂O₃ and SiO₂. The Ni-contents of non-recrystallized glasses are inhomogeneously scattered over a larger range (30.0–51.5 ppm). On the average, they are higher than those of crystalline rocks with similar contents of MgO, MgO+FeO+Fe₂O₃ and SiO₂. The maximum difference is 25 ppm Ni.

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Herr Prof. W. von Engelhardt veranlaßte die Bearbeitung dieses interessanten Themas und nahm am Fortgang der Untersuchungen regen Anteil. Herr Dr. D. Stöffler stellte freundlicherweise Probenmaterial zur Verfügung und Herr Dr. H. Puchelt war mir bei analytischen Fragen behilflich. Ihnen allen danke ich für die Förderung dieser Arbeit.     

Light-rare earth element-rich minerals associated with platinum-group element mineralization in the Archean Boston Creek Flow,Ontario

Summary A variety of LREE-rich minerals are associated with late magmatic-stage platinum-group element (PGE) mineralization [(PGE + Au) = 300 ppb) in unsheared clinopyroxenite and gabbro proximal to sheared amphibolite in the Boston Creek Flow (BCF) Al-depleted komatiitic basalt, Archean Abitibi greenstone belt, Ontario. The LREE-rich minerals are LREE-rich apatite (La₂O₃ + Ce₂O₃ 1.5 wt%), LREE-rich epidote (Ce, La: 12 wt% REE), and bastnaesite [(Ce,La)(CO₃)(F,OH)]. The LREE-rich apatite forms rare zones in altered apatite grains and discrete, multifaceted micrometric-sized grains. LREE-rich epidote forms large (up to 100 ,m), compositionally zones grains in amphibolitized plagioclase. Bastnaesite forms areas marginal to and veinlets within the LREE-rich epidote and analyses are characterized by up to 0.4 wt% Cl. Compared to other unsheared rocks from the flow, the REE-rich mineral host rocks contain: intermediate REE contents (REE = 38 to 71 ppm), Ba contents (up to 240 ppm), and U/Th values (0.3 to 7.2); variable Cl contents (21 to 60 ppm); and slightly elevated ³⁴S values (up to 3.3). In contrast, the sheared amphibolite is characterized by low contents of REE (REE = 25 ppm), Cl (15 ppm), Ba (20 ppm), U (0.5 ppm), and Th (0.4 ppm), and a distinctive chondrite-normalized whole-rock REE pattern profile [(La/Sm)_n = <2 and (Tb/Yb)_n = < 1).The restricted occurrence, textures and chemical compositions of the LREE-rich minerals are interpreted as the result of mobilization and localized concentration of the LREE by hydrothermal fluids during greenschist facies contact metamorphism. LREE-rich epidote represents LREE redistribution accompanying the breakdown of plagioclase during abnormally intense amphibolitization and shear deformation within the flow at the peak of greenschist facies contact metamorphism. LREE-rich apatite and bastnaesite represent LREE mobilization and very localized reprecipitation during later stage, retrogressive amphibolitization. The low chlorine contents of the LREE-rich minerals and their host rocks suggest that complexing with Cl was only of minor importance in the concentration of LREE.The spatial association of the LREE-rich minerals with the PGE mineralization reflects concentration of shear deformation and amphibolitization at this stratigraphic level within the flow. The attendant hydrothermal fluid activity induced limited mobilization and reconcentration of PGE in veinlets and fractures within the mineralization. The low Cl suggests that complexing with Cl was not of importance in the PGE mobilization, nor in the late magmatic-stage mineralization process.

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Seltene Erd-Minerale in Assoziation mit Platinvererzung im Archaischen Boston Creek Flow, Ontario

Zusammenfassung Verschiedene LSEE-reiche Minerale kommen zusammen mit spätmagmatischer Platinvererzung (PGE + Au = 300 ppb) in Klinopyroxeniten und Gabbro, in engster Nachbarschaft mit zerschertem Amphibolit im Al-verarmten, komatiitischen Basalt des Boston Creek Flow (BCF), im archaischen Abitibi Grünstein-Gürtel, Ontario, vor. Die LSEE- reichen Minerale sind LSEE-reicher Apatit (La₂O₃ + Ce₂O₃ > 1.5 Gew.%), LSEE-reicher Epidot (Ce, La: 12 Gew.% SEE), und Bastnaesit ((Ce, La) (CO₃)(F, OH)). Der LSEE-reiche Apatit bildet Zonen in umgewandelten Apatitkörnern und auch individuelle, flächenreiche Körner, die einige Mikron groß sind. LSEE-reicher Epidot bildet große (bis zu 100 m) Körner mit zonierter Zusammensetzung in amphibolitisierten Plagioklasen. Bastnaesit bildet randliche Bereiche von, und Gängchen in LSEE-reichem Epidot. Analysen zeigen bis zu 0.4 Gew.%. Cl. Verglichen mit anderen unzerscherten Gesteinen aus dem BCF, enthalten die Wirtsgesteine der SEE-reichen Minerale: intermediäre SEE-Gehalte (SEE = 38 bis 71 ppm), Ba-Gehalte von bis zu 240 ppm und U/Th-Werte von 0.3 bis 7.2. Wechselnde Cl-Gehalte (21 bis 60 ppm) und etwas erhöhte ³⁴S-Werte (bis zu 3.3). Im Gegensatz dazu zeigt der zerscherte Amphibolit niedrige Gehalte von SEE (SSE = 25 ppm), Cl (15 ppm), Ba (20 ppm), U(0.5 ppm), und Th (0.4 ppm), sowie charakteristische Chondrit-normalisierte SEE-Verteilungsmuster ((La/Sm)_n = <2 und (Tb/Yb)_n = < 1).Das beschränkte Vorkommen, die Texturen und die chemische Zusammensetzung der LSEE-reichen Minerale werden als Ergebnis der Mobilisierung und örtlichen Konzentration von LSEE durch hydrothermale Fluide während einer Kontaktmetamorphose unter Bedingungen der Grünschiefer-Fazies interpretiert. LSEE-reicher Epidot ist das Ergebnis von LSEE Umverteilung im Zusammenhang mit dem Zerfall von Plagioklas während besonders intensiver Amphibolitisierung und Scherungsdeformation innerhalb des Basalt-Ergusses zum Höhepunkt der Kontaktmetamorphose. LSEE-reicher Apatit und Bastnaesit gehen auf LSEE-Mobilisierung und sehr lokale Wiederausfällung während retrograder Amphibolitisierung während eines späteren Entwicklungsstadiums zurück. Die niedrigen Chlorgehalte der LSEE-reichen Minerale und ihrer Wirtsgesteine weisen darauf hin, daß die Bildung von Chlorid-Komplexen bei der Konzentration von LSEE nur eine geringe Rolle gespielt hat.Die räumliche Verbindung von LSEE-reichen Mineralen mit der PGE-Vererzung dürfte auf die Verbindung von Scher-Deformationen und Amphibolitisierung in diesem stratigraphischen Niveau innerhalb des Basaltes zurückgehen. Die begleitende hydrothermale Fluid-Aktivität führt zu beschränkter Mobilisierung und Anreicherung von PGE in Gängen und Sprüngen innerhalb der Vererzung. Die niedrigen Chlorgehalte weisen darauf hin, daß Chlorid-Komplexe weder bei der PGE-Mobilisierung, noch bei der spätmagmatischen Vererzung von Bedeutung gewesen sind.

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With 4 Figures     

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

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

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

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

     

The shoshonite porphyry Cu-Au association at Bajo de la Alumbrera, Catamarca Province, Argentina

Summary Bajo de la Alumbrera forms an example of a series of world class copper-gold deposits that are hosted by potassic igneous rocks. The Bajo de la Alumbrera porphyry copper-gold deposit is situated in the Catamarca Province of Northwest-Argentina and belongs to the ten largest copper mines in the world; it is also one of the largest gold producers in South America.The deposit is characterized by an alteration-zoning pattern with a central potassic core which grades outwards into a zone with propylitic alteration and an intermediate annular phyllic overprint. Porphyry copper-gold mineralization consists mainly of disseminated and/or vein-related chalcopyrite within the central potassic alteration zone which also hosts the highest gold grades (up to 2 ppm). Mineralization is genetically related to co-magmatic hypabyssal dacite domes with shoshonitic compositions which intruded the high-K calc-alkaline andesitic to latitic lava flows, breccia tuffs, and agglomerates of the Upper Miocene Farallon Negro Formation. The Farallon Negro Formation is interpreted as the remnants of a major stratovolcano some 16 km in diameter, with volcanism being controlled by sinistral pull-apart tectonics along a major NW-trending lineament.The dacitic rocks associated with the porphyry copper-gold mineralization have porphyritic textures with phenocrysts of alkali feldspar, plagioclase, biotite, and very rare amphibole in a fine-grained feldspathic groundmass. The abundance of hydrous minerals, such as biotite phenocrysts and apatite microphenocrysts, is consistent with the volatile-rich nature of the melts. The rocks underwent moderate degrees of clinopyroxene-biotite-âpatite-titanite fractionation. Several samples are overprinted by weak to moderate potassic or carbonate-sericite alteration. Geochemically, the dacites are characterized by high LILE (e.g. K20 up to 7.16 wt%, and Rb, Sr, and Ba up to 145 ppm, 445 ppm, and 610 ppm, respectively), moderate LREE (La < 73 ppm and Ce < 140 ppm), and low HFSE (TiO₂ < 0.92 wt%, Zr < 142 ppm, Hf < 4.6) which are typical for subduction-related potassic igneous rocks from a mature continental-arc setting. The rocks have evolved compositions with relatively low mg# < 53. Their high Ba/Nb and high Rb/Nb ratios (up to 87 and 31, respectively) clearly distinguish them from rocks derived from within-plate settings.The rocks from Bajo de la Alumbrera contain average ratios of Fe₂O₃/(FeO+Fe₂O₃) as high as 0.49 reflecting the oxidized nature of their parental melts.

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Die Shoshonit Porphyry Cu-Au Assoziation von Bajo de is Alumbrera, Catamarca Provinz, Argentinien

Zusammenfassung Bajo de la Alumbrera ist ein Beispiel für eine bedeutende Gold-Kupfer Lagerstätte in Kalium-reichen Magmatiten. Die Kupfer-Gold Lagerstätte Bajo de la Alumbrera gehört zum sogenannten Porphyry-Typ und befindet sich in der Catamarca Provinz im Nordwesten von Argentinien. Bajo de la Alumbrera zählt zu den zehn größten Kupferminen der Welt und ist einer der größten Goldproduzenten in Südamerika.Die Lagerstätte zeichnet sich aus durch eine klassische Zonierung der Alterationszonen, beginnend mit der zentral aufgeschlossenen `potassischen' Alterationszone (sekundärer Biotit-Magnetit-Orthoklas), die weiträumig von propylitischer Alteration (sekundärer Epidot-Chlorit) umgeben wird. Beide Alterationstypen werden von einer spätgenetischen phyllischen Alteration (sekundäre Tonminerale-Serizit-Pyrit) umgewandelt. Die Kupfer-Gold-Vererzung besteht überwiegend aus Kupferkies, der entweder feinverteilt in den Silikaten oder in Quarzadern innerhalb der potassischen Alterationszone vorkommt. Diese Zone beherbergt neben den höchsten Kupfergehalten auch die höchsten Gold-Gehalte von bis zu 2 ppm. Die Vererzung steht in direktem genetischen Zusammenhang mit subvulkanischen Dazit-Domen mit außergewöhnlich hohen Kalium-Gehalten, die die kalkalkalischen Andesite, Latite, Tuffbrekzien und Agglomerate der Ober-Miozänen Farallon Negro Formation intrudierten. Die Farallon Negro Formation stellt die erodierten Reste eines Stratovulkans mit schätzungsweise 16 Kilometern Durchmesser dar. Der Vulkanismus ereignete sich innerhalb eines Pull-Apart Beckens, entlang eines großen Nordwest-streichenden Lineaments.Die dazitischen Muttergesteine der Kupfer-Gold-Vererzung haben porphyrische Texturen mit Phänokristallen bestehend aus Kalifeldspat, Plagioklas, Biotit, und, sehr selten, Amphibol in einer fein- bis mikrokristallinen Grundmasse. Die Häufigkeit von Mineralen wie Biotit und Apatit reflektiert die hohen Gehalte an volatilen Phasen in der Schmelze. Die mineralogische Zusammensetzung der Gesteine wurde von einer moderaten Klinopyroxen-Biotit-Apatit-Titanit Fraktionierung mitgeprägt. Einige der untersuchten Dazite wurden von einer schwachen bis moderaten Biotit-Magnetit-Orthoklas oder Karbonat-Serizit-Alteration überprägt.Die chemische Zusammensetzung der Dazite zeichnet sich aus durch hohe Gehalte an LILE (z. B. K₂0 bis zu 7.16 Gew%, Rb, Sr, und Ba bis zu 145 ppm, 445 ppm, und 610 ppm), moderate Gehalte an LREE (z.B. La < 73 ppm, und Ce < 140 ppm), und geringe Gehalte an HFSE (z.B. TiO₂ < 0.92 Gew%, Zr < 142 ppm, und Hf < 4.6 ppm), die typisch sind für Kalium-reiche Magmatite von kontinentalen Subduktionszonen. Die untersuchten Gesteine sind relativ fraktioniert und besitzen geringe mg# < 53. Ihre hohen Ba/Nb und Rb/Nb Verhältnisse sind typisch für Kalium-reiche Magmatite aus Subduktionszonen und unterscheiden sie eindeutig von Gesteinen aus within-plate settings.Die hohe Oxidationsstufe der Mutterschmelze reflektiert sich in den hohen Fe₂O₃/ (FeO + Fe₂O₃) Verhältnissen der untersuchten Gesteine von 0.49.

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With 7 Figures     

Geochemistry and origin of the Proterozoic ultrapotassic rocks of the Churchill Province,Canada

Summary Early Proterozoic ultrapotassic dikes, lava flows, and pyroclastic rocks of the Christopher Island Formation (CIF) erupted throughout an area 600 × 300 km within the Churchill Province of the Canadian Shield at 1.84 Ga. The rocks range from mafic lamprophyres (mg # 60; SiO₂ 47–54%, mean K₂O/Na₂O > 4) with phenocrysts of phlogopite + diopside + apatite ± olivine ± magnetite, to phenocryst-poor felsic rocks and sanidine porphyries (SiO₂55–69%). All samples have high incompatible element contents and display large depletions of high field strength elements relative to K, Rb, Sr, Ba, and Th. The CIF has geochemical and petrographic characteristics of both minettes and lamproites, but overall most closely resembles young Mediterranean lamproites. Felsic rocks of the CIF were produced by crystal fractionation and crustal contamination of mafic ultrapotassic magma, and include both high-silica lamproites strongly enriched in Zr, U, and Th, and weakly potassic to sodic rocks of trachytic composition. Flows and feeder dikes have relatively homogeneous _{Nd, 1840 Ma} (–6 to –11) but highly variable ES., 1840 Ma (–40 to + 100); samples classified as lamproites have higher average _Sr. Dike samples have highly variable present-day Pb isotope compositions, ranging from moderately to strongly nonradiogenic. Geochemical and isotopic data are consistent with contributions from depleted Archean lithospheric mantle, and OIB-type convecting mantle, both metasomatized by subduction-related processes during the Early Proterozoic. The lithospheric mantle probably contained Archean enriched domains as well. Proterozoic enrichment may have accompanied shallow underplating of subducted oceanic lithosphere beneath the Churchill Province during amalgamation of the Laurentian supercontinent. There are strong analogies in isotopic composition, and interpreted source region history, between the CIF and lamproites and minettes of the Wyoming Province and western Greenland, which suggest the existence of a Laurentian ultrapotassic superprovince.

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Geochemie und Entstehung der Proterozoischen ultrapotassischen Gesteine der Churchill Provinz, Kanada

Zusammenfassung Altproterozoische, ultrapotassische Gänge, Lavaströme und pyroklastische Gesteine der Christopher Island Formation (CIF), eruptierten in einem Gebiet von 600 × 300 km in der Churchill Provinz des Kanadischen Schildes vor 1.84 Ga. Die Zusammensetzung dieser Gesteine variiert von mafischen Lamprophyren (mg > 60; SiO₂ = 47–54%, durchschnittliches K₂O/Na₂O > 4) mit Phänokristallent von Phlogopit + Diopsid + Apatit + Olivin + Magnetit, bis zu phänokristallarmen felsischen Gesteinen und Sanidinporphyren (SiO₂ = 55–69%). Alle Proben zeigen hohe Gehalte an inkompatiblen Elementen und zeigen beträchtliche Verarmung an high field strength Elementen relativ zu K, Rb, Sr, Ba und Th. Die CIF hat geochemische und petrographische Eigenschaften sowohl von Minetten wie von Lamproiten, aber im allgemeinen ähnelt sie am stärksten jungen mediterranen Lamproiten. Felsische Gesteine der CIF wurden durch Fraktionierung und Krustenkontamination aus mafischen ultrapotassischen Magmen gebildet. Letztere umfassen sowohl siliziumreiche Lamproite, die deutlich an Zr, U und Th angereichert sind und schwach potassische bis sodische Gesteine von trachytischer Zusammensetzung. Lavenergüsse und zufuhrgänge zeigent ein relativ homogenes _{Nd, 1840 Ma} (–6 bis –11) aber ein sehr variables _{Sr, 1840 Ma} (-40 bis + 100); Proben die als Lamproite klassifiziert wurden, zeigent höhere durchschnittliche _Sr-Werte. Proben von Gängen haben sehr variable Bleiisotopen-Zusammensetzungen, die von mäßig bis stark nichtradiogen variieren. Geochemische und Isotopendaten weisen auf Beiträge aus verarmtem archaischen lithosphärischen Mantel und aus konvektierendem OIB-Typ Mantel hin, die beide während des Alproterozoikums durch Subduktions-Vorgänge metasomatisiert wurden. Der lithosphärische Mantel enthielt wahrscheinlich auch angereicherte archaische Domänen. Proterozoische Anreicherungsvorgänge dürften seichtes Underplating subduzierter ozeanischer Lithosphäre unter der Churchill Provinz während der Amalgamation des laurentischen Superkontinentes begleitet haben. Es gibt starke Analogien in der Isotopenzusammensetzung und in der interpretierten Geschichte der Ursprungsregion, zwischen den CIF und Lamproiten und Minetten der Wyoming Provinz, und des westlichen Grönland. Diese weisen auf die Existenz einer laurentischen ultrapotassischen Superprovinz hin.

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With 7 Figures     

Seltene Erden (SEE) in einigen Fluoriten der österreichischen Ostalpen

Zusammenfassung Die Gehalte an Seltenen Erd-Elementen einiger ostalpiner Fluorite wurden mittels Neutronen-Aktivierung bestimmt (La: 1,4–15,2 ppm; Ce: 3,2–28,4 ppm; Tb: 0,28–0,71 ppm). Aufgrund der vonMöller, Schneider et al. (1976, 1977) entwickelten Methodik kann für die untersuchten Fluorite hydrothermale Bildung angenommen werden. Die Hydrothermen werden als tiefvadose Wässer gedeutet, die durch einen erhöhten Wärmefluß aus der Tiefe im Gefolge plattentektonischer Vorgänge aufgeheizt wurden.

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Rare earth elements (REE) in some fluorites of the Eastern Alps

Summary The rare earth elements (REE) contents of some fluorites from the Estern Alps have been determined by neutron activation analysis (La: 1.4–15.2 ppm; Ce: 3.2–28.4 ppm; Tb: 0.28–0.71 ppm). According to a method developed byMöller, Schneider et al. (1976, 1977) the fluorites can be recognized as having formed from hydrothermal systems associated with areas of high heat flow. The latter developed in connection with plate tectonic processes linked to the Alpine orogeny.

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Mit 1 Abbildung     

Subduction-related Late Permian shoshonites of the Sydney Basin, Australia

Summary The Late Permian shoshonitic province of the southern Sydney Basin consists of lavas and intrusions confined to a 140 km long coastal belt, but geophysical and sedimentological data indicate that the province once had a length of at least 340 km. Both petrographic and geochemical data indicate shoshonitic affinities for these Late Permian rocks and, although the compositional range is from 48.4 to 60.6% SiO₂, all units except an andesite lava have <55% SiO₂. Subduction-related attributes of the province include enrichment in Al₂O₃ and LILE (Rb, K and LREE), depletion in HFSE (Nb, Ta, Zr, Hf and Ti), low Nb/U, and Sr/Nd of 30–35. Initial (at 250 Ma)⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ranges from 0.70294 to 0.70440 whereas _Nd values range from +5.11 to +2.14 and plot almost exclusively in the mantle array. Low MgO and mg-numbers (maximum 7.37% and 64.5, respectively) demonstrate that none of the shoshonites represent primary magmas in equilibrium with mantle peridotite. Isotopic data and elemental contents are not supportive of a model in which crustal contamination is the dominant process in magma petrogenesis, but do not exclude contamination with Sr-rich material having a low⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and high _Nd values.A temporal correlation between igneous rocks from the southern Sydney Basin, Dampier Ridge, New England and Tasmania indicates a widespread magmatic event which was, at least in part, shoshonitic in character and which developed in response to subduction along the east coast of Gondwanaland. The geochemical similarity between the Dampier Ridge and Sydney Basin samples does not support a model for spatial compositional variation across a subduction-related magmatic belt but, coupled with the variations in isotopic ratios, implies heterogeneity in the source.

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Spät-permische Schoschonite des Sidney Beckens in Australien

Zusammenfassung Die spät-permische Schoschonit Provinz des südlichen Sidney Beckens besteht aus Laven und Intrusionen, die in einem 140 km langen Gürtel längs der Küste auftreten. Geophysikalische und sedimentologische Daten weisen darauf hin, daß diese Provinz ursprünglich eine Länge von mindestens 340 km hatte. Sowohl petrographische wie geochemische Daten weisen auf schoschonitische Affinität dieser spät-permischen Gesteine hin. Obwohl die SiO₂ Gehalte von 48.4 bis 60.6% schwanken, haben alle Einheiten mit Ausnahme einer andesitischen Lava < 55%. Auf Subduktion weisen u.a. Anreicherungen an Al₂O₃ und LILE (Rb, K and LREE), die Verarmung an HFSE (Nb, Ta, Zr, Hf and Ti) niedrige Nb/U und Sr/Nd von ungefähr 30–35 hin. Die⁸⁷Sr/⁸⁶Sr Initiale, berechnet für 250 Ma, liegen zwischen 0.70294 und 0.70440 und die _Nd-Werte zwischen +5,11 und +2,14 und fallen fast ausschließlich in den Mantel-Bereich. Niedrige MgO und mg-Zahlen (Maximal 7,37% bzw. 64,5) zeigen, daß die Schoschonite nicht primäre Magmen, die mit Mantelperidotiten im Gleichgewicht sind, darstellen. Isotopendaten und Elementgehalte weisen nicht auf ein Modell hin, bei dem Krusten-Kontamination bei der Magmen-Genese eine wichtige Rolle spielte, aber eine Nichtkontamination mit Material, das niedrige⁸⁷Sr/⁸⁶Sr Werte und hohe _Nd Werte hat, ist nicht auszuschließen. Eine zeitliche Beziehung zwischen den magmatischen Gesteinen des südlichen Sydney-Beckens, dem Dampier Ridge, Neuengland und Tasmanien weist auf ein weit verbreitetetes magmatisches Ereignis hin, das zumindest teilweise schoschonitischen Charakter hatte und das auf Subduktion längs der Ostküste von Gondwanaland zurückführbar ist. Die geochemische Ähnlichkeit von Proben des Dampier Ridge und des Sydney Beckens weist nicht auf räumliche Variationen in der Zusammensetzung über einen subduktionsbezogenen magmatischen Gürtel hin, sondern läßt eher, zusammen mit den Variationen der Isotopendaten, heterogene Quellen für diese Gesteine vermuten.

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With 10 Figures     

Abstandsberechnungen und gitterenergetische Berechnungen an Granaten

Zusammenfassung Bei systematischer Variation der Kristallstruktur der Tonerde-Granate erhält man bei Konstanthaltung der Si-O- und Al-O-Abstände nicht nur für die experimentell bestimmte Atomanordnung interatomare Abstände, die mit den klassischen Wirkungsradien der Ionen in Übereinstimmung stehen, sondern auch für Modelle mit idealen SiO₄-Tetraedern (vor allem für Grossular). Die Berechnung der elektrostatischen Gitterenergien ergibt, daß die Coulombschen Kräfte (wieder bei konstanten Si-O- und Al-O-Abständen) danach streben, die SiO₄-Tetraeder zu gestreckten tetragonalen Disphenoiden zu verzerren und sie ferner so gegenüber der experimentell bestimmten Struktur zu verdrehen, daß dadurch die Gitterkonstante verkleinert wird. Diese Tendenz wird für alle berücksichtigten Ladungsverteilungen innerhalb der SiO ₄ ^4– -Gruppen gefunden, namentlich auch für jene, in welcher das Silicium die effektive Ladung Null trägt.Die Atomanordnung in den Granaten läßt sich gitterenergetisch jedoch sehr gut unter Berücksichtigung von Abstoßungsgliedern der Form ·d ^–n verstehen, wenn man die Abstoßungskonstanten vonLennard-TonesundDent benützt. Auch die strukturellen Unterschiede zwischen Pyrop und Grossular stehen mit den entsprechenden Berechnungen in Übereinstimmung.Herrn Prof. Dr. Dr. h. c.C. W. Correns zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Die niehtkarbonatisehen Bestandteile des Göttinger Musehelkalkes mit besonderer Berücksichtigung der Mineralneubildungen

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

Verbreitung und Entstehung Mangan-reicher Gesteine im Jura der Nördlichen Kalkalpen

Zusammenfassung Schichtgebundene Mn-Anreicherungen sind in den Nördlichen Kalkalpen nahezu ausschließlich auf feinschichtige Tonmergelsteine (Manganschiefer) des oberen Toarcian und unter-bis mitteljurassische Rotkalke beschränkt.Die primären Mn-Minerale in der Manganschiefer-Fazies sind Mischkarbonate der Reihe CaCO₃–MnCO₃–FeCO₃ und geringe Mengen von Braunit und Pyrolusit. Die Fe-Mineralisation charakterisiert eine Faziesreihe, die von schwach oxidierenden Ablagerungsbedingungen (Goethit, Hämatit) an der Basis der Mn-führenden Serie, zu reduzierenden (Siderit, Chamosit, Pyrit) führt. In den Rotkalken sind Pyrolusit und Goethit bzw. Hämatit in calcitreichen Knollen und Krusten konzentriert.Die chemische Zusammensetzung der Mn-reichen Gesteine ist bei hohen Ca- und SiO₂-Gehalten von korrelierbaren Mn- und Fe-Anteilen in gleicher Größenordnung bestimmt. Gegenüber der durchschnittlichen Zusammensetzung faziell vergleichbarer Schwarz- und Tonschiefer und marin-sedimentärer Mn-bzw. Fe-Lagerstätten sind auch die Spurenelement-Gehalte deutlich erhöht und zumindest im Falle des Co mit den Mn-Gehalten korreliert.Nach ihrer mineralogischen und chemischen Zusammensetzung sind die Manganschiefer zu den vulkanogen-sedimentären Lagerstätten zu rechnen. Unmittelbare Hinweise auf vulkanische Aktivität im oberen Lias sind in Form von Seladonit-führenden Tuffen, die mit Mn-Karbonaten wechsellagern, erstmals in den Nördlichen Kalkalpen aufgefunden worden.

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Distribution and genetic significance of jurassic manganese deposits in the Northern Limestone Alps

Summary In the Northern Limestone Alps strata-bound deposits of manganese are concentrated in laminated marls (manganese shales) of the lower Toarcian and lower to upper Jurassic red limestones.Carbonates of the system CaCO₃–MnCO₃–FeCO₃, and minor quantities of braunite and pyrolusite are the prevailing primary manganese minerals. Characteristically they are associated with sedimentary iron minerals (hematite, goethite, Mn-siderite, chamosite, pyrite) showing a vertical sequence leading from weakly oxidzing to anaerobic conditions. In the red limestones pyrolusite and goethite are concentrated in carbonate-rich nodules and crusts. The manganese shale facies besides its elevated contents of Ca and SiO₂ is characterized by Mn and Fe values which are closely correlated. In contrast to the average composition of comparable black shale and normal marine Mn and Fe deposits the trace element contents, partly correlated with manganese, are raised, as well.According to their mineralogical and chemical composition the manganese shales must be classed with volcanogenic sedimentary deposits. Volcanic activity during manganese deposition in the Northern Limestone Alps could be proved for the first time by celadonite-bearing tuffaceous layers in manganese carbonate sediments.

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Mit 8 Abbildungen     

Primary, agpaitic and deuteric stages in the evolution of accessory Sr, REE, Ba and Nb-mineralization in nepheline-syenite pegmatites at Pegmatite Peak, Bearpaw Mts, Montana

Summary The pegmatites at Pegmatite Peak (Bearpaw Mts., Montana) crystallized from an evolved fraction of nepheline-syenitic melt enriched in Sr, Ba, light REE and Nb. These rocks are composed essentially of microcline (up to 1.1 wt.% Na₂O and 1.0 wt.% BaO), altered nepheline (replaced by analcime, zeolites, muscovite and gibbsite), and prismatic aegirine set in an aggregate of fibrous and radial aegirine. The early accessory assemblage includes Mg-Fe mica, rutile, zircon, titaniferous magnetite and thorite. Precipitation of these phases was followed by crystallization of a plethora of rare minerals enriched in Sr, Ba, light REE and Nb. Three major stages are distinguished in the evolution of this mineralization: primary, agpaitic and deuteric. Primary repositories for Sr, REE and Nb included betafite, loparite-(Ce), crichtonite and ilmenite-group minerals. Betafite (Ta-poor, REE- and Th-rich) is present in very minor amounts and did not contribute significantly to the sequestration of incompatible elements from the nepheline-syenite melt. Loparite-(Ce) evolved predominantly by depletion in Sr and Ca and enrichment in Nb, Na and REE, i.e. from strontian niobian loparite (up to 22.0 wt.% SrO) to niobian loparite (up to 17.6 wt.% Nb₂O₅). Crichtonite contains minor Na, Ca and K, lacks detectable Ba and REE, and is unusually enriched in Mn (7.0–13.6 wt.% MnO). The ilmenite-group minerals evolved from manganoan ilmenite to ferroan pyrophanite, and have relatively low Nb contents ( 0.9 wt.% Nb₂O₅). During the agpaitic stage, the major repositories for incompatible elements were silicates, including lamprophyllite, titanite and chevkinite-group minerals. Lamprophyllite is generally poor in Ba, and contains relatively minor Ca and K; only few small crystals exhibit rims of barytolamprophyllite with up to 26.3 wt.% BaO. Titanite is devoid of Al and depleted in Fe, but significantly enriched in Nb, Sr, REE and Na: up to 6.4, 4.5, 4.4. and 2.9 wt.% oxides, respectively. The chemical complexity of titanite suggests involvement of several substitution mechanisms: Ca²⁺+Ti⁴⁺Na¹⁺+Nb⁵⁺, Ca² Sr²⁺, 2Ca²⁺Na¹⁺+REE³⁺, and Ca t++OZ-~--Nal+ + (OH)^1–. Chevkinite group minerals evolved from Sr-rich (strontiochevkinite) to REE-rich compositions [chevkinite-(Ce)]. Strontiochevkinite from Pegmatite Peak is compositionally similar to the type material from Sarambi, and has high ZrO₂ (up to 7.8 wt.%) and low FeOT ( 2.5 wt.%) contents. During the final stages of formation of the pegmatites, a deuteric F-bearing fluid enriched in Sr and REE precipitated carbonates and minor phosphates confined to fractures and cavities in the rock. In this youngest assemblage of minerals, ancylite-(Ce) is the most common Sr-REE host. Some discrete crystals of ancylite show significant enrichment in Th (up to 6.0 wt.% ThO₂). Ancylite-(Ce) and bastnaesite associated with metaloparite and TiO₂ (anatase?) comprise a replacement assemblage after primary loparite. The typical replacement pattern includes a loparite core with locally developed metaloparite, surrounded by a bastnaesite-anatase intermediate zone and an ancylite rim. Fluorapatite is rare, and has very high Sr, Na and REE contents, up to 21.4, 2.6 and 12.9 wt.% oxides, respectively. Compositionally, this mineral corresponds to the solid solution series between fluorapatite and belovite-(Ce). At this stage, hollandite-group minerals became a minor host for Ba; they demonstrate the evolutionary trend from priderite (5.2 wt. % K₂O, 7.4 wt. % BaO) to Ba-Fe hollandite (19.2–21.4 wt. % BaO). Thus, the evolution of Sr, REE, Ba and Nb mineralization was a complex, multi-stage process, and involved primary crystallization, re-equilibration phenomena and late-stage deuteric alteration.

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Die primäre, agpaitische und deuterische Hauptphase in der Entwicklung der akzessorischen Sr, REE, Ba und Nb-Mineralisation in den nephelinsyenitischen Pegmatiten von Pegmatite Peak, Bearpaw Mts., Montana

Zusammenfassung Die Pegmatite von Pegmatite Peak (Bearpaw Mts., Montana) sind aus dem Restdifferentiat einer nephelinsyenitischen Schmelze, die an Sr, Ba, leichten SEE und Nb angereichert war, auskristallisiert. Diese Gesteine bestehen hauptsächlich aus Mikroklin (max. 1.1 Gew.% Na₂O und max. 1.0 Gew.% BaO), alteriertem Nephelin (verdrängt durch Analcim, Zeolithe, Muscovit und Gibbsit) und prismatischem Agirin, welcher von einem Aggregat aus fasrigem und strahligem Ägirin umgeben ist. Als frühe akzessorische Mineralien sind Mg-Fe Glimmer, Rutil, Zirkon, titanführender Magnetit und Thorit auskristallisiert. Anschließend bildete sich eine Vielzahl seltener, Sr-, Ba, leichter SEE- und Nb-reicher Mineralien aus. In den Proben von Pegmatite Peak sind drei Hauptphasen in der Entwicklung der akzessorischen Sr-, Ba-, SEE- und Nb-Mineralisation zu unterscheiden: eine primäre, eine agpaitische und eine deuterische. Primär wurden Sr, SEE und Nb in Betafit, Loparit-(Ce), Crichtonit und Mineralien der Ilmenitgruppe eingebaut. Betafit (Ta-arm, SEE- und Th-reich) ist ein sehr seltenes Mineral in den Pegmatiten, und hat die inkompatiblen Elemente nur unbedeutend konzentriert. Loparit-(Ce) entsteht im wesentlichen durch den Austausch von Sr und Ca durch Nb, Na und SEE; d.h. durch Umwandlung von strontium- und niobhältigem Loparit ( 22.0 Gew.% SrO) zu niobhältigem Loparit ( 17.6 Gew.% Nb₂O₅). Crichtonit enthält eine geringe Menge Na, Ca und K, ist ohne feststellbare SEE und Ba und ist gewönlich Mn-reich (7.0-13.6 Gew.% MnO). Mineralien der Ilmenitgruppe entwickeln sich von manganfiihrendem Ilmenit hin zu eisenführendem Pyrophanit und haben relativ niedrige Nb-Gehalte ( 0.9 Gew.% Nb₂O₅). Während der agpaitischen Phase waren Silikate wie Lamprophyllit, Titanit und Mineralien der Tscheffkinitgruppe die wichtigsten Träger von inkompatiblen Elementen. Lamprophyllit ist generell Ba-arm und ist durch relativ niedrige Ca- und K-Gehalte charakterisiert. Nur wenige kleine Kristalle zeigen barytolamprophyllitische Ränder (< 26.3 Gew.% BaO). Fe ist im Titanit (Al-frei) abgereichert während Nb, Sr, SEE und Na (jeweils max. 6.4, 4.5, 4.4 und 2.9 Gew.% Oxid) angereichert wurden. Die chemische Zusammensetzung des Titanits kann durch mehrere Substituierungen erklärt werden: Ca l++Ti4+~Nal+-I-Nbs+, Ca²⁺ Sr²⁺, 2Ca²⁺ Na¹⁺+REE³⁺, und Ca²⁺ +O2^– Na¹⁺ +(OH)^1–. Mineralien der Tscheffkinitgruppe entwickeln sich aus Sr-reichen (Strontiotscheffkinit) hin zu SEE-reichen Gliedern [Tscheffkinit-(Ce)]. Strontiotscheffkinit von Pegmatite Peak mit hohem ZrO₂-(< 7.8 Gew.%) und niedrigem FeOT-Gehalt (< 2.5 Gew.%) hat eine ähnliche Zusammensetzung wie der Holotyp von Sarambi. Während der letzten Phasen der Bildung der Pegmatite brachte ein deuterisches, F-haltiges, Sr- und SEE-reiches Fluid Karbonate und in geringer Mengen Phosphate in Spalten und Hohlräumen im Gestein zur Ausfällung. Ankylit-(Ce) ist das häufigste Sr- und SEE-führende Mineral dieser jüngsten Mineralassoziation. Manche einzelne Ankylitkristalle zeigen eine bedeutende Anreicherung von Th (< 6.0 Gew.% ThO₂). Ankylit, Bastnäsit, Metaloparit und TiO₂ (Anatas?) ersetzten den ursprünglichen Loparit. Typische Verdrängungen zeigen sich als Körner mit loparitischen Kernen, welche örtlich mit Metaloparit verwachsen sind, weiters einer Bastnäsit-Anatas Zwischenzone und einem ankylitischen Rand. Fluorapatit ist hier ein seltenes Mineral und hat sehr hohe Sr-, Na- und SEE-Gehalte (jeweils 21.4, 2.6 und 12.9 Gew.% Oxid). Von der chemischen Zusammensetzung aus gesehen gehört dieses Mineral zur Fluoapatit-Belovit-(Ce)-Mischkristallreiche. Während der deuterischen Phase dienten die Mineralien der Hollanditgruppe untergeordnet als Träger für Ba; sie legen die Entwicklung von Priderit (5.2 Gew.% K20, 7.4 Gew.% BaO) zu Ba-Fe-Hollandit (19.2–21.4 Gew.% BaO). Somit ist die Entwicklung der Sr-, SEE-, Ba- und Nb-Mineralisation ein komplexer mehrphasiger Prozeß und umfaßt die primäre Kristallisation, Reäquilibrierungsphänomene und eine späte deuterische Alteration.

     

Cryptic metasomatism in the upper mantle beneath Southeastern Austria: A laser ablation microprobe-ICP-MS study

Summary Upper mantle xenoliths from the classical location, Kapfenstein, Styria, as well as from Fehring, Styria, and Tobaj, Burgenland, have been analyzed by laser ablation microprobe inductively-coupled plasma mass spectrometry (LAM-ICP-MS). At all locations spinel lherzolite is the predominant xenolith type and thus our sample contains nine spinel lherzolites and only one harzburgite (from the richest location, Kapfenstein, sample Ka 167). All the rocks have protogranular to protogranular — porphyroclastic transitional textures. Mineral compositions are typical for fertile upper mantle rocks with 0.89 mg 0.92 for silicates and 0.10 cr 0.12 for spinel (0.18 for the harzburgite). The minerals are equilibrated with respect to major, minor and trace elements, except for clinopyroxenes in the sample from Tobaj (To 100) and one sample from Fehring (Feh 002) which have variable incompatible trace element contents.Trace element abundances are highest in clinopyroxene (3–4 × primitive mantle rare earth element — REEs — abundances) followed by orthopyroxene (about 0.5 × mantle REEs) and olivine (0.0005–0.05 × mantle REEs). Abundances of trace elements in all phases are usually correlated with their compatibility. The most incompatible elements (e.g., U, Th, Nb, Ta, La, Ce) are depleted with respect to the more compatible elements in three samples from Fehring and two from Kapfenstein. The remaining samples are enriched in either U, or U and Th, or the most incompatible REEs as compared to Nb and Ta which are usually depleted with respect to less incompatible elements. Clinopyroxenes of the sample from Tobaj (To 100) and one sample from Fehring (Feh 002) have variable U, Th, Nb and Ta contents. In sample Feh 002 this variation is accompanied by a correlated variation of the light REE contents and their abundances are also correlated with the closeness to the surface. The enrichments in U and Th are, however, not accompanied by any significant enrichment in Nb and Ta, the concentrations of which stay at low levels.The non-equilibrium trace element distribution in Clnopyroxenes suggests that the metasomatic events took place shortly before the rocks were delivered to the Earth's surface. Thus, metasomatism and volcanic activity seem to be related and a consequence of the rising diapir underneath the Pannonian Basin. Several metasomatic events probably related to fluids dominated by CO₂, water, or both were taking place. However, the intensity of that activity was generally low, as was the tectonic activity in the border zone of the Pannonian Basin. Only harzburgite Ka 167 provides evidence for some elevated activity of depletion and enrichment processes comparable to what has been found in the central region of the basin.

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Kryptische Metasomatose im Oberen Erdmantel unterhalb Südost-Österreich: eine Studie mittels Laser-Ablations-Mikrosonde-ICP-MS

Zusammenfassung Erdmantel-Xenolithe vom klassischen Vorkommen in Kapfenstein, Steiermark, und von Fehring, Steiermark, und Tobaj, Burgenland, wurden mittels Laser-Ablations-Mikrosonde-induktiv gekoppeltes Plasma-Massenspektrometer (LAM-ICP-MS) analysiert. An allen Lokalitäten dominieren Spinell-Lherzolithe die Xenolith — Population. Unsere Proben umfassen daher neun Spinell-Lherzolithe und nur einen Harzburgit (von der an Xenolithen reichsten Lokalität, Kapfenstein, Probe Ka 167). Alle Gesteine haben protogranulare bis protogranular-porphyroklastische Textur. Die Mineral-Zusammensetzungen sind typisch für fertile Gesteine aus dem Oberen Erdmantel mit 0,89 mg 0,92 in den Silikaten und 0,10 cr 0,12 im Spinell (0,18 im Harzburgit). Die Minerale sind hinsichtlich Haupt-, Neben- und Spurenelement-Verteilung im Gleichgewicht, ausgenommen die Klinopyroxene in der Probe von Tobay (To 100) und einer Probe von Fehring (Feh 002). Diese haben variable Gehalte an inkompatiblen Spurenelementen.Klinopyroxene haben die höchsten Spurenelement-Gehalte (3–4-fache Seltene-Erden-Element (SEE)-Gehalte des primitiven Erdmantels) gefolgt von Orthopyroxen (etwa 0,5-fache Erdmantel SEE) und Olivin (0,0005–0,005-fache Erdmantel SEE). Spurenelement-Häufigkeiten in allen Phasen sind üblicherweise mit ihrer Kompatibilität korreliert. In drei Proben von Fehring und zwei von Kapfenstein sind die inkompatibelsten Elemente (wie U, Th, Nb, Ta, La, Ce) gegenüber den etwas kompatibleren Elementen verarmt. Die übrigen Gesteine sind entweder an U, oder U und Th, oder den inkompatibelsten SEE relativ zu Nb und Ta angereichert. Die Letzteren sind üblicherweise relativ zu den weniger inkompatiblen Elementen verarmt. Klinopyroxene in der Probe von Tabaj (To 100) und einer Probe von Fehring (Feh 002) haben variable Gehalte an U, Th, Nb und Ta. Diese Variabilität ist in der Probe Feh 002 korreliert mit jener der Gehalte an leichten SEE und die Elementhäufigkeiten sind zusätzlich korreliert mit der Nähe zur Kornoberfläche. Die Anreicherungen an U und Th sind allerdings nicht von merklichen Anreicherungen an Nb und Ta begleitet, deren Häufigkeiten niedrig bleiben. Die unequilibrierte Spurenelementverteilung in den Klinopyroxenen deutet darauf hin, daß die Metasomatose kurz vor dem Transport der Gesteine an die Erdoberfläche stattfand. Metasomatose und vulkanische Aktivität scheinen daher verbunden und eisüdöstlichenne Konsequenz des unterhalb des Pannonischen Beckens aufsteigenden Erdmantel-Diapirs zu sein. Mehrere metasomatische Aktivitäten durch Fluide dominiert von CO₂, Wasser, oder beiden sind erkennbar. Die Intensität der Ereignisse war allerdings gering, vergleichbar der geringen tektonischen Aktivität in der Grenzzone des Pannonischen Beckens. Nur der Harzburgit Ka 167 zeigt Spuren intensiver Verarmungs- und Anreicherungs-Prozesse, die vergleichbar sind jenen, welche in der zentralen Region des Beckens die Erdmantel-Gesteine geprägt haben.

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With 5 Figures     

Sr,Nd and Pb isotopic compositions of calc-alkaline and peralkaline silicic volcanics from the D'Entrecasteaux Islands,Papua New Guinea,and their tectonic significance

Summary Sr, Nd and Pb isotope data are presented for a transitional basalt-peralkaline rhyolite suite, and spatially associated calc-alkaline rhyolites from the D'Entrecasteaux Islands, eastern Papua New Guinea. Both suites have a typical convergent margin geochemical signature (i.e. high Zr/Nb, La/Nb, and low Ta/Yb compared with OIB). The transitional basalt-peralkaline rhyolite suite and calc-alkaline rhyolites have a restricted range of²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb (18.522–18.661),²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb (15.543–15.631), and²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb (38.31–38.63) values which overlap the fields of volcanics from Tonga, Fiji, and Pacific MORB and sediments. The transitional basalt-peralkaline rhyolite suite also displays a restricted range of¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd values (0.513053–0.512984), but a much broader range of⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (0.703989–0.70585) values. The latter reflects uncertainties in the ages of samples with very high⁸⁷Rb/⁸⁶Sr values and the effects of Sr exchange with seawater. The calc-alkaline rhyolites have consistently lower¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd values (0.512923—0.512867), and a more restricted range of⁸⁷Sr/⁸⁶Sr values (0.703864–0.704028) compared with the transitional basalt-peralkaline rhyolite suite.The isotopic and trace element data are consistent with the interpretation that the calc-alkaline rhyolites were produced by partial melting of a young arc protocrust, whereas associated calc-alkaline basic and intermediate magmas were derived from a depleted mantle source which previously had been modified by subduction along the Trobriand Trough. The transitional basalt-peralkaline rhyolite suite was produced by extensive magmatic differentiation of a parental transitional basalt magma in a relatively shallow magma chamber. The parent magma was produced by partial melting of either a depleted MORB-source mantle or a less-depleted OIB-type source which previously had been modified by subduction processes. The hy- and ol-normative transitional basalt magmas were probably generated in response to lithospheric thinning at somewhat higher pressures than qz-normative calc-alkaline magmas.The close spatial and temporal relationship between the transitional basalt-peralkaline rhyolite suite and the tale-alkaline volcanics reflects the complex and dynamic tectonic setting of eastern Papua and the D'Entrecasteaux Islands. In particular, the change from calc-alkaline to alkaline magmatism appears to have occurred following a change from compressional to extensional tectonics resulting from the westward propogation of the Woodlark spreading ridge into eastern Papua.

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Sr, Nd und Pb Isotopenzusammensetzung saurer kalkalkalischer und peralkalischer Vulkanite der D' Entrecasteaux Inseln, Papua Neuguinea, und ihre tektonische Bedeutung

Zusammenfassung In dieser Arbeit werden Sr, Nd und Pb Isotopendaten transitionaler Basalt-peralkalischer Rhyolithabfolgen und räumlich mit diesen assoziierter kalkalkalischer Rhyolithe der D' Entrecasteaux Inseln im östlichen Papua Neuguinea vorgestellt. Beide Abfolgen zeigen für konvergiernde Plattenränder typische geochemische Signaturen (z.B. hohe Zr/Nb, La/Nb und niedrige Ta/Yb Verhältnisse im Vergleich mit OIB). Die transitionale Basalt-peralkalische Rhyolithabfolge und die kalkalkalischen Rhyolithe zeigen eine geringe Variation in ihren²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb (18.522–18.661),²⁰⁷/²⁰⁴Pb (15.543–15.631) und²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb (38.31–38.63) Verhältnissen, die mit denen von Vulkaniten aus Tonga, Fiji und den pazifischen MOR-Basalten und Sedimenten übereinstimmen. Die transitionale Basalt-peralkalische Rhyolithabfolge zeigt weiters eine geringe Variationsbreite der¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd Verhältnisse (0.513053–0.512984), aber eine größere Streuung der⁸⁷Sr/⁸⁶Sr Verhältnisse (0.703989–0.70585). Letztere reflektiern die Unsicherheiten der Alterseinstufung der Proben mit sehr hohen⁸⁷Rb/⁸⁶Sr Verhältnissen und die Effekte des Sr-Austausches mit Meerwasser. Die⁸⁷Sr/⁸⁶Sr Verhältnisse kalkalkalischer Rhyolithe variieren im Vergleich dazu gerigfügiger (0.703864–0.704028).Isotopen und Spurenelementdaten sind mit der Interpretation, daß die kalkalkalischen Rhyolithe durch partielle Anatexis junger Inselbogen-Protkruste entstanden sind, kompatibel. Die mit ihnen vergesellschafteten basischen bis intermediären klakalkalischen Magmen entstammen einer abgereicherten Mantelquelle, die zuvor durch Subduktionsprozesse entlang des Trobriandgrabens modifiziert wurde. Die transitionale Basalt-peralkalische Rhyolithabfolge entstand durch extensive magmatische Differentiation eines transitionalen basaltischen Stammagmas in einer relativ seicht liegenden Magmenkammer. Das Stammagma wurde durch partielle Aufschmelzung entweder eines abgereicherten MORB-Mantels oder einer weniger stark abgereicherten OIBQuelle, die zuvor durch Subduktionsprozesse modifiziert wurde, gebildet. Die Hyund O1-normativen transitionalen Basaltmagmen wurden wahrscheinlich im Zuge der Ausdünnung von Lithosphäre unter etwas höheren Drucken gebildet als die Quarznormativen kalkalkaischen Magmen.Die enge räumliche und zeitliche Beziehung der transitionalen Basalt-peralkalischen Rhyolithabfolge mit kalkalkalischen Vulkaniten spiegelt die komplexen und dynamischen geotektonischen Vorgänge im östlichen Papua Neuguinea wieder. Der Wechsel von kalkalkalischem zu alkalischem Magmatismus könnte durch die Umstellung von Kompressions- auf Extensionstektonik, die mit der Verlagerung des westlich gelegenen Woodlark Spreadingzenrums in das östliche Papua Neugiunea in Beziehung gebracht wird, erklärt werden.

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With 13 Figures     

Petrology of late proterozoic mafic dikes in the Nico Perez region,central Uruguay

Summary Tholeiitic basaltic and basaltic andesite dikes of Brasiliano (or PanAfrican) age ( 600 Ma) intrude the basement of the Nico Perez region, Uruguay. Major and trace element geochemistry of the basalts indicates that they suffered fractionation in shallow magma chambers. The variation in element ratios, which remain virtually unchanged during fractionation (K/Rb, Rb/Ba, Ba/Nb, La/Nb, Zr/Nb and Ti/Zr), indicate that the dikes are not strictly comagmatic. However, they have certain features in common: LILE and LREE enrichment with respect to HFSE and HREE; high Rb/Ba (> 0.9) and Rb/Sr (> 0.08); low K/Rb (< 214); negative Nb and Ti anomalies (La _n /Nb _n > 2; Ba/Nb > 22 Ti/Zr < 60).⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd at 665 Ma are in the range 0.7052 – 0.7119 and 0.51158 – 0.51177, respectively.The lack of correlations between isotope and trace element variations indicate that these characteristics are not controlled by crustal contamination of the melts. They are interpreted as being due to the melting of an enriched mantle (C1) under the influence of a fluid-rich component (C2) which stabilized a Nb-retaining titanate phase in the residuum. Although this process may be related to a subduction environment, it is also possible that it occurred in an ensialic region by the interaction of deep mantle fluids with the lithospheric continental mantle.The parent mantle underlying the early Proterozoic (1.8 Ga) Florida region had isotope and geochemical characteristics which could evolve to the values observed in the adjacent Nico Perez region. It is therefore proposed that mantle enrichment took place in the early Proterozoic and that this mantle melted under the influence of fluids in the late Proterozoic to derive the Nico Perez dikes.

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Petrologie von spätproterozoischen, mafischen Gängen in der Nico Perez-Region, Zentral Uruguay

Zusammenfassung In das Grundgebirge der Nico Perez-Region, Uruguay, intrudierten tholeiitische und basaltandesitische Gange panafrikanischen (Brasiliano) Alters ( 600 Ma). Die Hauptund Spurenelementgeochemie der Basalte zeigt eine Fraktionierung in seichten Magmakammern an. Die Streuung jener Elementverhältnisse, die während der Fraktionierung scheinbar unverändert bleiben (K/Rb, Rb/Ba, Ba/Nb, La/Nb, Zr/Nb und Ti/Zr), weist darauf hin, daß die Gänge nicht streng komagmatisch sind. Sie haben aber dennoch bestimmte Merkmale gemeinsam: Anreicherung von LILE und LREE in Bezug auf HFSE and HREE; hohes Rb/Ba (> 0, 9) and Rb/Sr (> 0, 08); niedriges K/Rb (< 214); negative Anornalien bei Nb and Ti (La _n /Nb _n > 2; Ba/Nb > 22, Ti/Zr < 60). Bei 665 Ma liegen⁸⁷Sr/⁸⁶Sr und¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd im Bereich von 0, 7052 bis 0, 7119 beziehungsweise von 0,51158 bis 0,51177.Fehlende Korrelationen zwischen Isotopen- und Spurenelement-Streuungen zeigen, daß these Eigenschaften nicht durch Kontamination der Schmelzen mit Krustenmaterial kontrolliert werden. Sie werden mit der Aufschmelzung von angereichertem Mantel (C1) unter dem Einfluß einer Fluid-reichen Komponente (C2) erklärt. Diese Komponente stabilisierte eine Titanat-Phase im Residuum, die Nb zurückhielt. Obwohl dieser Prozeß einem Subduktions-Milieu zugeordnet werden kann, ist es auch möglich, daß er in einem intrakontinentalen Bereich durch Wechselwirkung von Fluiden aus dem tiefen Mantel mit dem kontinentalen Lithosphärenmantel stattfand.Der Ausgangsmantel, der die frühproterbzoische (1, 8 Ga) Florida-Region unterlagert, weist isotopische and geochemische Merkmale auf, aus denen sich die in der benachbarten Nico Perez-Region beobachteten Werte entwickelt haben könnten. Daher wird angenommen, daß die Anreicherung im Mantel im frühen Proterozoikum stattfand und daß dieser Mantel unter tern Einfluß von Fluiden im späten Proterozoikum Schmelzen bildete, von denen die Gange von Nico Perez abgeleitet werden können.

     

Elemental and Sr–Nd isotopic systematics of the early Mesozoic volcanic sequence in southern Jiangxi Province, South China: petrogenesis and tectonic implications

Elemental and Sr–Nd isotopic results are presented for the early Mesozoic volcanic sequence (~172 Ma) in southern Jiangxi Province, South China. The sequence is voluminously composed of ~45% subalkaline basaltic rocks (group 1), <5% high-mg andesite–dacites (group 2) and ~50% rhyolites (group 3). The group 1 rocks are characterized by (La/Yb)_cn = 3.8–7.2, Eu/Eu* = 0.65–1.15, Nb/La = 0.64–0.99, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(t) = 0.70602~0.70822 and _Nd(t) = –1.63 to +0.11, similar to those of an EMII-like source. The group 2 rocks have mg=0.42~0.60, SiO₂=60.24~66.71%, MgO=2.65~ 5.54%, Ni=24~102 ppm and Cr=84~266 ppm, classified as high-mg andesitic rocks. These rocks are more enriched in LILEs and LREE with more significant negative Eu anomaly (0.63~0.79), are more depleted in HFSEs with Nb/La ratios of 0.40–0.56 and have lower _Nd(t) (–9.44 to –7.78) and higher ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(t) (0.70985~0.71016), in comparison with the group 1 rocks. They most likely originated from metasomatised veins in the lithospheric mantle. The origination of the group 1 and group 2 magma suggests the development of a peridotite-plus-vein lithospheric mantle during early Mesozoic era beneath the interior of the Cathaysian block. The group 3 rhyolites are characterized by high SiO₂ (72.75~77.97%), Zr (99~290 ppm), Hf (3.9~9.7 ppm) and Ga/Al (2.76~3.87) and significant Nb–Ta, Ba–Sr and P–Ti depletions. These rhyolites exhibit Sr–Nd isotopic compositions (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(t) = 0.70962~0.71104, _Nd(t) = –4.63 to –5.80) similar to the contemporaneous Zhaibei and Pitou A-type granites in the area. Such characteristics suggest that they might be derived from the underplating basaltic magma contaminated by crustal materials. Therefore, an early Mesozoic rifting model in response to intracontinental lithospheric extension is proposed to account for the early Mesozoic volcanism in southern Jiangxi Province, South China.     

Micas of the muscovite-lepidolite series from the fregeneda pegmatites (Salamanca,Spain)

Summary In the Fregeneda area different types of pegmatites can be recognized by their mineralogy, morphology, internal structure and field relationships. The most common type corresponds to a simple pegmatite with homogeneous internal structure, but zoned Li-bearing pegmatites also are relatively widespread. Cassiterite-bearing pegmatites are subordinate. The pegmatites are spatially associated to the Lumbrales granite. This is a parautochthonous, fine- to medium-grained, two-mica granite, one of the syntectonic massifs which were deformed during the third phase of Hercynian deformation. Representative micas selected from the different groups of pegmatites were studied to determine wether the pegmatites can be related by a common fractionation path, and how different pegmatite types are related to the spatially associated Lumbrales granite. Compositional variations in the micas depend on the pegmatite type. Muscovite coexisting with Li-micas in the Li-bearing pegmatites is one of the richest in Al₂O₃ (35.4–37.7 wt%) and the poorest in FeO (0.2–1.5 wt%) and MgO (0–0.3 wt%), whereas muscovite of the simple discordant pegmatites shows the highest FeO (2.2–3.3 wt%) and that from the Lumbrales granite is the richest in MgO (0.5–0.7 wt%) and TiO₂ (0.6–1.1 wt%). On the other hand, Sn (70–1168 ppm), Li (< 5–22253 ppm), F (880–21470 ppm), Cs (< 5–1696 ppm), Rb (800–9181 ppm) and other trace elements seem to increase with distance from the Lumbrales granite, and K/Rb decreases. According to this ratio, the exterior Li-bearing pegmatites are the more evolved, whereas the interior pegmatites are less evolved, and are richer in Cs, Li and Zn than other pegmatite types.

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Glimmerminerale der Muscovit-Lepidolith-Serie aus den Pegmatiten von Fregeneda, Salamanca, Spanien

Zusammenfassung Im Gebiet von Fregeneda sind auf Grund ihrer Mineralogie, Morphologie, Internstruktur und Geländebeziehungen verschiedene Pegmatittypen zu unterscheiden. Am häufigsten sind einfache homogen aufgebaute Pegmatite. Zonar gebaute Li-Pegmatite sind ebenfalls weit verbreitet, Zinnstein-führende Pegmatite treten hingegen zurück, Die Pegmatite sind räumlich mit dem Lumbrales Granit, einem paraautochtonen, fein- bis mittelkörnigen Zwei-Glimmergranit, assoziiert, Dieser gehört einem der syntektonischen Massive, die während der dritten Phase der hercynischen Deformation deformiert wurden, an. Repräsentative, aus den verschiedenen Pegmatittypen separierte Glimmerminerale wurden untersucht, um zu klären, inwieweit die Pegmatite über einen direkten Fraktionierungspfad zu verbinden sind und in welcher Beziehung sie zu dem Lumbrales Granit stehen. Die Variation der Zusammensetzung der Glimmer hängt vom Pegmatittyp ab. Muscovite, die mit Li-Glimmern koexistieren, sind die relativ Al₂O₃-reichsten (32–37.7 Gew.%) und Fe- (0.2–1.5 Gew.%.) und Mg-ärmsten (0–0.3 Gew.%). Jene aus dem Lumbrales Granit sind die reich an MgO (0.5–0.7) und TiO₂ (0.6–1.1 Gew.%). Die Gehalte von Sn (70–1168 ppm), Li (< 5–22253 ppm). F (880-21470 ppm), Cs (< 5–1696 ppm), Rb (800–9181 ppm) und anderer Spurenelemente nehmen mit der Entfernung vom Lumbrales Granit zu, während K/Rb abnimmt. Auf Grund dieses Verhältnisses sind die externen Li-führenden Pegmatite höher, die internen Pegmatite hingegen geringfügiger entwickelt. Erstere sind daher auch reicher an Cs, Li und Zn.

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With 4 Figures     

Vein type Ag-(Au)-Pb,Zn, Cu-(W,Sn) mineralization in the Southern Kreuzeck Mountains,Carinthia Province,Austria

Summary The Early Paleozoic Altkristallin of the Kreuzeck Mountains is well-known for its mostly small gold, silver, copper, lead, zinc, antimony, and mercury deposits. A detailed investigation of silver(-gold)-base metal mineralizations (Plattach, Niedermülleralm, Grakofel and DraBnitz) is presented in this paper. The deposits are structurally controlled. Faults and shear zones penetrate garnet-mica schists, gneisses (partly at Grakofel), and amphibolites (partly at DraBnitz). In places the mineralization occurs at the sheared contact between quartz porphyrite dykes (K/Ar ages of 30–40 Ma) and country rocks (e.g. at Niedermülleralm).The precious metal mineralization occurs as bundles of quartz veins, which were mined over a distance of 150-200 m along strike and dip. The depositional textures such as vugs, symmetrical banding, cockade and colloform structures clearly indicate open space filling. The mineral parageneses of Plattach, Niedermülleralm and Grakofel ores are similar to each other, but distinctly different from that of the DraBnitz deposit. The first mentioned deposits are characterized by abundant silver sulfosalts such as freibergite (21.7–36.3 wt.% Ag), pyrargyrite, miargyrite, diaphorite (Pb_{1 7–1.8}Ag_2.9–3.2Sb_2.8–3.0S₈), owyheeite (Ag_2.69Pb_9.44Sb_10.38S₂₈) and stephanite, as well as sphalerite and galena (100–1600 ppm Ag); hocartite ( [Ag, Cu]2 [Fe, Zn] SnS₄) is intergrown with pyrargyrite and occurs as inclusions in pyritic ores at Niedermülleralm. Pyrite, arsenopyrite, and chalcopyrite are present in minor amounts. Au-Ag alloys with Ag contents ranging between 40.4–49.5 wt.% (electrum) and 73.5–74.2 wt.% (aurian silver) have grain sizes between 2 and 60 pin and are frequently associated with freibergite, pyrite and quartz.Draßnitz is a silver bearing base metal deposit with a possible but not proved silver enrichment in the uppermost 100 m of the vein system. Arsenopyrite, pyrrhotite, chalcopyrite, sphalerite, bournonite, Ag-tetrahedrite, and galena are the dominant ore minerals, locally accompanied by substantial amounts of zincian stannite (25 mol.% kesterite), ferberite, scheelite, and minor amounts of molybdenite, native bismuth, ullmannite and a silver sulfosalt.The most common types of hydrothermal wall-rock alteration are phyllic alteration (sericitization), silicification, carbonatization, and sulfidization. The alteration zone does not exceed a few decimeters on both sides of the veins.Fluid inclusion studies of quartz reveal formation temperatures of 165–250°C (Plattach) and 165–220°C (Niedermülleralm). The corresponding data for the Grakofel and Draßnitz ores are 180–330°C and 210–365°C, respectively. The salinities vary between 3–7 equiv. wt.-% NaCl (Niedermülleralm, Plattach, Draßnitz) and 4–13.3 equiv. wt.-% NaCl (Grakofel).A shallow-seated plutonic or subvolcanic magma (quartz porphyrite?) could be the reason for telescoping, different temperatures and heat gradient within the mineralized zone. The isotope compositions of the fluids give evidence for their metamorphic origin, probably contaminated by a minor meteoric component.

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Gangförmige Ag-(Au)-Pb, Zn, Cu-(W, Sn) Vererzungen in der südlichen Kreuzeckgruppe, Kärnten, Österreich

Zusammenfassung Das altpaläozoische Altkristallin der Kreuzeckgruppe beherbergt eine große Zahl zumeist kleiner Gold-, Silber-, Kupfer-, Blei-, Zink-, Antimon- und Quecksilber-Lagerstätten. In dieser Arbeit werden detaillierte Untersuchungen von Silber(-Gold)-Buntmetall-Vererzungen (Plattach, Niedermülleralm, Grakofel und Draßnitz) vorgestellt. Die Lagerstätten sind strukturkontrolliert; Verwerfungs- und Scherzonen setzen in Granat-glimmerschiefern, Gneisen (teilweise Grakofel) und Amphiboliten (teilweise Draßnitz) auf. Bereichsweise tritt die Vererzung am zerscherten Kontakt zwischen Quarzporphyritgängen (K/Ar-Alter 30–40 Ma) und dem Nebengestein auf (z.B. Niedermülleralm).Die edelmetallhältige Vererzung ist an Quarzgang-Systeme gebunden, deren Ausdehnung aufgrund der bergbaulichen Aktivitäten kaum mehr als 150–200 m im Streichen und Einfallen betragen haben dürfte. Die beobachteten Ablagerungstexturen mit zahlreichen Drusen, symmetrischen Bänderungen, Kokarden- und kolloformen Strukturen sind eindeutige Indizien für eine Kristallisation in Hohlräumen. Die Mineral-paragenesen der Reviere Plattach-Niedermülleralm und des Grakofels sind einander sehr ähnlich, unterscheiden sich aber deutlich von jenen der Draßnitz. Die erstgenannten Lagerstätten zeichnen sich durch das bevorzugte Auftreten von Silber-Sulfosalzen, wie Freibergit (21,7–36,3 Gew.% Ag), Pyrargyrit, Miargyrit, Diaphorit (Pb_1,7–1,8Ag_2,9–3,2 Sb_2,8–3,0S₈), Owyheeit (Ag_{2. 69}Pb_{9 ,44}Sb_10,38S₂₈) und Stephanit sowie Sphalerit und Galenit (100–1600 ppm Ag) aus; Hocartit ( [Ag, Cu]2 [Fe, Zn] SnS₄), der mit Pyrargyrit verwachsen ist, bildet Einschlüsse in Pyriterzen der Niedermülleralm. Zu geringeren Teilen kommen Pyrit, Arsenopyrit und Chalkopyrit vor. Gold-Silber-Legierungen mit Ag-Gehalten zwischen 40,4–49,5 Gew.% (Elektrum) und 73,5–74,2 Gew.% (Au-hältiges Silber) und Korngrößen zwischen 2 und 60 Mm sind häufig mit Freibergit, Pyrit und Quarz assoziiert.Die Lagerstätten der Draßnitz enthalten eine silberführende Buntmetallvererzung mit einer aufgrund der alten Bergbautätigkeit nur vermutbaren ehemaligen Silber-Reicherzzone in den obersten Gangabschnitten (Mächtigkeit ca. 100 m). Die Haldenerze bestehen heute aus Arsenopyrit, Pyrrhotin, Chalkopyrit, Sphalerit, Bournonit, Ag-Tetraedrit und Galenit; sie werden bereichsweise von beträchtlichen Anteilen an Zn-Stannit (25 Mol.% Kesterit), Ferberit, Scheelit, sowie in geringen Mengen von gediegenem Wismut, Ullmannit und Ag-Sulfosalzen begleitet.Serizitisierung, Silizihzierung, Karbonatisierung und Sulfidisierung sind die wesentlichen hydrothermalen Nebengesteinsveränderungen. Die Alterationszone erreicht allerdings nur einige Dezimeter auf beiden Seiten der Erzgänge.Die aus Flüssigkeitseinschlüssen in Quarz ermittelten Bildungstemperaturen zeigen für die Plattach 165–250°C, für die Niedermülleralm 165–220T. Die entsprechenden Temperaturdaten für die Grakofel-Vererzung betragen 180–330°C und 210–365°C für die Draßnitz. Die Salinitäten schwanken zwischen 3–7 Gew.% NaCl äq. (Niedermülleralm, Plattach, Draßnitz) und 4–13,3 Gew.% NaCl äq. (Grakofel).Ein hochplutonisches oder subvulkanisches Magma (Quarzporphyrit?) könnte eine mögliche Erklärung für das Teleskoping, die Temperaturunterschiede und den Wärmegradienten innerhalb der Vererzungszone sein. Die Isotopenzusammensetzung der Fluide deutet auf deren metamorphen Ursprung mit vermutlich untergeordneter meteorischer Komponente hin.

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(Herrn Univ. Prof. Dr. Ing. 0. M. Friedrich () in Erinnerung zugeeignet)

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With 10 Figures     

Clinopyroxenes and amphiboles in a metadolerite from the northern apennines. Implications on the palaeogeographic role of ophiolites

Summary A metadolerite of the ophiolites of the Northern Apennines (Vignola, Panaro Valley, near Modena, Italy) behaves as ocean-floor tholeiites when Ti, P, Zr, Cr, Y and Nb are considered. However, it deviates from typical oceanic tholeiites in that(1) it contains primary alkali amphiboles, (2) its clinopyroxenes plot in the diagram TiO₂–MnO–Na₂O not in the fields of the ocean-floor basalts, and (3) the calculated uranium content of the liquid in equilibrium with its magmatic minerals is similar to the one reported for alkali basalts.These results put constraints on the generalized significance attributed to the ophiolites of the Northern Apennines, i. e. not all of them were generated at spreading ridges similar to the normal ridge segments of the present-day ocean-floors, as has been generally accepted by now.The metamorphic parageneses indicate that the rock underwent low-pressure transformations, probably in oceanic environment, followed by recrystallizations at higher pressure, reasonably in concomitance with an orogenesis.

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Klinopyroxene und Amphibole in einem Metadolerit aus dem Nördlichen Apennin. Folgerungen für die paläogeographische Stellung der Ophiolithe

Zusammenfassung Ein Metadolerit aus den Ophiolithen des Nördlichen Apennins (Vignola im Panaro-Tal bei Modena, Italien) entspricht in den Gehalten an Ti, P, Zr, Cr, Y und Nb den Tholeiiten der Ozeanböden. Er weicht hingegen von typischen ozeanischen Tholeiiten dadurch ab, daß er 1. primäre Alkaliamphibole enthält, daß 2. seine Klinopyroxene im Diagramm TiO₂–MnO–Na₂O nicht in die Felder der Tholeiite der Ozeanböden fallen und daß 3, der berechnete U-Gehalt für die mit seinen magmatischen Mineralen im Gleichgewicht stehenden liquiden Phase ähnlich jener ist, die für Alkalibasalte angegeben wird.Diese Ergebnisse schränken die generelle Bedeutung, die den Ophiolithen des Nördlichen Apennins bisher allgemein zugeschrieben wurde, ein: Nicht alle entstanden an sich ausdehnenden Rücken ähnlich jenen der heutigen Ozeanböden.Die metamorphen Parageneses zeigen, daß das Gestein bei niedrigem Druck, wahrscheinlich in ozeanischer Umgebung, Umwandlungen erlitt; dann folgten Rekristallisationen unter höherem Druck, die wohl zeitlich mit einer Orogenese zusammenfielen.

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With 4 Figures     

A window to the operation of microplate tectonics in the Tethys Ocean: the geochemistry of the Samothrace granite,Aegean Sea

Summary The island of Samothrace, northeastern Aegean Sea, consists of five main geological units: (i) A basement unit consisting of low grade metamorphic rocks (metapelites, marbles, metavolcanic rocks, and a metaconglomerate); (ii) an ophiolitic complex with K-Ar hornblende date of 154 ± 7 and 155 ± 7 Ma; (iii) A granite intrusion with biotite K-Ar dates of 14.5 ± 0.3 and 14.5 ± 0.5 Ma, and a contact metamorphic event dated at 40.9 + 2.2 Ma; (iv) a unit of Cenozoic volcanic rocks: orogenic volcanism apparently occurred in two cycles with Upper Eocene tholeiitic to calc-alkaline volcanic rocks and post-Eocene high-K andesites to trachytes. (v) Quaternary clastic sedimentary rocks which occur around the peripheral parts of the island. The granitic intrusion is predominantly a hornblende-biotite granite, granodiorite or quartz monzonite, with porphyritic variants and mafic enclaves. The pluton is cut by granophyre, aplite and rare granodioritic veins. All lithological units of the Samothrace intrusion show smooth and continuous major element trends and similar chondrite- and Ocean Ridge Granite-normalized incompatible element profiles. ORG-normalized incompatible element contents of Hf, Zr, Sm are explained with fractionation close to the normalizing values Y and Yb contents combined with high K/Yb ratios; Rb and Th are significantly enriched relative to Nb and Ta. In Y-Nb and Rb-SiO₂ space most samples of the Samothrace granite, plot in the volcanic arc and the syn-collisional granite fields. In Y + Nb-Rb space they are equally distributed within and transgress these two domains. The geochemical and regional data suggest a subduction or collision environment but biotite mineral data do not support a collisional setting for magma genesis. The Samothrace granite was probaby associated with a post-collisional domain after the closure of the Axios section of the Tethys Ocean.

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Ein Einblick in das Wirken von Mikroplattentektonik in der Tethys—Die Geochemie des Samothrake Granites, Agäisches Meer

Zusammenfassung Die Insel Samothrake in der nordöstlichen Ägäis besteht aus fünf geologischen Haupteinheiten: (i) einem schwach metamorphen Basement (Metapelite, Marmore, Metavulkanite und Metakonglomerate); (ii) einem ophiolithischem Komplex, der mit K-Ar Datierungen an Hornblende ein Alter von 154 ± 7 und 155 ± 7 Ma ergab; (iii) ein granitischer Intrusionskörper mit K-Ar Altern an Biotit von 14.0 ± 0.3 und 14.5 ± 0.5 Ma und einem kontaktmetamorphen Ereignis, das mit 40.9 ± 2.2 Ma datiert ist; (iv) eine Abfolge känozoischer Vulkanite, wobei der orogene Vulkanismus offensichtlich in zwei Zyklen ablief mit tholeiitischen bis kalkalkalischen Vulkaniten im oberen Eozän und high-K Andesiten bis Trachyten im post-Eozän; (v) quartären klastischen Sedimentgesteinen, die im Randbereich der Insel auftreten. Die Granitintrusion setzt sich hauptsächlich aus Hornblende-Biotitgraniten, Granodioriten oder Quarzmonzoniten mit teilweise porphyrischen und mafischen Enklaven enthaltenden Varietäten zusammen. Der Pluton wird von Granophyren, Apliten und seltener von granodioritischen Gängen durchschlagen. Alle lithologischen Einheiten der Samothrake Intrusion zeigen kontinuierliche Hauptelementtrends und ähnliche Chondrit und ORG-normalisierte inkompatible Elementprofile. Die Gehalte an den inkompatiblen Elementen Hf, Zr, Sm sind sehr ähnlich denen von ozeanischen Graniten (ORG). Die niedrigen Y und Yb-Gehalte und die hohen K/Yb Verhältnisse werden durch Fraktionierung erklärt. Rb und Th sind signifikant angereichert im Vergleich zu Nb und Ta. In Y-Nb und Rb-SiO₂ Diagrammen plotten die meisten Proben des Samothrake Granites im Feld der vulkanischen Inselbogen- und Synkollisionsgranite. Im Y + Nb-Rb Diagramm zeigt sich eine gleichmäßige und überlappende Verteilung. Die geochemischen und regionalen Daten weisen auf einen Subduktions- oder Kollisionsbereich hin, obwohl die Biotitzusammensetzungen nicht für eine Bildung der Magmen in einem Kollisionsbereich sprechen. Die Bildung des Samothrake Granites steht möglicherweise mit post-Kollisionstektonik nach dem Schließen der Axioszone in der Tethys in Zusammenhang.

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With 7 Figures